微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)可任意啟動(dòng)停止的電子秒表設(shè)計(jì)

1、徐州工程學(xué)院微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）可任意啟動(dòng)/停止的電子秒表設(shè)計(jì)題 目 _王 義指導(dǎo)教師_施軍 唐亞軍 潘春飛學(xué)生姓名_ _20090501169 、71 、73 學(xué)生學(xué)號(hào)_ 學(xué)生成績(jī) 09軟件1計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)信電_院（部）_專業(yè)_班 1862012_年 _月 _日- _6_月 _29_日目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求11.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.2設(shè)計(jì)要求12系統(tǒng)分析23設(shè)計(jì)方案33.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析33.2 設(shè)計(jì)方案論證33.3硬件系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)43.4軟件系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)44硬件電路設(shè)計(jì)54.1 功能硬件設(shè)計(jì)54.1.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器825354.1.2 用可編程并行接口芯片8255的p

2、a口以及pb口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管輸出，pc口實(shí)現(xiàn)按鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示輸出84.1.3鎖存器27384.1.4 數(shù)據(jù)收發(fā)器24594.1.5譯碼器74ls154104.1.6數(shù)碼管104.2 總電路設(shè)計(jì)115軟件設(shè)計(jì)135.1 主程序設(shè)計(jì)135.2 中斷程序設(shè)計(jì)146系統(tǒng)調(diào)試19設(shè)計(jì)總結(jié)211 本系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施212 心得體會(huì)21參考資料23附錄：24附錄261 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)并制作符合要求的電子秒表。秒表由6位7段led顯示器顯示，其中2位顯示“min”，4位顯示“s”，其中顯示分辨率位“0.01s”。具有清零、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停計(jì)時(shí)及繼續(xù)計(jì)時(shí)等控制功能。1.2設(shè)計(jì)要求

3、同組同學(xué)要發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，積極主動(dòng)的提出問(wèn)題、解決問(wèn)題、討論問(wèn)題，互相幫助和啟發(fā)。在設(shè)計(jì)中可以引用所需的參考資料，避免重復(fù)工作，加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，但必須和題目的要求相符合，保證設(shè)計(jì)的正確。在老師的指導(dǎo)下制定好自己各環(huán)節(jié)的詳細(xì)設(shè)計(jì)進(jìn)程計(jì)劃，按給定的時(shí)間計(jì)劃保質(zhì)保量的完成個(gè)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)中可邊設(shè)計(jì)，邊修改，軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)可交替進(jìn)行，問(wèn)題答疑與調(diào)試和方案修改相結(jié)合，提高設(shè)計(jì)的效率，保證按時(shí)完成設(shè)計(jì)工作并交出合格的設(shè)計(jì)報(bào)告。2系統(tǒng)分析本設(shè)計(jì)采用了匯編語(yǔ)言編寫，匯編語(yǔ)言由于采用了助記符號(hào)來(lái)編寫程序，比用機(jī)器語(yǔ)言的二進(jìn)制代碼編程要方便些，在一定程度上簡(jiǎn)化了編程過(guò)程。匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)是用符號(hào)代替了機(jī)器

4、指令代碼，而且助記符與指令代碼一一對(duì)應(yīng)，基本保留了機(jī)器語(yǔ)言的靈活性。使用匯編語(yǔ)言能面向機(jī)器并較好地發(fā)揮機(jī)器的特性，得到質(zhì)量較高的程序。匯編語(yǔ)言的特點(diǎn):(1).面向機(jī)器的低級(jí)語(yǔ)言，通常是為特定的計(jì)算機(jī)或系列計(jì)算機(jī)專門設(shè)計(jì)的。(2).保持了機(jī)器語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)，具有直接和簡(jiǎn)捷的特點(diǎn)。(3).可有效地訪問(wèn)、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件設(shè)備，如磁盤、存儲(chǔ)器、cpu、i/o端口等。(4).目標(biāo)代碼簡(jiǎn)短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。(5).經(jīng)常與高級(jí)語(yǔ)言配合使用，應(yīng)用十分廣泛。在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了有效地完成任務(wù)，把所要完成的任務(wù)精心的分割成若干個(gè)相互獨(dú)立但相互又仍可有聯(lián)系的任務(wù)模塊，這些任務(wù)模塊使得

