..秒表程序設計摘要：本課程設計旨在設計一個秒表計時并儲存計時的程序,可控制秒表的計時開始及結束,實現秒表的準確計時,存儲計時數據,翻閱計時數據,清除計時數據等功能。本程序是基于8086微機系統設計,在MasmforWindows軟件下采用匯編語言編寫,通過選擇8253定時器0,工作方式3,輸出周期為10ms的方波,產生穩定延時,調用各種中斷完成程序各邏輯模塊設計,通過鍵盤掃描得到輸入的值,執行對應功能。每10ms計時一次,每60秒一次循環,存儲數據設定為最多20組,可隨時存入數據,操作自由度極高,經測試,60秒計時誤差不超過1.2%,可實現準確計時及存儲功能。關鍵字：秒表、顯示計時、存儲計時、匯編設計任務分析與方案選擇本設計需實現秒表穩定計時,并顯示,需要存儲計時數據時可立即將當前計時數據存入緩沖區,暫停計時時立即結束并可復位或者繼續計數或者查看存儲數據,在查看數據時可前后翻閱存儲數據,并可清除,當退出查看數據后可使秒表繼續計數或復位。方案選擇系統硬件設計選擇本設計采用8253定時器0,工作方式3獲得周期為10ms的穩定計時單位,使用8086CPU進行譯碼,當定時到1s的時候產生一個中斷信號,在中斷服務程序進行秒的計數,并送入相應的存儲單元,8259芯片提供中斷,并用8255的A口接七段數碼管的段選信號,B口接七段數碼管的位選信號。系統軟件設計選擇在代碼實現上,對于按鍵的輸入上可以直接讀取或是先掃描鍵盤再讀取,本設計只存在各邏輯功能之間的轉換,因此選擇先掃描鍵盤再讀取的方法,可提高代碼的容錯率及可操作性；使用宏定義及光標定位的方法,并配合各種中斷設計界面圖形及字體顏色,宏定義可以減少代碼的重復度,且便于修改功能,可任意調用,通過定位光標可確定輸出位置,可實現同一位置的動態輸出；對于時間的掃描,可以選擇直接讀取系統當前的時間或是讀取系統時鐘的計時單位,前者的讀取直接是BCD碼非常便于輸出顯示,后者需要不停的讀取計時單位讀取次數非常多,而且結果不是BCD碼,需要做判斷轉換輸出,此設計采用讀取系統時鐘的計時單位,雖然需要不停的讀取計時單位讀取次數非常多,而且結果不是BCD碼,需要做判斷轉換輸出,但是經過與實際情況比較,后者的計時更為準確,區分度更大。2詳細設計2.1理論分析與計算此設計需要實現單位為1秒的秒表穩定計時,8253定時器0工作方式3,外部提供一個時鐘作為CLK信號,頻率f=1.1931816MHz,為得到周期為10ms的方波,應對8253定時器設置計數初值為1.1932×10×10^-3=11932。因此,8259A每隔10ms向CPU申請一次中斷。可用10作為基本計時單位,此設計的毫秒每一個計時單位改變一次,要達到1秒的計時,需要的計時單位為：1000ms/10=100,則計數滿足100個計時單位時,即毫秒計時到100時,秒位加1,完成1秒穩定計時。2.2算法設計本設計的算法包括鍵盤檢測及讀取、秒表計時及輸出,數據存儲、數據操作、界面及提示詞設計。2.2.1鍵盤檢測及讀取使用21H中斷的0BH中斷檢測是否有鍵盤按下,如果沒有鍵盤按下則繼續檢測,如果有鍵盤按下使用21H中斷的08H中斷判斷是否為所設定的值,如果不是,繼續檢測輸入,如果是便按邏輯進行。2.2.2秒表計時及輸出使用8253定時器0,工作方式3獲得的周期為,10ms的方波作為計時單位,調用1CH中斷,讀取1CH原中斷向量,并設置中斷向量,取計時處理程序偏移地址及段地址,計時處理程序中毫秒加一直到100ms,秒位便加一,毫秒清零,繼續計時。定位光標,在光標位置輸出計時,顯示格式為00:00:00,計時顯示采用高位低位分開顯示,將計時數值除以10,得到商和余數,商作為高位,余數作為低位,當計時單位滿1后,毫秒位加1毫秒,毫秒計時到100,秒位加1并動態顯示。2.2.3數據存儲在數據段中定義一個大小為40字的全為0的緩沖區用于存儲計時數值,在代碼段中合適位置取緩沖區的偏移地址給寄存器,存儲方式采用高位低位分開存儲的方式,將秒數值除以10,商存前一個字節,余數存后一個字節,存完高位后寄存器指向下一個字節存低位,低位存完之后寄存器再指向下一字節,用于存儲毫秒計時的高位。2.2.4數據操作定義光標,取緩沖區的偏移地址給寄存器,在合適位置從第一次存儲的數據開始顯示,此時寄存器指向第一個字節,調用21H的0BH檢測鍵盤輸入,如有鍵盤輸入,調用21H的08H檢測鍵入值,當接收操作為查看下一個存儲數據時,寄存器加2,指向下一組數據的高位,并調用21H的09H中斷顯示當前數值,寄存器加一,調用21H的09H中斷顯示當前所指數據；當接收操作為查看上一個存儲數據時,寄存器減二,指向上一組數據的高位,并調用21H的09H中斷顯示當前數值,寄存器加一,調用21H的09H中斷顯示當前所指數據；當接收操作為清除當前數據時,將0存入當前寄存器所指字節及下一字節,并調用21H的09H中斷顯示當前數值：00:00；當接收操作為返回計時時,判斷鍵入,跳轉到相應操作。