微机原理课设数字电子钟设计

南京工程学院课程设计说明书(论文)题 目 数字电子钟设计 课 程 名 称 微机原理及接口技术 院 系 专 业 班 级 学 生 姓 名 学 号 设 计 地 点 指 导 教 师 设计起止时间：2013 年 12 月 23 日至 2013 年 12 月 27 日成绩- 2 -目录一、设计原理及功能 .1（1） 设计要求 .1 （2） 设计原理说明 . 1 1.显示模块 .1 2.计数模块 .13.中断模块 .24.定时模块.25.修改模块.2 （3） 附加功能 .2 二、实验内容（接线图） .2 三、软件设计 .6 1.设计思路（流程图） .62.运行结果图.83.源程序清单 .8 四、调试现象： .15 五、心得体会： .15六、参考文献 .16- 3 -一、设计原理及功能（1） 设计要求利用 8253 可编程定时/计数器、8259 中断控制器、8255 可编程并行接口芯片和七段数码管设计一个电子钟的电路，并编写一段程序使得该电子钟能正常运行。选用 8253 的计数器 2 进行 100MS 的定时，其输出 OUT2 与 8259 的 IRQ0 相连，当定时到 100MS 时产生一个中断信号，在中断服务程序中进行天数、时、分、秒的计数，并送入相应的存储单元；8255 的 A 口接七段数码管的位选信号，B 口接数码管的段选信号，天数、时、分、秒的数值通过对 8255 的编程可送到七段数码管上显示。（2） 设计原理说明1.显示模块显示模块是将显示缓冲区的数值送到 LED 显示的功能模块，显示缓冲区是由八个字节构成，分别保存小时的高位和低位，分钟的高位和低位，秒钟的高位和低位，一个横杠和一位天数的显示。硬件上主要涉及到的是 8255。定义 8255 控制字为 89H，其在方式 0 下工作，A,B 输出，C 输入的工作方式。8255 的 A 口接七段数码管的位选信号，B 口接数码管的段选信号，用排线接好。软件上主要是对时、分、秒、天的扫描显示，主要是在 DISPLAYLED 函数里体现出来：首先将 10000000B 送至 OUTBIT 端口，即确定 LED 的哪一位显示，再把 BX 中存储在内存中的翻译好的显示码送至 OUTSEG 短口，来确定显示什么字符。依次将加而减一，直至为跳转而字符的译码则是在 STSRT 函数中的 LP 中完成的，以小时 HOUR 为例，将存入中再以，按“余高商低”的规则，中存的是小时的个位中村的是小时的十位，将转换成显示码，并存入显示缓冲区。其他分、秒、天类似。2.计数模块计数模块的主要芯片是 8253，8253 控制字 1010 0110H,表示选用计数器 2，对高字节读写，方式 3。因为选用的是计数器 2，则 OUT 的端口即选用 OUT2，连至 8259 的 IR端口，CLK2 端口接来自实验箱的 62.5KHz 的时钟频率。- 4 -将 82500HZ 的频率转化为 10HZ 的频率，即题目要求的 100MS。每隔 100MS 送出一个信号至 8259，配合中断程序的实现。3.中断模块控制终端模块的主要芯片是 8259。IINIT 函数是专为初始化 8259。初始化 9258 的命令字 ICW1 为 00010011B，即中断请求是边沿触发，用于 8086 系统，需要设置 ICW4。ICW2 为 00001000B,ICW2 是设置中断类型号的初始化命令字。ICW4 为00001001B，ICW4 叫中断结束方式初始化。OCW1 为 11111110B 即表示只有 M0 允许中断，故接线时 8253 的 OUT2，连至 8259 的 IR0 端口.。软件上包括初始化 8259 的命令字和操作命令字，中断服务程序，中断服务子程序。设一个变量 CNT，每次调用中断服务程序则 CNT 加一，在判断 CNT 能不能被 10 整除，若能，则秒加一；不能，跳出中断程序。若秒满 60，则分加一，秒数清零,依次类推。4、定时模块定时模块由 8253 完成，8253CLK0 接 2MHZ 频率，OUT0 接 CLK1，OUT1 接蜂鸣器，GATE0 接高电平，GATE1 接脉冲信号，当其为高电平时有效。计数器 0 初始值设为5000，计数器 1 初始值设为 8000，从 OUT1 出来的信号为周期 20S 的方波，而蜂鸣器为低电平有效。5、修改模块修改模块是由 8255 完成的，从 C 口输入开关信号控制时间的修改，中间引入中间变量，以防每按动开关一次，跳动多次。（3）附加功能（1） 附加内容：选用 8253 的计数器 0、1 产生一个 10s 的时间定时，并将其输出OUT1 与蜂鸣器相接，产生 10S 产生蜂鸣。（2） 8255 的 C 口接开关输入，用 K1、K2、K3 分别控制时、分、秒的修改。- 5 -二、实验内容（接线图）硬件设计主要是将所用的各个芯片与 CPU 进行有效连接，也包括芯片与芯片之间的必要的信号连接线。首先将各芯片的片选端与对应的 CPU 的 CS 端口进行连接。再将对应的 A0,A1 对应连上。为保证中断模块的正常运行，将 8259 的 INT、INTA 与 ES8688 的 INTR、INTA 连接，IRO 与 8253 的 OUT2 连接。