课程设计报告打字练习程序设计

1、课课程程设设计计任任务务书书 学生姓名：学生姓名： * 专业班级：专业班级： 电信 0802 指导教师：指导教师： * 工作单位：工作单位： 信息工程学院 题题 目：打字练习程序设计目：打字练习程序设计 初始条件：初始条件： 具备数字电路的理论知识；具备微机原理的理论知识和 实践能力；熟悉汇编语言编程技术；熟悉 80x86 的 cpu 结 构和指令系统；熟悉相关常用接口电路的设计使用方法。 要求完成的主要任务：要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写 等具体要求） 1、随机显示一段字符（可含有字母和数字） 2、根据屏幕显示进行打字练习，出错时声响报警 3、打字完成后

2、统计正确率和打字时间 4、程序采用汇编语言在 pc 机上完成 5、完成符合学校要求的设计说明书 时间安排：时间安排： 一周，其中 2 天程序设计，2 天程序调试，1 天完成课 程设计报告书及答辩 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 1.设计概述设计概述.2 设计题目.2 设计要求.2 设计方案.2 2.硬件说明硬件说明.3 8255a介绍.3 8253a介绍.3 3.软件流程软件流程.9 软件流程图软件流程图.9 4.部分结果截图部分结果截图.11 5.调试正确的程序清单调试正确的程序清单.12 6.设计心得设

3、计心得.16 摘要 本次课程设计是利用微机原理知识和汇编语言来完成打字练习的程序设计， 是要求可以显示打字时间，正确率等趣味练习。能够正确运用书上的语句进行 简单功能的设计，在不断的编程与检查问题的过程中提高自己的能力，真正达 到学习知识的目的。对典型的微机应用系统进行设计，要求根据具体的课题题 目画出系统结构框图、系统接线图；能用所学习的汇编语言进行典型的程序设 计并上机进行调试。 本次设计主要运用了8255a和8253a两个芯片。其中8255a是intel公司生产 的为x86系列cpu配套的可编程并行接口芯片，也可以用于其他微处理器系统中。 通过对它进行编程，芯片可工作于不同的工作方式。在

4、微型计算机系统中，用 8255a作接口时，通常不需要附加外部逻辑电路就可直接为cpu提供数据通道， 因此得到了极为广泛的应用。 8253a是可编程定时计数器，它是intel公司专为x86系列cpu配置的外围接 口芯片。它在微机系统中可用作定时器和计数器。定时时间与计数次数由用户 事先设定。 关键词：汇编语言、8255a、8253a 1. 设计概述设计概述 设计题目设计题目 打字练习程序设计 设计要求 1、随机显示一段字符（可含有字母和数字） 2、根据屏幕显示进行打字练习，出错时声响报警 3、打字完成后统计正确率和打字时间 4、程序采用汇编语言在pc机上完成 5、完成符合学校要求的设计说明书 用

5、led 点阵显示器ldm-1088ax 来随机显示26 个英文字母，以按 az 26 个键来模拟打字，如果在某个字母点亮期间按下相应字母键，表示打字正确 并熄灯，记录击中次数。 实现下列功能： 1.用数字按键选择打字练习的速度（即点阵上字母刷新的速度）； 2.按键开始打字练习； 3.点阵显示的字母以一定速度（如每1 秒或2 秒换一个字母）刷新，打字 需在该字母的点亮期间进行才算有效； 4.若在某个字母的出现时间内未有打字动作，则该次打字失败，屏幕上显 示“超时”； 5.若一次打字错误，屏幕上显示“错误”， 微机发出一次短暂的鸣响，并 且在该字母未被更新之前还可以进行第二次、第三次打字动作； 6

6、.每次打字正确，屏幕上显示“正确”，并将灯全部熄灭，分数加1； 7.按键退出打字过程，显示所得的分数； .退出后屏幕上显示继续游戏的提示。 设计方案设计方案 设计方案选择与讨论 (1)本课程设计通过对8253 的设置，使之产生一定频率的波形，将该波形输 出到中断口irq。每次进入中断都刷新led点阵上的字母显示，从而控制打字 练习的速度。通过改变8253的计数初值可以改变速度。 (2)8253 通道1 工作于方式3，输入1mhz 的时钟，设置分频系数为1000， 输出1khz 的方波，此输出作为通道0 的输入时钟。通道0 工作于方式3，分频 系数为 用户输入的速度等级1000。 注：速度等级：

