基于8086的秒表设计与实现

郑州科技学院微型计算机原理课程设计题目基于8086的秒表设计与实现学生姓名程昭昭专业班级计科一班学号201115003院（系）信息工程学院指导教师王清珍完成时间2013年12月18日1目录199秒表设计背景及目的要求211设计目的312硬件选择42设计方案及基本原理421LED显示原理422系统设计423硬件工作原理53设计流程64调试结果95结果分析96结论与体会107参考文献11附录1电路图11附录2源程序122199秒秒表设计背景及目的要求11设计目的随着芯片应用的日益广泛，在校学生加强对单片机的认识和动手能力，已经是非常重要的一项锻炼。课程设计就是为加强实践机会、培养学生动手能力的一个重要环节，将理论知识与实际联系起来的一个关键机会。本课程设计的基本要求是1掌握LED数码管原理及使用方法2初步掌握8086芯片汇编语言一般编程技巧。12硬件选择装有WINDOWS系统和NSPIDE仿真环境的PC机一台，NSP十六位单片机实验箱一个。本设计用到的实验箱硬件模块为SPCE061A核心及周边电路模块（包含32个I/O口），LED数码管。做此实验用51板也可以，因为51板也提供了相应的LED模组，因为实验室里面给我们提供了61板，所以我决定选用SPCE061A单片机实验箱。本装置将实现099的计数，每一秒钟，计数器将加1，在数码管上显示当前计数值，并可用键盘按制计数的起始，以及归零。具体要求如下1开机时数码管显示00。32每一秒钟，计数器自动加1。3按键控制计数，分别控制开始计时、停止计时和归零，功能分配如下表11按键功能分配按键功能描述KEY1开始计时KEY2停止计时KEY3归零2设计方案及基本原理21LED显示原理静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示的数据送出后就不再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次新数据，显示数据稳定，占用很少的CPU时间。动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用的CPU时间多。这两种显示方式各有利弊；静态显示虽然数据稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。基本的半导体数码管是由七个条状发光二极管芯片排列而成的，4可实现09的显示。LED数码管是由发光二级管显示字段组成的显示器，有8段和“米”字段之分，这种显示器有共阳级和共阴极两种。所谓共阳方式是指笔画显示器各段发光管的阳极（即P区）是公共的，而阴极互相隔离。所谓共阴方式是笔画显示器各段发光管的阴极（即N区）是公共的，而阳极是互相隔离的。22系统设计根据设计题目的要求分析，并考虑到题目的可扩展性，可将系统分成两大部分1时间的产生和显示。2按键控制计数起始、归零。根据系统的功能现选择61板作为单片机控制处理部分，利用一2位LED作为显示部分，而按键采用61板上自带的三个按键，如图21所示。5图21系统框图23硬件工作原理两位数的显示采用的是一个2位共阳极LED数码管（LG5621AH），连接方法是SPCE061A的IOB0IOB6接LED焊接板的AG，小数显示部分可以省略不要；IOB8IOB9分别接LED的位选COM1、COM2，电路原理图如图24。LED与SPCE061A的引脚连接如表21。采用凌阳大学计划的LED键盘模组和61板搭配可以很容易的完成这个课程设计的题目。它的连结图如图所示，IOB的低八位控制数码管显示段位，高八位控制点亮哪一个数码管。表21LED引脚连接表SPCE061ALED模块SPCE061ALED模块IOBSPCE061A精简开发版KEY1KEY2KEY3秒6IOB8AIOB0COM1IOB9BIOB1COM2IOB10CIOB11DIOB12EIOB13FIOB14G。图22LED键盘模组和61板连接图3设计流程根据设计要求的功能，程序主要分为三部分，即（1）计时显示部分；（2）秒计时部分；（3）按键控制部分。（4）程序主流程主要完成键盘扫描、计时处理、键值分支控制的任务，流程图如图所示7图31主程序流程图显示部分是在IRQ4的1KHZ中断中控制显示的，采用动态扫描的方式，1KHZ的时基中断每1MS进一次中断，在中断中对2MS计数器I进行累加，当I从0累加到2时，则刚好为2MS，此时更新一个开始初始化数据、以及中断、键盘等扫描键盘，针对键值分支KEY1开始计时KEY2停止计时KEY3清零计时数据处理，格式化显示清看门狗8位的LED显示，并对I进行清零；当下一次累计到2MS时，则会再更新显示下一位LED数码管，当更新到最后一位时，返回重第一位开始更新；依此循环更新显示，而更新显示的数据保存在缓冲区当中，用户需要更新显示的数据时，只需要改变对应的缓冲区中的数据即可。