1、微機原理與系統綜合實驗實驗題目：電子鐘小組成員：李韌 楊征元 王天宇 PB12210238 PB12210247 PB12210258 院系：信息科學技術學院時間：2014年夏季學期綜合實驗 電子鐘王天宇 PB12210258，李韌 PB12210238，楊征元 PB12210247一實驗目的1. 熟練掌握8254定時和計數的應用，了解各方式的波形特征，熟悉8254的編程。2. 掌握8255的工作方式及其應用，了解數碼顯示的基本原理，熟悉8255的編程。3. 熟練掌握中斷向量的設置程序的編寫，掌握8259中斷控制器的工作原理。4. 能夠利用各個芯片的特性，掌握各芯片連接方法，開發思維，自主設計

2、，完成實際應用。二實驗設備IA-32 架構的微機系統及應用教學平臺一套。三實驗基本原理1. 8254計數初值公式為：n=fCLKi÷fOUTi 其中fCLKi是輸入時鐘脈沖的頻率，fOUTi是輸出波形的頻率。圖3-3-1 是8254 的內部結構框圖和引腳圖，它是由與CPU 的接口、內部控制電路和三個計數器組成。8254 的工作方式如下述：（1）方式0：計數到0 結束輸出正躍變信號方式。（2）方式1：硬件可重觸發單穩方式。（3）方式2：頻率發生器方式。（4）方式3：方波發生器。（5）方式4：軟件觸發選通方式。（6）方式5：硬件觸發選通方式。圖3-3-1 8254的內部接口和引腳8254

3、 的控制字有兩個：一個用來設置計數器的工作方式，稱為方式控制字；另一個用來設置讀回命令，稱為讀回控制字。這兩個控制字共用一個地址，由標識位來區分。控制字格式如表3-3-1所示。表3-3-1 8254的方式控制字格式2. 8255并行接口是以數據的字節為單位與I/O 設備或被控制對象之間傳遞信息。CPU 和接口之間的數據傳送總是并行的，即可以同時傳遞8 位、16 位或32 位等。8255 可編程外圍接口芯片是Intel 公司生產的通用并行I/O 接口芯片，它具有A、B、C 三個并行接口，用+5V 單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0-基本輸入/輸出方式、方式1-選通輸入/輸出方式、方式2-

4、雙向選通工作方式。8255 工作方式控制字和C 口按位置位/復位控制字格式如圖3-1-1 所示。圖3-1-1 8255控制字格式3. 82598259 的命令共有7 個，一類是初始化命令字，另一類是操作命令。8259 的編程就是根據應用需要將初始化命令字ICW1-ICW4 和操作命令字OCW1- OCW3 分別寫入初始化命令寄存器組和操作命令寄存器組。ICW1-ICW4 各命令字格式如圖2-1-2 所示，OCW1-OCW3各命令字格式如圖2-1-3 所示，其中OCW1 用于設置中斷屏蔽操作字，OCW2 用于設置優先級循環方式和中斷結束方式的操作命令字，OCW3 用于設置和撤銷特殊屏蔽方式、設置

5、中斷查詢方式以及設置對8259 內部寄存器的讀出命令。圖 2-1-2（a） ICW1格式圖 2-1-2（b） ICW2格式圖 2-1-2（c） ICW3格式圖 2-1-2（d） ICW4格式圖 2-1-3 OCW 命令字格式 在硬件系統中，8259僅占用兩個外設接口地址，在片選有效的情況下，利用A0來尋址不同的寄存器和命令字。對寄存器和命令的訪問控制如表2-1-1所示。表 2-1-1 8259 寄存器及命令的訪問控制四.實驗內容利用8254,8255,8259制作電子鐘要求在數碼管上顯示時分秒。(1).接線8254：CLK0接18.342KHZ時鐘，GATE0接+5V，OUT0接8259的IR

6、18255：PB0PB6接數碼管引腳，PA5PA0接X1X6。(2).實驗設計過程8254產生1s脈沖充當中斷信號，8259產生中斷，8255控制刷新數碼管，計數函數以及顯示函數。其中顯示函數死循環實現，計數函數在中斷服務程序內操作。8254：使用提供的時鐘源經方式3分頻產生1Hz的方波時鐘脈沖，分頻參數為4500。8259：接收8253產生的中斷，給CPU提供中斷，使程序進入中斷調用，中斷一秒一次。8255：通過A口選通使數碼管輪流顯示，通過B口控制數碼管引腳電平，產生相應的數字。中斷服務程序：計時值由空間TIME存放，定義有六個DB數據域，初值均為0，低位到高位依次分別代表秒：分鐘：小時。

7、中斷服務程序內首先對其中最低位自增，并逐位判斷是否需要進位。由于中斷服務程序每一秒觸發一次，便可實現電子鐘功能。時間顯示程序：顯示通過刷新數碼管實現。即以刷新顯示一遍(6個數)為一周期。先顯示最低位：由TIME最低位數值換碼得到相應信號，由8255B口方式0輸出，8255A口方式0輸出對應選通信號（0FEH）。之后顯示次低位，選通信號移位（通過ROL），在第五個數碼管上顯示次低位。直至一個周期全部顯示完。顯示后引入較小的延遲，增加顯示穩定性（因為輸出新的時間與選通信號始終有一個很小的延遲，故將正確的顯示加延遲可提升那部分占空比，使顯示更穩定），但仍使刷新率高到人眼無法分辨以實現刷新顯示。完成一