7、1-快速 2-中速 3- 慢速 (3)将8255 的a 口接到led 点阵的col18，c 口接到led 点阵的 row18，每当进入中断，就把在数据段存好的字母的段码送到a 口和c 口， 显示相应的字母。 (4) 每个字母都需要分段循环显示，利用人眼的视觉暂留便可看见点阵上显 示整个字母。 (5)为避免中断服务程序过长，在写中断服务程序时，只需要把中断标志置1 即可，其余操作可在主程序中进行。 (6)在字母显示期间，要不断读取按键输入，直到按键正确或进入下一次中 断（即表示该字母的出现时间已经结束），准备出现下一个字母。 (7)在字母显示期间，若读入的按键是错误的，则在屏幕上显示“错误”，

8、并继续显示该字母，等待按键或中断；若未能在字母消失前按下正确的键，则 在屏幕上显示“超时”，并显示下一个字母；若在字母消失前按下正确的键， 则在屏幕上显示“正确”，往a 口和c 口输出00h，使字母消失，分数加1， 并准备显示下一个字母。 (8)在字母显示期间，若按键输入是键则结束本次游戏。每次游戏结 束后进入等待按键的状态按键退出程序，按键则开始下一次 游戏。 2. 硬件说明硬件说明 8255a介绍介绍 8255a是intel公司生产的为x86系列cpu配套的可编程并行接口芯片，也可 以用于其他微处理器系统中。通过对它进行编程，芯片可工作于不同的工作方 式。在微型计算机系统中，用8255a作

9、接口时，通常不需要附加外部逻辑电路 就可直接为cpu提供数据通道，因此得到了极为广泛的应用。 1. 8255a内部结构内部结构 b 组 控制部 件 内 部 d b （8） 数据总 线 缓冲 器 读/写 控制逻 辑 a0 a 组 端口 a(8) a 组 端口c (高4位) b 组 端口c (低4位) b 组 端口b (8) a 组 控制控 制部件 部件件 pa7pa0 pc7pc4 pc3pc0 pb7pb0 d7d0 cs a1 rd w r 8255a内部结构框图 reset 8255a的内部结构框图如上图所示，其内部由以下四部分组成。 (1) 端口a、端口b和端口c 端口a、端口b和端口c

10、都是8位端口，可以选择作为输入或输出。还可以将 端口c的高4位和低4位分开使用，分别作为输入或输出。当端口a和端口b作为 选通输入或输出的数据端口时，端口c的指定位与端口a和端口b配合使用，用 做控制信号或状态信号。 (2) a组控制和b组控制部件 这两组控制部件有两个功能：一是接收来自芯片内部数据总线上的控制字； 二是接收来自读写控制逻辑电路的读写命令，以此来决定两组端口的工作方 式和读写操作。 (3)数据总线缓冲器 它是一个双向三态的8位数据缓冲器,8255a正是通过它与系统数据总线相连。 输入数据、输出数据、cpu发给8255a的控制字都是通过该部件传递的。 (4) 读写控制逻辑电路 读

11、/写控制逻辑电路的功能是负责管理8255a的数据传输过程。它接收cs及 来自地址总线的信号a1、a0(在8086总线中为a2、a1)和控制总线的信号 reset、wr、rd，将它们组合后，得到对a组控制部件和b组控制部件的控制 命令，并将命令送给这两个部件，再由它们完成对数据信息，状态信息和控制 信息的传输。 2. 8255a的工作方式的工作方式 8255a共有三种工作方式： 1方式 0 为基本输入/输出方式，方式 0 下，可供使用的是两个 8 位口（a 口和 b 口） 及两个 4 位口（c 口高 4 位部分和低 4 位部分） 。四个口可以是输入和输出的任何组合。方 式 0 适用于无条件数据传

