电子秒表课程设计.docx

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电子秒表课程设计

计算机硬件技术课程设计

　　　　学院：

　自动化工程学院

班级：

姓名：

学号：

设计题目：

　9、电子秒表设计

2015年1月

一、设计题目：

电子秒表设计

设计一个可任意启动/停止的电子秒表，要求用6位LED数码显示，计时单位为1/100秒。

利用功能键进行启/停控制。

其功能为：

上电后计时器清0，当第一次（或奇数次）按下启/停键时开始计数。

第2次（或偶数次）按下该键时停止计时，再一次按启/停键时清零后重新开始计时。

可用开关控制，也可用按键控制。

二、设计目的

通过本项课程设计，对微机原理课程中涉与的芯片结构、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，更好的理解微机原理课程中讲述的基本原理和概念。

进行微机原理课程设计前，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。

三、设计方案以与论证

1、整体设计思想

使用8253工作在方式0计数，对1/100S计数，并讲计数值写入bl中并与100比较若不相等，则将计数值装换为10进制后送8255控制端显示，如相等则1S计数程序加1之后并与59比较若不相等则将计数值装换为10进制后送8255控制端显示，如相等则1min计数程序加1之后并与59比较若不相等则将计数值装换为10进制后送8255控制端显示，如相等则计数程序加1之后产生溢出，跳转清零程序将计数清零，同时数码管清零。

2、使用各芯片的作用与工作原理

1）定时器/计数器8253

用系统8253定时器提供的55ms定时单位，设计秒表定时程序。

有关系统定时方法：

PC机系统中的8253定时器0工作于方式3，外部提供一个时钟作为CLK信号,频率：

f=1.1931816MHz。

定时器0输出方波的频率:

fout=1.1931816/65536=18.2Hz。

输出方波的周期Tout=1/18.2=54.945ms。

8253A每隔55ms引起一次中断，作为定时信号。

可用55945ms作基本计时单位。

用BIOS调用INT1AH可以取得该定时单位。

例：

1秒=18.2（计时单位）

8253的引脚图与硬件连接图如下图示：

《8253引脚图》硬件连接图

当A1A0分别为00011011时分别选中三个通道和控制字寄存器在8088系统中，8088的A1A0分别与8253的A1A0相连在8086系统中，通常将8253的8位数据线与8086的低8位相连，即使用偶地址，所以8086的A2A1分别与8253的A1A0相连。

计数器（0~2）即三个计数器/定时器通道。

每个通道包括：

8位控制字寄存器、16位计数初值寄存器、减一计数器和输出锁存器。

作定时器用：

其CLK端上的输入脉冲应是标准的、精确的；作计数器用：

对其CLK端上的脉冲计数，脉冲宽度可以不等。

采用减一计数器，为0时，从OUT端上输出一个脉冲定时时间=时钟脉冲周期X预置的计数初值。

控制功能表

CS

RD

　WR

A1A0

功能

0

1

0

00

写计数器0

0

1

0

01

写计数器1

0

1

0

10

写计数器2

0

1

0

11

写控制字寄存器

0

0

1

00

读计数器0

0

0

1

01

读计数器1

0

0

1

10

读计数器2

0

0

1

11

无操作

1

X

X

XX

禁止使用

0

1

1

XX

无操作

每个通道：

CLK

计数脉冲或标准脉冲输入端

GATE

允许端，当GATE=1时允许计数

UT

计数值为0时输出一个脉冲

由于8253的读/写操作对系统时钟没有特殊的要求，因此它几乎可以应用与由任何一种微处理器组成的系统中，可作为可编程的方波频率发生器、分频器、实时时钟、事件计数器和单脉冲发生器等。