8、個周期后，循環重新初始化，繼續進行顯示。顯示過程中收到中斷信號就終止顯示，轉入中斷（計數）處理。(3).程序代碼IRQ_IVADD EQU 01C8H ;IRQ10對應的中斷矢量地址IRQ_OCW1 EQU 0A1H ;IRQ10對應PC 機內部8259 的OCW1 地址IRQ_OCW2 EQU 0A0H ;IRQ10對應PC 機內部8259 的OCW2 地址IRQ_IM EQU 0FBH ;IRQ10對應的中斷屏蔽字 CS2 EQU 3040H ;片選CS2 對應的端口始地址MY8254_COUNT0 EQU CS2+00H ;8254 計數器0 端口地址MY8254_MODE EQU CS

9、2+03H ;8254 控制寄存器端口地址 CS0 EQU 3000H MY8255_A EQU CS0+00H MY8255_B EQU CS0+01H MY8255_C EQU CS0+02H MY8255_MODE EQU CS0+03H DATA SEGMENT IMRR DB (?)DTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H, 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HTIME DB 0,0,0,0,0,0 ；時間數值存到TIME，由低到高依次是 秒個位、秒十位、分個位、分十位、小時的個位，小時的十位PICK DB 0FEH

10、DATA ENDSSTACK1 SEGMENT STACK DW 256 DUP(?)STACK1 ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,MY8255_MODE ；初始化8255 MOV AL,00000000B OUT DX,AL MOV DX,MY8254_MODE ；初始化8254 MOV AL,00110111B OUT DX,AL MOV DX,MY8254_COUNT0 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AL,45H ；設置1s中斷 OUT DX,AL CLI

11、 MOV AL,72H ；設置中斷向量 MOV AH,35H INT 21H PUSH ES PUSH BX PUSH DS MOV DX,OFFSET CHIHAYA MOV AX,SEG CHIHAYA MOV DS,AX MOV AL,72H MOV AH,25H INT 21H POP DS IN AL,IRQ_OCW1 MOV DX,IRQ_OCW1 MOV IMRR,AL AND AL,0FBH OUT DX,AL STI ；打開中斷，之后觸發端有脈沖即可進入服務程序，無中斷則不斷刷新數碼管以顯示時間SHOWPP:MOV DX,MY8255_A ；數碼管顯示程序 MOV AL,0F

12、EH MOV PICK,AL ；PICK用于存儲AL的數值，以循環顯示 OUT DX,AL MOV DI,OFFSET TIME MOV CX,6SHOWP: MOV AL,DI MOV BX,OFFSET DTABLE XLAT MOV DX,MY8255_B OUT DX,AL CALL DELAY INC DI MOV DX,MY8255_A MOV AL,PICK ROL AL,1 ；循環移位,依次選通 OUT DX,AL MOV PICK,AL LOOP SHOWP JMP SHOWPP QUIT:CLI POP DX POP DS MOV AL,72H MOV AH,25H INT

13、 21H MOV DX,IRQ_OCW1 MOV AL,IMRR OUT DX,AL STI MOV AX,4C00H INT 21H CHIHAYA PROC NEAR ；時間計數及處理中斷程序，中斷一次秒數加一，然后判斷是否需要進位。需要，則進位，然后判斷高位是否需要進位，依次進行下去；不需要則退出中斷。 PUSH AX MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DI,OFFSET TIME MOV AL,DI INC AL CMP AL,10 JNZ NEXT MOV AL,0 MOV DI,AL INC DI MOV AL,DI INC AL CMP AL,6 JNZ NEX

14、T MOV AL,0H MOV DI,AL INC DI MOV AL,DI INC AL CMP AL,10 JNZ NEXT MOV AL,0H MOV DI,AL INC DI MOV AL,DI INC AL CMP AL,6 JNZ NEXT MOV AL,0H MOV DI,AL INC DI MOV AL,DI INC AL CMP AL,10 JNZ NEXT MOV AL,0H MOV DI,AL JMP QUIT1NEXT: MOV DI,AL QUIT1: MOV DI,OFFSET TIME ；判斷是不是24點，若是則“小時”清零 MOV AL,DI+4 CMP AL,

15、4 JNZ QUIT2 MOV AL,DI+5 CMP AL,2 JNZ QUIT2 MOV AL,0 MOV DI+5,AL MOV DI+4,ALQUIT2： MOV DX,IRQ_OCW2 ；向PC機內部8259發送中斷結束命令 MOV AL,20H OUT DX,AL MOV AL,20H OUT 20H,AL POP AX STI IRET CHIHAYA ENDP DELAY PROC NEAR ；延時，調整數碼管顯示頻率，使數字顯示清晰而無其他混雜 PUSH CX MOV CX,0FFFH D1: MOV AX,00FFH D2: DEC AX JNZ D2 LOOP D1 POP CX RET DELAY ENDP CODE ENDS END START(4).實驗結果 時鐘格式X1 X2:X3 X4:X5 X6 （時:分:秒）X6不斷加一計數，計到10，則X5加一，X6清零；X5計到6，則X4加一，X5清零；X4計到10，則X3加一，