微机原理倒计时器课程设计

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1、倒计时器设计摘要本次设计采用的是8255A、数码管、按键开关以及 拨位开关组成的一个简单的倒计时器。电路具有时间显 示功能，能在一位数码管上从9开始递减，每隔1秒钟， 计时器减1。有外部开关能控制其暂停、复位，在倒计 时为零0时发出声光警报。目录前言4第一章 倒计时器的设计要求与设计方案51. 1倒计时器的设计的要求 51 . 2设计方案的论证与比较 51 . 3设计方案的确定 5第二章倒计时器的硬件设计62. 1倒计时的硬件框图 62 . 2 8255A的基本资料 62. 3显示电路的连接 92. 4控制电路的连接 92 . 5报警电路的连接 10第三章倒计时器的软件设计113. 1主程序框

2、图113 . 2源程序的设计11第四章 安装与调试134 . 1硬件的调试134 . 2软件调试134 . 3调试过程13第五章 设计体会与总结14附录15附一系统硬件原理图 15附二源程序与参考文南犬15刖言微机原理和接口技术是一门实践性强的学科，其中很多的原理、 规则、现象等仅仅靠学习教科书是无法完全掌握的，必须通过实践才 能比较直观和深刻的理解。在进行课程设计的过程中，可以让学生体 验分析问题、提出解决方案、通过编程等手段实现解决方案、不断调 试最终达到设计要求的全过程，从而帮助学生系统地掌握微机原理的 接口技术的相关知识，达到将知识融会贯通的目的。本次设计的基于 单片的倒计时器相较传统

3、机械式倒计时器具有可以灵活可调、性价比 高等优点，有在现实生活中得到广泛应用的发展潜力。第一章倒计时器的设计要求与设计方案11倒计时器的设计的要求 电路具有时间显示功能，要求用1位七段数码管； 要求电路为9秒递减计时，每隔1秒钟，计时器减1 ； 要有外部开关，控制计数器的直接清零、启动和暂停/连续计时功能； 当计时器倒计时为零时，即定时时间到，显示为零，同时发出声光报警信号。1.2方案的论证与比较 使用8253作为秒脉冲输出，用8255A作为输入/输出接口分别接控制端、输出显示 端、报警器，使用8259作为中断控制倒计时的复位/暂停。这种方案具有走时精准、 可扩展性好的有点，但是制作成本最高。

4、 使用软件延时，在程序中使用延时语句来输出秒脉冲。用8255A作为输入/输出接 口分别接控制端、输出显示端、报警器，使用8259作为中断控制倒计时的复位/暂 停。此方案具有控制响应速度快，制作成本因为舍弃8253成本适中，但是由于使 用了软件延时，因为芯片损耗以及芯片在工作时间过长后走时会不够准确。 芯片只选择8255A，使用软件延时，在程序中使用延时语句来输出秒脉冲，使用 8255A作为输入/输出接口。采用在软件中控制循环程序的方式来控制倒计时的复 位/暂停。此方案性价比最高，但是相应的由于使用了软件延时，因为芯片损耗以及 芯片在工作时间过长后走时会不够准确。由于8259的弃用在系统扩展方面

5、会不如 以上两种。1.3设计方案的确定考虑各方因素，因为本次课程设计所提供的实验箱上8253只提供了一个工 作通道，实验箱上所给的标准脉冲为1.8M。这样在通过8253分频后最小只能提供 F=1.8M/65535=27HZ,这样就只能在软件中在通过延时程序来达到1HZ的脉冲，这种 情况下8253的使用就没有走时准确的优势，故舍弃方案。本次课程设计要求并未要 求设计成品需要扩展功能，故舍弃方案。方案达到课程设计要求并且成本最低，所 以确定以方案来设计。声光报警电路第二章倒计时器的硬件设计21倒计时的硬件框图框图如下：. 一位七段数码管显/示电路8255A暂停/复位控制电路2.2 8255A的基本

6、资料一. 8255A内部结构如图3-4所示。双向数据总线DO-DTST岳位内总缕A组 控制臥卫A1A0 RESET读/写控制逻辑B：1L控制 部件A I 佔位、-r*k 10V PA7-PA0/ PC7-PC40 Ii帛口柠）皂口 （二I低4位）二K IO7 PC3-PC0B：(8)A 【7 PBT-PB0CS18255A内部结构 8255A3个8位数据接口，即接口 A、接口 B和接口 C。使用者可以用软件 使它们分别作为输入端口或输出端口。(1) 端口 A：个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存器/缓冲器，用来 传送数据。数据输入均被锁存。(2) 端口 B：个8位数据输入缓冲器和一个8位

7、数据输出锁存器/缓冲器，用来 传送数据。数据输入时不被锁存，数据输出时被锁存。(3) 端口 C：个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存器/缓冲器。用作 输入端口时，数据不被锁存；而作为输出端口是，数据被锁存。 A组控制和B组控制这两组控制电路一方面接收芯片内部总线上的控制字，一方面接收来自读/写控 制逻辑电路的读/写命令，从而解决端口的工作方式和读/写操作。其中，A组控制电路 控制端口 A和端口 C高4位(PC7-PC4)的工作方式和读/写操作：而B组控制电路 控制端口 B和端口 C低4位(PC3-PC0)工作方式和读写操作。 读/写控制逻辑电路读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传

