中断响应与开关控制

1、计算机硬件技术实践报告题目 定时中断采样与开关控制姓名专业 自动化（核电运行方向） 班级 2011032学号 上海电力学院自动化工程学院定时中断采样与开关控制一、实验目的通过本项课程设计，对计算机硬件课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件课程中讲 述的基本原理和概念。进行计算机硬件课程设计前，应学习并掌握了8086/8088汇编语言编程方法，掌握了 8255、8253、8259、存储器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了 芯片编程控制的方法。二、小组成员分工及成果三、实验内容本实验要完成的目标是通过电位器 W1产生的0-5V电压，825

2、9每2秒中断 一次，中断后对0809采样一次，比较0809的采样值，0809的输入值在0-2.5V , 4个开关量输出控制的灯全灭，输入值在大于 2.5V小于或等于3V时，有一个灯 亮，输入值在大于3V小于等于3.5V时2个灯亮，输入值在大于3.5V小于等于 4V时3个灯亮，输入值在大于4V时4个灯亮。四、设计任务1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。2、画出详细的硬件连接图。3、给出程序设计思路、画出软件流程图。5、给出所有程序清单并加上必要注释。&完成设计说明书（列出所用器件型号）。五、所用器件CPU8086并行接口 8255A、中断申请8259A、8253计数器、080

3、8A/D转换器、 地址锁存器74273、74HC13译码器等主要器件简介：8086主要功能:8086 CPU包括两大部分：EMH BIUBIU不断地从存储器取指令送入IPQ，EU不断地从IPQ取出指令执行；EU和BIU构成了一个简单的2工位流水线；指令预取队列IPQ 是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带）。主要引脚:数据信号线（DB）与地址信号线（AB）:AD7AD0三态，地址/数据复用线。ALE有效时为地址的低8位；地址信号有效时为输出，传送数据信号时为双向；A19A16:三态，输出。高4位地址信号，与状态信号 S6-S3分时复用；A15A8:三态，输出。输出 8位地址信号；WR

4、:三态，输出。写命令信号；RD:三态，输出。读命令信号；IO/M:三态，输出。指出当前访问的是存储器还是 I/O接口；高：I/O接口，低：内存；DEN:三态，输出。低电平时，表示 DB上的数据有效；RESET:输入，为高时，CPL执行复位；ALE :三态，输出。高：AB地址有效； DT/R:三态，输出。数据传送方向，高：CPU俞出，低：CPU俞入图1.8086芯片引脚图8253概貌介绍:3个16位的定时/计数器（通道）；4 引脚双列直插式；最高计数频率 2MHz TTL 电平兼容；单电源+5V供电。主要构成:计数器（3个）包括：16位初值寄存器（只写）、16位计数寄存器（减1 计数器）、16位

5、锁存寄存器（只读）；控制寄存器（1个）:存放控制命令字（8位）（只写）； 占用4个地址：3个计数器，1个控制寄存器。主要引线:CLKn时钟脉冲输入，计数器的计时基准； GATEn:门控信号输入，控制计数器的启停；OUT n:计数器输出信号，不同工作方式下产生不同波形（n = 02）。图2.8253内部结构图图3.8253芯片引脚图8255主要功能:含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和 锁存/缓冲能力。可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向（入 /出/双向）。主要引脚:连接外设端的引脚：PA（PA7 PB（PB7 PC（PC7（分别对应 A、 B 、C三个8位输入/

6、输出端口）三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。其中， C口即可用作 独立的输入/输出口，也可用作A、B 口的握手联络信号（控制信号输 出或状态信号输入）。图4. 8255芯片引脚图8259主要功能：一片8259A可以接受并管理8级可屏蔽中断请求，通过9片8259A 级联可扩展至64级可屏蔽中断优先控制。 对每一级中断都可以通过程序来屏蔽或允许。 在中断响应周期，8259A可为CPU提供相应的中断类型码。 具有多种工作方式，并可通过编程来加以选择。 主要引脚:D7D0双向、三态数据线，与 CPU系统总线连接；RD读信号，输入，低电平有效。当有效时CPU对8259A进行读操作；WR :写信号

7、，输入，低电平有效。当有效时CPU寸8259A进行写操作; A0 :端口地址选择信号，输入，由8259A片内译码，选择内部寄存器; CS :片选信号，输入，低电平有效。当有效时 8259A被选中；SP/EN :双向信号线，用于从片选择或总线驱动器的控制信号；INT :中断请求信号，与CPU的中断请求信号相连；INTA :中断响应信号，与CPU的中断应答信号相连；CAS2CAS0级联信号线，作为主片与从片的连接线，主片为输出，从片为输入，主片通过CASCAS0的编码选择和管理从片；IR7IRO :中断请求输入信号，由外设输入。图5. 8259芯片引脚图ADC0808如下特点:8通道（8路）输入；

