微机原理程设计论文报告编写内容章节格式.docx

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微机原理程设计论文报告编写内容章节格式

《微机应用系统设计与综合实验》课程设计报告

编写封面内容章节格式如下：

1、封面如：

设计题目温度采集系统软硬件设计

专业班级测控0601班01号

学生李向阳

2、目录（不标页号参见教材目录书写）

3、第一章设计课题名称及要求。

（开始标页号下居中）

4、第二章设计思想和实施方案论述，给出硬件电路原理图并分析。

（总体设计方案流程图及详细的文字说明）

5、第三章典型程序模块及典型编程技巧分析。

6、第四章课程设计中遇到的问题及解决方法。

7第五章程序清单和程序注释，相关流程图。

8、第六章收获、体会

9、参考文献

内容不得少于设计说明书专用纸15页（A4），字体：

宋体，章节按标题1、标题2、标题3等排版，正文：

字号小4；行间距1.5倍。

书写要整洁、规范，装订成册。

文中的图、表一律采用阿拉伯数字分章编号，如：

图1.3、图2.5，表3.5等。

具体目录格式请参考教材目录如下：

第一章××××………………………………××

1.1××××………………………………××

1.1.1××××………………………………××

1.1.2××××………………………………××

1.2××××………………………………××

1.2.1××××………………………………××

××××……………………………××

2.1××××……………………………××

2.1.1××××………………………………××

2.1.2××××………………………………××

2.2××××………………………………××

具体论文正文格式如下：

第一章××××（居中书写）

1.1××××（左起书写）

1.1.1××××（左起书写）

1.××××（空两格书写）

××××

2.××××

1.1.2××××

1.2××××

1.2.1××××

具体参考文献格式如下：

[1]刘乐善.微机原理接口技术及应用.武汉：

华中科技出版社，2004.7

中南大学

微机应用系统设计与

综合实验设计报告

设计题目智能电子钟软硬件设计

指导老师吴桐茂王海波

设计者郭翔

专业班级测控0601班30号

设计日期08年12月29～09年1月9日

第一章微机应用系统课程设计的目的意义1

1.1设计目的1

1.2课程在教学计划中的地位和作用2

第二章智能电子钟软硬件设计任务3

2.1设计内容及要求3

2.2课程设计的要求4

第三章总体设计方案5

3.1设计思想5

3.2总体设计流程图6

第四章硬件设计7

4.1硬件设计概要7

4.2所用到的芯片及其各自功能说明7

4.2.1芯片列表8

4.2.28088的功能简介8

4.2.38255A的功能简介9

4.2.48283A的功能简介9

4.2.58259的功能简介10

4.3硬件电路设计系统原理图及其说明11

第五章软件设计13

5.1流程图及其说明13

5.2软件系统的使用说明16

5.3源程序及其说明18

第六章系统调试与使用20

6.1系统调试20

6.2使用说明22

第七章收获、体会23

参考文献32

第一章微机应用系统课程设计的目的意义

1.1设计目的

本课程设计是测控技术专业本科生必修的一门技术基础课程，也是测控技术与仪器专业学习《微机原理及汇编语言程序设计》课程的一个关键实践环节。

通过该课程设计学习，使学生对微机系统有一个全面的了解、掌握常规芯片的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬的设计方法，从实践中理解与消化所学知识使学生深入掌握微型计算机的组成和工作原理，熟悉汇编语言程序设计的编程和调试方法，进一步锻炼同学们在微型计算机应用方面的实际工作能力。

在于培养学生微机应用系统设计的硬件与软件调试的基本技能。

学生要着重学会面对实际问题，知道如何去自己收集资料，如何自己去学习新的知识，如何自己去制定解决问题的方案并通过实践不断地去分析和解决前进道路上的一切问题，最终达到解决问题的目的。

