电子秒表-微机课程设计

课程设计报告课程设计名称：电子秒表系：学生姓名：类别：学位：成绩：指导教师：开课时间： 2013-2014学年1学期目录一、设计主题-3二、主要内容-3三、基本要求-3四、设计原理和硬件电路-3五、过程流程图-11六、程序代码-12七、方案执行结果-19八、程序安排-21九、收获心得-21十、成绩评定-22十一、参考资料-22一、设计主题电子秒表二、主要内容需要设计可任意启动/停止的电子秒表，用6位LED数字显示，计时单位为1/100秒。 用功能键进行on/off控制。 接通电源后，清除定时器，在第一次(或奇数次)按下on/off键时开始计数的功能。 第2次(或第偶数次)按此键停止计时，再次按on/off键重新开始计时。 可以用开关控制，也可以用键控制。三、具体要求设计了160秒没有内存功能的秒表，最小单位为毫秒。2 )通过键盘按钮控制秒表的清除、暂停、继续、结束等。 其中，数字0控制被清零，数字1控制继续结束。3 )秒表可以分组存储，统一显示。四、设计原理和硬件电路1 .总体设计思想可以使用行8253操作，以方式0进行计数，并且对计数值1/100S进行计数，将计数值写入bl，并且如果与行100相比不等于，则将计数值转换为十进制数，并且在8255控制侧显示计数值。 如果不等于，则将1S计数程序加1，比较59，如果不等于，则将计数值转换为10进制数，在8255控制侧显示，如果等于，则将1min计数程序加1，然后，比较59，如果不等于，则将计数值转换为10进制数，在8255控制侧显示如果相等，则计数程序加1后发生溢出，跳转清除程序在清除计数的同时，也清除数字气管。2 .使用各芯片的作用和工作原理1 )计时器/计数器8253系统8253以提供的55ms计时器为单位设计秒表。对于定时该系统： PC系统的8253计时器0以方法3操作，并且从外部提供一个时钟作为CLK信号频率： f=1.MHz。计时器0输出方波的频率：fout=1./65536=18.2Hz。输出方波的周期Tout=1/18.2=54.945ms。 8253A每55ms发生中断，成为定时信号。 可使用55945ms作为基本时间单位。可通过在BIOS中调用INT 1AH来获取该时间单位。 例： 1秒=18.2 (计时单位)8253的针脚图和硬件连接图如下所示8253引脚图硬件连接图在A1A0分别为00011011的情况下，在分别选择3个信道和控制字寄存器的8088系统中，8088的A1A0分别连接于8253的A1A0和8086系统，通常将8253的8位数据线连接于8086的低位8位计数器(0 2)为3个计数器/定时器通道。 各通道包括8位控制字寄存器、16位计数初始值寄存器、倒计数器、输出锁存器。 作为计时器使用： CLK侧的输入脉冲作为必须标准且正确的计数器使用：对该CLK侧的脉冲进行计数，脉冲宽度可以不同。 采用倒计数器，为0时，从OUT端输出以脉冲定时时间=时钟脉冲周期x预置的计数初始值。控制菜单CS频道RDWRA1A0功能0100 0灯计数器00100 1灯计数器10101 0灯计数器20101 1写入控制字寄存器0010 0读取计数器00010 1读取计数器10011 0读取计数器20011 1无操作1xx艾克斯禁止使用011艾克斯无操作每个通道：CLK计数脉冲或标准脉冲输入端GATE公司允许侧，GATE=1时允许计数UT计数值为0时输出脉冲因为8253的读取/写入操作对系统时钟不具有特殊要求，所以它可以被用作可编程方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器、单脉冲发生器等，在大多数由微处理器构成的系统中。8253是具有独立的16位计数器通道的可编程定时器/计数器芯片。 可以为每个通道编程三种行为方式之一。8253包括以下部分(1)数据总线缓冲器(8位、3状态、双向)(2)读/写控制逻辑CS :芯片选择信号、低电平有效RD :读出信号、低电平有效WR :写入信号、低电平有效A1A0:端口选择信号(3)对于3个信道(02)，A0、A1控制选择(4)一个控制寄存器内部结构和销图：2 )通过可编程并行接口芯片8255的PA端口和PB端口实现数字代码输出，通过PC端口用键实现数据显示输出8255可编程外围接口芯片是英特尔生产的通用并行I/O接口芯片，具有三个并行接口： a、b、c，并行接口以数据字节为单位与I/O设备或受控对象交换信息CPU和接口间的数据传输总是并行的，能够同时传输8位、16位、32位等。 5V单电源供电时，以方式0-基本输入输出方式、方式1-栅极输入输出方式、方式2-双向栅极动作方式这3种方式动作。