5、任務(wù)變得相對(duì)單純，對(duì)外的數(shù)據(jù)交換相對(duì)簡(jiǎn)單，容易編寫，容易檢測(cè)，容易閱讀和維護(hù)。這種程序設(shè)計(jì)思想稱為模塊化程序設(shè)計(jì)思想。模塊化結(jié)構(gòu)程序的設(shè)計(jì)，可以使系統(tǒng)軟件便于調(diào)試與優(yōu)化，也使其他人更好地理解和閱讀系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。程序的主要模塊有：主程序、顯示程序、定時(shí)溢出中斷服務(wù)程序、外部中斷服務(wù)程序。3設(shè)計(jì)方案3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)分析可任意啟動(dòng)/停止的電子秒表的實(shí)現(xiàn)用按鍵中斷來(lái)控制整個(gè)程序，當(dāng)按一下key1啟動(dòng)電子秒表，再按一下暫停，按一下key2鍵清零，用六個(gè)七段數(shù)碼管顯示時(shí)間。整個(gè)程序涉及到8255、8253和8259三個(gè)芯片。給8253的clk0提供一個(gè)頻率為10khz的時(shí)鐘信號(hào)， 8253的out0連接

6、8259的irq7，8253的gate2連接正5伏電壓，采用計(jì)數(shù)器0每隔0.01秒產(chǎn)生一次中斷并且計(jì)數(shù)，寫入以偏移地址4000h開始的6個(gè)內(nèi)存單元，然后利用8255將內(nèi)存單元的數(shù)據(jù)輸出到七段數(shù)碼管。由于按鍵中斷優(yōu)先于8259的7號(hào)中斷，所以程序只有在按一下key1才啟動(dòng)電子秒表，再按一下暫停，按一下key2鍵清零，如果超出了60分，整個(gè)程序自動(dòng)重新開始。3.2 設(shè)計(jì)方案論證根據(jù)課程設(shè)計(jì)的要求和我們所要增加的功能寫好程序流程圖，在程序流程圖的基礎(chǔ)上，結(jié)合芯片的功能寫出相應(yīng)的程序。然后再進(jìn)行程序調(diào)試和相應(yīng)的修改，以達(dá)到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求實(shí)現(xiàn)的功能的目的。在微機(jī)原理定匯編調(diào)試軟件上編輯源程序，并進(jìn)行匯編

7、，在匯編成功無(wú)誤后，選擇端口進(jìn)行調(diào)試，然后裝入程序，至此，本次設(shè)計(jì)的軟件工作準(zhǔn)備完畢。再根據(jù)硬件原理設(shè)計(jì)圖完成各芯片之間的連接，打開實(shí)驗(yàn)箱電源開關(guān)總體進(jìn)行調(diào)試。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在8253可編程定時(shí)器clk端輸出管腳處接上一個(gè)計(jì)數(shù)的頻率為10khz的時(shí)鐘信號(hào)，由8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器產(chǎn)生0.01秒的中斷并進(jìn)行計(jì)數(shù)，可編程并行i/o接口芯片8255a將偏移地址寫入內(nèi)存單元，進(jìn)中斷更新數(shù)據(jù)，然后將內(nèi)存數(shù)據(jù)送給led數(shù)碼管顯示。定時(shí)器中斷就是定義初值，然后開中斷，剩下的就在中斷里寫了。保存數(shù)據(jù)段后，取中斷程序入口地址，定義可編程中斷控制器8259中斷7中斷矢量，讀8259中斷屏蔽字，開8259中斷7，

8、六位數(shù)碼管用動(dòng)態(tài)顯示，挨個(gè)點(diǎn)亮，六個(gè)i/o控制位，十二個(gè)i/o控制段碼，將8259的定時(shí)器設(shè)置在0.01秒進(jìn)入一次中斷，交替輸出高低電平（形成時(shí)鐘頻率），在計(jì)數(shù)器輸出使用組合邏輯電路連接led燈的各個(gè)控制輸入端。3.3硬件系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)電子秒表系統(tǒng)主要完成對(duì)計(jì)時(shí)實(shí)時(shí)的顯示，精度達(dá)到1/100s，以及通過(guò)功能鍵可以使當(dāng)前計(jì)時(shí)暫?；蛑匦掠?jì)時(shí)。系統(tǒng)主要包括晶振電路、復(fù)位電路、按鍵電路以及數(shù)碼管顯示電路。系統(tǒng)的整體框圖如圖3-1所示：8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器晶振電路數(shù)碼管顯示復(fù)位電路按鍵電路 圖3-1 系統(tǒng)整體框圖3.4軟件系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件由主程序模塊、測(cè)溫程序模塊、鍵盤掃描程序模塊以及l(fā)ed

