.z.目錄一、設(shè)計(jì)要求1二、設(shè)計(jì)所用芯片。。。。。。。。。。。。。。。。。。。2三、設(shè)計(jì)思想。.............................2四、設(shè)計(jì)所用芯片結(jié)構(gòu)31、8259A芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳32、8279芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳43、8253芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳5五、系統(tǒng)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)61、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)62、主控模塊73、CPU模塊74、定時(shí)模塊........................95、中斷處理模塊。。。。。。。。。。。。。。。。。。96、顯示模塊和小鍵盤模塊10六、程序流程圖121、主程序流程圖122、定時(shí)中斷服務(wù)程序流程圖14七、設(shè)計(jì)總結(jié)15附錄一：參考書目15附錄二：總體圖........................15附錄三：源代碼．．．．．．．．．．．．17一、設(shè)計(jì)要求利用試驗(yàn)平臺提供的硬件資源設(shè)計(jì)一個(gè)電子表。該電子表以時(shí)、分、秒的形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間，且具有校表功能，利用小鍵盤與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間校準(zhǔn)。掌握8255、8259、8253芯片使用方法和編程方法，通過本次課程設(shè)計(jì)，學(xué)以致用，進(jìn)一步理解所學(xué)的相關(guān)芯片的原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使用方法等，學(xué)會相關(guān)芯片實(shí)際應(yīng)用及編程，系統(tǒng)中采用8088微處理器完成了電子鐘的小系統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)計(jì)。同時(shí)并了解綜合問題的程序設(shè)計(jì)掌握實(shí)時(shí)處理程序的編制和調(diào)試方法，掌握一般的設(shè)計(jì)步驟和流程，使我們以后搞設(shè)計(jì)時(shí)邏輯更加清晰。二、設(shè)計(jì)所用芯片8253定時(shí)器：用于產(chǎn)生秒脈沖，其輸出信號可作為中斷請示信號送IRQ2。8279接口芯片：實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入和顯示輸出。8259中斷控制器：用于產(chǎn)生中斷。LED：六個(gè)LED用于顯示時(shí)：分：秒值。小鍵盤：用于控制設(shè)置。三、設(shè)計(jì)思想1、設(shè)計(jì)思想本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電子時(shí)鐘以8088微處理器作為CPU，用8253做定時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生時(shí)鐘頻率，8279做可編程并行接口顯示時(shí)鐘和鍵盤電路，8259做中斷控制器產(chǎn)生中斷。在此系統(tǒng)中，8253的功能是定時(shí)，接入8253的CLK信號為周期性時(shí)鐘信號。8253采用計(jì)數(shù)器0，工作于方式2，使8253的OUT0端輸出周期性的負(fù)脈沖信號。即每隔20ms，8253的OUT0端就會輸出一個(gè)負(fù)脈沖的信號，此信號接8259的IR2，當(dāng)中斷到50次數(shù)后，CPU即處理，使液晶顯示器上的時(shí)間發(fā)生變化。其中8259只需初始化ICW1，其功能是向8259表明IR*輸入是電平觸發(fā)方式還是上升沿觸發(fā)方式，是單片8259還是多片8259。8259接收到信號后，產(chǎn)生中斷信號送CPU處理。2、設(shè)計(jì)原理利用定時(shí)器8253和8259以及鍵盤和數(shù)碼顯示電路，設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘，由8253中斷定時(shí)，小鍵盤控制電子時(shí)鐘的啟停及初始值的預(yù)置。電子時(shí)鐘的顯示格式HH：MM：SS由左到右分別為時(shí)、分、秒，最大記時(shí)59：59：59超過這個(gè)時(shí)間時(shí)分秒位都清零從00：00：00重新開始。