微机原理课程设计报告(电子秒表)

电子与控制工程学院

计算机原理与接口技术

课程设计

姓名

学号

专业 建筑设施智能技术

设计题目 可任意启动停止的电子秒表

指导老师

1电子秒表课程设计要求·············································1

2关键字································································1

3摘要···································································1

4综合实验目的························································1

5引言···································································1

5.1.1使用各个芯片的作用及工作原理···································2

5.1.2 8253可编程外围芯片介绍··········································3

5.1.3锁存器74ls273·····················································4

5.1.4译码器74154························································7

5.1.5七段数码管显示······················································8

6程序流程图····························································10

7程序源程序····························································11

8程序及硬件调试图····················································15

9设计心得·······························································17

10参考文献····························································18

可任意启动/停止的电子秒表

一、电子秒表课程设计要求

6位LED数码显示，计时单位为1/100秒。利用功能键进行启/停控制。其功能为：上电后计时器清0，当第一次（或奇数次）按下启/停键时开始计数。第2次（或偶数次）按下该键时停止计时，再一次按启/停键时清零后重新开始计时。

二、关键字

8086 8255 8253 控制字

三、摘要

用汇编语言设计数字秒表，用PROTUES仿真软件搭建的硬件电路上正确显示，并且具有开始停止清零功能。用8086作为处理器，8253做定时功能产生0.01S的脉冲，8255具备锁存和并行输出功能，驱动7段数码管正确显示，并且具有足够高的精度。。

四、综合实验目的：

通常，学习知识是由浅入深、由此及彼，一点点的学习和积累的，而应用知识则是综合运用所积累的知识来分析和解决实际问题、从知识的系统性来检验对各层次知识的掌握程度。

综合实验的目的是让学生把理论学习和实验教学阶段所掌握的知识通过一个设计实例，经历一次理论和实践结合、软件和硬件结合的综合训练，也是一次工程实践能力的检验。这次综合实验大家应当把它作为毕业设计的预演。

锻炼通过各种媒体和途径主动获取知识的能力。

五、引言

使用8253的通道0 工作在方式0计数，，并选用二进制技术，控制字36H，计数初值500，对1MHZ的CLK计数产生2000HZ的输出脉冲给1，2通道的CLK，通道一选用二进制计数即计数结束中断方式0，初值20产生非屏蔽中断0.01S非屏蔽中断送给8086的NMI产生中断的脉冲,8086开始计数即毫秒位计数并显示，并与10比较，等于给分秒位加一，毫秒位置清零，分秒位与6比较若相等清零秒各位加一，秒个位与10比较若等于清零秒十位加一，秒十位与6比较若等于清零分个位加1，分个位与10比较若等于清零分十位加一，分十位与6比较若等于全部清零。

1、使用各芯片的作用及工作原理

1）定时器/计数器8253

用系统8253定时器提供的1MHZ定时单位，设计秒表定时程序。

有关系统定时方法：PC机系统中的8253定时器0工作于方式3，外部提供一个时钟作为CLK信号,

频率：f=1MHz。

定时器0输出方波的频率:2000 Hz。

定时器1输出方波100HZ,输出方波周期Tout=1/100=1ms。8253A每隔1ms引起一次中断，作为定时信号。可用1ms作基本计时单位。

253的引脚图及硬件连接图如下图示：

点此在新窗口浏览图片
《8253引脚图》

硬件连接图

当A1A0分别为00 01 10 11时分别选中三个通道和控制字寄存器在8088系统中，8088的A1A0分别与8253的A1A0相连在8086系统中，通常将8253的8位数据线与8086的低8位相连，即使用偶地址，所以8086的A2A1分别与8253的A1A0相连。计数器(0 ~ 2)即三个计数器/定时器通道。每个通道包括：8位控制字寄存器、16位计数初值寄存器、减一计数器和输出锁存器。作定时器用：其CLK端上的输入脉冲应是标准的、精确的；作计数器用：对其CLK端上的脉冲计数，脉冲宽度可以不等。采用减一计数器，为0时，从OUT端上输出一个脉冲定时时间 = 时钟脉冲周期X预置的计数初值。

控制功能表

由于8253的读/写操作对系统时钟没有特殊的要求，因此它几乎可以应用与由任何一种微处理器组成的系统中，可作为可编程的方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器和单脉冲发生器等。