8253是一片具有三个独立的16位计数器通道的可编程定时器/计数器芯片。

每个通道都可以编程设定3种工作方式之一种；8253由以下几个部分组成：

（1）数据总线缓冲器（8位、三态、双向）；

（2）读/写控制逻辑；CS：

片选信号，低电平有效；

RD：

读信号，低电平有效；

WR：

写信号，低电平有效；

A1A0：

端口选择信号

（3）三个通道（0~2），由A0，A1控制选择；

（4）一个控制寄存器；

内部结构与引脚图

2）用可编程并行接口芯片8255的PA口以与PB口实现数码管输出，PC口实现按键实现数据显示输出

8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。

CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位、32位等。

用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：

方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。

8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图所示：

3.锁存器273

74LS273是8位数据/地址锁存器，他是一种带清除功能的8D触发器，下面介绍一下他的管脚图功能表等资料。

（1）.1脚是复位CLR,低电平有效,当1脚是低电平时,输出脚2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）全部输出0,即全部复位;

（2）.当1脚为高电平时,11（CLK）脚是锁存控制端,并且是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态,并且立即呈现在在输出脚2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5）、16（Q6）、19（Q7）上.

74ls273管脚功能：

1D～8D为数据输入端，1Q～8Q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。

4、译码器74ls154

74ls154为4—16线制译码器其引脚图如下图所示

5、7段数码管

　数码管要正常显示，就要来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。

静态显示驱动

　　静态驱动也称直流驱动。

静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。

静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动，实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。

动态显示驱动

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"A,B,C,D,E,F,G,DP"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制。

6、硬件原理图

四、程序流程图

等于100

不等

等于59

不等

等于59

不等

五、程序代码

a1equ0000h

b1equ0002h

c1equ0004h

ctr1equ0006h;8255各端口地址

a2equ0200h;8253计数器0端口地址

ctr2equ0206h;8253控制端口地址

a3equ0100h

datasegment

keynumdb0EEH,0DEH,0BEH,7EH,0EDH,0DDH,0BDH,7DH,0EBH,0DBH,0BBH,7BH,0E7H,0D7H,0B7H,77H

tabdb3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

bufdb0,0,0,0

buf1db0,0,0,0,0,0,0,0

buf2db0,0;前为第一开关次数

buf3db80dup（?

）

dataends

codesegment'code'

assumeds:

data,cs:

code

start:

movax,data

movds,ax;设中断入口地址设置

movax,0

moves,ax

movdi,08

movax,offsetintr_key

cld

stosw

movax,segintr_key

stosw

movax,data;编程初始化

moves,ax;8255写入控制字

moval,10001001b;A口B口输出显示，C口高四位低四位输入

movdx,ctr1

outdx,al

n3:

calljishu

jmpn3

n2:

leasi,buf2

movbh,00h

movbl,1h[si]

leadi,buf3

adddi,bx

addbl,8

mov1h[si],bl

leasi,buf1

cld

movcx,8

repmovsb

n4:

calldis

jmpn4

n5:

leasi,buf2

movbh,00h

movbl,1h[si]

cmpbl,0

jzn1

leadi,buf1

subbl,8

mov1h[si],bl

leasi,buf3

addsi,bx

cld

movcx,8

repmovsb

n6:

calldis

jmpn6

n1:

callqinlin

jmpn1

;jmpstart

jishuprocnear;计数子程序

leasi,buf

movbl,[si]

cmpbl,100

jnzs6

s1:

movbl,0

mov[si],bl

movah,1h[si]

cmpah,59

jzs2

incah

mov1h[si],ah

jmps6

s2:

movah,0

mov1h[si],ah

movah,2h[si]

incah

mov2h[si],ah

jmps6

s6:

callchu

movcx,3

s5:

calldis

loops5

calldelay1s

incbyteptr[si]

ret

jishuendp

chuproc;rukoual;数处理子程序

pushsi

pushbx

movbl,4

leadi,buf1

leasi,buf

next:

lodsb

movah,00

movcl,10

divcl

xchgah,al

stosb

moval,ah

stosb

decbl

jnznext

popbx

popsi

ret

chuendp

disprocnear;显示buf1中的值

pushbx

pushcx

leabx