微机接口课程设计--电子钟实验 网络专业.doc

微机原理与接口技术 -电子钟实验 2010年1月6日 键盘实验一 实验任务及要求 任务：1、掌握综合使用基本输入输出设备、通用接口芯片、专用接口芯片的方法；2、掌握实时处理程序的编制和调试方法。要求设计一个定时显示装置，用实验仪左侧的六个LED数码管显示时间，时间显示格式为24小时制。分秒值为59分55秒时开始报时，每秒钟蜂鸣器鸣叫一声，到整点报时停止。0123456789GS 用小键盘控制时钟的启停和时钟的设置，键的定义参见左图键值具体定义如下：G键（启停键） 程序启动后，按下该键时 钟启动； 再次按下该键，暂停计时，显示当前时间。S键（设置键） 按下S键后，为时钟设置时、分、秒初始值。二 硬件连线 键盘的控制、LED显示模块：采用74系列模块控制键盘的行信号Q_0、Q_1、Q_2、Q_3分别与开放的输入信号Q0、Q1、Q2、Q3相连，键盘的列信号P_0、P_1、P_2和开放的输出信号P0、P1、P2相连。74芯片的片选信号CS1接地址译码信号340H， CS2接地址译码信号360H。时间的精确定时：用8254定时器0产生25ms的中断信号；8254的片选CS连地址输出端320H，A0，A1分别连地址总线A2，A3，GATE0连+5V，CLK0连74LS393分频输出的47K输出端，OUT0连接到8259的IRQ0整点报时控制：由8255模块控制；PC0直接与蜂鸣器相连，CS_4连接到实验仪中部的地址输出端CS_4中断处理模块：由8259控制8259的片选CS-1连地址输出300H， INT1连总线输入INTR，8259模块的INT-A连总线的INTA，8259的SP/1连+5V, 8259的IRQ0连接到8254的 OUT0。没用 键盘键盘扫描与显示实验 一、器件使用要点 本实验中使用的核心器件是由74HC245和74HC273构成简单的并行输入/输出口。74HC245是一个双向三态驱动器，它的第19脚/G是片选通信号，只有在/G为低电平时，74HC245才会工作，否则74HC245的输出为高阻态；而第1脚DIR是方向选择，当DIR=1时，74HC245的数据方向是从AB，DIR=0时，数据方向从BA。74HC273是一个锁存器，它的第1脚/CLR是清零脚，当/CLR=0时，74HC273的输出为0；第11脚CLK是时钟输入脚，当该端输入一个上升沿，74HC273就会把数据输入端D0-D7的数据锁存住并输出，直到下一个上升沿的到来才会改变。 二、实验原理 1、通用并口模块原理图： 图（1）由一片74HC245作为键盘的行扫描电路（键盘的列扫描信号由一片74HC273提供，如图2所示），74HC245的P0-P3已经分别接到4*3的小键盘的4行。另外，这片74HC245的引脚和4*3小键盘行、列都有引出相应的接插口，所以也能另作它用，例如用74HC245来驱动发光二极管，或者与适当的输入输出器件（例如8255）相配合就可以进行键盘扫描实验。该片74HC245的/G端引了出来（KEYCS0）作为它的片选信号端。 图（1） 图（2）中左边的74HC273实现数码管的段码驱动，右边的74HC273除了与图（1）中的74HC245配合，作为键盘的行列扫描信号，来确定那个键被按下，还作为6个共阴数码管的位驱动。该模块的6个共阴数码管的段引脚（分别是KEY模块的的a、 b、c、d、e、f、g、dp）和位引脚（分别是KEY模块上的DS1、DS2、DS3、DS4、DS5、DS6）都引出来，如果用其它的驱动模块也可以控制数码管的显示。因为这两片74HC273都只作为输出用，所以用一片74HC32对IOW和它们各自的片选信号进行逻辑与运算，仅当是写操作时才会选中它们，以此避免不该它们工作时它们却工作的情况发生： 在KEYCS1和IOW有效（低电平）的前提下，74HC32的输出第6脚有效，对应的就是控制位选的74HC273被选通。 在KEYCS2和IOW有效（低电平）的前提下，74HC32的输出第8脚有效，对应的就是控制段选的74HC273被选通。 图（2） 2、数码管字型编码表： 从上面的原理图可以看出，本模块显示部分由个共阴极数码管组成，并由两片74HC273分别对位选和段选进行控制，位选的选通端子为KEYCS1，段选的选通端子为KEYCS2,相应的数码管字型编码如表1所示。 三、实验示例：（可参考随机的演示程序key.asm） 该示例程序不停的扫描键盘，当扫描到有键按下时就把该键的键值（即12个按键的排列顺序）送到数码管上显示。 