9、驅(qū)動(dòng)程序模塊組成。軟件總體框圖如圖3-2所示。圖3-2 軟件總體框圖4硬件電路設(shè)計(jì)4.1 功能硬件設(shè)計(jì)4.1.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253 用系統(tǒng)8253定時(shí)器提供的55ms定時(shí)單位，設(shè)計(jì)秒表定時(shí)程序。 有關(guān)系統(tǒng)定時(shí)方法：pc機(jī)系統(tǒng)中的8253定時(shí)器0工作于方式3，外部提供一個(gè)時(shí)鐘作為clk信號(hào), 頻率：f=1.1931816mhz。 定時(shí)器0輸出方波的頻率:fout=1.1931816/65536=18.2hz。 輸出方波的周期tout=1/18.2=54.945ms。8253a每隔55ms引起一次中斷，作為定時(shí)信號(hào)?？捎?5945ms作基本計(jì)時(shí)單位。 用bios調(diào)用int 1ah可以取得該定時(shí)

10、單位。例：1秒=18.2 (計(jì)時(shí)單位) 8253的引腳圖及硬件連接圖如圖4-1和4-2所示。圖4-1 8253引腳圖 圖4-2 硬件連接圖當(dāng)a1a0分別為00 01 10 11時(shí)分別選中三個(gè)通道和控制字寄存器在8088系統(tǒng)中，8088的a1a0分別與8253的a1a0相連在8086系統(tǒng)中，通常將8253的8位數(shù)據(jù)線與8086的低8位相連，即使用偶地址，所以8086的a2a1分別與8253的a1a0相連。計(jì)數(shù)器(0 2)即三個(gè)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器通道。每個(gè)通道包括：8位控制字寄存器、16位計(jì)數(shù)初值寄存器、減一計(jì)數(shù)器和輸出鎖存器。作定時(shí)器用：其clk端上的輸入脈沖應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)的、精確的；作計(jì)數(shù)器用：對(duì)其cl

11、k端上的脈沖計(jì)數(shù)，脈沖寬度可以不等。采用減一計(jì)數(shù)器，為0時(shí)，從out端上輸出一個(gè)脈沖定時(shí)時(shí)間 = 時(shí)鐘脈沖周期x預(yù)置的計(jì)數(shù)初值。 控制功能表csrdwra1a0功 能0100 0寫計(jì)數(shù)器00100 1寫計(jì)數(shù)器10101 0寫計(jì)數(shù)器20101 1寫控制字寄存器0010 0讀計(jì)數(shù)器00010 1讀計(jì)數(shù)器10011 0讀計(jì)數(shù)器20011 1 無(wú)操作1xxx x禁止使用011x x無(wú)操作每個(gè)通道： clk計(jì)數(shù)脈沖或標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸入端gate允許端，當(dāng)gate=1時(shí)允許計(jì)數(shù)ut計(jì)數(shù)值為0時(shí)輸出一個(gè)脈沖 由于8253的讀/寫操作對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘沒(méi)有特殊的要求，因此它幾乎可以應(yīng)用與由任何一種微處理器組成的系統(tǒng)中，可作

12、為可編程的方波頻率發(fā)生器、分頻器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、事件計(jì)數(shù)器和單脈沖發(fā)生器等。8253是一片具有三個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片。每個(gè)通道都可以編程設(shè)定3種工作方式之一種；8253由以下幾個(gè)部分組成：(1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器(8位、三態(tài)、雙向)；(2) 讀/寫控制邏輯；cs：片選信號(hào)，低電平有效； rd：讀信號(hào)，低電平有效； wr：寫信號(hào)，低電平有效 a1a0：端口選擇信號(hào) (3) 三個(gè)通道( 0 2)，由a0，a1控制選擇； (4) 一個(gè)控制寄存器；圖4-3內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖 4.1.2 用可編程并行接口芯片8255的pa口以及pb口實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管輸出，pc口實(shí)現(xiàn)按鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)顯示輸出