为保证显示模块的正常运行，将 5255 的 AB 口与 LED 的 CB 口连好。为保证计数模块的正常运行，将 62.5K 频率接到 8253 的 CLK2。为保证计数模块的正常运行, 将 C5区的 GATE1接到单位脉冲。为保证计数模块的正常运行，将 C5 区的OUT0 接到C5 区的CLK1。为保证计数模块的正常运行，将 C5 区的OUT1 接到D1 区的CTRL。为保证计数模块的正常运行，将 B4区的 C 接到G6 区的JP80。为保证计数模块的正常运行，频率输出 2MHZ 接到 C5 区的 CLK0。为保证计数模块的正常运行，将 B4 区的 A、B 分别接到 LED 区的 C、B 数据线。A3 区：A0、A1 B3、B4、C5 区：A0、A1A3 区：CS3 B3 区：CSA3 区：CS4 C5 区：CSC5 区：GATE0、GATE2 - VCCA3 区：CS8 B4 区：CSB3 区：INT、INTA ES8688：INTR、INTAB3 区：IRO C5 区：OUT2频率输出：62.5k C5 区：CLK2C5 区：GATE1 - 单位脉冲C5 区：OUT0 - C5 区：CLK1C5 区：OUT1 - D1 区：CTRLB4 区：C - G6 区:JP80频率输出：2MHZ - C5 区:CLK0B4 区：A、B LED 区：C、B 数据线- 6 -实物连线图：- 7 -三、软件设计（流程图）1.设计思路（1） 在主程序中要分别对 8253、8259、8255 进行初始化编程，8253 的计数器 2 可在方式 2 下工作。（2） 8255 的 A 口、B 口都设为方式 0，为基本的输入输出的方式（3） 在中断服务程序中对中断次数进行统计，当满 10 次时就进行一次时、分、秒的处理。时、分、秒，分别对应 6 个存储单元，分别存放时、分、秒的十位和个位。当中断次数满 10 次时，将秒的个位加 1，判断是否到 10，如到了则十位加 1，个位清零；再判断十位是否到 6，如到了则十位清零，分的个位加1，同时对分、时作相应处理。（4） 七段数码管显示作为子程序，将时、分、秒对应存储单元的内容分别取出并转换成相应的段码，从 8255 的 B 口输出，A 口输出对应位的位选信号，延时后进行下一位的显示（5） 用 8253 的计数器 0、1 产生一个 20S 周期的方波，计数器 0 工作在方式 2 下，计数器 1 工作在方式 3 下。（6） 在循环程序中检测 K1、K2、K3 是否为高电平，若是则相应位置加 1，同时还得引入变量控制 K1、K2、K3 一直在高电平的状况，确保每次按动开关相应位置只加一次。- 8 -中 断 次 数 加 1 中 断 计 次 值 =10 中 断 计 次 单 元 清 秒计 时 值 加 1 秒 值 =60？ 秒 计 时 单 元 清 零 分 计 时 值 加 1 分 值 =60？ 分 计 时 单 元 清 零 小 时 计 时 值 加 1 小 时 值 =60？ 小 时 计 时 单 元 清 零 输 出 中 断 结 束 命 令 中 断 返 回 开始设置中断服务程序地址设置 8253 工作方式及定时常数设置 8255 工作方式清显示器缓冲区清时、分、秒及中断计次单元开中断将时、分、秒单元中数据转换为 BCD 码并存入显示缓冲区调用显示子程序（a）主程序流程图 （b）中断服务程序流程图2.运行结果图- 9 -3.源程序清单D8253K EQU 0C003H ;8253 控制口 D8253D_0 EQU 0C000H D8253D_1 EQU 0C001H D8253D_2 EQU 0C002H MD8255 EQU 89H ;8255 控制字 1000 1001H,A 输出，B输出,C 输入PA8255 EQU 08000H PC8255 EQU 08002HCTL8255 EQU 08003H OUTBIT EQU 08000H ;位控制口 OUTSEG EQU 08001H ;段控制口 CS8259A EQU 0D000H ;8259 地址 CS8259B EQU 0D001H DATA SEGMENT CNT DB 0 LEDBUF DB 8 DUP(?) ;显示缓冲 NUM DB 1 DUP(?) ;显示的数据 DELAYT DB 1 DUP(?)- 10 -ZHOU DB 1 HOUR DB -1 MINUTE DB 0SECOND DB 0 CT DB 1mt DB 1VT DB 1LEDMAP: ;八段管显示码 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H DATA ENDS SSEG SEGMENT STACKDB 1000 DUP(?)SSEG ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:SSEGIINIT PROC NEAR ;初始化 8259 的命令字和操作命令字 MOV DX,CS8259A MOV AL,13H OUT DX,AL MOV DX,CS8259B MOV