8255动作模式控制字和c端口位置/复位控制字的格式如图所示3、锁存器27374LS273是8位数据/地址锁存器，他是带擦除功能的8D触发器，下面介绍针图菜单等资料。(1).1脚为复位CLR，低电平有效，1脚为低电平时，输出脚2(Q0 )、5(Q1 )、6(Q2 )、9(Q3 )、12(Q4 )、15(Q5 )、16(Q6 )、19(Q7 )全部为输出0，即全部复位(2).1脚为高电平时，11(CLK )脚为闩锁控制端，在上升沿进行闩锁，在11脚有上升沿时，立即闩锁输入脚3、4、7、8、13、14、17、18电平状态，输出脚2(Q0 )、5(Q1 )、6(Q2 )、9 (Q2 )74ls273针脚功能：1D8D常用作数据输入端，1Q8Q常用作数据输出端、正脉冲触发、低电平清除、8位地址锁存器。4、数据收发器245当芯片选择/CE在低电平有效时，DIR=“0”，信号是从b向a发送(接收) *DIR=“1”，并且当信号是从a向b发送(发送)的ce处于高电平时，信号是a和b的高电阻状态5、解码器74ls15474ls154的416线解码器的针脚图如下图所示6、7段数码管数字编码管为了正常显示，驱动数字编码管的各段编码，显示我们需要的数字，因此根据数字编码管的驱动方式，可以分为静态式和动态式两种。静态显示驱动静态驱动也称为直流驱动。 静态驱动是由单片机的I/O端口驱动每个数字代码管理器的每个段代码，或者由二进制解码器(如BCD代码)进行解码驱动。 静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是I/O端口很多，需要58=40个I/O端口来驱动5个数字代码管理静态显示器，在实践中还必须添加解码器驱动器来进行驱动动态显示驱动数字码管的动态显示接口是单片机最广泛使用的显示方式之一，动态驱动是所有数字码管的8个显示行程 a、b、c、d、e、f、g、dp 的同名端连接，并且每个数字码管的公共极COC7 .汇编程序中的其他程序：1.CLOUR (字体颜色设定程序)通过字体颜色设定程序，实现画面显示字体颜色的变更。 更改BX的值会改变字体的颜色。2.HALT (子程序启动)通过启动子程序，实现计时的开始，判断从键盘输入一个字符时是否等于s，如果不相等，则使启动子程序在循环执行中动态地待机并开始计时，直到所输入的字符变为s。3.IOSET (光标位置设定子程序)通过设定光标子程序，设定显示的区域。 一般在整个画面中与25行、80列对应，画面左上的文字位置与0行0列对应，右下的文字与24行79列对应，16进制数对应：左上的脚为(0，0 )，右下的脚为(18，4 f )。 条目信息是设定(AH)=2光标(BH)=0页码(DH，DL)=00将光标置于0行0列。 DX指定为0D27H，光标位于屏幕的中心。4.GO (初始化显示子程序)将段中定义的BUFFER数组的起始地址赋予BX，将应显示的初始值字符串00:00存储在数组中的相应位置，每次复位时调用该子程序，将程序的执行结果修正为00:00并显示在画面上，由此实现程序的初始值设定和复位功能5 .延迟子程序(5.TIME )计算机每次执行指令时都是非常快的，但是由于该程序通过将程序延迟，使计算机执行一些无关的程序来实现时钟秒和100分之1秒的变换时的时间延迟。 各指令的执行时间的长度以计算机的时钟周期为基本单位，因此通过修正不同的计算机或延迟程序的数值能够达到正确的定时。6.tran (压缩BCD代码并转换为ASCII代码的程序)计算机显示数据时使用数据的ASCII代码，在程序设计中程序的计数值为BCD代码，因此需要将BCD代码转换为ASCII代码以备画面显示的子程序。 由于以时钟计量的压缩BCD码是用一个数量8比特，所以通过使其向右移位4比特而相加30hz，取出其上位的数字而存储BX，进而取出其下位的数字而相加30hz来存储BX，从而达到不同的编码方式之间的变换的目的。7 .实现复位、停止等功能通过输入文字的判定和各种循环的嵌套调用来实现。总体上，本程序的主要设计原理是首先在数据段中定义“sstartrresetendoncontinue”控制字符串，并定义缓冲区。 将数据段的段基地址发送到DS，显示sstartrresetendoncontinue，调用GO子例程以初始化显示结果。 同时设置光标，开始定时，开始显示程序，将百分之一秒加到1中设定为压缩BCB码，在CF不是1的情况下发送画面显示，在CF是1的情况下设定为0，在秒加1，在秒是60的情况下设定为0，在小于60的情况下设定为画面显示计时中，输入r则复位并重启计时，输入e则暂停计时，输入c则继续计时，输入r则复位并设定为00:00，再次输入s则重启计时。五、程序流程图