使学生通过自己动手设计和开发一个微机应用系统，了解基于8086实验平台的基本接口电路的实现与测试方法，掌握微机硬件接口技术，及简单微机应用系统的设计与实现方法。

以微机为控制核心的智能电子钟以时间准、功能强、外形美而越来越受到人们的青睐。

本实验通过设计一个智能电子钟，旨在使学生能够做到以下几点。

l．了解智能电子钟的功能特点与工作原理。

2．掌握以微机为核心实现电子钟功能的思路和方法。

3．进一步掌握多位数码管显示的原理和接口方法。

1.2课程在教学计划中的地位和作用

汇编语言是计算机能够提供给用户使用的最快而又最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言。

因而，对程序的空间和时间的要求很高的场合，汇编语言的应用是必不可少的。

至于很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编语言不可了。

鉴于汇编语言的广泛用途及其在当代计算机界的重要作用，本人利用学的知识，在同学门的帮助下，花费大量时间，完成了关于电子表的系统设计！

这个系统是应用于硬件与软件结合，将时钟智能化，多功能化。

1.3实验设备

1．80X86系列微机一台。

2．微机硬件实验平台。

3．定时/计数器、并行接口和键盘/显示接口芯片。

4．键盘、数码管、响铃器和固态继电器等。

5．基本TTL集成电路芯片。

第二章智能电子钟软硬件设计任务

2.1设计内容及要求

本系统设计一个由微机控制的智能电子钟。

要求它有以下功能。

①．能够按照主人的作息时间表定时响铃。

②．能够按照主人提供的定时时间表，以遥控方式定时打开或关闭音响、电视和其他家电的设备。

③．动态显示实时时钟的时、分、秒数据。

设计相应的键盘、定时器/计数器电路、时间及功能设置电路、时间显示电路、对被控对象进行遥控操作的电路以及响铃报警电路等，可在线键盘参数设置、定时检测、显示、报警。

设计要求：

设计出电路原理图，说明工作原理，编写程序及程序流程图。

2.2课程设计的要求

本课程涉及微机原理与汇编语言程序设计课程的基本原理，包括微型计算机的组成与工作原理、汇编语言指令系统及程序设计方法、微机接口电路的设计与调试方法等，重点是培养学生掌握微型计算机的设计与开发方法。

（一）基本理论与方法：

1.微型计算机的组成结构与工作原理；

2．微机原理软件开发平台及环境等；

3．微机原理的软件结构框架及编程方法；

4．微型计算机的硬件平台和系统设计方法；

5．微机应用系统的设计方法与调试方法。

（二）设计方式：

1．由指导老师提供多个不同的微机系统设计题目，学生根据爱好自由选择，或经老师同意的其它自选题目；

2．由指导老师讲解各课程设计题目的基本要求，有关设计技术与编程方法，及设计中注意事项；

3．设计1～3人一组，由学生独立设计、编程与调试，并完成虚拟仪器系统的开发和设计报告；

4．每个学生在设计前，必须进行总体设计，根据总体要求确定每次实验的内容。

（三）基本要求：

1．熟悉并掌握微型机算计内部结构及软、硬件开发平台；

2．通过一个具体的微机系统的设计、开发过程，从系统的角度掌握微型机算计系统的综合分析、设计与开发方法；

3.提交系统设计报告，现场演示设计系统。

第三章总体设计方案

3.1设计思想

要完成本实验任务要求的功能，可以将系统分为以下几个部分来设计：

定时器/计数器电路（时钟运算模块）、时间及功能设置电路（对时模块）、时间显示电路（显示模块）、对被控对象进行遥控操作的中间电路以及响铃报警电路（响应模块）。

其中，定时器/计数器电路是整个电子钟设计的基础。

一般都是用定时/计数器来产生定时中断信号，然后通过软件计数器来相继获得实时时钟的秒、分、时等时间值。

在此，它要对时、分、秒的数值进行操作，并且秒计算60时，要自己清零并向分进1；分计算到60时，要自己清零并向时进1；时计算到24时，要清零。

这样，才能循环记时。

要设计功能和作息时间表、家电控制定时时间表的设置电路（即键盘扫描识别电路）和时钟显示电路（即数码管动态扫描显示电路）采用可编程/不可编程并行接口芯片或专用键盘/显示器接口芯片来实现。

对进行遥控操作的电路以及响铃报警电路的设计，可以利用并行输出接外加驱动电路来实现。

其中实现家电设备遥控的驱动电路，主要可由遥控收发器和固有态继电器组成；而响铃报警驱动电路则只需用一个功率放大器即可。

对于软件部分，实现智能化电子钟的软件主要由主程序和中断服务程序两模块组成。

在主程序中，除了完成对系统的初始化和中断向量的设置外，需要对各种软件时间计数器进行查询、比较和判断，并根据判断结果发出各种控制信号，以完成对各种家电设备的控制操作和对实时钟的显示操作。