8253是一片具有三个独立的16位计数器通道的可编程定时器/计数器芯片。每个通道都可以编程设定3种工作方式之一种；8253由以下几个部分组成：

(1) 数据总线缓冲器(8位、三态、双向)；

(2) 读/写控制逻辑；CS：片选信号，低电平有效；

RD：读信号，低电平有效；

WR：写信号，低电平有效

                  A1A0：端口选择信号
    (3) 三个通道( 0 ~ 2)，由A0，A1控制选择；
    (4) 一个控制寄存器；

内部结构及引脚图：

2）用可编程并行接口芯片8255的PA口以及PB口实现数码管输出，PC口实现按键实现数据显示输出

8255 可编程外围接口芯片是 Intel 公司生产的通用并行I/O 接口芯片，它具有A、B、C 三个并行接口，并行接口是以数据的字节为单位与I/O 设备或被控制对象之间传递信息。CPU 和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8 位、16 位、32 位等。用+5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。

8255 工作方式控制字和C口按位置位/ 复位控制字格式如图所示：

本课程设计8255控制字1000010001，即是方式选择0控制A口输出控制C口高四位输入B组方式0输出C口低四位输入。即B口数码管段输出控制，A口数码管的位控制。C口低四位用于启动停止输入接口。

3）. 锁存器273

74LS273是8位数据/地址锁存器，他是一种带清除功能的8D触发器，下面介绍一下他的管脚图功能表等资料。

(1).1脚是复位CLR,低电平有效,当1脚是低电平时,输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出0,即全部复位;

(2).当1脚为高电平时,11(CLK)脚是锁存控制端,并且是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态,并且立即呈现在在输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上.

74ls273管脚功能：

1D～8D为数据输入端，1Q～8Q为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。　　

4）、译码器74ls154

74ls154为4—16线制译码器其引脚图如下图所示

5）. 7段数码管

　数码管要正常显示，就要来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

静态显示驱动

　　静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制。

六、程序流程图

七、程序代码

DATAS SEGMENT

DW 100 DUP(?)

ZXM DB 3fH,06H,5bH,4fH,66H,6dH,7dH,07H,7fH,6fH

HOU1 DB 0

HOU2 DB 0

MIN1 DB 0

MIN2 DB 0

SEC1 DB 0

SEC2 DB 0

; buf BYTE 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;显示缓冲区

; FLAG BYTE 0

; STATE BYTE 0

; KEYMARK BYTE 0;此处输入数据段代码

DATAS ENDS

STACKS SEGMENT

DW 100 DUP(?)

STACKS ENDS

CODES SEGMENT

ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKS

START:

;;;;;;;;;;;;;;;;;;中断初始化

PUSH DS

PUSH BX

MOV AX,0000H

MOV DS,AX

MOV BX,0008H

MOV DX,OFFSET TIAOSHI

MOV [BX],DX

MOV BX,000AH

MOV DX,SEG TIAOSHI

MOV [BX],DX

POP BX

POP DS

MOV AX,DATAS

MOV DS,AX

MOV AX,DATAS

MOV SS,AX

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

MOV AL,89H ;8255 A口和B口输出，C口输入

MOV DX,206H

OUT DX,AL

MOV AL,3FH

MOV DX,202H

OUT DX,AL

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

MOV AL,00110110B ;初始化8253，CNT0;

MOV DX,0406H

OUT DX,AL

MOV AX,500

MOV DX,0400H

OUT DX,AL

MOV AL,AH

OUT DX,AL

MOV AL,01010000B ; CNT1 ;

MOV DX,0406H

OUT DX,AL

MOV DX,0402H

MOV AL,20

OUT DX,AL

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

SHUCHU:

LEA SI,ZXM

MOV BX,0000H

MOV AL,11111110B

MOV DX,200H

OUT DX,AL

MOV BL,SEC2

MOV AL,[SI+BX]

MOV DX,202H

OUT DX,AL

MOV CX,200H

S1: LOOP S1

MOV AL,11111101B

MOV DX,200H

OUT DX,AL

MOV BL,SEC1

MOV AL,[SI+BX]

MOV DX,202H

OUT DX,AL

MOV CX,200H

S2: LOOP S2

MOV AL,11111011B

MOV DX,200H

OUT DX,AL

MOV BL,MIN2

MOV AL,[SI+BX]