13、8255 可編程外圍接口芯片是 intel 公司生產(chǎn)的通用并行i/o 接口芯片，它具有a、b、c 三個(gè)并行接口，并行接口是以數(shù)據(jù)的字節(jié)為單位與i/o 設(shè)備或被控制對(duì)象之間傳遞信息。cpu 和接口之間 的數(shù)據(jù)傳送總是并行的，即可以同時(shí)傳遞8 位、16 位、32 位等。用+5v 單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0-基本輸入/出方式、方式1-選通輸入/出方式、方式2-雙向選通工作方式。8255 工作方式控制字和c口按位置位/ 復(fù)位控制字格式如圖4-3所示。圖4-3 8255工作方式圖4.1.3鎖存器273 74ls273是8位數(shù)據(jù)/地址鎖存器，他是一種帶清除功能的8d觸發(fā)器，下面介紹一下他的

14、管腳圖功能表等資料。(1).1腳是復(fù)位clr,低電平有效,當(dāng)1腳是低電平時(shí),輸出腳2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、19(q7)全部輸出0,即全部復(fù)位;(2).當(dāng)1腳為高電平時(shí),11(clk)腳是鎖存控制端,并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng)11腳有一個(gè)上升沿,立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的電平狀態(tài),并且立即呈現(xiàn)在在輸出腳2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、19(q7)上.如圖4-4。圖4-4 74ls273 74ls273管腳功能： 1d8d為數(shù)據(jù)輸入端，1q8q為數(shù)據(jù)

15、輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。 4.1.4 數(shù)據(jù)收發(fā)器245 當(dāng)片選端/ce低電平有效時(shí)，dir=“0”，信號(hào)由 b 向 a 傳輸；（接收）*dir=“1”，信號(hào)由 a 向 b 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)/ce為高電平時(shí)，a、b均為高阻態(tài) 4.1.5譯碼器74ls154 74ls154為416線制譯碼器其引腳圖如下圖4-5所示 圖4-5譯碼器其引腳圖4.1.6數(shù)碼管 數(shù)碼管要正常顯示，就要來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的各個(gè)段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動(dòng)態(tài)式兩類。 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)

16、的i/o端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如bcd碼二-十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用i/o端口多，如驅(qū)動(dòng)5個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根i/o端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng) 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)是將所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極com增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的i/o線控制。圖4-6所示。圖4-6 數(shù)碼管接線圖4.2 總電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)總電路（

17、原理）圖如圖4-7所示。圖4-7 系統(tǒng)總電路圖5軟件設(shè)計(jì)5.1 主程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)程序主要模塊由主程序、定時(shí)中斷服務(wù)程序、外部中斷0服務(wù)程序和外部中斷1服務(wù)程序組成。其中主程序是整個(gè)程序的主體?？梢詫?duì)各個(gè)中斷程序進(jìn)行調(diào)用。協(xié)調(diào)各個(gè)子程序之間的聯(lián)系。系統(tǒng)（上電）復(fù)位后，進(jìn)入主程序，主程序流程圖如圖5-1。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括設(shè)置各入口地址、中斷的開啟、對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)緩存區(qū)清“0”、賦定時(shí)器初值，初始化完畢后，就進(jìn)入數(shù)碼管顯示程序。數(shù)碼管顯示程序?qū)︼@示緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)值進(jìn)行調(diào)用并在數(shù)碼管上進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。顯示一次就對(duì)p1.1和p2.5進(jìn)行一次掃描，查詢復(fù)位鍵p1.1是否按下，當(dāng)復(fù)位鍵按下后，程序返回開始