12、送，也可以把 c 口的某一位作为状态位，实现查询方式的数据传 送。 2方式 1 为选通输入/输出方式，a 口和 b 口分别用于数据的输入/输出。而 c 口则作 为数据传送的联络信号。a 口和 b 口的联络信号都是三个，如果 a 或 b 只有一个口按方式 1 使用，则剩下的另外 13 位口线仍然可按方式 0 使用。如果两个口都按方式 1 使用，则还 剩下 2 位口线，这两位口线仍然可以进行位状态的输入输出。方式 1 适用于查询或中断方 式的数据输入/输出。 8255 作为输入时如下图。输入过程如下：当输入设备准备好数据，将数据送至 pa7pa0 或 pb7pb0，同时发 ，在 下降沿控制下，82

13、55 将 pa7pa0 或 pb7pb0 上的数据锁存到 a 口或 b 口数据输入寄存器中，同时 8255 向输入设备发 ibf 有效，告知输入设备暂缓送数。8255a 可以两种方式通知 cpu 取走数据： 第一种方式是 用中断方式，在 inte=1ibf=1 时， 的上升沿使 intr=1，8255 向 cpu 提出中断申 请，cpu 以中断方式取走数据，在 cpu 响应中断后，执行 in 指令，将 8255 a 口或 b 口 数据输入寄存器中的数据取走，同时， 信号的下降沿清除 intr 信号， 信号的上 升沿复位 ibf。输入设备仅当检测到 ibf 为低电平后，才开始传送下一个数据，如此

14、循环； 第二种方式是用软件查询，cpu 仅当查询到 ibf=1 时，才从 8255a 口或 b 口数据输入寄 存器中取走数据。 8255 作为输出时如下图所示。输出过程如下：首先 cpu 执行 out 指令，在 信号 的下降沿 cpu 输出的数据送入 8255 数据输出缓冲器，并使 intr 复位。 信号上升沿 将 置为有效，通知输出设备，cpu 已把数据输出到 8255 的指定端口中，输出设备接 到信号有效后，发有效，下降沿将 置为 1， 上升沿表示输出设备 已从 8255a 指定端口取走数据，此时若 inte=1，则 intr 被置为高电平，向 cpu 申请 中断，cpu 可采用中断方式输

15、出下一个数据。cpu 也可通过查询 信号，若 =1，cpu 输出下一个数据给 8255a，即查询方式传送数据。 3方式 2 双向数据传送方式。只允许 a 口工作在方式 2，当 a 口工作在方式 2 时， b 口可工作在方式 0 或方式 1。 所谓双向，即 a 口可分时进行 i/o 操作。 a 口工作在方 式 2，信号联络线如下： （pc6）， （pc7）， （pc4），ibfa（pc5）； inte1（pc6）与输出中断有关，可由用 户给 8255a 控制字寄存器送 pc6 的置位/复 位字来实现允许/禁止 a 口输出中断。 inte2（pc4）：与输入中断有关，可由 用户给 8255a 控制

16、字寄存器送 pc4 的置位/ 复位字来实现允许/禁止 a 口输入中断。 intra（pc3）：i/o 中断申请，高电平 有效，产生中断请求信号的条件为： intra=ibfainte2 （输入 中断）； intra= inte1 （输出中断）。 在本设计系统中运用的是工作方式0，这种方式比较简单。在这里，主要是a口用于输入， 与8个常开型开关连接，用于采集输入。 3. 8255a的控制字的控制字 (1) 工作方式选择控制字 它可以使8255a的三个端口工作于不同的工作方式。 (2) c口按位置位/复位控制字 8255a的c口具有位控功能，即端口c的8位中的任一位都可通过cpu向 8255a的控

17、制寄存器写入一个按位置位/复位控制字来置1或清0，而c口中其他 位的状态不变。 8253a介绍介绍 8253a是可编程定时计数器，它是intel公司专为x86系列cpu配置的外围接口芯 片。它在微机系统中可用作定时器和计数器。定时时间与计数次数由用户事先 设定。 方式控制字的 特征位 d d d 7 7 7 a口工作方式 0 0 方式0 0 1 方式1 1 方式2 1 1 1 d d d 6 6 6 d d d 5 5 5 d d d 4 4 4 d d d 3 3 3 d d d 2 d d d 1 d d d 0 a口 输入/输出 1 输入 0 输出 c 口高四位 位输入/输出 1 输入