設(shè)計(jì)一個(gè)定時(shí)顯示裝置，用六個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)間，用小鍵盤控制計(jì)時(shí)，設(shè)置和顯示時(shí)間。系統(tǒng)一運(yùn)行就從00點(diǎn)00分00秒開始計(jì)時(shí)，并在數(shù)碼管上顯示時(shí)、分、秒當(dāng)前值，而且，可以用鍵盤設(shè)置當(dāng)前時(shí)間?；竟ぷ髟恚好堪俜种幻雽Π俜种幻爰拇嫫鞯膬?nèi)容加一，并依次對秒、分、小時(shí)寄存器的內(nèi)容加一；六個(gè)數(shù)碼管動態(tài)顯示時(shí)、分、秒的當(dāng)前值。C鍵：置初值，顯示00：00：00G鍵：顯示動態(tài)變化（啟動表）；D鍵：顯示靜態(tài)不變（表停止）；E鍵：終止程序，返回DOS；P鍵：設(shè)置時(shí)：分：秒的值四、設(shè)計(jì)所用芯片結(jié)構(gòu)1、8259A芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳中斷控制器8259A是Intel公司專為控制優(yōu)先級中斷而設(shè)計(jì)開發(fā)的芯片。它將中斷源優(yōu)先排隊(duì)、辨別中斷源以及提供中斷矢量的電路集中于一片中。因此無需附加任何電路，只需對8259A編程，就可以管理8級中斷，并選擇優(yōu)先模式和中斷請求方式，即中斷結(jié)構(gòu)可以由用戶編程來設(shè)定。在MD微機(jī)系統(tǒng)中，8259芯片工作于單片方式。8259A引腳圖8259引腳圖如圖3.3，各引腳功能如下。D7~D0——八條雙向數(shù)據(jù)線；WR（低電平有效）——寫輸入信號；RD（低電平有效）——讀輸入信號；CS（低電平有效）——片選輸入信號；A0——地址信號；INT——中斷請求信號；INTA（低電平有效）——中斷響應(yīng)信號；CAS0~CAS2——級聯(lián)信號，形成一條專用8259A總線，以便多片8259A的級聯(lián)；SP/EN——從編程/允許級聯(lián)。在緩沖方式中，可用做輸出信號以控制總線緩沖器的接收和發(fā)送。在非緩沖方式中，作為輸入信號用于表示主片還是從片；IR0~IR7——外部中斷請求輸入線。要求輸入的中斷請求信號是由低電平到高電平的上升沿（并保持高電平到CPU響應(yīng)時(shí)為止）或者是高電平。8259中斷矢量地址與中斷信號之間的關(guān)系如表3.1所示：8259A中斷矢量表中斷序號01234567功能調(diào)用08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH矢量地址20H~23H24H~27H28H~2BH2CH~2FH30H~33H34H~37H38H~3BH3CH~3FH說明時(shí)鐘鍵盤可用可用串行口可用可用可用2、8279芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳Intel8279是一種通用的可編程序的鍵盤、顯示接口器件，單片器件就能夠完成鍵盤輸入和顯示控制兩種功能。鍵盤部分提供一種掃描的工作方式，可以和具有64個(gè)按鍵的矩陣鍵盤相連接，能對鍵盤不斷掃描，自動消抖，自動識別按下的鍵并給出編碼，能對雙鍵或n鍵同時(shí)按下實(shí)行保護(hù)。顯示部分為發(fā)光二極管、熒光管及其它顯示器提供了按掃描方式工作的顯示接口，它為顯示器提供多路復(fù)用信號，可以顯示多達(dá)16位的字符或數(shù)字。DB0～DB7:雙向數(shù)據(jù)總線，用來傳送8279與CPU之間的數(shù)據(jù)和命令。CLK:時(shí)鐘輸入線，用以產(chǎn)生內(nèi)部定時(shí)的時(shí)鐘脈沖。RESET:復(fù)位輸入線，8279復(fù)位后被置為字符顯示左端輸入，二鍵閉鎖的觸點(diǎn)回彈型式，程序時(shí)鐘前置分頻器被置為31,RESET信號為高電平有效。CS:片選輸入線，低電平有效，單片機(jī)在CS端為低時(shí)可以對8279讀/寫操作。A0:緩沖器低位地址，當(dāng)A0為高電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)，當(dāng)為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為命令或狀態(tài)，當(dāng)為低電平時(shí)，表示數(shù)據(jù)總線上為數(shù)據(jù)。RD:讀信號輸入線，低電平有效，將緩沖器讀出，數(shù)據(jù)送往外部總線。WR:寫信號輸入線，低電平有效，將緩立器讀出,將數(shù)據(jù)從外部數(shù)據(jù)總線寫入8279的緩沖器。