18、，重新對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。當(dāng)沒(méi)有按下復(fù)位鍵時(shí)，程序則掃描p2.5是否按下，當(dāng)p2.5沒(méi)有按下則返回顯示程，不斷地調(diào)用顯示緩存區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。使用戶能清楚的看到當(dāng)前電子秒表所記錄的時(shí)間。當(dāng)查詢到p2.5按下后則跳轉(zhuǎn)到另外一段顯示程序并調(diào)用最紅緩存區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，此時(shí)顯示的時(shí)間即為上一次計(jì)時(shí)的時(shí)間。與此同時(shí)，在p2.5按下后執(zhí)行顯示程序的同時(shí)也在對(duì)p2.5進(jìn)行掃描，當(dāng)p2.5斷開后立即跳轉(zhuǎn)回之前的顯示程序顯示當(dāng)前的計(jì)時(shí)時(shí)間。在主程序中還進(jìn)行了賦寄存區(qū)的初始值、設(shè)置定時(shí)器初值以及開啟外部中斷等操作，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到后就轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時(shí)中斷程序。當(dāng)外部中斷有請(qǐng)求則去執(zhí)行外部中斷服務(wù)程序。并在執(zhí)行完后返回主程

19、序。圖5-1主程序流程圖5.2 中斷程序設(shè)計(jì)現(xiàn)在方案中采用了三個(gè)中斷，外部中斷int0，int1和定時(shí)中斷t0。cpu在響應(yīng)中斷時(shí)，先處理高級(jí)中斷，在處理低級(jí)中斷，若有多個(gè)同級(jí)中斷時(shí)，則按自然優(yōu)先順序處理。例如當(dāng)cpu正在處理一個(gè)中斷申請(qǐng)時(shí)，有出現(xiàn)了另一個(gè)優(yōu)先級(jí)比它高的中斷請(qǐng)求，這是，cpu就暫停終止對(duì)當(dāng)前優(yōu)先級(jí)較低的中斷源的服務(wù)，轉(zhuǎn)去響應(yīng)優(yōu)先級(jí)比它高的中斷請(qǐng)求，并為其服務(wù)。待服務(wù)結(jié)束，再繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)較低級(jí)的中斷服務(wù)程序。而當(dāng)cpu為級(jí)別高的終端服務(wù)程序服務(wù)時(shí)，如果級(jí)別低的中斷發(fā)出中斷請(qǐng)求，此時(shí)cpu是不會(huì)響應(yīng)的，所以為了避免開始和暫停兩個(gè)按鍵中的一個(gè)出現(xiàn)沒(méi)有響應(yīng)的情況，在進(jìn)行程序編輯時(shí)要注意

20、對(duì)中斷的使用，避免出現(xiàn)中斷的嵌套，合理分配中斷對(duì)本設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)是至關(guān)重要的。另外由于數(shù)字式電子秒表的最小精度位1ms，屬于高精度電子秒表。定時(shí)器t0的定時(shí)周期也為1ms，為了使電子秒表暫停鍵按下后cpu能馬上去響應(yīng)中斷程序，必須將暫停的外部中斷級(jí)別高于定時(shí)計(jì)數(shù)器的中斷級(jí)別。避免出現(xiàn)cpu執(zhí)行完定時(shí)溢出中斷程序后再響應(yīng)外部中斷程序，影響計(jì)時(shí)精度。數(shù)字式秒表中的兩個(gè)按鍵采用了中斷實(shí)現(xiàn)功能。開始采用外部中斷int0，暫停采用外部中斷int1。另外程序中還用到了定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷進(jìn)行計(jì)時(shí)。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，暫停的外部中斷int1中斷級(jí)別最高，計(jì)時(shí)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0溢出中斷次之，開始的外部中斷int0級(jí)別最

21、低。（1）外部中斷0服務(wù)程序：外部中斷0服務(wù)程序結(jié)合外部p3.2停止鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的停止功能，具體流程圖如圖5-2。當(dāng)按下p3.2停止鍵按下向cpu發(fā)出外部中斷請(qǐng)求，cpu轉(zhuǎn)向外部中斷0服務(wù)程序執(zhí)行，停止定時(shí)器。另外將當(dāng)前顯示的時(shí)間進(jìn)行一次存儲(chǔ)，存進(jìn)中間寄存區(qū)。最后中斷返回。圖5-2 外部中斷0服務(wù)程序流程圖（2）外部中斷1服務(wù)程序：外部中斷1服務(wù)程序結(jié)合外部p3.3停止鍵實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子秒表的啟動(dòng)功能，具體流程圖如圖5-3。當(dāng)按下p3.3啟動(dòng)鍵按下向cpu發(fā)出外部中斷請(qǐng)求，cpu轉(zhuǎn)向外部中斷1服務(wù)程序執(zhí)行，啟動(dòng)定時(shí)器。另外進(jìn)行二次存儲(chǔ)，將之前進(jìn)行一次存儲(chǔ)的數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)存入最終緩存區(qū)，避免下