具体流程图如下。秒计时采用IRQ5的2HZ时基中断进行计时，流程图如图33所示。键盘输入利用61板自带的三个按键，输入的端口为IOA0IOA2。图32IRQ41KHZ时基中断流程图33IRQ52HZ时基中断流程图IRQ5是否是2HZ中断计时器自加一清中断标志计时器200计时器清零结束IRQ41KHZ2MS计数器II2更新显示一位LED结束94调试结果4151调试结果本装置将实现099的计数，每一秒钟，计数器将加1，在数码管上显示当前计数值，并可用键盘按制计数的起始，以及归零。具体要求如下1开机时数码管显示00。2每一秒钟，计数器自动加1。3按键控制计数，分别控制开始计时、停止计时和归零，功能分配如下按KEY1开始计时数码管显示从00开始计时到99结束再从00开始循环10按KEY2停止计时数码管显示当前数值按KEY3归零按KEY4复位52结果分析本设计应该熟悉凌阳十六位单片机系统板61板的基本构成，掌握LED数码管原理及使用方法，掌握61板的使用方法，初步掌握SPCE061A单片机汇编语言一般编程技巧，初步掌握61板系统调试的一般步骤及方法。设计结构现实开机时数码管显示为00，每一秒钟计数器自动加一，按KEY1键开始计时，按KEY2键停止计时并现实当前数值，按KEY3键归零。6结论与体会两周的单片机课程设计结束了，最初的目的是想学到一些对将来就业很有实质性帮助的东西。结果还算可以接受，虽然说与预期的有不少出入，但锻炼自己这个主要目标算是达成了。通过这次课程设计，我对如何完成一项实际的计划有了进一步的认识，对如何加强自己的合作能力有了更进一步的思考。通过这次课程设计，我想下学期的毕业设计会少点困难，以后在工作中也能够有更多的经验好借鉴。在这段日子里，我实践、思考、反思、总结，所得收获都已经成为大学生涯中的宝贵财富。或许大学生活中的片断随着岁月的流逝难免被遗忘，但是这段课程设计的日子相信仍会是记忆深刻，它作为我们走向社会的第一步，承载了即将面对现实和挑战的心情，必将难忘。在此，感谢赵老师的细心辅导，有了这次的实践经验，为毕业11设计奠定基础。7参考文献1杨季文汇编语言程序设计教程清华大学出版社,2008，32康华光数字电子技术基础，北京高等教育出版社，2008，13张荣祥微型计算机原理，北京中国电力出版社4黄正瑾综合电子设计与实践M东南大学出版社，2002，35马力8086汇编语言程序设计，机械工业出版社，2006，96顾永杰电工电子技术实训教程上海上海交通大学出版社,19997杨志坚INTEL8086/8088系列微型计算机原理及接口技术M，北京中国电力出版社，2007年4月第三次印刷附录1电路图71附录2源程序CTRL_PORTEQU0106HA_PORTEQU0100H12B_PORTEQU0102HC_PORTEQU0104HCOUNTEQU0206HCOUNT0EQU0200HCOUNT1EQU0202HINTREQU0304HINTR1EQU0306HDCOUNTEQU6DATASEGMENTLEDTABDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HBUFDB0,0,0,0,0,0BUFFDB20DUPDAT1DB0DAT2DB0DAT3DB1DAT4DB0DATAENDSCODESEGMENTASSUMECSCODE,DSDATASTARTCLIPUSHDSMOVSI,24MOVAX,0MOVDS,AXMOVSI,OFFSETINTBMOV2SI,SEGINTBPOPDSMOVAL,00010011BMOVDX,INTROUTDX,ALMOVAL,00000010BMOVDX,INTR1OUTDX,AL13MOVAL,00000001BMOVDX,INTR1OUTDX,ALSTIMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAL,00110111B8253初始化MOVDX,COUNTOUTDX,ALMOVDX,COUNT0MOVAX,500HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALMOVAL,01110111BMOVDX,COUNTOUTDX,ALMOVDX,COUNT1MOVAX,50HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALMOVAL,10000001B8255初始化，MOVDX,CTRL_PORTOUTDX,ALBACKMOVDX,C_PORTINAL,DXTESTAL,00000010BJZB2判断是否清0AGAINMOVDX,C_PORTINAL,DXTESTAL,00000001BJZB1判断是暂停还是继续MOVCX,614JIA6INCSILOOPJIA6MOVAL,00000000BMOVDX,C_PORTOUTDX,ALMOVAL,DAT1DTA1中是秒CMPAL,100JZA1MOVBL,10DIVBLMOVBUF,AH秒的个位MOVBUF1,AL秒的十位CALLDISPLAY_DECINCDAT1JMPBACKA1MOVDAT1,0满60秒，对DAT1清0MOVAL,0MOVAH,0MOVBUF,AHMOVBUF1,ALCALLDISPLAY_DEC先显示00，再进位INCDAT2MOVAL,DAT2DAT2中是分CMPAL,60JZA2MOVBL,10DIVBLMOVBUF2,AH分的个位MOVBUF3,AL分的十位CALLDISPLAY_DECMOVCX,60LOOPAGAINA2MOVDAT2,0满60分对DAT2清0MOVAL,0MOVAH,015MOVBUF2,AHMOVBUF3,ALCALLDISPLAY_DEC先显示0000再进位MOVAL,DAT3DAT3中是时CMPAL,24JZA3MOVBL,10DIVBLMOVBUF4,AH时的个位MOVBUF5,AL时的十位CALLDISPLAY_DECMOVCX,60DECCXJZBACKA3INCDAT3JMPBACKB1CALLDISPLAY_DECMOVAL,01110000B对8253送GATE1控制信号MOVDX,C_PORTOUTDX,ALCALLCUNCHUCALLDELAYJMPBACKB2MOVDX,C_PORTINAL,DXTESTAL,00000100BJNZLICALLXIANSHICJCALLDISPLAY_DECMOVCX,1JZNEXT2MOVSI,6DECCXNEXT2CALLDELAY16JMPBACKLIMOVBUF,0清0MOVBUF1,0MOVBUF2,0MOVBUF3,0MOVBUF4,0MOVBUF5,0MOVDAT2,0MOVDAT3,1CALLDISPLAY_DECMOVBX,1000JZBACKMOVAL,10110000B对8253送GATE0控制信号MOVDX,C_PORTOUTDX,ALCALLDELAYDECBXJMPBACKDISPLAY_DECPROCDAMOVDI,2DISPAGAIN1MOVBL,BUFMOVBH,0LEASI,LEDTAB以十进制显示MOVAL,BXSI取个位段码NOTAL共阳MOVDX,A_PORTOUTDX,AL用数码管显示个位MOVAL,11100000B位选，1点亮MOVAH,0MOVDX,B_PORT17OUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0H清屏MOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1CALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF1MOVBH,0MOVAL,BXSI取十位段码NOTALMOVDX,A_PORTOUTDX,AL用数码管显示十位MOVAL,11010000BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF2MOVBH,0MOVAL,BXSI取分个位段码NOTALMOVDX,A_PORTOUTDX,AL用数码管显示分个位18MOVAL,11001000BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1CALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF3MOVBH,0MOVAL,BXSI取分十位段码NOTALMOVDX,A_PORTOUTDX,AL用数码管显示分十位MOVAL,11000100BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF4MOVBH,0MOVAL,BXSI取时个位段码NOTALMOVDX,A_PORTOUTDX,AL用数码管显示时个位19MOVAL,11000010BMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAYMOVAL,0HMOVDX,B_PORTOUTDX,ALCALLDELAY1CALLDELAY1LEASI,LEDTABMOVBL,BUF5MOVBH,0MOVAL,BXSI取时十位段码NOTALMOVDX,A_PORTOUTDX,AL用数码管显示时十位MOVAL,11000001BMOVDX,B_PO