硬件线路连接示例： 数码管的6根位控制信号线DS1DS6分别接至位选74HC273的输出Q0Q5； 译码地址输出端CS3接至KEYCS0； 译码地址输出端CS4接至KEYCS1； 译码地址输出端CS5接至KEYCS2； GAL的输出（译码电路可看前面的地址译码电路部分）： x：表示可以取任意值,这里取“0” 按照如上的硬件连线示例可得： 74HC245的地址 340H；段选锁存器的地址 360H；位选锁存器的地址 380H； 下面是一个只有显示功能没有键盘扫描的小程序，可以参考一下： .486 DATA SEGMENT AT 0 USE16 ORG 1000H COUNT DB ? DATA ENDS CODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE ORG 3000H BEG: JMP START TAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH DPORT1 EQU 380H DPORT2 EQU 360H START: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV CL,6 KK: MOV AL,CL MOV BX,OFFSET TAB XLAT TAB MOV DX,DPORT1 OUT DX,AL NOP MOV DX,DPORT2 MOV AL,0FFH OUT DX,AL NOP NOP JMP KK CODE ENDS END BEG 三、程序流程图主程序初始化各段寄存器及相关变量初始化8255、8254、8259芯片设置中断向量，开放8259中断屏蔽开放处理器中断中断服务程序保护现场NY判断时间是否不小于59分55秒 报时N扫描键盘YG键？调用启停子程序YS键？调用设置时间子程序COUNT加1YCOUNT=40?修改时间，调用ADDONE子程序COUNT清0显示时间，调用显示时间子程序N结束中断（发EOI命令）恢复现场中断返回四、实验源代码.486p DATA SEGMENT AT 0 USE16ORG 1000HHOUR DW ?MIN DW ?SEC DW ?ST DB ?COUNT DB ?DATA ENDSCODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE,DS:DATAORG 1500H BEG:JMPSTARTTAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,00H ;0F的共阴极七段译码表 00H表示不显示任何东西KEYCOD DB 0EEH,0DEH,0BEH,0EDH,0DDH,0BDH,0EBH,0DBH,0BBH,0E7H,0D7H,0B7H ;行列编码值KEYVAL DB 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0AH,0BH ;所有键的键面值PORT1EQU340H ;数码管段选端口 PORT2EQU360H ;数码管位选端口，键盘矩阵的行列端口START: MOVEAX,60000000HMOV CR0,EAX MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV HOUR,0203H ;小时分钟以及秒的初始化MOV MIN,0509HMOV SEC,0502H LEA BX,TABMOV ST,0 ;开始暂停标志位置0MOV COUNT ,0 ;中断次数计数初始值为0;8255初始化 ，用于产生报时的脉冲 MOV DX,20FH ;利用左四的8255，控制口为20FHMOV AL,10000000B ;C口输出OUT DX,ALMOV DX,20BHL ;C0输出1，蜂鸣器不响 MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;8254初始化,用于产生周期为25ms的中断MOV AL,00110110B ;计数器0，先低后高，方式三，二进制MOV DX,32cH ;写往控制口OUT DX,ALMOV DX,320H ;计数器0写初值：47KHz*25msMOV AX,1175OUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,AL ;8259初始化 CLI ：关中断MOV DX,300H ;ICW1MOV AL,00010011BOUT DX,AL MOV DX,308H ;ICW2MOV AL,08H ;IR0中断类型号为08HOUT DX,ALMOV AL,00000001B ;ICW4OUT DX,AL MOV AL,0FEH ;IR0开屏蔽 OUT DX,AL XOR AX,AX ;装载中断向量 MOV ES,AXMOV DI,08H*4 MOV AX,OFFSET INTSR MOV ES:DI,AX MOV AX,SEG INTSR MOV ES:DI+2,AX STI ;开中断 JMP $ INTSR PROC ;中断服务程序 CMP MIN,0509H ;比较当前时间是否在59分55秒00分00秒之间 JL NEXT1 CMP SEC,0505H JL NEXT1 MOV DX,20BH MOV AL,00H ;蜂鸣器低有效，报时 OUT DX,AL JMP NEXT2NEXT1: CMP MIN,0 JNE NEXT3 CMP SEC,0 JNE NEXT3 MOV DX,20BH MOV AL,00H ;蜂鸣器低有效，报时 OUT DX,AL JMP NEXT2NEXT3: MOV DX,20BH MOV AL,0FFH OUT DX,ALNEXT2: CMP COUNT,20 ;用8255产生0.5ms的蜂鸣 JLE NEXT4 MOV DX,20BH MOV AL,0FFH OUT DX,ALNEXT4: CALL KEYCHECK ;检测有无键按下 CMP AL,0AH ;启停键按下，调用启停程序 JNZ NEXT5 CALL TSTART JMP NEXT6NEXT5: CMP AL,0BH ;设置键按下，调用设置时间程序 JNZ NEXT6 CALL SETTIMENEXT6: INC COUNT ;当COUNT直为40时，加一秒，之后置0 CMP COUNT,40 ;25ms*40=1s JB NEXT7 CALL ADDONE MOV COUNT,0NEXT7: CALL SHOW ;显示时间 MOV AL,20H ;发EOI命令，结束中断 MOV DX,300H OUT DX,AL IRETINTSR ENDPTSTART PROC ;控制暂停和开始 CMP ST,00H JNE L1 DEC ST JMP L2 L1: INC ST L0: CALL KEYCHECK CMP AL,0AH JZ L2 CALL SHOW JMP L0 L2: RETTSTART ENDPADDONE PROC ;加1秒子程序 MOV AX,SEC ;当前秒个位为9，加1后变0，十位加1 CMP AL,9 JE N1 INC AL MOV SEC,AX JMP N6N1: INC AH MOV AL,0 CMP AH,6 ;十位加1后为6，则秒变为00，分钟个位加1 JE N2 MOV SEC,AX JMP N6N2: MOV AX,0 MOV SEC,AX MOV AX,MIN ; 当前分钟个位为9，加1后变0，十位加1 CMP AL,9 JE N3 INC AL MOV MIN,AX JMP N6N3: INC AH MOV AL,0 CMP AH,6 ;十位加1后为6，则分钟变为00，小时个位加1 JE N4 MOV MIN,AX JMP N6N4: MOV AX,0 MOV MIN,AX MOV AX,HOUR INC AL CMP AX,0204H ;小时加1后与24比，相等，则变为0 JE N5 MOV HOUR,AX JMP N6N5: MOV AX,0 MOV HOUR,AXN6: RETADDONE ENDP SETTIME PROC ;设置时间子程序 LEA BX,TAB MOV HOUR,0 MOV MIN,0 MOV SEC,0 NOP NOPL1: CALL KEYCHECK ;调用KEYCHECK，无键按下时，AL中值为0CH CALL DELAY CMP AL,0CH JNZ L2 JMP L1L2: CMP AL,02H JG L1 ;设置小时十位时，将其他各位数码管灭掉及对应的七段译码表0CH MOV AH,AL MOV BYTE PTRHOUR+1,AL MOV BYTE PTRHOUR,0CH MOV MIN,0C0CH MOV SEC,0C0CHL3: CALL SHOW CALL KEYCHECK ;设置小时的个位 CALL DELAY CMP AL,0CH