MOV DX,202H

OUT DX,AL

MOV CX,200H

S3: LOOP S3

MOV AL,11110111B

MOV DX,200H

OUT DX,AL

MOV BL,MIN1

MOV AL,[SI+BX]

MOV DX,202H

OUT DX,AL

MOV CX,200H

S4: LOOP S4

MOV AL,11101111B

MOV DX,200H

OUT DX,AL

MOV BL,HOU2

MOV AL,[SI+BX]

MOV DX,202H

OUT DX,AL

MOV CX,200H

S5: LOOP S5

MOV AL,11011111B

MOV DX,200H

OUT DX,AL

MOV BL,HOU1

MOV AL,[SI+BX]

MOV DX,202H

OUT DX,AL

MOV CX,200H

S6: LOOP S6

JMP SHUCHU

PANDUAN: INC SEC2

CMP SEC2,0AH

JNZ SHUCHU

MOV SEC2,0

INC SEC1

CMP SEC1,0AH

JNZ SHUCHU

MOV SEC1,0

INC MIN2

CMP MIN2,0AH

JNZ SHUCHU

MOV MIN2,0

INC MIN1

CMP MIN1,06H

JNZ SHUCHU

MOV MIN1,0

INC HOU2

CMP HOU2,0AH

JNZ SHUCHU

MOV HOU2,0

INC HOU1

CMP HOU1,06H

JNZ SHUCHU

MOV HOU1,0

JMP SHUCHU

TIAOSHI PROC

;;;;;;;;;;;;中断子程序

MOV AL,01010000B ; 初始化CNT1 ;

MOV DX,0406H

OUT DX,AL

MOV DX,0402H

MOV AL,20

OUT DX,AL

JMP PANDUAN

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

RET

TIAOSHI ENDP

DELAY PROC

PUSH CX

MOV CX,29h

W10MS: LOOP W10MS

POP CX

RET

DELAY ENDP

CODES ENDS

END START

八、程序及硬件系统调试情况

按下暂停键实现暂停功能

继续计数后按下清零键实现清零功能

程序演示图

总体连线图

九、设计心得

　经过这次课程设计，我觉得我有了很大的收获，：

1.我大大地锻炼了自己搞科研的能力，作为我们大学生，尤其是工科的大学生，对于科研能力，能够自主开发课题，项目有着很高的要求，而我们很多大学生动手研发的能力还不是很强。而通过这次课程设计，使自己的研发能力有了很大堤提高。

2.我对于工科设计的严谨性，仔细性有了更深地体会。我们本次设计的秒表仅仅是工科设计中非常简单的一个，思想并不是非常复杂，手头也有一定的资料，但是我们在研发，调试过程中还是出现了一些错误。简单的一些程序好检查，但是如果说是以后要设计的一些大型程序，出现故障就不是那么容易检查了。这就要求我们在以后的工程设计当中要更为细致仔细。

3我的专业知识得到了很好的巩固，对于本专业的一些问题有了更深的思考。原来有很多知识只是死学课本，而并没有与实际相结合，而这次课程设计使我的专业知识与实际有了很好的契合。

4．在程序设计中不能够想当然，许多程序，功能在脑子中想得很好，但是将其转变城实际程序就会出现许多问题。如何由脑子里的构想转变成实际的程序，这是我以后需要提高的一点。

5．掌握了一些检查与判断错误的经验与方法，对今后的专业学习与设计有着深刻的影响。

6．对专业设计的许多流程、原则、注意事项以及撰写专业报告的有关事项有了一定的了解。

7．学到了书本上没有的知识，掌握了一些程序设计的技巧，对以后的学习与设计有深远影响。

总之，经过这次课程设计，我对今后的专业学习所要注意的事项有了更深刻地了解，这对我以后的学习必将产生深远的影响。

十、参考文献

[1] 顾晖等。微机原理与接口技术-基于8086和Proteus仿真[M]．电子工业出版社陈继红等. 微机原理及应用[M]．高等教育出版社，2010

[2]戴梅萼等.微型计算机技术及应用[M]．清华大学

[3]沈美明等.IBM-PC汇编语言程序设计 [M]．清华大学出版社

[4]彭虎等. 微机原理与接口技术(第2版) [M]．电子工业出版社，2008

[5]冯博宁,吴宁主编.微型计算机原理与接口技术（第三版）.清华法学出版社。

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