微機原理電子時鐘

1、目錄一、課程設計目的.二、課程設計要求 .三、基本工作原理及系統(tǒng)框圖 .四、芯片簡介及初始化 .4 1 、8255 簡介及初始化 .4.2 、8253 簡介及初始化 .4.3 、8259 簡介及初始化 .五、軟件程序設計 .5 1 、主程序流程圖 .52、電子時鐘中斷處理程序流程圖 .5.3 、顯示模塊流程圖 .5 4 、總程序代碼 .六、設計總結 .七、參考文獻 .一、課程設計的目的通過本次課程設計學習和掌握計算機中常用接口電路的應用和設計技術， 充分認識理論知識對應用技術的指導性作用， 進一步加強理論知識與應用相結合的實踐和鍛煉。通過這次設計實踐能夠進一步加深對專業(yè)知識和理論知識學習的認識

2、和理解，使設計者的設計水平和對所學知識的應用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。1. 熟練掌握 8086/88 教學系統(tǒng)的基本操作和調試程序的各種指令。2. 掌握 8259 中斷控制器的工作原理和應用編程方法， 練習編寫中斷程序的方法。3. 掌握 8255 的各種工作方式及其應用編程。4. 掌握 8253 定時 / 計數(shù)器的工作原理、工作方式及其應用編程。5. 熟悉編程及調試程序的方法。二、課程設計要求:（ 1）用 8255 的 A 口驅動六個七段數(shù)碼管（ LED ）的字段， B 口驅動六位七段數(shù)碼管（ LED）的位控端，右側開始各兩位分別顯示：時、分、秒。（ 2）七段數(shù)碼管采用動態(tài)掃

3、描工作方式，每位輪流顯示的時間 <2ms，掃描頻率 >50HZ，采用 8253 定時中斷方式，在中斷服務程序中完成顯示位和內(nèi)容的輪換。(3) 以 8253 定時中斷的時間 2ms 為基本單位，可設置計數(shù)變量單元 Tim2ms、Tim1（秒單元）、Tim2（分單元）、Tim3 （時單元）。每進入中斷服務程序一次Tim2ms+1，當 Tim2ms=500 時清 0，Tim1+1；當 Tim1=60 時清 0，Tim2+1；當 Tim2=60 時清 0，Tim3+1 ；Tim3=24 時清 0三：基本工作原理及系統(tǒng)框圖：系統(tǒng)設計的電子時鐘主要由顯示模塊、 時鐘控制模塊和時鐘運算模塊三大部

4、分組成。以 8086 微處理器作 CPU， 8253 做定時器對一個頻率為 1MHZ的時鐘信號定時 , 在寫入控制字與計數(shù)初值后，每到 2ms定時器就啟動工作，即當計數(shù)器減到1 時，輸出端 OUT0輸出一個 CLK周期的低電平，接 8259, 向 CPU申請中斷 , 主要用 8259A 的 IRQ2 的中斷服務程序完成秒、分、時的運算即計時功能 ,8255A 負責將內(nèi)存里的時位 , 分位 , 秒位值輸出到數(shù)碼管。 .接口 8255A 計數(shù)器、 / 定時 8253 中斷控制器、 8259A本設計由芯片、 LED數(shù)碼顯示管組成。電子時鐘的顯示格式 HH：MM： SS由左到右分別為時、分、秒，每百分

5、之一秒對百分之一秒寄存器的內(nèi)容加一，并依次對秒、分、小時寄存器的內(nèi)容加一，六個數(shù)碼管動態(tài)顯示時、分、秒的當前值。最大記時 23： 59：59 超過這個時間時分秒位都清零從 00：00： 00 重新開始。設計過程：（ 1）在主程序中要分別對8253、 8259、8255 進行初始化編程。（ 2） 8255 的 A 口、 B 口都設為方式 0，為基本的輸入輸出方式。（ 3）在中斷服務程序中對中斷次數(shù)進行統(tǒng)計，當滿 10 次時就進行一次時、分、秒的處理。時、分、秒分別對應 6 個存儲單元，分別存放時、分、秒的十位和個位。當中斷次數(shù)滿 10 次時，將秒的個位加 1，同理對分，時作相應處理。（ 4）七段

6、數(shù)碼管顯示作為子程序，對時、分、秒對應存儲單元的內(nèi)容分別取出并轉換成相應的段碼，從 8255 的 B 口輸出， A 口輸出對應位的位選信號，延時后進行下一位的顯示。系統(tǒng)框圖：825 七段數(shù)碼 825 中斷脈沖產(chǎn)生電路8253 定時器四、芯片簡介及初始化4.1 8259 芯片介紹及初始化中斷控制器 8259A 是專門為控制優(yōu)先級中斷而設計開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先排隊、辨別中斷源以及提供中斷矢量的電路集于一片中。因此無需附加任何電路，只需對 8259A 進 行編程，就可以管理 8 級中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請求方式， 即中斷結構可以由用戶編程來設定。同時，在不需要增加其他電路的情況下，通過多片

