可任意啟動停止的電子秒表的設(shè)計

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1、可任意啟動/停止的電子秒表的設(shè)計一、課程設(shè)計目的和任務(wù)<<微機原理與接口技術(shù)>>是一門實踐性很強的電子信息工程專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課程。因此，微機接口課程設(shè)計是一項實踐性很強的實訓(xùn)環(huán)節(jié)，結(jié)合運用所學(xué)的匯編語言及8086微處理芯片設(shè)計一個電子秒表，通過實踐能夠加深對匯編語言的理解以及對8086微處理器、8253可編程定時器、8259A可編程中斷控制器、8255A可編程并行I/O接口芯片等的基本功能的認識。從而在設(shè)計過程中，提高學(xué)生的實踐編程能力和硬件設(shè)計能力。也可以進一步鞏固和融會貫通所學(xué)的匯編語言，并且可以培養(yǎng)學(xué)生查找資料的能力和自己分析問題解決問題的能力。本實驗利用825

2、3可編程定時器等芯片的定時和記數(shù)的原理，結(jié)合實驗箱上的集成電路芯片8086、LED數(shù)碼管以及實驗箱上的按鍵來設(shè)計秒表。將軟、硬件有機地結(jié)合起來，要求實現(xiàn)計時單位為1/100秒，利用功能鍵進行啟/停控制，上電后計時器清0，當?shù)谝淮伟聪翶EY1啟/停鍵時開始計數(shù)，按一下KEY2鍵清零，重新開始計時，在系統(tǒng)能夠正確地進行計時，使6位LED數(shù)碼管能夠正確地顯示時間。二、分析與設(shè)計1．設(shè)計任務(wù)分析：可任意啟動/停止的電子秒表的實現(xiàn)用按鍵中斷來控制整個程序，當按一下KEY1啟動電子秒表，再按一下暫停，按一下KEY2鍵清零，用六個七段數(shù)碼管顯示時間。整個程序涉及到8255、8253

3、和8259三個芯片。給8253的CLK0提供一個頻率為10KHZ的時鐘信號，8253的OUT0連接8259的IRQ7，8253的GATE2連接正5伏電壓，采用計數(shù)器0每隔0.01秒產(chǎn)生一次中斷并且計數(shù)，寫入以偏移地址4000H開始的6個內(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號中斷，所以程序只有在按一下KEY1才啟動電子秒表，再按一下暫停，按一下KEY2鍵清零，如果超出了60分，整個程序自動重新開始。2．設(shè)計方案論證：根據(jù)課程設(shè)計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

4、序。然后再進行程序調(diào)試和相應(yīng)的修改，以達到能夠?qū)崿F(xiàn)所要求實現(xiàn)的功能的目的。在微機原理定匯編調(diào)試軟件上編輯源程序，并進行匯編，在匯編成功無誤后，選擇端口進行調(diào)試，然后裝入程序，至此，本次設(shè)計的軟件工作準備完畢。再根據(jù)硬件原理設(shè)計圖完成各芯片之間的連接，打開實驗箱電源開關(guān)總體進行調(diào)試。在整個實驗過程中，在8253可編程定時器CLK端輸出管腳處接上一個計數(shù)的頻率為10KHZ的時鐘信號，由8253定時/計數(shù)器產(chǎn)生0.01秒的中斷并進行計數(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。定時器中斷就是定義初值，然后

5、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7，六位數(shù)碼管用動態(tài)顯示，挨個點亮，六個I/O控制位，十二個I/O控制段碼，將8259的定時器設(shè)置在0.01秒進入一次中斷，交替輸出高低電平（形成時鐘頻率）-8-，在計數(shù)器輸出使用組合邏輯電路連接LED燈的各個控制輸入端。3．硬件設(shè)計：（1）8086（16位微處理器）8086CPU的工作電源為單一5V,它的外部數(shù)據(jù)總線為16位，地址線為20根，故尋址的地址空間為1MB。8086具有一個功能相對完善的指令系統(tǒng)，能對各種類型的數(shù)據(jù)

6、進行處理。它可以在兩種不同的模式下工作，即最大工作模式和最小工作模式。所謂最小模式，就是微型計算機系統(tǒng)中只有8086或8088一個微處理器，在這個系統(tǒng)，所有的總線控制信號直接由CPU提供。最大模式就是微型計算機系統(tǒng)中包含有兩個或多個微處理器，其中一個主處理器是8086或8088微處理器，其他處理器稱為協(xié)處理器，它們協(xié)助主處理器工作。（2）8253（可編程定時器/計數(shù)器）首先此設(shè)計中選用工作方式2，用輸出指令向控制寄存器寫入一個控制字，用輸出指令向選中的計數(shù)器端口地址寫入一個計數(shù)初值，然后，定時/計數(shù)器按控制字要求計數(shù)。計數(shù)從“計數(shù)初始值”開始，每當CLK信號出現(xiàn)一次，

7、計數(shù)值減1，當計數(shù)值減為0時，從OUT端輸出一個低電平（具體形式與工作模式有關(guān)）。當CLK信號出現(xiàn)時，計數(shù)值是否減1（即是否計數(shù)），一般，僅當GATE有效時，才減1.門控信號GATE如何影響計數(shù)操作，以及輸出端OUT在各種情況下輸出的信號形式與定時/計數(shù)器的工作模式有關(guān)。（3）8255A（可編程并行I/O接口芯片）8255A可為86系列CPU與外部設(shè)備之間提供并行輸入/輸出的通道。由于它是可編程的，可以通過軟件來設(shè)置芯片的工作方式。在輸入過程中，輸入設(shè)備把數(shù)據(jù)送給接口，并且使狀態(tài)線“輸入準備好”有效。接口把數(shù)據(jù)存放在“輸入緩沖寄存器”中，同時使“輸入