8、输过程。它接收来自系统总线的信 号A1, A0和控制总线信号RESET、WR、RD,将这些信号组合后，得到A组控制部件 和B组控制部件的控制命令，并将命令发给这两个部件，完成对数据、状态信息的传输。 数据总线缓冲器这是个双向三态8位数据缓冲器，9255A通过它与系统数据总线相连。输入数 据、输出数据、CPU发给8255A的控制字都是通过这个缓冲器传递的。二. 8255的引脚信号PA3PA2PA1PAjoRDCSGNDPC?PC6PC5PC4PCoPC1PC2PC3PBoPB1PB240393837363534338255A 323130292827262524232221PA4PA5PA6PA

9、?TORESETDOVcc 什TV)PB?PB6PB5PB4PB38255的引脚信号如图所示 与外部设备端相连的引脚(1) PA7-PA0: A端口的输入/输出引脚。(2) PB7-PB0: B端口的输入/输出引脚。(3) PC7-PC0: C端口的输入/输出引脚。 与CPU相连的引脚(1) RESET:复位信号，低电平有效。当RESET信号来到时，所有内部寄 存器 都被清0,同时3个端口被自动设为输入端口。(2) D7-D0： 8255A的数据线，和系统数据总线相连。(3) CS:芯片选择信号。只有当CS有效时，读出信号RD和写入信号WR才对 8255A有效。(4) RD:读出信号。CPU通

10、过IN指令使RD有效，将数据或状态信息从8255A 中读到CPU。(5) WR:写入信号。CPU通过OUT指令使WR有效，将数据或状态信息从CPU 中写道8255A.(6) A1，A0:端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4 个端口。规定A1, A0为00、01、10和11时，分别选中端口 A、端口 B、 端口 C和控制端口。三. 8255的控制字 方式选择控制字(1) 方式选择控制字把A、B、C三个端口分为A、B两组来设定工作方式。A组 包括端口 A和端口 C的上半部，B组包括端口 B和端口 C的下半部。(2) 端口 A可工作于3种方式中的任何一种：端口 B只能工作于

11、方式0和方式1； 而端口 C除用作输入、输出口(方式0)夕卜，通常用来配合端口 A和端口 B 提供联络控制信号和状态信号。(3) 归在同一组的两个端口可分别作为输入端口或输出端口，不要求同为输入或输 出。 端口 C按位置位/复位控制字(1) 端口 C按位置位/复位控制字尽管是对端口 C进行操作的，但此控制字必须写 入控制口，而不写入端口 Co(2) 个控制字只能完成端口 C中某一位置的置1或置0,要对多位置1或置0, 必须使用多个控制字。2.3显示电路的连接显示电路的连接如下图:实验箱上有四个数码管，故需要把其中一个数码管的片选端口接地予以选通。 在程序内设置8255的控制字D2-D1位分别为

12、00,使B端口工作在方式0作为输出 端，PB0-PB7分别对应连接数码管的A-DP。七段发光二极管为阳极LED器件。要让A段点亮，要求PB0输出高电平“1”；要 使B段熄灭，要求从PB1输出低电平“0”。其余各段以此类推。要使LED上显示0-9 十个数字，需要按照如下段码表来驱动数码管的七段LED。显示字符0123456789七段代码3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH2.4控制电路的连接控制电路的连接如下图:设置8255A的控制字D3 DO位分别为“1”，让C端口作为输入端，考虑到实验箱 所给的连接线没有单口连接线，为了便于连线，每两位设置一个开关。其中暂停键使用 的

13、是拨位开关，这样能保持一个持续的电平，便于控制。而开始和复位则使用了按键开 关。当按下“开始”后倒时开始计数，把“暂停”拨到接地后计数会停止，按下“复位” 计数器会重新复位到9直至按下“开始”倒计时重新开始倒计时。2.5报警电路的连接报警电路的连接如下图所示:PA7PA6PA5PA4-8255A pA3/一比PA2TPA1PA017设置A端口工作在方式0下，作为输出端，则控制字的D6D5D4位为“000”。电路 连接如上图，在倒计时器显示为“0”的时候蜂鸣器和LED灯会被接通开始报警。第三章倒计时的软件设计3.1主程序设计框图显示9 YES*开始于报警3.2程序的设计8255A控制字的设计由硬

14、件电路的设计可知，要使A、端口工作在方式0作为输出，D6D5D4为000, D2 D1为0 0。C端口作为输入端，其控制字D3 D0为1 1。则8255A的控制字为 10001001。 显示程序的设计根据如下段码表来设计。显示字符0123456789七段代码3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH延时程序的设计控制一个循环程序循环N次以到达延时的目的。具体语句如下: proc near;秒延时YS:push cxmov cx,0ffffhXXXXLoop yspop cx retendp 控制程序的设计为了保证控制按钮的响应速度，控制程序设置延时程序内。其中暂停可以用一个 循环程序来实现，当暂停键拨下时，循环程序会进入死循环状态，直至暂停键拨回。复 位则只需按条件跳转至显示“9”的程序语句即可。 报警程序的设计当程序运行至显示“0”的语句时给予报警电路高电平，其中报警语句还需加入复 位语句，以停止报警。第四章安装与调试4.1硬件的调试 断电