18、0 输出 b口 工作方式 0 方式0 1 方式1 b口 输入/输出 1 输入 0 输出 c口低四位 输入/输出 1 输入 0 输出 1. 8253a内部结构内部结构 四大部分：数据总线缓冲器、读写控制逻辑、控制字寄存器以及三个独立的16 位的计数器通道。这三个计数器分别是计数器0通道、计数器1通道和计数器2通 道。 (1)数据总线缓冲器：8位的双向三态缓冲器。用于暂存数据，使用在以下几个 方面：cpu在初始化编程时，向8253写入控制字。cpu向某一通道写计数 初值。cpu从某一通道读计数初值。 (2)读写控制逻辑电路：接受输入的rd、wr、cs、a1、a0等信号组合产生 出对8253要执行的

19、操作，见操作表。 (3)控制字寄存器：只能写入，不能读出。8初始化编程时，写入控制字决定通 道的工作方式。 (4)3个计数器：分别为0、1和2，是3个独立的计数定时通道，都可按不同的 方式工作。每个计数器内部都包含一个16位的预置初始值寄存器。一个可预置 数减法计数器和一个锁存器。 2. 8253a的工作方式的工作方式 (1) 方式0：计数结束产生中断方式 当写入控制字后，out变为低电平，当写入初值后立即开始计数，当计数 结束时，变成高电平。 (2) 方式1：可编程单次脉冲方式 当初值装入后且gate由低变高时，out变为低电平，计数结束变为高电 平。 (3) 方式2：频率发生器方式 当初值

20、装入时，out变为高；计数结束，out变为低。该方式下如果计数 未结束，但gate为低时，立即停止计数，强制out变高，当gate再变高时， 便启动一次新的计数周期。 (4) 方式3：方波发生器 当装入初值后，在gate上升沿启动计数，out 输出高电平； 当计数完 成一半时，out输出低电平。 (5) 方式4：软件触发选通 数据 总线 缓冲器 d7 d0 计数器 0 rd a0 wr计数器 1 读 / 写 逻 辑 a1 cs 计数器 2 控 制 寄存器 当写入控制字后，out输出为高；装入初值且gate为高时开始计数，当 计数结束，out端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。 (6) 方式

21、5：硬件触发选通 在gate上升沿启动计数器，out一直保持高电平；计数结束，out端输 出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。 3. 2. 8253a的控制字的控制字 bcdbcdbcdm0m0m0m1m1m1m2m2m2rl0rl0rl0rl1rl1rl1sc0sc0sc0sc1sc1sc1 rl1rl1rl1bcdbcdbcdm0m0m0m1m1m1m2m2m2rl0rl0rl0sc0sc0sc0sc1sc1sc1 0二进制码读写 001方式1 000方式0 01只读写低字节 01计数器1 00计数器0 1 bcd码读写 *10方式2 000方式0 11先低再高 10只读写高字节 10计数

22、器2 *11方式3 11非法 101方式5 100方式4 00将ce送ol 8255a的控制字格式 3软件流程软件流程 1.软件流程图软件流程图 . . 开始 输入速度等级并显 示，把速度等级转 化为分频系数 输入速度等级并 显示，把速度等 级转 化为分频系数 初始化8255，方式 0， a 口输出，b 口输 出，c 口输出 设置中断向量，开 放irq7 中断，段寄 存器重新赋值 清记分器cl，清中 断 标致bh， si 指向 随 机字母表mes1 按键开始游戏， 开中断 n bh1？ bh0；产生一个随机 数，把si+随机数指 向的字符存入al bh0；产生一个 随机数，把si+随 机数指向

