-微机原理与接口技术课程设计-数字式秒表-其他专业.docx
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1、目录目录1摘要1关键词1第一章引言2第二章硬件系统设置32.1 硬件系统原理图32.2 芯片资料介绍42.3 2. 1 8253 芯片42. 2. I. 1 8253内部计数器的3个引脚42. 2. 1. 2 8253的工作方式42. 2. 1. 3 8253 的编程 42. 2.2 8255 芯片52. 2. 2, 1连接外设的数据端口52. 2. 2. 2 8255 工作方式 52. 2. 2. 3 8255 的编程 52. 2.3 8259 芯片62. 2. 3. 1 8259的编程及操作方式62. 2.4 74LS240 芯片72.2.4. 1 741s240 内部结构72. 2. 4
2、. 2芯片介绍72. 2.5 75452 芯片72.2.5. 1 75452 内部结构72.2.5.2芯片介绍82.3线路连线81.1.1 1实验连线81.1.2 时钟脉冲的产生81.1.3 键盘的设置91.1.4 LED显示器的设置IO第三章软件系统设置12程序流程图123.1.1主程序流程图723. 1.20处理流程图(开始计时)133. 1.3 T处理流程图(名次存储)133. 1.42处理流程图(显示成绩)143处理流程图(比赛结束1) 153. 1.64处理流程图(比赛结束2) 153. 1. 7中断处理流程图163.2参数信息17第四章课程设计总结184.1 心得体会184.2 源
3、程序清单194.3 参考文献25摘要数字式秒表是一种用于体育中田径比赛的一种计时装置。本次课程设计是做一个数字式秒表,主要是利用8253作为定时器,为秒表提供 定时脉冲,使用7段码显示器作为秒表时间显示,用键盘控制秒表。数字式秒表拥有以下几点功能:1:可控制比赛的开始和结束和继续比赛;2:可记录成绩,依次排名,给予显示在第一位;3:可通过按键关闭设备关键词80X86, 8259 中断,8255, 8253,键盘,LED 动态显示第一章引言微型计算机的新技术、新机型,新应用层出不穷,日新月异。使得微机硬件得 到飞速发展!人们对计算机计算的精度和软件的逐步更新提出更高的要求。秒表在我们的生活总运用
4、比较广泛,从各项体育赛事,到个人 上的倒计时器, 无处不在,怎样提高其计算精度,提高运算效率成为首要因素,基于此,此次课设我 们用汇编语言,利用8086CPU和PCl试验箱进行数字式秒表的制作,我们将从硬件 系统设置、软件系统设置、课设总结(包括汇编源代码、硬件系统设置原理图,参考 文献)几方面介绍本次课设的主要成果。此课设主要利用8253的定时器输出为秒表提供定时脉冲,7段码显示器作为秒 表时间显示,用键盘控制秒表的工作过程。键盘控制秒表计时的开始,记录,结束, 计时结束后按相应按键显示所记录的时间。计时范围为1分钟,满1分钟自动退出比 赛,计时精度为0秒。第一章为引言,粗略地介绍此次课设的
5、主要内容。第二章为硬件系统设置,在此章中从基本芯片入手,介绍8253、8255、8259的 内部结构功能、工作方式以及初始化编程和74LS240P, 75425N的真值状态,工作环境, 以便读者更容易了解此课设的基本部件,对硬件原理有逐步深入的了解。另外,从键 盘和LED显示器的设定的原理、编程进行详细的描述。第三章为软件系统设置,在此章中我们从秒表的五大功能机制入手,软件设置 中,我们给出了主程序,中断程序以及各功能模块的程序流程图,使之实现一目了然。 此外,还给出了参数信息,增加了汇编源代码的可读性。第四章为课程设计总结。此部分包括心得体会,附录1 (汇编源代码,)和附录 2 (参考文献)
6、。在此课设中,韩雁老师在硬件的检测,软件的设置方面都给出了精心的指点, 在此表示衷心的感谢!第二章硬件系统设置2.1硬件系统原理图此章节主要介绍硬件系统原理图,其中键盘和显示器在后面详细介绍.数字式秒表系统构成图2.2芯片资料介绍此部分从芯片的工作方式以及初始化编程方面介绍8253、8255、8259芯片。8253芯片.1 8253内部计数器的3个引脚- CLK (时钟)输入,在计数过程中,此引脚上每输入1个时钟信号(下降沿),减1 计数器的计数值将减1- GATE (门控)输入,控制计数器工作:- 软件触发时,作用开启/关闭计数:高电平允许,低电平禁止。- 硬件触发/重触发:上升沿将初值送入
7、减1计数器- OUT (计数器输出)输出,根据设置工作方式的不同,OUT引脚可输出单个或连 续的波形信号。一般是在计数过程结束时(计数值归0), OUT引脚信号发生变化。2.2 8253的工作方式- 方式0计数结束中断- 方式1可编程单稳- 方式2连续负脉冲发生器- 方式3 连续方波发生器- 方式4 软件触发选通- 方式5 硬件触发选通本次课设中8253工作在方式3,此方式为可软、硬件触发的方波发生器,N=FCIk/Tclk, 在本次设计中,FclK信号为1. 193MHZ,输出信号为IOoHZ,N为11930。其端口地址为4043H, 40H 口用于计数器0, 4IH 口用于计数器1, 42