22、次計(jì)時(shí)暫停時(shí)一次存儲(chǔ)將數(shù)據(jù)掩蓋，從而起到保護(hù)數(shù)據(jù)的作用。二次存儲(chǔ)后就中斷返回。圖5-3 外部中斷1服務(wù)程序流程圖（3）定時(shí)中斷服務(wù)程序當(dāng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0器溢出后，向cpu發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。cpu跳轉(zhuǎn)到定時(shí)中斷程序執(zhí)行，具體流程如圖5-4。定時(shí)中斷程序是一個(gè)進(jìn)位程序，主要負(fù)責(zé)對(duì)1ms的加一。1ms位沒(méi)有滿十就跳出中斷程序，返回顯示程序。當(dāng)1ms位滿十后就對(duì)1ms位清零，向10ms位加一，同時(shí)檢測(cè)10ms位是否滿十，沒(méi)有滿十就跳出中斷程序，返回顯示程序。如果滿十就向100ms位加一，依次類推，最終達(dá)到99.99秒后歸零，從零開始再次計(jì)時(shí)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0工作在方式0下，th0和tl0組成一個(gè)13位

23、的二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)器。單片機(jī)開機(jī)或復(fù)位時(shí)，它的值為00h，當(dāng)t0啟動(dòng)后，從第一個(gè)輸入脈沖開始計(jì)時(shí)，每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)加一，即從0000000000000開始計(jì)數(shù)到1111111111111，再計(jì)數(shù)一個(gè)脈沖時(shí)th0和tl0組成的13位計(jì)數(shù)器將會(huì)從13個(gè)1變成13個(gè)0，并產(chǎn)生溢出，溢出位將被送到tf0標(biāo)志位，通過(guò)溢出標(biāo)志產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求。顯然，t0定時(shí)器在方式0下引起一次中斷所允許計(jì)數(shù)的最多脈沖個(gè)數(shù)為213 個(gè)。但如果定時(shí)計(jì)數(shù)器如果每次都固定從0開始計(jì)數(shù)，到計(jì)滿后，再向cpu發(fā)出溢出中斷請(qǐng)求信號(hào)那是毫無(wú)意義的。為了使定時(shí)計(jì)數(shù)器在規(guī)定的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)字之后（此時(shí)應(yīng)小于213 個(gè)脈沖），向cpu發(fā)出溢出中斷請(qǐng)

24、求，可采取預(yù)先向th0和tl0中放入一個(gè)初值x的方法，使計(jì)數(shù)器以x值為起始值開始計(jì)數(shù)，即x+1，x+2，直至計(jì)數(shù)器計(jì)滿，從1全變?yōu)?。設(shè)需要計(jì)數(shù)的脈沖個(gè)數(shù)為y，則有：x+y=213 在定時(shí)方式下:定時(shí)時(shí)間間隔位t=（213x）*振蕩周期*12現(xiàn)在本設(shè)計(jì)要求1ms實(shí)現(xiàn)一次中斷，選擇定時(shí)器t0工作在方式0。所以需要根據(jù)以上條件計(jì)算出t0的初值。設(shè)t0的初值為x，則 （213x）*12/12*106 =1*10-3 轉(zhuǎn)換位十六進(jìn)制數(shù)x=7192=1110000011000b即th0=0e0h（取x的高8位）tl0=18h（取x的低5位）由于定時(shí)1ms只是一個(gè)理想化的時(shí)間，其中并沒(méi)有考慮到中斷后單片機(jī)