在定时中断服务程序中，需要设计1/100s计数器，秒个位、秒十位计数器，分个位、分十位计数器，时个位、时十位计数器以及由键盘设置的各定时时间计数器和各作息时间计数器等等，并对各计数器酌情作加1计数。

然后，由主程序来完成对各种计数器内容的查询。

3.2总体设计流程图

第四章硬件设计

4.1硬件设计概要

硬件部分主要由8259A中断控制器、8253定时/计数器、8255A接口芯片、LED数码显示管和键盘，喇叭及其驱动部分等组成。

主要用8259A的IR7的中断服务程序完成秒、分、时的运算即计时功能，IR6的中断服务程序完成调时、调分功能。

8253用来产生50ms的脉冲信号作为IR7的中断请求信号。

8255A负责将内存里的时位、分位和秒位数值输出到数码管。

8279A用来控制显示器显示时钟。

按键K1+和K2+分别作为IR2和IR6的中断请求信号。

按键K1+启动/关闭对时功能。

它决定是否屏蔽IR7和IR6中断源。

4.2所用到的芯片及其各自功能说明

4.2.1芯片列表

8088微控制器

8255A可编程外围接口芯片

8253可编程定时器/计数器

8259A中断控制器

4.2.28088的功能简介

8088的内部数据总线宽度是16位，外部数据总线宽度是8位，20根地址线可寻址1MB字节的存储空间。

8088可以工作在两种工作模式（最小模式和最大模式），最小模式用语单机系统，系统所需要的控制信号全部由8088直接提供。

8088CPU芯片管脚功能如下：

AD15-AD0：

地址/数据复用引脚，双向，三态。

AD15-AD0：

16位地址总线A15-A0，输出访问存储器或I/O的地址信息。

AD7-AD0：

8位数据总线D7-D0，与存储器和I/O设备交换数据信息。

A19/S6-A16/S3：

地址/状态总线复用引脚，输出，三态。

A19/S6-A16/S3：

输出访问存储器的20位地址的高4位地址A19-A16。

A19/S6-A16/S3：

输出CPU的工作状态。

A19/S6-A16/S3：

分时工作，T1状态：

输出地址的高4位信息；T2、T3、T4状态：

输出状态信息。

S6：

指示8088当前是否与总线相连，S6=0，表示8088当前与总线相连。

S5：

表明中断允许标志当前的设置。

S5=0，表示CPU中断是关闭的，禁止一切可屏蔽中断源的中断请求；S5=1，表示CPU中断是开放的，允许一切可屏蔽中断源的中断申请。

S4、S3：

指出当前使用段寄存器的情况。

/BHE/S7：

高8位数据总线允许/状态复用引脚。

在总线周期的T1状态，此引脚输出/BHE信号，表示高8位数据线D15-D8上的数据有效。

4.2.38255A的功能简介

Intel8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，也是应用最广泛的并行I/O接口芯片。

在微型计算机的系统中，用8255A做接口，通常不需要附加外部逻辑电路就可以直接为CPU与外设之间提供数据通道。

对其进行编程，芯片就可以工作与不同的工作方式。

8255A引脚功能

RESET:

复位输入线，当该输入端外于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O均被制成输入方式。

CS:

片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8255A与CPU进行通讯。

RD：

读信号线，当这个输入引脚为低电平时，允许8255A通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255A读取信息或数据。

WR：

写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写入8255A。

D0—D7:

三态双向数据总线，8255A与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。

PA0—PA7：

端口A的输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。

PB0—PB7：

端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位输入输出缓冲器。

PC0—PC7：

端口C的输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。

端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可以作为控制信号输出或状态信号的输入端口。

A1、A0:

端口地址总线，8255A中有端口A,B,C和一个内部的控制字寄存器，共4个端口，由A0,A1输入地址信号来寻址。

8255A的结构

8255A由4部分组成：

（1）数据总线缓冲器

（2）三个8位端口PA、PB、PC，其中PC口可以分为4位端口，可以分别同端口A和端口B配合使用，可以用控制信号输出等。

（3）A组和B组的控制电路。

（4）读/写控制逻辑。

8255A工作方式

8255A有三种工作方式：

方式0、方式1和方式2。

（1）方式0---基本输入输出

在此工作方式下，每个口都作为基本的输入输出口，C口的高4位和低4位以及A口和B口都可以独立地设置为输入口和输出口。

在此工作方式下，输出的数据能够被锁存，而输入的数据却不能被锁存。

（2）方式1---选通输入/输出

此工作方式下，三个端口分为A、B两组，A、B两个口仍用作数据输入输出端口，而C口分成两部分，分别作为A口和B口的联络信号。

在8255A中，联络信号是3位，两个数据口，共用去C口的6位，剩余的两位仍可以作为数据位使用。

（3）方式2---双向选通输入/输出

此工作方式只限于A组使用，它用A口的8位数据线，用C口的5位进行联络。

工作时输入输出都能锁存。

当A口工作在方式2时，B口可以在方式0或方式1下工作。

8255A的初始化

在使用8255A时，首先要由8088CPU对8255A写入控制命令字。

有两种控制命令字：

方式选择控制字和C口按位置位/复位控制字。

8255A的各种工作方式都要由控制字来设定，这个设定过程称为：

“初始化”。

可编程外设接口芯片可由程序改变其功能，通用性强、使用灵活。

通过8255A，CPU可直接同外设相连接，其负责CPU和外设之间的数据传送

4.2.48283的功能简介

Intel8253是一种具有计数和定时的芯片，被称为可编程间隔定时器。

8253内部具有3个独立的16位计数器通道（分别为通道0，1，2），通过对它进行编程，每个计数器通道均可按6种不同的方式工作，并且都可以按2进制或十进制格式进行技术，最高计数频率能达到2Mhz。