JZ L3 MOV AH,BYTE PTRHOUR+1L4: CMP AX,0204H JGE L1 MOV HOUR,AXL5: CALL SHOW CALL KEYCHECK ;设置分钟的十位 CALL DELAY CMP AL,0CH JZ L5L6: CMP AL,06H JGE L1 MOV AH,AL MOV BYTE PTRMIN+1,AL L7: CALL SHOW CALL KEYCHECK ;设置分钟的个位 CALL DELAY CMP AL,0CH JZ L7 MOV AH,BYTE PTRMIN+1 L8: CMP AX,0509H JG L1 MOV MIN,AX L9: CALL SHOW CALL KEYCHECK ;设置秒的十位 CALL DELAY CMP AL,0CH JZ L9 L10: CMP AL,06H JGE L1 MOV AH,AL MOV BYTE PTRSEC+1,ALL11: CALL SHOW CALL KEYCHECK ;设置秒的个位 CALL DELAY CMP AL,0CH JZ L11 MOV AH,BYTE PTRSEC+1L12: CMP AX,0509H JG L1 MOV SEC,AXL13: CALL SHOW CALL KEYCHECK ;再次按键，启动计时 CALL DELAY CMP AL,0CH JZ L13 RETSETTIME ENDPKEYCHECK PROC ;判断有无键按下子程序 PUSH BX CALL CLEAR MOVDX,PORT2 INAL,DX ANDAL,0FH CMPAL,0FH JZEXIT ;有按键按下,延时消抖 NOP NOP ;再次确认是否有键按下 INAL,DX ANDAL,0FH CMP AL,0FH JZEXIT ;开始对每一列进行逐行扫描 MOVCX,3 MOVBL,0FEHNEXT:MOVAL,BL MOVDX,PORT2 OUTDX,AL NOP NOP INAL,DX AND AL,0FH CMP AL,0FH JNZ KEY ROLBL,1 LOOP NEXT JMP EXITKEY: SHL BL,4 OR AL,BL ;形成一个字节的键码信息存入AL,高4位为列信息低4位为行信息 LEA SI,KEYCOD LEA DI,KEYVAL MOV CX,12NEXT11: CMP AL,SI JZ FIND INC SI INC DI LOOP NEXT11 JMP EXITFIND: MOV AL,DI ;AL中内容为所按键的键面值 PUSH AX NOP NOPWAIT1: IN AL,DX ;判断按键是否已释放，若无则等待 AND AL,0FH CMP AL,0FH JNZ WAIT1 POP AX JMP EXIT2 EXIT:MOV AL,0CH EXIT2:NOP POP BX RETKEYCHECK ENDPSHOW PROC ;显示时间 MOV AX,HOUR XLAT MOV DX,PORT1 ;段选输出数据 OUT DX,AL MOV DX,PORT2 ;位选输出小时的个位 MOV AL,0C2H OUT DX,AL CALL DELAY CALL CLEAR MOV AL,AH XLAT MOV DX,PORT1 ;段选输出数据 OUT DX,AL MOV DX,PORT2 ;位选输出小时的十位 MOV AL,0C1H OUT DX,ALCALL DELAY CALL CLEAR MOV AX,MIN XLAT MOV DX,PORT1 ;段选输出数据 OUT DX,AL MOV DX,PORT2 ;位选输出分钟的个位 MOV AL,0C8H OUT DX,AL CALL DELAY CALL CLEAR MOV AL,AH XLAT MOV DX,PORT1 ;段选输出数据 OUT DX,AL MOV DX,PORT2 ;位选输出分钟的十位 MOV AL,0C4H OUT DX,ALCALL DELAY CALL CLEAR MOV AX,SEC XLAT MOV DX,PORT1 ;段选输出数据 OUT DX,AL MOV DX,PORT2 ;位选输出秒的个位 MOV AL,0E0h OUT DX,ALCALL DELAY CALL CLEAR MOV AL,AH XLAT MOV DX,PORT1 ;段选输出数据 OUT DX,AL MOV DX,PORT2 ;位选输出秒的十位 MOV AL,0D0H O