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、打字完成后统计正确率和打字时间

2、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1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.22设计要求.2设计方案.22.硬件说明硬件说明.38255a介绍.38253a介绍.33.软件流程软件流程.9软件流程图软件流程图.94.部分结果截图部分结果截图.115.调试正确的程序清单调试正确的程序清单.126.设计心得设计心得.16 摘要本次课程设计是利用微机原理知识和汇编

3、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3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

4、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、8253a1. 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41、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

5、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.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

6、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：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

7、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(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”，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“

8、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db（8）数据总线缓冲器读/写控

9、制逻辑a0a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pa7pa0pc7pc4pc3pc0pb7pb0d7d0csa1rdwr 8255a内部结构框图reset68255a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

10、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/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

11、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

12、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，8255 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，cp

13、u 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。7 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，cp

14、u 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），

15、 （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8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.

16、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 d7 7 7a口工作方式0 0 方式00 1 方式11 方式21 1 1d d d6 6 6d d

17、d5 5 5d d d4 4 4d d d3 3 3d d d2d d d1d d d0a口输入/输出1 输入0 输出 c 口高四位位输入/输出1 输入0 输出b口工作方式0 方式01 方式1b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91. 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

18、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ga

19、te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0rda0wr计数器1读 / 写逻 辑a1cs计数器2控 制寄存器10 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

20、端输出一个宽度等于一个时钟周期的负脉冲。 (6) 方式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bcdbcdbcdm0m0m0m1m1m1m2m2m2rl0rl0rl0rl1rl1rl1sc0sc0sc0sc1sc1sc1rl1rl1rl1bcdbcdbcdm0m0m0m1m1m1m2m2m2rl0rl0rl0sc0sc0sc0sc1sc1sc10二进制码读写001方式1000方式001只读写低字节01计数器100计数器01 bcd码读写*10方式2000方式011先低再高10

21、只读写高字节10计数器2*11方式311非法101方式5100方式400将ce送ol118255a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nbh1？ 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+随机数指向的字符存入al提示超时判断al 中的字符是az 中的

22、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122.22.2、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字是否打完？yynny结束133.23.2、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

23、rightrata_outmov ax,rnumber mov cx,100mul cxdiv anumbermov bx,ax输出整数部分输出.输出小数部分输出%结束14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 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 c

24、l l, ,s st ti im me e 1 1 j jn ns s m mi in nu un nb bl lo ow wj jz z s se ec cu un nb bl lo ow wa 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结结束束n nn nn ny yy yy y154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：165. 调试后

25、的正确程序清单调试后的正确程序清单stack segment ;堆栈段db 100stack endsdata segment ;数据段ioport equ 0c400h-0280hport0 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,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h ;led字型代码表db 67h,37h,73h,31h,3eh,36h,66hio8253a equ ioport+280h ;8253计数器0端口

26、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,0fdh,0f5h,0e9h,0d8h,0c5h,0aeh,96h db 80h,66h,4eh,38h,25h,15h,09h,04hdb 00h,04h,09h,15h,25h,38h,4eh,66h ;正弦波

27、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 then 100 db r = return to dos,0dh,0ah,$ ;r返回dosmsg2 db 0dh,0ah,input error,take a rechoice,0dh,0ah,0dh,0ah,$ ;输入错

28、误的提示信息data endscode segment ;代码段assume cs:code,ds:datastart: mov ax,datamov ds,ax mov dx,port1 ;初始化8279芯片mov al,0d3hout dx,al ;清除8279内部显示ram状态为全“0”mov al,2ah17out dx,al ;设定8279分频系数mov al,40h out dx,al ;读fifo/传感器mov al,00hout 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,80hout dx,al ;写显示器ram命令lea dx,msg

29、1 ;显示提示信息mov ah,09hint 21hbegin: call judgekey ;调用键盘程序,判断输入lp0: cmp al,13h ;r键，返回dos命令jnz lp1mov ax,4c00h ;返回dosint 21hlp1: 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,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 bu

30、ff,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 proc 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,port118 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ke

31、yn: mov dx,port0 ;有键按下，判断按键位置 in al,dxmov bl,aland al,07hand bl,38hmov cl,03shr bl,clcmp bl,00hjnz line2add al,08h ;为第一行的键，键位值加08hjmp quit1 line2: cmp bl,01h jnz line3jmp 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10hquit1: mov buff,al ;将键位信息存入buff retjudgekey endpdisp proc near ;显示子程序 push ax

32、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bxdisp1: mov al,si ;将buff地址存储的内容赋给al xlat ;完成一个字节的查表转换，即bx+al赋给almov dx,port0 ;将显示信息输出显示out dx,al pop ax retdisp 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

33、;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,019lll: 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,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: retsound endp delay proc near ;延时子程序ccc: mov bx,offset timemov dx,io8253b ;设定8253计数器1为方式0工作

34、mov al,10h out dx,almov dx,io8255b ;设8255a口输入mov al,9bh out dx,almov al,num ;取相应的时间常数 xlatmov dx,io8253aout dx,al ;向8253通道0输出相应延迟kkk: mov dx,io8255ain 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kkkret ;子程序返回delay endpcode endsend start ;结束整个程序段206. 设计心得设计心得本次设计中

35、，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，在编程方面我们得到了很多的锻炼，使自己更加熟悉了汇编语