8253A可以通过指令在控制端口中设置控制字来决定它的工作。

D7D6D5D4D3D2D1D0

SC1

SC0

RW1

RW0

M2

M1

M0

BCD

00计数器000计数器锁存读命令000方式0D0=0按二进制格式计数

01计数器101只读/写低字节001方式1D0=1按BCD码格式计数

10计数器210只读/写高字节*10方式2

11非法11先读/写低字节*11方式3

，后读/写高字节100方式4

101方式5

8253A有6种工作方式：

1.方式0：

计数结束则中断

当将某计数器设置成方式0后，其输出OUT变低电平，装入初值后，仍保持低电平。

门控为高电平开始计数。

每来一个计数脉冲CLK，计数器的值减1，当计数到达终点即计数器的值变成0时，OUT变为高电平。

在计数期间可用门控信号暂停计数（即门控为低电平时，计数暂停）。

出端OUT由低变高可以用来作为中断请求信号（正是由于这种作用，许多教材中称方式0为完成计数时中断），也可作为查询信号，也可直接去控制某个操作，如让某个开关动作。

2.方式1：

单脉冲发生器即可编程单脉冲发生器

所谓单稳，是指这样的电路，它有两种状态，但只能稳定在一种状态。

在一定的外界作用下，它能从这一种状态进入到另一种状态，但经过一定时间后，又自动恢复到原来的状态。

3.方式2：

速率波发生器

方式2用来对输入脉冲（即计数脉冲CLK）N分频（N为预置的初值），在输出信号周期中低电平的时间为一个CLK周期。

设置此方式后，OUT变高电平，装入初值后便自动开始计数，减到1时OUT变低电平。

经过一个CLK周期，OUT恢复高电平，且计数器又自动装入初值，重新开始计数。

如此循环下去。

若GATE变低电平将禁止计数，并使输出为高电平。

在GATE再次变高电平时，计数器将重新装入预置的初值，并开始计数。

4.方式3：

方波发生器

方式3类似于方式2，输出是周期性的。

不同的是方式3输出方波。

如果预置的初值N为偶数，则输出周期中高电平和低电平的宽度相等；如果N为奇数，则输出周期中高电平比低电平多一个CLK周期的时间，当N相当大时，也可认为是方波。

当然，一般采用方式3时，置初值为偶数。

设置成方式3后，OUT变高电平，装入初值后便自动开始计数。

如初值为偶数，每个CLK使计数器减2，计到终点改变电平。

如初值为奇数，则输出为高电平时第一个CLK使计数器减1，随后每个CLK使计数器减2；输出为低电平时第一个CLK使计数器减3，随后每个CLK使计数器减2。

每当计数到终点都会改变电平，初值又被重新装入，并开始计数。

如此循环下去，

5.方式4：

软件触发方式计数

设置成方式4后，OUT变高电平，写入计数值后自动开始计数（所以称之为软件触发），计数到终点输出一个CLK周期的低电平脉冲。

GATE变低可暂停计数，用GATE的上升沿可重新赋初值，并开始计数。

6.方式5：

硬件触发方式计数

设置成该方式后，OUT变高电平，写入计数值后需等待GATE上升沿的到来才开始计数（所以称之为硬件触发）。

计数到终点也输出一个CLK周期的低电平脉冲。

计数过程中不受GATE电平的影响。

此后，用GATE的上升沿可重新赋初值，并开始计数。

其管脚图及部分功能见图

8253A可以通过指令在控制端口中设置控制字来决定它的工作。

可编程定时器/计数器，其定时与计数功能可由程序灵活地设定，设定后与CPU并行工作，不占用CPU的时间。

通道2工作在3方式下，提供计算一秒的中断请求信号。

4.2.58259的功能简介

8259A是可编程中断控制接口芯片，具有8级优先权控制四种工作方式。

其主要功能为；

（1）、能向CPU提供可编程的标识码。

（2）、对任何一个级别的中断源都可单独进行屏蔽，使该级中断请求暂时被挂起，直到取消屏蔽时为止。

（3）、每片8259A可管理8级优先级中断源，通过开关，最多可管理64级优先权的中断源。

（4）、具有多种中断优先权管理方式。

有完全嵌套方式、自动循环方式、特殊循环方式、特殊屏蔽方式和查询方式五种。

这些管理方式均可通过程序动态地进行变化。

在本设计中用到了这四种功能，电子时钟的灵活调时功能就是通过对级别的屏蔽或开启来实现的。

芯片图形

引脚图

内部结构图

初始化编程

4.3硬件电路设计系统原理图及其说明

智能化电子钟的硬件结构图

由T4发出的1MHz的脉冲信号，经由8253分频，由其out2输出一秒脉冲给8259A让其中断，使其操作秒加一，并由显示程序显示于数码管上。

当秒显示到60时，进行进位，使分加一，同时秒清零，同理应用于分与小时位的进位及显示，则基本完成钟的显示计时部分。

由8255通过扬声器驱动以及继电器等装置，可以与软件配合控制闹钟及其控制家电开及关的功能。

第五章软件设计

5.1流程图及其说明

主程序功能流程图如下所示。

主程序先对芯片进行初始化，然后给各计时寄存器赋初值，并设置标准时间。

接着设置中断向量并打开中断，显示此刻的时间每一次分加一时，都要进行比较，看是否与所设时刻表中时间一致，如一致，则给扬声器发出响铃信号，使之闹钟；抑或检查到此时刻应开启家电，则启动相应继电器使开关闭上。

通过循环，从而实现所有功能。

部分重要模块程序流程

计时中断程序流程图

校时中断程序流程图

5.2软件系统的使用说明

本软件系统科针对需要智能化电子钟的场合。

软件部分通过对芯片的应用，使功能更加完善。

在使用时，软件部分运行顺利是由硬件的接法及正确与否有关。

外连的接线需接需要的电器及发声的期间，注意接线时与软件一致部分要求严格。

5.3源程序及其说明

STACKSEGMENT'STACK'

DW100HDUP（?

）

TOPLABELWORD

STACKENDS

CODESEGMENT;代码段

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA,ES:

DATA

CONTROLEQU0043H;8253控制口

COUNT0EQU0040H;0通道

COUNT1EQU0041H

COUNT2EQU0042H

MD8255EQU82H;8255控制字

PA8255EQU0FF28H

PB8255EQU0FF29H

PC8255EQU0FF2AH

CTL8255EQU0FF2BH

OUTBITEQU0FF21H;位控制口

OUTSEGEQU0FF22H;段控制口

ICW1EQU00010011B;8259，上升沿中断，要写ICW4

ICW2EQU00100000B;中断号为20H

ICW4EQU00000001B;工作在8086/88方式

OCW1EQU11111110B;只响应INT0中断

CS8259AEQU0060H;8259地址

CS8259BEQU0061H

;主程序开始

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVES,AX

MOVAX,STACK

MOVSS,AX

MOVSP,OFFSETTOP

MOVHOUR,0;时、分、秒清零

MOVMINUTE,0

MOVSECOND,0

CLI;清除中断标志位

MOVAX,0

MOVDS,AX

MOVAL,35H

MOVDX,CONTROL

OUTDX,AL

MOVAL,00H

MOVDX,COUNT0

OUTDX,AL

MOVAL,50H

OUTDX,AL

MOVA