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利用8259A中断控制器、8253定时/计数器、8255A接口芯片以及键盘和数码显示电路,设计一个电子时钟,由8253中断定时,小键盘控制电子时钟的启停及初始值的预置。电子时钟的显示格式HH:MM:SS由左到右分别为时、分、秒,最大记时59:59:59超过这个时间时分秒位都清零从00:00:00重新开始。 1. 电子时钟具有二十四小时循环记时功能,走时要准。 2. 显示格式,时:分:秒。 3. 利用8253作为定时器。
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目 录
一、设计要求...............................................................................................................................................................0
二、设计目的...............................................................................................................................................................1
三、设计的具体实现..................................................................................................................................................1
1、系统概述............................................................................................................................................................1
2、单元电路设计....................................................................................................................................................2
2.1、8255 初始化:...........................................................................................................................................3
2.2、8253 初始化:...........................................................................................................................................3
2.3、8259 初始化:...........................................................................................................................................4
3、软件程序设计和调试........................................................................................................................................5
3.1、主程序流程图:........................................................................................................................................5
3.2、电子时钟中断处理程序流程图:............................................................................................................6
3.3、显示模块流程图:....................................................................................................................................7
3.4、程序代码:................................................................................................................................................7
四、结论与展望.........................................................................................................................................................14
五、心得体会及建议................................................................................................................................................14
六、附录.....................................................................................................................................................................15
七、参考文献.............................................................................................................................................................16
电子时钟的设计报告
一、设计要求
利用 8259A 中断控制器、8253 定时/计数器、8255A 接口芯片以及键盘和数码显示电
路,设计一个电子时钟,由 8253 中断定时,小键盘控制电子时钟的启停及初始值的预置。
电子时钟的显示格式 HH:MM:SS 由左到右分别为时、分、秒,最大记时 59:59:59 超
过这个时间时分秒位都清零从 00:00:00 重新开始。
1. 电子时钟具有二十四小时循环记时功能,走时要准。
2. 显示格式,时:分:秒。
3. 利用 8253 作为定时器。
二、设计目的
通过本次课程设计学习和掌握计算机中常用接口电路的应用和设计技术,充分认识理论
知识对应用技术的指导性作用,进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。通过这次
设计实践能够进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解,使设计者的设计水平和
对所学知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。
1. 熟练掌握 8086/88 教学系统的基本操作和调试程序的各种指令。
2. 掌握 8259 中断控制器的工作原理和应用编程方法,练习编写中断程序的方法。
3. 掌握 8255 的各种工作方式及其应用编程。
4. 掌握 8253 定时/计数器的工作原理、工作方式及其应用编程。
5. 熟悉编程及调试程序的方法。
6. 练习 LED-KEYBOARD UNIT 的使用方法和数码管的显示编程方法。
三、设计的具体实现
1、系统概述
基本工作原理:系统设计的电子时钟主要由显示模块、时钟控制模块和时钟运算模块三
大部分组成。以 8086 微处理器作 CPU,用 8253 做定时器产生时钟频率提供一个频率为
10kHz 的时钟信号,要求每隔 10ms 完成一次扫描键盘的工作。在写入控制字与计数初值后,
每到 10ms 定时器就启动工作,即当计数器减到 1 时,输出端 OUT0 输出一个 CLK 周期的
低电平,向 CPU 申请中断,当达到 100 次时,则输出端 OUT1 输出 1s,向 CPU 申请中断,
由 8255 控制一个数码管显示,当计数到 60s 时,则输出端 OUT2 向 CPU 申请中断,由另一数
码管显示 1min,同理由数码管显示 1h.CPU 处理,使数码管的显示发生变化。
本设计由 8259A 中断控制器、8253 定时/计数器、8255A 接口芯片、LED 数码显示
管和两个按键组成。主要用 8259A 的 IRQ7 的中断服务程序完成秒、分、时的运算即计时
功能,IRQ6 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
1
IRQ7 的中断请求信号。按键 KK1+和 KK2+分别作为 IRQ2 和 IRQ6 的中断请求信号。按
键 KK1+启动/关闭对时功能。它决定是否屏蔽 IRQ7 和 IRQ6 中断源。8255A 负责将内存
里的时位和分位值输出到数码管。
电子时钟的显示格式 HH:MM:SS 由左到右分别为时、分、秒,每百分之一秒对百分
之一秒寄存器的内容加一,并依次对秒、分、小时寄存器的内容加一,六个数码管动态显示
时、分、秒的当前值。最大记时 59:59:59 超过这个时间时分秒位都清零从 00:00:
00 重新开始。
2、单元电路设计
8259A 的主要功能:
(1)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。
(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)能向 CPU 提供可编程的标识码。
(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。
8255A 的主要功能:
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。
8253 的主要功能:
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。
该系统是一个简单的利用 8253 定时器、8255 可并行通信接口和中断控制器 8259 设
计的电子时钟系统,在该系统中设有一个启动键,启动键未按下时,显示初始化界面
“HELLO”;当按下启动键时,8253 定时器开始计时(8253 的初值为 10000,接 1MHz 的
脉冲,即当 8253 计满 100 时正好是 1S),当计时计满 100 时,8259 便产生一次中断,
在 LED 显示器便显示系统预先设计好的初始值“02.59.55”便开始从秒位开始加 1,当加到
10S 时,10s 位加 1,加到 60S 时分位加 1,同时秒位清零。
2
该系统主要接口部件有:可并行通信接口 8255 一片,计数器/定时器 8253 一片,中
断控制器 8259 一片,七段 LED 数码管显示器 6 个以及译码电路等。其中各个部件的初始
化如下:
2.1、8255 初始化:
可并行通信接口 8255 的控制字是方式选择控制字,A 口工作在方式 0(即基本输入输
出方式)下,并且为输出状态,B 口工作在方式 0 下,为输出口,C 口为输出口,其初始化
为:
8255 控制口地址为 20bh
A 端口地址为 208h
B 端口地址为 209h
C 端口地址为 20ah
mov dx,20bh
mov al,10000001b
out dx,al
2.2、8253 初始化:
做为计数器的计数器/定时器 8253,在设置好计数初值(即定时常数)后,便开始减 1
计数,为 0 时,输出一个信号;控制字设置:BCD 为设置为计数值为二进制格式,模式选
择为模式 2(即为分频器,当控制字写入后,输出段 OUT 变为高电平作为初始状态,当计
数初值写入初值寄存器后,下一个时钟脉冲时,计数初值被写到计数执行部件,然后计数执
行部件做减 1 计数,减到 1 时,输出端 OUT 变为低电平;完成一次计数过程后,输出端
OUT 又变为高电平,开始一个新的计数过程,由此可以周而复始的进行下去),读写指示
位为先写低 8 位字节,在读写高 8 位字节,计数器选择计数器 0。其中 8253 的计数初值为
10000d,当接 1MHZ 的脉冲时,分频后的输出值为 0.01S。8253 的初始化为:
8253 控制端口地址为 203h
计数器 0 端口地址为 200h
mov al , 34h
mov dx , 203h
out dx , al
mov dx , 200h
mov ax , 10000d
3
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