3、8253芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳8253可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器是Intel公司生產(chǎn)的通用外圍芯片之一，有3個(gè)獨(dú)立的十六位計(jì)數(shù)器，技術(shù)頻率*圍為0~2MHZ，它所有的技術(shù)方式和操作方式都通過編程控制。8253的功能用途是：（1）延時(shí)中斷（2）可編程頻率發(fā)生器（3）事件計(jì)數(shù)器（4）二進(jìn)倍頻器（5）實(shí)時(shí)時(shí)鐘（6）數(shù)字單穩(wěn)（7）復(fù)雜的電機(jī)控制器8253有六種工作方式：（1）方式0：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷（2）方式1：可編程頻率發(fā)生器（3）方式2：頻率發(fā)生器（4）方式3：方波頻率發(fā)生器（5）方式4：軟件觸發(fā)的選通信號（6）方式5：硬件觸發(fā)的選通信號8253引腳圖如圖3.3示，各引腳功能如下。D7~D0——八條雙向數(shù)據(jù)線；WR（低電平有效）——寫輸入信號；RD（低電平有效）——讀輸入信號；CS（低電平有效）——片選輸入信號；A0、A1——片內(nèi)寄存器地址輸入信號；CLK——計(jì)數(shù)輸入，用于輸入定時(shí)基準(zhǔn)脈沖或計(jì)數(shù)脈沖；OUT——輸出信號，以相應(yīng)的電平指示計(jì)數(shù)的完成，或輸出脈沖波形；GATE——選通輸入（門控輸入），用于啟動或禁止計(jì)數(shù)器的操作，以使計(jì)數(shù)器和計(jì)測對象同步。8253端口地址表8253端口地址表信號線寄存器編址IOY20*計(jì)數(shù)器40H1*計(jì)數(shù)器41H2*計(jì)數(shù)器42H控制寄存器43H五、系統(tǒng)各個(gè)模塊設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電子鐘以8088微處理器作為CPU，用8253做定時(shí)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生時(shí)鐘頻率，8279做可編程并行接口顯示時(shí)鐘和鍵盤電路，8259做中斷控制器產(chǎn)生中斷。在此系統(tǒng)中，8253的功能是定時(shí)，接入8253的CLK信號為周期性時(shí)鐘信號。8253采用計(jì)數(shù)器0，工作于方式2，使8253的OUT0端輸出周期性的負(fù)脈沖信號。即每隔20ms，8253的OUT0端就會輸出一個(gè)負(fù)脈沖的信號，此信號接8259的IR2，當(dāng)中斷到50次數(shù)后，CPU即處理，使液晶顯示器上的時(shí)間發(fā)生變化。程序由以下模塊組成：系統(tǒng)共有5個(gè)功能模塊，分別為，主控模塊，顯示模塊，定時(shí)模塊，中斷模塊，小鍵盤模塊。系統(tǒng)總體框圖如下：鍵盤讀入的數(shù)鍵盤讀入的數(shù)顯示緩沖的值秒脈沖顯示模塊主控模塊中斷模塊定時(shí)模塊小鍵盤模塊六個(gè)LED小鍵盤827982538259系統(tǒng)總體框圖2、主控模塊主控模塊是系的核心模塊，對8253、8279進(jìn)行初始化，設(shè)置中斷向量，掃描鍵盤根據(jù)按鍵值作相應(yīng)的處理。主要由軟件實(shí)現(xiàn)。它的主要功能是調(diào)用其它模塊對系統(tǒng)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，它的主要功能是讀小鍵盤輸入鍵值并執(zhí)行要做的工作，如果鍵值為C則將顯示初始值00：00：00置入顯示緩沖，并調(diào)用顯示模塊顯示。如果鍵值為G則開中斷，（中斷程序?yàn)槊胱畹臀患右唬?。如果鍵值為D則關(guān)中斷，停止動態(tài)顯示。如健值為P則連續(xù)六次調(diào)用小鍵盤模塊，將鍵值依次存入顯示緩沖。并調(diào)用顯示模塊顯示。如果健值為E，則終止程序，返回DOS。3、CPU模塊8088最小工作模式，作為整個(gè)電子表的核心控制部分。在8088最小模式中，硬件連接上有如下特點(diǎn)：MN/M*端接+5V，決定了8088工作在最小模式。有1片8284A，作為時(shí)鐘發(fā)生器。有3片8282，用來作為地址鎖存器。8282是典型的鎖存器芯片，因?yàn)樗?位的，所以需要3片8282作為鎖存器。當(dāng)系統(tǒng)中所連的存儲器和外設(shè)系統(tǒng)較多時(shí)，需要增加數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動能力，這時(shí)，要用兩片8286作為總線收發(fā)器。-.z.8088構(gòu)成的CPU-.z.4、定時(shí)模塊定時(shí)模塊是為8259提供中斷請求信號的。