2.2.5界面及提示詞設計在數據段定義提示語句字符串,使用10H的02H中斷定位光標,在代碼段中相應位置取代碼段的偏移地址,使用21H的09H中斷顯示字符串,使用宏定義,擁有兩個參數,一個是光標位置,所在行數和列數,調用10H的02H中斷置光標,調用21H的09H顯示字符,可實現在任意位置顯示任意字符,用此宏定義繪制計時區及記憶區圖形,搭配10H的06H中斷可在任一區域進行顯示,為使各區域鮮明區分,改變10H的06H中斷中出口參數BH的值,設置各字符串為不同顏色,實現彩色輸出,增強觀賞性。2.3硬件電路設計11．193MHZ圖1,硬件電路設計在整個電子鐘的設計中。我們使用8253用于定時功能,由于8259的中斷只能是電平與電緣觸發,所以我們選擇電緣觸發。由于我們選擇一次寫入計數初值后的能循環進行,所以我們選擇工作方式0在每次的計數初值的N-1是產生一個脈沖。在CLK0引腳接入1.1932MHZ的時鐘周期,而將計數初值寫為11932,繼而在OUT0會在每1ms產生脈沖,在控制字的時候采用二進制計數,所以其控制字為00110110B,所以8253能產生準確的計時功能。8255A芯片,將8255A的A,B口均工作在工作方式0的下,且為輸出控制LED的位選與片選,而C口用于修改時間用,同樣工作于方式0低四位輸出。所以其控制字為81H。8259A芯片用于產生中斷信號去自動修改秒針。所以只需將8259的IR0產生中斷,其他未屏蔽,單片8259,上升沿中斷,要寫ICW4,中斷號為20H,工作在8086方式。2.4軟件設計在軟件實現上,對于按鍵的輸入上采用DOS系統功能,通過功能號0BH對應功能掃描鍵盤判斷是否有按鍵被按下,如果有則通過功能號08H對應功能讀取鍵盤緩沖區得到按鍵輸入信息。1S定時采用8253定時器0,工作方式3獲得10ms穩定計時單位,設置1CH中斷向量,程序進行時,不斷讀取1CH中斷服務程序是否計數到1個計時單位。計時儲存采用高位低位分開存儲到DW類型的緩沖區中方法,讀取存儲也采用高低位分別讀取的方法。界面設計采用定義宏定義的方法,參數包括光標定位位置及需要輸出的字符串,調用INT10H的06H中斷設置每個區域的顯示及字符串的顏色。軟件代碼流程圖：圖2：設計流程圖圖2為設計流程圖,程序運行時會等待輸入,當輸入為S,便開始計時,開始計時時可輸入E或者R,輸入R,存儲當前計時；輸入E,暫停計數,程序在此等待輸入,當輸入為C,繼續計數；當輸入為D,重新計數；當輸入為W,查看存儲區所存儲數據,存儲區顯示第一次存儲的數據,等待輸入,當輸入為N,查看下一組存儲數據；當輸入U,查看上一組存儲數據；當輸入D,清除當前組數據；當輸入B,返回計時區,等待輸入。3系統調試與效果分析運行效果圖：圖3為程序開始界面,按下S開始計時圖3：程序開始界面圖4為程序開始計時界面,按下R存儲當前計時,按下E暫停計時圖4：程序運行界面圖5為存儲區顯示界面,按下N,查詢下一組存儲數據,按下U查看上一組存儲數據,按下D清除當前組數據,按下B返回計時區重新等待操作。圖5：存儲區顯示界面圖6,為當前存儲清零,按下U,顯示上一組,按下N,顯示下一組,按下B,返回計時。圖6：清除當前存儲區4問題解決4.1計時精度初版設計采用1AH的00H中斷讀取系統時鐘進行直接計時判斷,在程序開始的地方判斷是否滿足18個計時單位,滿足則加1秒,此程序是在所有后面判斷鍵盤輸入、存儲數據等操作之后才清零計時單位,重新計數判斷,在循環設計中,由于每行指令的執行都會消耗一定的時間,這就造成了在執行其他代碼時計時單位沒有繼續計數,使本來計時周期為1秒變為不止一秒,經測試,60秒計時產生誤差超過25%,完全達不到秒表計時標準,未解決計時單位計數與代碼執行的同步問題,為解決此問題采用了更改中斷向量1CH的辦法,使用8253定時器0,工作方式3,設置計數初值為11932,并在任意代碼執行的同時讀取計時單位計數數值,這就避免了其他代碼執行時計數并不進行的問題,經測試,60秒計時產生誤差不超過1.2%,達到秒表計時標準。4.2各邏輯之間的相互跳轉在對鍵入值進行判斷后會有各邏輯之間的跳轉,使用JZ,JNZ等條件轉移指令時會出現錯誤,導致程序跳轉到非理想位置,由于這個設計主要是各邏輯之間的跳轉,因此我將各邏輯轉移繪制成流程圖,并標明所需的跳轉轉移指令,解決各邏輯之間錯誤轉移的問題。使用條件轉移指令跳轉時可能會發生跳轉指令錯誤,是因為這些跳轉指令的跳轉范圍是有限的,當跳轉范圍在128B之內時才能使用這些指令,超過了需要使用長跳轉指令。