23、的字符 存入al 提 示 超 时 判断al 中的字符是 az 中的哪一个， 并让di 指向相应字 母的码表 分3 段循环把该字母 的码表输出到a口和c 口，输出的过程中查 询中断标志和键盘 n 错误提示 按键正确？退出本 次游戏 y 把存在cl 中的分数转 换为十进制显示出来 向a 口和c 口输出 00h，使该字母消失， 提示正确，鸣响一次， 分数加1（inc cl） 提示开始下一 次游戏或结束 bh1？ 输入 2.22.2、功能图、功能图： 开始 段地址初始化 随机产生字符串 开窗口 开始打字输 入字符 字符=27？ 退出打字 屏幕上显示 结果 结束 将产生的字 符串输出到 屏幕上 缓冲区中

24、字是 否打完？y y n n y 结束 3.23.2、各功能模块及流程图、各功能模块及流程图 输出正确率模块 计算打字时间并输出模块 输出正确率 rightrata_out mov ax,rnumber mov cx,100 mul cx div anumber mov bx,ax 输出整数部分 输出. 输出小数部分 输出% 结束 计计算算打打字字时时间间并并输输 出出u us se et ti im me ea an nd do ou ut t 提提取取打打字字结结束束时时系系 统统时时间间 s su ub b d dh h, ,s st ti im me e 2 2 j ja ae e s

25、 se ec cu un nb bl lo ow w a ad dd d d dh h, ,6 60 0 d de ec c c cl l s su ub b c cl l, ,s st ti im me e 1 1 j jn ns s m mi in nu un nb bl lo ow w j jz z s se ec cu un nb bl lo ow w a ad dd d c cl l, ,6 60 0 d de ec c c ch h s su ub b c ch h, ,s st ti im me e 0 0 c ca al ll l o ou ut tt ti im me e 结

26、结束束 n n n n n n y y y y y y 4部分结果截图部分结果截图 经过对程序的连接和编译，生成的可执行文件，进入界面如上图所示： 游戏过程的界面如上图： 5. 调试后的正确程序清单调试后的正确程序清单 stack segment ;堆栈段 db 100 stack ends data segment ;数据段 ioport equ 0c400h-0280h port0 equ ioport+2b0h ;8279 数据端口 port1 equ ioport+2b1h ;8279 控制端口 led db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6f

27、h,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h ;led字型代码表 db 67h,37h,73h,31h,3eh,36h,66h io8253a equ ioport+280h ;8253计数器0端口 io8253b equ ioport+283h ;8253控制器端口 io8255a equ ioport+288h ;8255端口a地址 io8255b equ ioport+28bh ;8255控制端口地址 io0832a equ ioport+290h ;0832数据输入端口 wave db 80h,96h,0aeh,0c5h,0d8h,0e9h,0f5h,0fdh db 0ffh,0

28、fdh,0f5h,0e9h,0d8h,0c5h,0aeh,96h db 80h,66h,4eh,38h,25h,15h,09h,04h db 00h,04h,09h,15h,25h,38h,4eh,66h ;正弦波数据，32个 time db 120,110,100,89,79,70,60,50 ;产生不同音阶时8253的计数器初值 msg1 db please press one of 0,1,2,3,4,5,6,7,8,r,:,0dh,0ah ;程序开始时的提示信息 db function:,0dh,0ah db 0 = edit music and end with 9,less the

29、n 100 db r = return to dos,0dh,0ah,$ ;r返回dos msg2 db 0dh,0ah,input error,take a rechoice,0dh,0ah,0dh,0ah,$ ;输入错误的提示信息 data ends code segment ;代码段 assume cs:code,ds:data start: mov ax,data mov ds,ax mov dx,port1 ;初始化8279芯片 mov al,0d3h out dx,al ;清除8279内部显示ram状态为全“0” mov al,2ah out dx,al ;设定8279分频系数 m

30、ov al,40h out dx,al ;读fifo/传感器 mov al,00h out dx,al ;键盘、显示器方式设置：8个8位字符左端传人，编码扫描键盘 mov al,80h out dx,al ;写显示器ram命令 lea dx,msg1 ;显示提示信息 mov ah,09h int 21h begin: call judgekey ;调用键盘程序,判断输入 lp0: cmp al,13h ;r键，返回dos命令 jnz lp1 mov ax,4c00h ;返回dos int 21h lp1: cmp al,1 ;输入是否超出范围，是则跳到提示出错程序段 jb err cmp al