25、執(zhí)行語(yǔ)句所花的時(shí)間。雖然執(zhí)行語(yǔ)句所花的時(shí)間很短只有即微秒，但積少成多，數(shù)字秒表一秒中要溢出中斷1000次，積累起來(lái)誤差就能達(dá)到毫秒級(jí)，這對(duì)于精度到達(dá)毫秒級(jí)的數(shù)字電子秒表來(lái)說(shuō)是很大的誤差。所以要在后期編程時(shí)還要將單片機(jī)讀程序的時(shí)間考慮進(jìn)去，在對(duì)定時(shí)器賦初值時(shí)將單片機(jī)需要執(zhí)行的語(yǔ)句所花的時(shí)間加上，這樣就能使數(shù)字電子秒表的誤差達(dá)到最小。圖5-4 定時(shí)中斷服務(wù)程序6系統(tǒng)調(diào)試程序在keil uvision4環(huán)境下編寫，編譯通過(guò)后生成.hex文件加載到protuse下可正常運(yùn)行。程序剛運(yùn)行前數(shù)碼管顯示初值為0000.00，接通電源后系統(tǒng)開始計(jì)時(shí)，程序中每0.01s進(jìn)入一次定時(shí)中斷，故精度可達(dá)到0.01s。

26、在程序運(yùn)行過(guò)程中若按下一次功能鍵，則系統(tǒng)暫停計(jì)時(shí)，數(shù)碼管顯示計(jì)時(shí)截至狀態(tài)；若再次按下功能鍵，系統(tǒng)自動(dòng)清零并重新開始計(jì)時(shí)，如此重復(fù)進(jìn)行下去。按下暫停鍵實(shí)現(xiàn)暫停功能，圖6-1，圖6-2.圖6-1繼續(xù)計(jì)數(shù)后按下清零鍵實(shí)現(xiàn)清零功能圖6-2 系統(tǒng)調(diào)試狀態(tài)圖設(shè)計(jì)總結(jié)1 本系統(tǒng)存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的秒表計(jì)時(shí)器基本實(shí)現(xiàn)了所要求的功能，但經(jīng)過(guò)后期的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)本系統(tǒng)的精度還不是特別精確，做過(guò)對(duì)比后得知，當(dāng)該系統(tǒng)運(yùn)行大概450秒時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相比相差一秒，這對(duì)計(jì)時(shí)時(shí)間所要求高精度還需要進(jìn)一步矯正。依據(jù)個(gè)人觀點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高精度的計(jì)時(shí)，僅通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)并不能到達(dá)要求，因?yàn)橄到y(tǒng)每次進(jìn)入中斷處理函數(shù)都會(huì)多少

27、消耗些沒(méi)經(jīng)預(yù)算的時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間積累之后誤差就會(huì)變明顯。希望以后能改正這些誤差，是通過(guò)外加定時(shí)器還是修改參數(shù)是在以后的學(xué)習(xí)中要注意的。2 心得體會(huì) 為期兩周的課程設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，通過(guò)這次學(xué)習(xí)讓我明白要將書本上學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，學(xué)會(huì)使用proteus仿真軟件,雖然在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到了許多困難，但是解決這些困難后也使我有了很大的提高。這次課程設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了我在電子設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)，鼓舞了自己，更是一次興趣的培養(yǎng)。通過(guò)兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)，使我對(duì)微機(jī)的理論有了更深的了解，培養(yǎng)了我學(xué)以致用的能力，提高了我分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了與同學(xué)合作的能力。在設(shè)計(jì)實(shí)踐的過(guò)程中，我深深的體會(huì)到必須要有扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)

28、，熟練地掌握課本上的知識(shí)，才能對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析解決。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要的是利用proteus 軟件仿真，因?yàn)橐郧皼](méi)有學(xué)過(guò)這個(gè)軟件，所以我們要從頭學(xué)起。我們?cè)诟鱾€(gè)單元電路的連接上花費(fèi)了大量時(shí)間。設(shè)計(jì)時(shí)曾做出了兩套方案以及仿真電路，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因，這才確定了我們的電路。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮到各個(gè)元器件的功能和特性，要翻閱大量資料，參考別人的經(jīng)驗(yàn)，只有這樣才能把自己的電路設(shè)計(jì)的成功。通過(guò)這次對(duì)秒表的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于秒表的原理與設(shè)計(jì)理念。在此次的秒表設(shè)計(jì)過(guò)程中，我更進(jìn)一步地熟悉了芯片的結(jié)構(gòu)、管腳圖