4.3對數據的存儲數據存儲的緩沖區的類型為DW,有兩個字節,在存儲時采用的是高低位分開存儲的方式,存儲低位時使用的是MOV[DI+1],DL,這個指令可實現將DL中的值存入DI+1這個字節,存下一組數據時只INCDI了一次,造成存儲錯誤,后來經查閱資料發現即便執行了MOV[DI+1],DL,DI實際指向的單位仍然是高位字節,因此在程序結束后應INCDI四次才能指向下一組數據的高位。參考文獻[1]黃玉清,劉雙虎,楊勝波,微機原理與接口技術,2015,8<2>：170-187.附件清單程序：;----設置圖形顯示宏定義-----DISMACROLOCAT,CODEPUSHDXPUSHBXPUSHAXMOVDX,LOCAT;設置光標位置MOVBH,00MOVAH,02HINT10HMOVDL,CODE;輸出字符串MOVAH,02HINT21HPOPAXPOPBXPOPDXENDMDATASEGMENTMSDB0SECDB0MSECDB0MINDB0FLAGDB0SFLAG DB 0 INIE DW 0 INIB DW 0MIDB'00:$'MEMDW40DUP<'0'>SPACEDB'$'NULINE DB 3DUP<0>,'$' WSTR DB"00:00:00",'$'TITDB'********CurriculumDesign********$'OPERATIONDB'Operation:$'PROMPT1DB'1.timezone:Input"S"Start,"R"Remember,"C"Continue,"D"diaplasis,"E"Exit$'PROMPT2DB'2.memoryzone:Input"N"Next,"U"Up,"D"Delete,"B"Back$'TIP1DB'OperatingTimeZone$'TIP2DB'OperatingMemoryZone$'NAMDB'---ByCaiLiqiang$'DATAENDSSTACKSEGMENTSTADB256DUP<0>TOPEQU$-STASTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MAINPROCFAR;;;;;;;;;;;;XORAX,AXMOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXMOVAX,TOPMOVSP,AXMOVDI,OFFSETMEMCALLCLRTIP;標題初始化函數;-----標題-----MOVDH,00HMOVDL,15HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETTITMOVAH,09HINT21HCALLCLROPR;提示初始化;-----操作-----MOVDH,02HMOVDL,00HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETOPERATIONMOVAH,09HINT21H;-----操作區提示-----MOVDH,03HMOVDL,00HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETPROMPT1MOVAH,09HINT21HMOVDH,04HMOVDL,00HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETPROMPT2MOVAH,09HINT21H;-----計時區-----CALLCLRTIM;計時區初始化MOVDH,06HMOVDL,05HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETTIP1MOVAH,09HINT21H;-----計時圖形----DIS070EH,'*'DIS070FH,'*'DIS0710H,'*'DIS0711H,'*'DIS0814H,'*'DIS0916H,'*'DIS0A18H,'*'DIS0B1AH,'*'DIS0D1BH,'*'DIS0E1BH,'*'DIS101AH,'*'DIS1118H,'*'DIS1216H,'*'DIS1314H,'*'DIS1411H,'*'DIS1410H,'*'DIS140FH,'*'DIS140EH,'*'DIS130BH,'*'DIS1209H,'*'DIS1107H,'*'DIS1005H,'*'DIS0E04H,'*'DIS0D04H,'*'DIS0B05H,'*'DIS0A07H,'*'DIS0909H,'*'DIS080BH,'*';-----記憶區-----CALLCLRMEMMOVDH,06HMOVDL,2DHMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETTIP1MOVAH,09HINT21H;-----記憶區圖形-----DIS072EH,'*'DIS0731H,'*'DIS0733H,'*'DIS0735H,'*'DIS0737H,'*'DIS0739H,'*'DIS073BH,'*'DIS073EH,'*'DIS093EH,'*'DIS0B3EH,'*'DIS0D3EH,'*'DIS0F3EH,'*'DIS113EH,'*'DIS133EH,'*'DIS143EH,'*'DIS143BH,'*'DIS1439H,'*'DIS1437H,'*'DIS1435H,'*'DIS1433H,'*'DIS1431H,'*'DIS142EH,'*'DIS132EH,'*'DIS112EH,'*'DIS0F2EH,'*'DIS0D2EH,'*'DIS0B2EH,'*'DIS092EH,'*'DIS072EH,'*';-----名字-----CALLCLRNAMEMOVDH,16HMOVDL,3EHMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HMOVDX,OFFSETNAMMOVAH,09HINT21HCALLLIGHTCALLSHOWALL;計時MAINENDP;;;;;;;;;;;;;子程序;;;;;;;;;;;;;-----顯示存儲數據程序-----WATCHPROCMOVDI,OFFSETMEM;把MEM的偏移地址送DIMOVDL,[DI];輸出第一個保存數據ADDDL,48MOVAH,02HINT21HADDDL,48MOVDL,[DI+1];輸出第一個保存數據MOVAH,02HINT21HMOVDL,':'MOVAH,02HINT21HMOVDL,[DI+2];輸出第一個保存數據ADDDL,48MOVAH,02HINT21HADDDL,48MOVDL,[DI+3];輸出第一個保存數據MOVAH,02HINT21HX:MOVAH,0BH;利用INT21H/0BH功能號,檢測是否有鍵盤按下INT21HCMPAL,00HJZX;沒有鍵入,轉XMOVAH,08H;有鍵入,調用INT21H/08H,檢測鍵入值INT21HJMPX5X0:CMPAL,'n';'n'判斷是否查看下一個數據JZX1;是,執行X1,查看下一個數據JMPX2;否,執行X2X1:;查看第一個數據INCDIINCDIINCDIINCDICALLDISMEMMOVDL,[DI]ADDDL,48MOVAH,02HINT21HMOVDL,[DI+1]MOVAH,02HINT21HMOVDL,':'MOVAH,02HINT21HMOVDL,[DI+2];輸出第一個保存數據ADDDL,48MOVAH,02HINT21HADDDL,48MOVDL,[DI+3];輸出第一個保存數據MOVAH,02HINT21HMOVAH,08H;有鍵入,調用INT21H/08H,檢測鍵入值INT21HCMPAL,'d';'d'判斷是否清除JZX4;清除JMPX5;不清除繼續檢測X2:CMPAL,'u';'u'檢測是否查看上一個數據JZX3;是,查看上一個數據JMPX5;否,繼續檢測X3:;查看上一個數據DECDIDECDIDECDIDECDICALLDISMEMMOVDL,[DI]ADDDL,48MOVAH,02HINT21HMOVDL,[DI+1]MOVAH,02HINT21HMOVDL,':'MOVAH,02HINT21HMOVDL,[DI+2];輸出第一個保存數據ADDDL,48MOVAH,02HINT21HADDDL,48MOVDL,[DI+3];輸出第一個保存數據MOVAH,02HINT21HMOVAH,08H;有鍵入,調用INT21H/08H,檢測鍵入值INT21HCMPAL,'d';'d'否清除JZX4JMPX5X4:CALLDISMEMMOVDL,00H;清除當前數據,00MOV[DI],DLADDDL,48MOVAH,02HINT21HMOV[DI+1],DLMOVAH,02HINT21HMOVDL,':'MOVAH,02HINT21HMOVDL,00H;清除當前數據,00MOV[DI+2],DLADDDL,48MOVAH,02HINT21HMOV[DI+3],DLMOVAH,02HINT21HMOVAH,08H;有鍵入,調用INT21H/08H,檢測鍵入值INT21HX5:CMPAL,'b';'b'判斷是否返回主程序JNZX0;否,繼續檢測PUSHAXPUSHBXPUSHDXMOVDH,0EHMOVDL,34HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HPOPDXPOPBXPOPAXMOVDX,OFFSETSPACEMOVAH,09HINT21HRET;返回WATCHENDP;-----計時顯示光標定位程序------LIGHTPROCNEARPUSHAXPUSHBXPUSHDXMOVDH,0DHMOVDL,0DHMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HPOPDXPOPBXPOPAXRETLIGHTENDP;-----顯示存儲光標定位程序DISMEMPROCPUSHAXPUSHBXPUSHDXMOVDH,0EHMOVDL,35HMOVBH,00HMOVAH,02HINT10HPOPDXPOPBXPOPAXRETDISMEMENDP;-----標題初始化程序-----CLRTIPPROCMOVAL,1MOVCX,0000HMOVDX,0050HMOVBH,0CHMOVAH,06HINT10HRETCLRTIPENDP;-----提示初始化程序-----CLROPRPROCMOVAL,4MOVCX,0100HMOVDX,0450HMOVBH,05HMOVAH,06HINT10HRETCLROPRENDP;------計時區初始化程序-----CLRTIMPROCMOVAL,15MOVCX,0600HMOVDX,1420HMOVBH,0AHMOVAH,06HINT10HRETCLRTIMENDP;-----記憶區初始化程序-----CLRMEMPROCMOVAL,15MOVCX,0621HMOVDX,1450HMOVBH,0DHMOVAH,06HINT10HRETCLRMEMENDP;-----姓名初始化程序-----CLRNAMEPROCMOVAL,2MOVCX,1521HMOVDX,1750HMOVBH,0CHMOVAH,06HINT10HRETCLRNAMEENDPSHOWALL PROC CLIMOVAL,1CHMOVAH,35H INT21HMOVINIE,ESMOVINIB,BXSHOWINI: CALLLIGHTMOVDX,OFFSETWSTRMOVAH,09H INT21HKSCANW: MOVAH,0BH INT21HCMPAL,00H JEKSCANWMOVAH,08H INT21HCMPAL,'s' JETIME JMPKSCANW MOVAH,4CH INT21HTIME: MOVMIN,0MOVSEC,0MOVMSEC,0 CALLINITIRSHOWSTART: MOVSFLAG,1MOVFLAG,1 CALLLIGHT CALLTIMESHOWWSTOP: MOVAH,0BH INT21HCMPAL,00H JESHOWSTARTMOVAH,08H INT21HCMPAL,'e' JNERMOVSFLAG,0MOVFLAG,0 JMPJUDGER:CMPAL,'r';r,存儲計數 JZMEMORY JMPSHOWSTARTMEMORY: ;存儲CMPSEC,9 JASECBIGMOVDL,00HMOV[DI],DLMOVDL,SECADDDL,48MOV[DI+1],DLINCDIINCDICMPMSEC,9 JAMSECBIGMOVDL,00HMOV[DI],DLMOVDL,MSECADDDL,48MOV[DI+1],DLINCDIINCDI JMPSHOWSTARTSECBIG:MOVCL,10MOVAL,SECMOVAH,0DIVCL ;AH存余數,AL存商MOVDL,ALMOV[DI],DLMOVDH,AHMOVDL,DHADDDL,48MOV[DI+1],DLINCDIINCDIMSECBIG:MOVCL,10MOVAL,MSECMOVAH,0DIVCL ;AH存余數,AL存商MOVDL,ALMOV[DI],DLMOVDH,AHMOVDL,DHADDDL,48MOV[DI+1],DLINCDIINCDI JMPSHOWSTARTJUDGE:MOVAH,0BH INT21HANDAL,AL JZJUDGEREJUDGE:MOVAH,08H INT21HCMPAL,'d';檢測是否輸入D,重新計數 JZTIME ;是D,重新計時CMPAL,'c';檢測輸入是否為C,是否繼續計時 JZSHOWSTART;是C,繼續計時,否則繼續檢測CMPAL,'w';檢測是否輸入W,是否查看保存數據 JNZREJUDGE ;否,繼續檢測DO6 CALLDISMEM CALLWATCH;查看保存數據 JMPREJUDGE;繼續檢測MOVAH,4CH INT21H BACK:RET