8、H 口用于计数器2, 43H 口用于状态和控制口。.3 8253的编程- 8253加电后的工作方式不确定,必须经初始化编程后,才能正常工作- 初始化编程:- 先写入控制字- 再写入计数初值- 工作后,可随时读取计数值- 一般先将计数值锁存在通道内的锁存器中- 然后可分两次读取16位的计数值初始化程序片段:Mov al,计数器控制字Mov dx,控制寄存器端口Out dx,alMov ax,计数器初值Mov dx,计数器端口Outdx,al;写计数器的初值低字节Moval,ahOutdx,al;写计数器计数初值高字节2. 8255芯片2.1. 连接外设的数据端口- 端口 A: PA0-PA7 (
9、A 组控制)常作数据端口使用,功能最强大- 端口 B: PB0-PB7 (B 组控制)常作数据端口使用- 端口 C: PC4-PC7 (A 组控制),PC0-PC3 (B 组控制)可作数据、状态或控制端口使用可拆分成两个4位端口分别输入或输出每位可独 立进行输出控制(位控制).2 8255工作方式- 方式0:基本输入输出方式(不带联络)适用于无条件传送和查询方式的接口电路- 方式1:选通输入输出方式(带输入联络或输出联络)适用于查询和中断方式的接口电路- 方式2:双向选通方式(同时带输入联络和输出联络)适用于可双向传送数据的外设,适用于查询和中断方式的接口电路.3 8255的编程- 编程:只写
10、1个方式控制字到控制口。DTD6 D5D4D3D2DlDO-D7:方式字/复位字选择位,1时为8255A方式控制字,0时为PC 口的置/复 位控制字,当D7为1,时,其余各位的含义为:-D6D5:A组选择方式选择位。F(T为方式0, 01为方式1, 10为方式2。-D2:B组方式选择位。0为方式0, 1为方式L D4、D3、Dl、DO:分别为 PA 口、PC7PC4 口、PB 口、PC3PCO 口输入/输出方 式选择位。0为输出,1为输入。-工作过程中:通过数据端口对外设数据进行读写本次课设8255均工作在方式0,其把PA 口、PB 口和PC 口的高4位、低4位都作为基本 输入/输出口,可以独
11、立地设置为输入或输出方式。初始化程序片段:Mov al,方式选择控制字Mov dx,端口号;如果端口号256,所以用dx间接寻址Out dx, al;写入控制寄存器2. 8259芯片2.1. 8259的编程及操作方式- 初始化编程在8259开始工作前:用户必须对8259A进行初始化编程。通过写入初始化命令字ICW对8259A进行初始 化- 中断操作编程在8259A工作期间:可以随时向8259A写入操作命令字OCW,使之按用户设置的新的工作方式进行工作,用户还可以通过写操作命令字OCW通知8259A- 操作方式编程OCWl,其格式为:MTM6M5M4M3M2MlMOAO DT D6 D5 D4
12、D3 D2 Dl DO OCWl也可称为屏蔽操作字,其被写入8259内部的中断屏蔽寄存器IMRo OCWl的8位与 IROIR7相对应,当其某一位为1时,即相应IR上的输入信号被屏蔽。IMR中的内容在任何时 候都可读出或写入,只要访问奇口地址。0CW2,其用于设置中断结束方式和优先级循环方式。其格式为:RSLEOI0012LlLOAO DT D6 D5 D4 D3 D2 Dl DO H0ESMMSMM01PRRRIS初始化程序片段:0CW3,其用于设置特殊中断屏蔽方式和程序查询方式、读状态方式。其格式为:Moval,00010101B;ICWI,边沿触发,要ICW4,级联要ICW3Out20h
13、,al;写入ICWlMovaI,0000 IOOOB;ICW2:设置H中断类型号Out2 lh,al;写入ICW2Moval,00000101B;ICW3:主片8259A的IR2接从片INTMoval,00000101B;ICW4:不用缓冲,正常中断结束,非特殊全嵌套方式Out21h,al;写入ICW4AO DT D6 D5 D4 D3 D2 Dl DO 74ls240 芯片.1 741s240内部结构74ls240内部结构.2芯片介绍真值表输入输出-GAY1XZ010001正常工作温度及其压值:25, 5V,工作电流-15MA, 24MA温度范围:-25-75C,在此课设中用作反向驱动器,增
14、大输出电流。75452芯片.1 75452内部结构VCC 2B 2A 2YIA IB IY GND.2芯片介绍真值表ABY000010100111正常工作压值范围:.工作电流400MA, 500M正常工作温度范围:0-70,在此课设中用作反向驱动器。2.3线路连线此部分从实验连线,时钟脉冲,键盘和LED显示详细介绍硬件部分的工作原理。实验连线- 8255模块的SWR. SRD分别连到ISA总线接口模块的IOWR. IORDo- 8255模块的数据(ADoAD7)、地址线(AOA7)分别连到ISA总线接口模块的数据(LADO QD7)、地址线(LA0-LA7)。- 8255模块选通线CE连到IS