由一片8253實(shí)現(xiàn)，選用定時(shí)器0*，工作在方式3，由于時(shí)鐘應(yīng)該1秒走動一次，所以輸出值應(yīng)為1S，其輸出信號可作為8259的中斷請求信號。定時(shí)模塊原理圖5、中斷處理模塊中斷模塊實(shí)現(xiàn)動態(tài)顯示的，硬件為一片8259，由于中斷請求信號為每秒一次，中斷程序該為時(shí)間按秒增加，并顯示，只要開中斷，便可實(shí)現(xiàn)每秒顯示時(shí)間增加一秒，從而達(dá)到動態(tài)顯示的效果。中斷模塊原理圖6、顯示模塊和小鍵盤模塊顯示模塊是將顯示緩沖區(qū)的數(shù)值送到LED顯示的功能模塊，顯示緩沖區(qū)是由六個(gè)字節(jié)構(gòu)成，分別保存小時(shí)的高位和低位，分鐘的高位和低位，秒鐘的高位和低位。硬件上由六個(gè)LED構(gòu)成，軟件上由掃描顯示的方法實(shí)現(xiàn)。小鍵盤模塊送入主控模塊的子功能模塊。由軟件和硬件實(shí)現(xiàn)，硬件上由小鍵盤和8279互連，將小鍵值由8279送入主控模塊。軟件上使用行掃描法獲得鍵值并送回主控模塊。本課題只考慮去抖動。執(zhí)行一個(gè)約10ms的延時(shí)程序后再掃描鍵盤，若F0=1表示真正有鍵按下，從而消除了抖動影響。其中8279接口電路如下：顯示模塊原理圖鍵盤部分原理圖：六、程序流程圖1、主程序流程圖2、定時(shí)中斷服務(wù)程序流程圖：保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場秒單元+1N秒單元=60？秒單元清零，分單元+1分單元清零，小時(shí)單元+1分單元=60？時(shí)單元=24？小時(shí)單元=0顯示時(shí)分秒恢復(fù)現(xiàn)場中斷返回NNYYY七、設(shè)計(jì)總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)，我對利用微機(jī)原理課程所學(xué)的知識設(shè)計(jì)電子表的基本過程的設(shè)計(jì)方法、步驟、思路、有一定的了解與認(rèn)識。它相當(dāng)于實(shí)際工業(yè)設(shè)計(jì)的模擬。在課程設(shè)計(jì)過程中，我先是收集、調(diào)查有關(guān)資料，然后進(jìn)入草案階段，其間與指導(dǎo)教師進(jìn)行幾次方案的討論、修改，再討論、再修改，最后定案，得出了總體方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方案確定后，又在老師指導(dǎo)下進(jìn)行擴(kuò)初詳細(xì)設(shè)計(jì)，并分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的模塊；將這些模塊組合起來，便形成了一個(gè)完整的電子表的設(shè)計(jì)。經(jīng)過這次成功的設(shè)計(jì)，我更加深刻的理解了微機(jī)原理的相關(guān)知識。對一些常用芯片有了更深一步的認(rèn)識，并且能夠很好的使用它們。應(yīng)該說，這次課程設(shè)計(jì)達(dá)到了目的。附錄一：參考書籍1、戴梅萼，史嘉權(quán)編著.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第4版).：清華大學(xué),20082、周明德編著.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理及應(yīng)用(第四版).：清華大學(xué),20023、李順增，吳國東，趙河明等.微機(jī)原理及接口技術(shù).：機(jī)械工業(yè),20064、楊立新.微型計(jì)算機(jī)原理和應(yīng)用[M].：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)，1986.115、李大友.微型計(jì)算機(jī)原理[M].：清華大學(xué)，1998.76、眭碧霞.微型計(jì)算機(jī)原理與組成[M].人民郵電，2003.8附錄二、總體原理圖附錄三：源代碼-.z.