电子秒表课程设计.docx

1、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

2、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

3、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INT 1AH可以取得该定时单位。例：1秒=18.2 (计时单位) 8253的

4、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00 01 10 11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

5、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CSRDWRA1A0功 能0100 0写计数器00100 1写计数器10101 0写计数器20101 1写控制字寄存器0010 0读计数器00010 1读计数器10011 0读计数器20011 1 无操作1XXX X禁止使用011X X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。 825

6、3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

7、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(

8、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： 1D8D为数据输入端，1Q8Q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416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

9、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58=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

10、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 a1 equ 0000h b1 equ 0002h c1 equ 0004h ctr1 equ 0006h ;8255各端口地址 a2 equ 0200h ;8253计数器0端口地址 ctr2 equ 0206h ;8253控制端口地址 a3 equ 0100h data segment keynum db 0EEH,0DEH,0BEH,7EH,0EDH,0DDH,0BDH,7DH,0EBH,0DBH,0BBH,7

11、BH,0E7H,0D7H,0B7H,77H tab db 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H buf db 0,0,0,0 buf1 db 0,0,0,0,0,0,0,0 buf2 db 0,0;前为第一开关次数 buf3 db 80 dup(?) data ends code segment code assume ds:data,cs:code start: mov ax,data mov ds,ax ;设中断入口地址设置 mov ax,0 mov es,ax mov di,08 mov ax,of

12、fset intr_key cld stosw mov ax,seg intr_key stosw mov ax,data;编程初始化 mov es,ax;8255写入控制字 mov al,10001001b ;A口B口输出显示，C口高四位低四位输入 mov dx,ctr1 out dx,al n3: call jishu jmp n3n2: lea si,buf2 mov bh,00h mov bl,1hsi lea di,buf3 add di,bx add bl,8 mov 1hsi,bl lea si,buf1 cld mov cx,8 rep movsb n4: call dis j

13、mp n4 n5: lea si,buf2 mov bh,00h mov bl,1hsi cmp bl,0 jz n1 lea di,buf1 sub bl,8 mov 1hsi,bl lea si,buf3 add si,bx cld mov cx,8 rep movsbn6: call dis jmp n6n1: call qinlin jmp n1 ;jmp start jishu proc near ;计数子程序 lea si,buf mov bl,si cmp bl,100 jnz s6 s1: mov bl,0 mov si,bl mov ah,1hsi cmp ah,59 jz

14、s2 inc ah mov 1hsi,ah jmp s6 s2: mov ah,0 mov 1hsi,ah mov ah,2hsi inc ah mov 2hsi,ah jmp s6 s6:call chu mov cx,3 s5:call dis loop s5 call delay1s inc byte ptrsi ret jishu endpchu proc ;rukou al ;数处理子程序 push si push bx mov bl,4 lea di,buf1 lea si,buf next:lodsb mov ah,00 mov cl,10 div cl xchg ah,al stosb mov al,ah stosb dec bl jnz next pop bx pop si ret chu endp dis proc near ;显示buf1中的值 push bx push cx lea bx