可任意启动停止的电子秒表的设计.doc

可任意启动/停止的电子秒表的设计 一、课程设计目的和任务 〈<微机原理与接口技术>〉是一门实践性很强的电子信息工程专业的技术基础课程 。因此，微机接口课程设计是一项实践性很强的实训环节，结合运用所学的汇编语言及 8086微处理芯片设计一个电子秒表，通过实践能够加深对汇编语言的理解以及对8086微 处理器、8253可编程定时器、8259A可编程中断控制器、8255A可编程并行I/O接口芯片等 的基本功能的认识。从而在设计过程中，提高学生的实践编程能力和硬件设计能力。也 可以进一步巩固和融会贯通所学的汇编语言,并且可以培养学生查找资料的能力和自己分 析问题解决问题的能力. 本实验利用8253可编程定时器等芯片的定时和记数的原理，结合实验箱上的集成电路 芯片8086、LED数码管以及实验箱上的按键来设计秒表。将软、硬件有机地结合起来，要 求实现计时单位为1/100秒,利用功能键进行启/停控制，上电后计时器清0,当第一次按下 KEY1启/停键时开始计数，按一下KEY2键清零，重新开始计时,在系统能够正确地进行计 时，使6位LED数码管能够正确地显示时间。 二、分析与设计 1．设计任务分析： 可任意启动/停止的电子秒表的实现用按键中断来控制整个程序，当按一下KEY1启动电 子秒表,再按一下暂停，按一下KEY2键清零，用六个七段数码管显示时间。整个程序涉及 到8255、8253和8259三个芯片.给8253的CLK0提供一个频率为10KHZ的时钟信号， 8253的OUT0连接8259的IRQ7，8253的GATE2连接正5伏电压,采用计数器0每隔0。01秒产生 一次中断并且计数，写入以偏移地址4000H开始的6个内存单元，然后利用8255将内存单 元的数据输出到七段数码管.由于按键中断优先于8259的7号中断,所以程序只有在按一下 KEY1才启动电子秒表，再按一下暂停，按一下KEY2键清零，如果超出了60分，整个程序 自动重新开始。 2．设计方案论证: 根据课程设计的要求和我们所要增加的功能写好程序流程图，在程序流程图的基础上 ，结合芯片的功能写出相应的程序。然后再进行程序调试和相应的修改,以达到能够实现 所要求实现的功能的目的。 在微机原理定汇编调试软件上编辑源程序，并进行汇编,在汇编成功无误后，选择端口 进行调试，然后装入程序，至此，本次设计的软件工作准备完毕。再根据硬件原理设计 图完成各芯片之间的连接,打开实验箱电源开关总体进行调试。 在整个实验过程中,在8253可编程定时器CLK端输出管脚处接上一个计数的频率为10KH Z的时钟信号，由8253定时/计数器产生0.01秒的中断并进行计数，可编程并行I/O接口芯 片8255A将偏移地址写入内存单元,进中断更新数据，然后将内存数据送给LED数码管显示 .定时器中断就是定义初值，然后开中断，剩下的就在中断里写了。保存数据段后，取中 断程序入口地址，定义可编程中断控制器8259中断7中断矢量，读8259中断屏蔽字，开8 259中断7,六位数码管用动态显示，挨个点亮，六个I/O控制位，十二个I/O控制段码，将 8259的定时器设置在0。01秒进入一次中断,交替输出高低电平（形成时钟频率）,在计数 器输出使用组合逻辑电路连接LED灯的各个控制输入端. 3．硬件设计： （1）8086（16位微处理器） 8086CPU的工作电源为单一5V，它的外部数据总线为16位，地址线为20根，故寻址的地址 空间为1MB.8086具有一个功能相对完善的指令系统，能对各种类型的数据进行处理。它 可以在两种不同的模式下工作，即最大工作模式和最小工作模式。所谓最小模式,就是微 型计算机系统中只有8086或8088一个微处理器,在这个系统,所有的总线控制信号直接由 CPU提供。最大模式就是微型计算机系统中包含有两个或多个微处理器，其中一个主处理 器是8086或8088微处理器，其他处理器称为协处理器，它们协助主处理器工作。 （2）8253（可编程定时器/计数器） 首先此设计中选用工作方式2，用输出指令向控制寄存器写入一个控制字，用输出指 令向选中的计数器端口地址写入一个计数初值，然后, 定时/计数器按控制字要求计数。计数从"计数初始值"开始,每当CLK信号出现一次，计数 值减1，当计数值减为0时，从OUT端输出一个低电平(具体形式与工作模式有关）。当CL K信号出现时，计数值是否减1(即是否计数），一般，仅当GATE有效时,才减1。门控信号 GATE如何影响计数操作，以及输出端OUT在各种情况下输出的信号形式与定时/计数器的 工作模式有关。 （3）8255A(可编程并行I/O接口芯片） 8255A可为86系列CPU与外部设备之间提供并行输入/输出的通道。由于它是可编程的 ，可以通过软件来设置芯片的工作方式. 在输入过程