31、,7 ja err call sound ;调用发音子程序，播放按下的相应音阶 jmp begin ;返回初始界面 musi: mov al,di ;音乐播放程序段 cmp al,9 ;检查是否为当前音乐结束标志9 jz begin ;是则跳回初始界面 mov buff,al ;将当前音阶存入缓冲 call sound ;调用发音子程序 inc di ;取下一音阶 jmp musi ;重复 err: lea dx,msg2 ;提示出错程序段 mov ah,09h ;显示提示出错信息 int 21h lea dx,msg1 ;回到初始界面 int 21h jmp begin judgekey p

32、roc near ;键盘输入判断程序 mov dx,port1 mov al,0d1h out dx,al ;清led显示 read: mov dx,port1 in al,dx and al,07h jz read ;读状态，看键盘是否有键按下，无则继续读取 keyn: mov dx,port0 ;有键按下，判断按键位置 in al,dx mov bl,al and al,07h and bl,38h mov cl,03 shr bl,cl cmp bl,00h jnz line2 add al,08h ;为第一行的键，键位值加08h jmp quit1 line2: cmp bl,01h

33、jnz line3 jmp quit1 ;为第二行的键，直接返回 line3: add al,10h ;为第三行的键，键位值加10h quit1: mov buff,al ;将键位信息存入buff ret judgekey endp disp proc near ;显示子程序 push ax mov ax,data mov ds,ax mov dx,port1 mov al,80h ;写8279显示ram控制字 out dx,al lea si,buff ;将buff的地址赋给si lea bx,led ;将led的起始地址赋给bx disp1: mov al,si ;将buff地址存储的内容

34、赋给al xlat ;完成一个字节的查表转换，即bx+al赋给al mov dx,port0 ;将显示信息输出显示 out dx,al pop ax ret disp endp sound proc near ;发音子程序 call disp ;调用显示子程序，发音的同时显示音阶 mov num,al ;求出相应的时间常数的序号 mov cx,60 ;取60次32个正弦波数据 ddd: mov si,0 lll: mov al,wavesi ;取正弦波数据 mov dx,io0832a out dx,al ;放音 call delay ;调用延时子程序 inc si ;si加1 cmp si,

35、32 ;是否取完32个数据 jl lll ;若没有,则继续 loop ddd ;总循环次数60是否完,没有,则继续 exit: ret sound endp delay proc near ;延时子程序 ccc: mov bx,offset time mov dx,io8253b ;设定8253计数器1为方式0工作 mov al,10h out dx,al mov dx,io8255b ;设8255a口输入 mov al,9bh out dx,al mov al,num ;取相应的时间常数 xlat mov dx,io8253a out dx,al ;向8253通道0输出相应延迟 kkk: m

36、ov dx,io8255a in al,dx ;从8255a口读取数据信息 test al,01 ;判断pa0口是否为1，即8253是否计数完毕，输出out 是否为高电平 jz kkk ;若不为1,则转kkk ret ;子程序返回 delay endp code ends end start ;结束整个程序段 6. 设计心得设计心得 本次设计中，可以说是一次对自己能力与学习结果的考验。在我们学完了 微型计算机原理及应用这门课的基础上来搞这个设计，通过设计后，使我 们对这门课的理论知识的理解有很大程度上的加强。微机原理这门课程本身是 一门实验性和工程性很强的专业技术课，因此不仅要重视理论教学，更应注意 实践技能的培养和训练。课程设计是这门课程的一个重要环节，通过课程设计， 巩固、加深和拓宽了学习的理解，使自己的分析、设计和调试 8086 微机系统的 能力得到了进一步的提高。 在设计过程中，对不同方案的构思、分析、比较到最后的定案，这些工作， 培养我们的分析问题，解决问题和创新的能力。在方案确定后，在软件编程方 面，对编写的程序经上机实践和调试，对存在的问题进行反复修改，使其达到 了最优方案。这样的编程机会在平时是很少有的，所以，在编程方面我