29、、功能表及掌握了各芯片的工作原理和其具體的使用方法。熟悉常用電子器件的類別、型號(hào)、規(guī)格、性能及其使用范圍，能查找資料，查閱有關(guān)的電子器件圖書等。而且這些知識(shí)是對(duì)我們大學(xué)生來(lái)說(shuō)十分寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是無(wú)法在課堂上獲得的，是現(xiàn)今社會(huì)最重視的同時(shí)也是我們最需要提高的部分?？傮w來(lái)說(shuō)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)讓我受益匪淺，培養(yǎng)了我的思維設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了我的合作能力能力，最重要的是讓我明白了自學(xué)的重要性，掌握了更多自學(xué)的方法。這次課程設(shè)計(jì)的成功，我越發(fā)感覺(jué)電子設(shè)計(jì)不是死板的東西，是有很大科學(xué)性與藝術(shù)性的。不同芯片的使用，不同的接線方法，不同的變量，不同的實(shí)現(xiàn)思路，經(jīng)過(guò)組合后幾乎可以稱之為藝術(shù)。這次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)各種

30、電路都有了大概的了解，也學(xué)會(huì)了常用仿真軟件的使用，在平時(shí)的理論學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題都一一解決，加深了我對(duì)專業(yè)的了解，培養(yǎng)了我對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，為以后的學(xué)習(xí)打下了好的開端，我受益匪淺。 參考資料1 劉紅玲主編 微機(jī)原理與接口技術(shù) 北京：中國(guó)電力出版社，20072 顧暉等。微機(jī)原理與接口技術(shù)-基于8086和proteus仿真m電子工業(yè)出版社陳繼紅等. 微機(jī)原理及應(yīng)用m高等教育出版社，20103戴梅萼等.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用m清華大學(xué)4沈美明等.ibm-pc匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) m 清華大學(xué)出版社5彭虎等. 微機(jī)原理與接口技術(shù)(第2版) m電子工業(yè)出版社，20086 張彌左,王兆月,邢立軍等.微型計(jì)算

31、機(jī)接口技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社附錄： 圖4-2 硬件連接圖 圖4-6 譯碼器其引腳圖圖4-8 系統(tǒng)總電路圖附錄 主程序： push ds ；保存數(shù)據(jù)段 mov ax,0000h mov ds,ax ；數(shù)據(jù)段清零 mov ax,offset irq7 ；取中斷程序入口地址 add ax,2000h ；加裝時(shí)ip2000地址mov si,003c ；填8259中斷7中斷矢量mov wsi,ax ；填偏移量矢量mov ax,0000h ；段地址cs0000hmoc si,003ehmov wsi,ax ；填段地址矢量pop ds ；彈棧in al,21h ；讀8259中斷屏蔽字and al,7fh

32、 ；開8259中斷7out 21h,almov al,39h ;8253的計(jì)數(shù)器0為方式2，采用bcd碼計(jì)數(shù)，先寫低8位，后寫高8位。方式控制字為00110101out 43h,al ;寫入方式控制字到控制字寄存器mov al,00h ；計(jì)數(shù)初值低8位out 42h，al ；寫入計(jì)數(shù)初值低8位到通道0mov al,10h ；計(jì)數(shù)初值高8位out 42h，al ；寫入計(jì)數(shù)初值高8位到通道0mov al,81h ;8255的a口位方式0輸出，b口為方式0輸出，c口下部輸入1000 0001out 63h,al ；寫方式控制字call first ；調(diào)用first子程序，賦計(jì)數(shù)初值begi: hlt ; 延時(shí)等待sti ；開中斷mov ah,01hint 16h ；檢測(cè)是否按了鍵jz bejimov ah,00h ；讀鍵值int 16hcmp al,0dh ；是否按了key2jnz a1mov si,4000h not si+04h ；偏移地址為4004h的內(nèi)存單元內(nèi)容取反jmp begia1:cmp al,1bh ；是否按了key1鍵jnz a2call first ；重新賦初值，相當(dāng)于清零a2: jmp begi中斷程序：irq7：cakk