数字秒表设计报告

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1、吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院微机原理课程设计报告设计题目：数字秒表的设计　专业班级：　　　　　　　　学生姓名：　　　　　　学号：　　　　指导教师：　　　　　　　　设计时间：　　　　　　　　　教师评语：成绩评阅教师日期数字秒表设计报告一、课程设计目的通过该设计，掌握8255并行接口芯片、8253定时计数芯片的使用和数码管的使用，并掌握相应的程序设计和电路设计的技能。是对8255并行接口芯片章节理论学习的总结和补充，为后续的硬件课程的学习打下基础。二、课程设计的内容及要求利用8253计数器2和计数器1，实现1

2、Hz信号的产生，然后计数器采用硬件触发选通方式计数，CPU读取计数结果，并转换为读秒计数，并把读秒计数的结果用数码管显示出来（2位）。三、总体设计方案设计一个利用微机原理与接口技术完成秒表的设计方案,该方案主要是选择8253A的计数器2与计数器1产生一个1Hz的中断脉冲，其输出端与不可屏蔽中断请求信号端相连接。利用1.19318MHz脉冲方波输入CLK2，设置CLK2的初值为59659，将CLK2的输出端连接到CLK1，设置CLK1的初值为20，将OUT1连接到8086CPU的NMI端。将NMI端有一个低电平信号输

3、入时，8086CPU将产生中断进行秒计数。8086通过8255A将PA口作为段选信号输出端，将PB口作为片选信号输出端。图3.1　方案设计框图此方案的核心内容是利用微机原理与接口技术完成秒表的设计方案，该方案主要是选择8253A的计数器2和计数器1进行1s的定时，其输出于OUT1与8086的NMI相连，当定时到1s的时候产生一个中断信号，在中断服务程序进行秒的计数，并送入相应的存储单元；8255的A口接七段数码管的段选信号，B口接七段数码管的位选信号，秒的数值通过对8255的编程可以显示在七段数码管上面。该方案是利

4、用微机接口技术的典范案例，就可行性而言，也是行之有效的。四、硬件系统设计8086简介Intel8086拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引寄存器(包含了堆栈指标)。资料寄存器通常由指令隐含地使用，针对暂存值需要复杂的寄存器配置。它提供64K，8位元的输出输入(或32K，16位元)，以及固定的向量中断。大部分的指令只能够存取一个内存位址，所以其中一个操作数必须是一个寄存器。运算结果会储存在操作数中的一个。Intel8086有四个内存区段(segment)寄存器，可以从索引寄存

5、器来设定。区段寄存器可以让CPU利用特殊的方式存取1MB内存。8086把段地址左移4位然后把它加上偏移地址。而8086的寻址方式改变让内存扩充较有效率。8086处理器的时钟频率介于4.77MHz(在原先的IBMPC)和10MHz之间。8086没有包含浮点指令部分（FPU），但是可以通过外接数学辅助处理器来增强浮点计算能力。其I/O分配如下图所示：图4.1　CPU8086及I/O接口电路图4.2　8086实物图8255简介Intel8086/8088系列的可编程外设接口电路（ProgrammablePeriphera

6、lInterface)简称PPI，型号为8255（改进型为8255A及8255A-5），具有24条输入/输出引脚、可编程的通用并行输入/输出接口电路。它是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。8255A的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种;方式0：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。方式1：选通I/O,此时接口和外围设

7、备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0。方式2：双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。8255A是一个并行输入、输出器件，具有24个可编程设置的I/O口，包括3组8位的I/O为PA口、PB口、PC口，又可分为2组12位的I/O口：A组包括A

8、口及C口高4位，B组包括B口及C组的低4位。图4.3　8255A接口电路图　图4.4　8255内部结构图图4.5　8086与8255连接图8253简介Intel8253是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器，有几种芯片型号，外形引脚及功能都是兼容的，只是工作的最高计数速率有所差异，例如8253（2.6MHz）,8253-5(5MHz)，8253内部有三个计