-.z.D8279equ200HC8279equ202HC8253equ20bHD82530equ208HD82531equ209HC82590equ210HC82591equ211HdatasegmentHOURdb00MINUTEdb00STATdb00LEDdb3fH,06H,5bH,4fH,66H,6dH,7dH,27H,7fH,6fH,00H,00HDISBUFdb8dup(0)dataendsstacksegmentstackdw100dup(")stackendscodesegmentassumecs:code,ds:datastart:MOVA*,DATAMOVDS,A*;=========INIT8259=============CLIMOVAL,13HMOVD*,C82590OUTD*,ALMOVAL,8MOVD*,C82591OUTD*,ALMOVAL,1OUTD*,ALMOVA*,0MOVES,A*LEAA*,INT0MOVES:[4*8],A*MOVA*,CSMOVES:[4*8+2],A*;=========INIT8253==========MOVD*,C8253MOVAL,36HOUTD*,ALMOVD*,D82530MOVA*,10000OUTD*,ALMOVAL,AHOUTD*,ALMOVD*,C8253MOVAL,36HOUTD*,ALMOVD*,D82531MOVA*,100OUTD*,ALMOVAL,AHOUTD*,AL;=========INIT8279=============MOVD*,C8279MOVAL,00HOUTD*,ALMOVAL,34HOUTD*,ALMOVAL,0D2HOUTD*,ALMOVSTAT,0MOVD*,C82591MOVAL,0FEHOUTD*,AL;===============================WAIT1:MOVD*,C8279INAL,D*MOVAH,ALANDAL,80HJNEWAIT1MOVAL,AHANDAL,0FHCMPAL,00HJEWAIT1MOVAL,40HOUTD*,ALCHK:MOVD*,D8279INAL,D*CMPAL,33HJNEBBBMOVD*,C82591MOVAL,0FFHOUTD*,ALMOVAL,STATINCALMOVSTAT,ALCMPAL,1JNZAA1MOVSI,OFFSETDISBUFMOVC*,4MOVAL,00BB0:MOV[SI],ALINCSILOOPBB0CALLDISPJMPCHK;=============================AA1:MPAL,2JNZAA2MOVSI,OFFSETDISBUFMOVAL,00MOV[SI],ALINCSIMOV[SI],ALADDSI,2MOV[SI],ALINCSIMOV[SI],ALCALLDISPJMPCHK;==================================AA2:MPAL,3JNZAA3MOVSI,OFFSETDISBUF+2MOVC*,4MOVAL,00BB1:MOV[SI],ALINCSILOOPBB1CALLDISPJMPCHK;==================================AA3:MOVSTAT,00MOVAL,0FEHMOVD*,C82591OUTD*,ALCALLFULLSFMCALLDISPJMPCHK;=================================BBB:CMPAL,3BHJEBB0JMPCCCBB0:MOVAL,STATCMPAL,1JNZBBB1MOVAL,HOURADDAL,1DAAMOVHOUR,ALCALLFULLSHICALLDISPJMPBBB;===============================BBB1:MOVAL,STATCMPAL,2JNZBBB3MOVAL,MINUTEADDAL,1DAAMOVMINUTE,ALCALLFULLFENCALLDISPJMPBBB;============================BBB3:MOVAL,STATCMPAL,3JZBBB4JMPDDDBBB4:MOVAL,SECONDADDAL,1DAAMOVSECOND,ALCALLFULLMIAOCALLDISPJMPBBB;=============================CCC:CMPAL,3AHJECC0JMPDDDCC0:MOVAL,STATCMPAL,1JNZCCC1MOVAL,HOURSUBAL,1DASMOVAL,HOURSUBAL,1DASMOVHOUR,ALCALLFULLSH1CALLDISPJMPCCCCCC1:MOVAL,STATCMPAL,2JNZCCC3MOVAL,MINUTESUBAL,1DASMOVMINUTE,ALCALLFULLFENCALLDISPJMPCCCCCC3:MOVAL,STATCMPAL,3JZCCC4JMPDDDCCC4:MOVAL,SECONDSUBAL,1DASMOVSECOND,ALCALLFULLMIAOCALLDISPJMPCCCDDD:MOVSTAT,0MOVAL,0FFHMOVD*,C82591OUTD*,ALCALLFULLSFMCALLDISPJMPCHKINT0:PUSHA*PUSHB*PUSHDIPUSHSIMOVAL,SECONDADDAL,1DAAMOVSECOND,ALCMPAL,60HJNZFANHUIMOVSECOND,0MOVAL,MINUTEADDAL,1DAAMOVMINUTE,ALCMPAL,60HJNZFANHUIMOVMINUTE,0MOVAL,HOURADDAL,1DAAMOVHOUR,ALCMPAL,24HJNZFANHUIMOVHOUR,0CALLFULLS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