15、A总线接口模块的IOYOo- 8255的PAOPA7连到键盘显示模块的KDOKD7; 8255的PBOPB3连到键盘显示模块的 KLl -KL4; 8255的PCoPC3连到键盘显示模块KHlKH4。时钟脉冲的产生8253的D7到DO接总线上,gate端接高电平,OUS接8259的IRo,通过次部分可以产生 IoOhZ的信号,具体连线如下图:IR(MR78259D0D7-INTAINTR-CSDO CLKO VD7 OUT 一GATEO ;8253-RD-WR-CS时钟脉冲产生示意图键盘的设置键盘的接口 一般分为独立式和矩阵式。独立式按键就是各按键相互独立、每个按键各接一根输入线,一根输入线上
16、的按键是否按下 不会影响其他输入线上的工作状态。因此,通过检测输入线的电平状态可以很容易判断哪个按键 被按下了。独立式按键电路配置灵活,软件结构简单。但每个按键需占用一根输入线,在按键数 量较多时,输入口浪费大,电路结构显得很繁杂。故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的 场合。若采用此方式,,各按键开关均采用上拉电阻,这是为了保证在按键断开时,各IO 口线有 确定的高电平。当然如输入口线内部已有上拉电阻,则外电路的上拉电阻可省去。矩阵式键盘适用于按键数量较多的场合,它由行线和列线组成,按键位于行、列的交叉点上, 一个4*4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘。很明显,在按键数量较多的
17、场合, 矩阵键盘与独立式按键键盘相比,要节省很多的I/O 口。行、列线分别接到按键的两端。行线通 过上拉电阻接到+5V上。平时无按键时,行、列线处于高电平状态,而当有键按下时,行、列线 将导通,因此行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。按键的识别在此课设中采用扫描 法。让所有的列线处于低电平,当有键按下时,按键所在的行电平将被拉成低电平,根据此行电 平的变化,使能判定此行有键被按下。为了进一步判定到底哪一列的键被按下,可在某一时刻只 让一条列线处于低电平,而其余所有列线处于高电平。键盘接线图 键盘扫描程序:prog:movbl,O;键号的初值为0movcl,Oefh;送扫描初值movdl
18、,4;计数值为行数frow:moval,cl;扫描一行movdx,protcrclal J;修改行扫描movcl,al;读列线无效,判别是否有列线为低inal,dxandal,OfhCmPal,Ofhjnzfcol;有列线为低电平,则转fcolmoval,bl;没有则使键号寄存器的值=键号值+列数/行数addal,4movbl,aldecdi;行未扫描完,则转frowjnzfrowjmpdown;已扫描完,则转downfcol: oral,fh;此列为低电平,则转proceCal,ljncproceincbl;如果未找到低电平的列线,则使键号=键号+1,转fcol继续proce:;键命令处理程
19、序Down: ;后续处理程序LED显示器的设置LED是7段码显示,并且是共阴的,将8255的PALPA?接到键盘显示单元的KD0-KD7, PCLPC 接到KH-KH1,通过次部分可让LED动态显示相应的信息。八位LED显示程序:Led: mov di, offset buffdata;指向缓冲区首地址Mov cl,80h使最左边LED亮Disi: mov bl,di+lbl中为要显示的数Push bxPop axMov bx,offset table段表首址送bxXlat段码送alMov dx,porta段码送段控端口 portaOut dx, alMov al, cl位扫描码送为控端口 p
20、ortbMov dx,portbOut dx, al保存位扫描码Push ex延时Mov ex,30hDelay: loop delayPop exCmp cl, Ol显示扫描到最右边LED码?Jz quit是,则已显示一遍,退出Inc di否,则指向下一位LEDShr cl, 1位码指向下一位Jmp disi显示下一位LEDQuit : retTable: db ch, , 8eh0F的段码Buffdata: db 8dup(?)8个字节的缓冲区此课设使用共阴结构,阴极控制端为低电平,数码显示短输入高电平时发亮。显示器的工作方式有静态显示和动态显示。所谓静态显示,就是当显示器显示某一个字符时
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