7、 8259A 的級連，能構成多達 64 級的矢量中斷系統(tǒng)。8259A的主要功能如下：圖 18259 芯片一片 8259A可以接受并管理8 級可屏蔽中斷請求，通過9 級可屏蔽中斷優(yōu)先控制。 64 級聯(lián)可擴展至 8259A片對每一級中斷都可以通過程序來屏蔽或允許在中斷響應周期， 8259A可為 CPU提供相應的中斷類型碼。具有多種工作方式， 并可通過編程來加以選擇。 通過初始化編程向 8259A寫入相應的初始化命令 ICW，可以使芯片處于一個規(guī)定的基本工作方式，并在此方式下進行工作。 8259A的初始化命令字共有 4 個 ICW1-ICW4，進行初始化時要求ICW1-ICW4按一定的順序寫入。中斷

8、控制器 8259 的初始化為：ICW1，用來指示 ICW1的標志的 D4=1，LTIM 為 0（即中斷請求為邊沿觸發(fā)方式） ，系統(tǒng)只用一片 8259，所以 SNGL為 1，因為初始化程序將用到 ICW4，所以， ICW4為 1；ICW2設置中斷類型碼的初始化命令字，必須寫到8259 的奇地址端口中， ICW2是任選的，而 ICW2一旦確定下來， 8259 的 8 個中斷請求信號輸入引腳IR0 IR7所對應的 8 個中斷類型碼也確定了；ICW4方式控制初始化命令字，它也要求寫入奇地址端口，不過ICW4并不總是需要寫入的，只有在ICW1的第 0 位為 1 時，才有必要設置ICW4，其中， D7D5

9、三位總是為 0，作為 ICW4的標識碼， SFNM位為 0，BUF位為 0，M/S 位為 0， AEOL位為 0，D0 為為 1 表示 8259 當前所在的系統(tǒng)為16 位或 32 位系統(tǒng)初始化程序：mov al,13hmov dx,0020hout dx,al;icw1mov al,08hmov dx,0021hout dx,almov al,01hout dx,almov al,0fbhout 21h,al; icw2; icw4; 8259 ocw14.2 8253芯片介紹及初始化8253 是 NMOS工藝制成的可編程計數(shù)器/ 定時器，有幾種芯片型號，外形引腳及功能都是兼容的，只是工作的最

10、高計數(shù)速率有所差異，例如8253（ 2.6MHz）,8253-5(5MHz) 8253 內(nèi)部有三個計數(shù)器，分別成為計數(shù)器1 和計數(shù)器 2，他們的機構完全相同。每個計圖 20、計數(shù)器芯片 8253數(shù)器的輸入和輸出都決定于設置在控制寄存器中的控制字，互相之間工作完全獨立。每個計數(shù)器通過三個引腳和外部聯(lián)系，一個為時鐘輸入端 CLK，一個為門控信號輸入端 GATE，另一個為輸出端 OUT。每個計數(shù) 器內(nèi)部有一個 8 位的控制寄存器，還有一個 16 位的計數(shù)初值寄存器 CR、一個計數(shù)執(zhí)行部件 CE和一個輸出鎖存器 OL。8253 初始化：做為計數(shù)器的計數(shù)器 / 定時器 8253，在設置好計數(shù)初值（即定時

11、常數(shù)）后，便開始減 1 計數(shù)，為 0 時，輸出一個信號；控制字設置： BCD為設置為計數(shù)值為二進制格式，模式選擇為模式 2（即為分頻器，當控制字寫入后，輸出段 OUT變?yōu)楦唠娖阶鳛槌跏紶顟B(tài)， 當計數(shù)初值寫入初值寄存器后， 下一個時鐘脈沖時， 計數(shù)初值被寫到計數(shù)執(zhí)行部件，然后計數(shù)執(zhí)行部件做減1 計數(shù)，減到 1 時，輸出端 OUT變?yōu)榈碗娖剑?完成一次計數(shù)過程后， 輸出端 OUT又變?yōu)楦唠娖剑?開始一個新的計數(shù)過程，由此可以周而復始的進行下去），讀寫指示位為先寫低8 位字節(jié)，在讀寫高 8 位字節(jié)，計數(shù)器選擇計數(shù)器0。其中 8253 的計數(shù)初值為 2000，當接 1MHZ的脈沖時，分頻后的輸出值為0

12、.01S。8253 的初始化程序：mov al,34hmov dx,4Bhout dx,almov dx,48hmov ax,2000out dx,almov al,ahout dx,al; 82534.3 8255 芯片介紹及初始化8255 特性：(1) 一個并行輸入 / 輸出的 LSI 芯片 , 多功能的 I/O 器件 , 可作為 CPU總線與外圍的接口 .(2) 具有 24 個可編程設置的 I/O 口, 即使 3 組 8 位的 I/O 口為 PA口,PB 口和 PC口 . 它們又可分為兩組 12 位的 I/O 口,A 組包括 A 口及 C口 ( 高 4 位,PC4PC7),B組包括 B口

13、及 C口 ( 低 4 位,PC0PC3).A 組可設置為基本的 I/O 口, 閃控 (STROBE) 的 I/O閃控式 , 雙向 I /O3 種模式 ;B 組只能設置為基本 I/O 或閃控式 I/O 兩種模式 , 而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定 .圖 3芯 82558255 引腳功能：RESET:復位輸入線CS:芯片選擇信號線RD:讀信號線WR:寫入信號D0D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線PA0 PA7:端口 A 輸入輸出線PB0 PB7:端口 B 輸入輸出線PC0 PC7:端口 C 輸入輸出線A0,A1: 地址選擇線8255 初始化：可并行通信接口 8255 的控制字是方式選擇控制字， A

14、 口工作在方式 0（即基本輸入輸出方式）下，并且為輸出狀態(tài)， B 口工作在方式 0 下，為輸出口， C 口為輸出口，其初始化為：8255 控制口地址為 63h8255 初始化程序：mov dx,63hmov al,10000000bout dx,al;8255五、軟件程序設計程序主流程圖： 5.1開 825825825初設置終端服務程序地清除顯示緩沖清除時分秒及中斷控單元開中斷時分秒計數(shù)并將其值送顯示緩沖區(qū)調用顯示子程序5.2 電子時鐘中斷處理程序流程圖：保護寄存器計數(shù)單元減1將字符轉換為段碼N輸出段碼1 秒了嗎？計滿Y秒位加1輸出位碼N計滿10 秒了嗎？位碼右移Y10 秒位加1 恢復寄存器N

15、計滿Y開始時、分轉化為十進制，存到內(nèi)存單元分的各位數(shù)值計算時、中對應編碼在TABLE60 秒了嗎？中斷返回分位加1 10分了嗎？10 分位加1 計滿60 分了嗎？時位N加1計滿10 小時了嗎？1計滿Y時位加10NYN Y5.3 顯示模塊流程圖：段依次在61H顯 LED 輸出到結束5.4 總程序代碼： PORTBIT EQU 61HPORTSEG EQU 60HCODE SEGMENTASSUME CS:CODEORG 1000HMOV AX,CSMOV DS,AXSTART:控制寄存器地址MOV DX,63H;8255;CW1=80HMOV AL,10000000BOUT DX,AL;8255

16、MOV AL,34H;0011 0100BCW0方式2MOV DX,4BH;8253 控OUT DX,ALMOV DX,48H;500Hz,2ms MOV AX,2000OUT DX,ALMOV AL,AH; 8253OUT DX,ALMOV AL,13H;0001 0011BICW1單片，邊沿觸發(fā)，要ICW4MOV DX,0020HOUT DX,ALMOV AL,0BH;0000 1011B中斷類型號;PC/XT 奇地址OUT DX,ALMOV AL,01H;PC/XT 偶地址;ICW1BMOV DX,0021H; ICW2;8259 D7-D0 與總線直連，中斷非自動結束，處于8086 系

17、統(tǒng)OUT DX,ALMOV AL,0F7HOUT 21H,AL; ICW4;1111 0111 開放 IR3;8259 OCW1MOV AX,0MOV DS,AXMOV AX,OFFSET INTR1MOV DI,002CHMOV DI,AXINC DIINC DIMOV AX,CSMOV DI,AXINC DIINC DIMOV BP,0HMOVAL,CS:BP+BITOUT PORTBIT,ALROL AL,1MOV CS:BP+BIT,ALMOV SI,OFFSET BUFMOV AL,SIMOV BX,OFFSET TABLEXLATOUT PORTSEG,ALINC SISTIBEG

18、IN: CMP CS:BP+TIME,1000JNZ BEGINMOV AL,0MOVCS:BP+TIME,0MOV DI,OFFSET BUFMOV AL,DI+00MOV CH,DI+01MOV CL,4ROL CH,CLORAL,CHADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+00,ALMOV AL,CHAND AL,0F0HROR AL,CLMOV DI+01,ALMOV AL,CHCMP AL,60HJNZ BEGINMOV AL,00MOV DI+00,ALMOV DI+01,ALMOV AL,DI+02MOV CH,DI+03MOV CL,4ROL CH,CLAL,CHORADD AL,1DAAMOV CH,ALAND AL,0FHMOV DI+02,ALMOV AL,CHAND AL,0F0HROR AL,CLMOV DI+