8、8位字长；逐位逼近型；转换时间100卩s； 内置三态输出缓冲器（可直接接到数据总线上）。引脚功能:D7D0输出数据线（三态）IN0 IN7: 8通道（路）模拟输入ADDA 、ADDB ADDC通道地址（通道选择）ALE :通道地址锁存START :启动转换EOC :转换结束，可用于查询或作为中断申请 OE:输出允许（打开输出三态门）CLK :时钟输入（10KH1.2MHz） VREF（+） 、VREF（-）:基准参考电压 图6.ADC0808芯片引脚图74HC138主要功能：74HC138作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数 据传输系统，在高性能存贮器系统中，用这种译码器可以提高

9、译码系 统的效率。技术参数：电压2.06.0V ；驱动电流 5.2mA传输延迟12n s5V逻辑电平CMOS功耗考量 低功耗或电池供电应用；封装与引脚 SO16、SSOP16 DIP16、TSSOP1。图7. 74HC138引脚图74273主要功能:公共时钟复位八D触发器。主要引脚：D（D7为数据输入端，Q0Q7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。图8. 74273引脚图六、原理图和程序流程图原理图：七、程序代码图 9. 原理图DATA SEGMENTNUM DB 0DATA ENDSSTACK SEGMENT STACKDB 200 DUP(0)STACK ENDS

10、CODE SEGMENT codeASSUME CS ：CODE DS ：DATASTART ：MOV AX ， DATAMOV DS ， AXMOV DX ， 01030HMOV AL ， 74HOUT DX ，ALMOV DX ， 01010HMOV AX ， 2000OUT DX ，ALMOV AL ， AH；输入为 1M 频率，且 OUT0 接 CLK1 ，1M*1000000=1SOUT DX ，ALMOV DX ， 01030HMOV AL ， 36HOUT DX ，ALMOV DX ， 01000HMOV AX ， 1000OUT DX ，ALMOV AL ， AHOUT DX

11、，ALMOV DX ， 0220CHMOV AL ， 8AHOUT DX ，ALCLIMOV AX ， 0MOV ES ，AXMOV SI ， 60H*4MOV AX ，OFFSET INT0MOV ES ：SI ，AX修改中断向量前关中断；ES 段=0；设置中断向量 96 号中断 ；中断入口地址； SI=60H*4 ，存放入口地址 -IP8086MOV AX,CS；SEG INT0-CS8086MOV ES ：SI+2 ， AXMOV AL ，00010011BMOV DX， 400H400HOUT DX ，ALMOV AL ，060HMOV DX， 402h402HOUT DX ，ALMO

12、V AL ，1BHOUT DX ，ALMOV DX ，402HMOV AL ，00HOUT DX ，ALMOV AL ，20HOUT 20H ，ALMOV DX ，400HMOV AL ，60HOUT DX ，ALSTILI：MOV DX ，400HMOV AL ，60hOUT DX ，ALJMP LIINT0:CLIMOV DX ，02208HMOV AL ，00HOUT DX ，ALMOV AL ，01HOUT DX ，ALMOV AL ，02HOUT DX ，ALMOV CX ，10000LOP1:NOPLOOP LOP1WAIT1:IN AL ， DXAND AL ，10HJZ WAI

13、T1MOV DX ，02204HIN AL ， DX； ICW1=00010011 B /0100 0001 0000A0=0,D4=1,CS=0；060BICW2=0110 0000 B /0100 0000 0010 A0=1 ， CS=0；ICW4=0001 1011 B /1bH；OCW1, 八个中断全部开放 00H； EOI；/0100 0000 0000 A0=0,CS=0；OCW2 ，非特殊 EOI 结束中断； OCW2 可以不赋值；完成 8259 初始化；开中断； CS=0 400H；如果改为其它值，将出错， 因为只有 60H 有中断向量；中断服务程序；关中断CMP AL ，

14、0CCHJA MAX；大于 4VCMP AL ， 0B3HJA MA2；大于 3.5V 且小于等于 4VCMP AL,99HJA MA3；大于 3V 且小于等于 4VCMP AL ， 80H；大于 2.5V 且小于等于 3VJA MINMOV AL ， 00HJMP DISPLAYMIN:MOV AL ， 08HJMP DISPLAYMA3:MOV AL ， 0CHJMP DISPLAYMA2:MOV AL ， 0EHJMP DISPLAYMAX:MOV AL ， 0FHDISPLAY: MOV DX ， 02200HOUT DX ， AL MOV DX ， 2008H MOV AL ， 00HOUT DX ， ALIRETCODEENDSSTIEND START八、成果展示采样值Ovxw 2.5,四个灯全灭：采样值2.5x 3, 个灯亮：采样值3x 3.5，两个灯亮：采样值3.5x 4,四个灯亮：九、收获及体会 这次课程设计中,最重点的部分应该属于软件部分。因为刚刚学习了计 算机硬件技术这门课程,所以软件设计之前,自己大概想好了大体的思路,但 是程序需要严格的逻辑, 严格的语法, 按着自己的思路去写程序是, 总是发现错 误,或者程序不稳定,有时是达不到预期的效果。经过和同组成员的一番努力, 整个程序完成了,虽然已经达到了题目的要求,但是自己觉得还可以继续改善