题 目： 24秒倒计时器
院 （系）：
专 业： 计算机科学与技术
学生姓名：
学 号：
课 号：
任课老师：
2022年 05月 01 日
一、方案设计
1. 设计内容
2. 设计思路
24秒倒计时器以8086微处理器作CPU，用8253做定时器，接中断控制器8259的IR0,向CPU申请中断,并用8259A的中断服务程序完成倒计时的计算，向8255的B端口输出数据，再由数码管动态显示数据。
其中：
（1）数字显示模块用并行接口8255的B口驱动两个数码管（7SEG-BCD）的接口，控制其实现倒计时的显示。
(2) 时钟控制模块用定时计数器8253提供定时中断，使用计数器0，间隔1s的自动产生一次中断，中断控制器8259提供中断服务，在中断服务程序中并完成时间倒计时的处理。
（3）使用3-8译码器（74LS1138）完成接口芯片地址译码。
二、系统实现
1. 原理图设计
说明：该系统使用74LS138进行端口译码，其中Y0接8255的正在上传…重新上传取消 ，Y2接8259的 ，Y4接8253的 ，8253的OUT0接8259的IR0，8253的CLK0接外部输入频率为1MHz。
原理图的连接如下所示：
2. 功能实现
程序设计思路：
系统使用汇编程序代码实现，为了便于书写和记忆，在数据段定义的多个变量，方便后期编写代码使用。系统程序包括各个芯片的初始化、中断向量表定义以及中断服务程序INT0。
8255的端口、控制字地址和工作方式的定义：
8259初始化命令字和操作命令字的定义：
8253定时计数器和控制字地址的定义：
子程序int0使用数值的定义:
CNT DB 00000100B ;用于个位显示 D DB 00H ;用于个位数值的判断 FLAG DB 00100000B ;用于十位数值的显示 |
2.1 系统程序设计
第一步：完成数据段的定义
第二步：初始化各个芯片，循环等待中断响应。
初始化8255的原理：
正在上传…重新上传取消
代码：
正在上传…重新上传取消
显示数码管初始化：
正在上传…重新上传取消
8259初始化原理：
正在上传…重新上传取消
正在上传…重新上传取消
正在上传…重新上传取消
代码：
正在上传…重新上传取消
定义中断向量表：
当有一个中断的时候就要调用一个函数，这个函数的地址存放在中断向量表里 ，中断向量表的地址等于中断类型码乘以四。
正在上传…重新上传取消
8253初始化原理：
正在上传…重新上传取消
代码：
正在上传…重新上传取消
8253的初始化要设置计数器0，在OUT0自动发出周期为1S的方波，接8259的IR0，即每隔1s产生一次中断。
系统程序流程图如下所示：
正在上传…重新上传取消
完整的代码参见2.3部分。
4.中断服务程序INT0模块设计
24秒倒计时的个位和十位分开处理：
第一步：个位初始为4，十位初始为2。
第二步：个位减一，如果个位减到0则十位减一。
第三步：将个位和十位的值放到AL里，若如果个位减到0则十位减一，个位变为10；若个位和十位都为零，重新初始化。
第四步：将AL的值写入到B端口进行输出，数码管连接B端口，一个数码管连接低四位显示个位数字，一个数码管连接高四位显示十位数字。
中断服务程序流程图：
正在上传…重新上传取消
正在上传…重新上传取消
5.程序源代码
DATA SEGMENT ;数据段
PORTA EQU 60H
PORTB EQU 62H
PORTC EQU 64H
CS8255 EQU 66H
; A口工作方式0 输入 B口工作方式0 输出
REGIS EQU 10010000B
ICW1 EQU 68H
ICW2 EQU 6AH
ICW3 EQU 6AH
ICW4 EQU 6AH
OCW1 EQU 6AH
OCW2 EQU 68H
OCW3 EQU 68H
CNT DB 00000100B ;用于个位显示
D DB 00H ;用于个位数值的判断
FLAG DB 00100000B ;用于十位数值的显示
;8253 寄存器
COUNT0 EQU 70H
COUNT1 EQU 72H
COUNT2 EQU 74H
CS_8253 EQU 76H
DATA ENDS
EXTRA SEGMENT ; ;附加段
EXTRA ENDS
STACK SEGMENT PARA STACK ‘STACK’ ;堆栈段
STAPN DB 100 DUP (00H) ;定义100字节空间
TOP EQU LENGTH STAPN
STACK ENDS
CODE SEGMENT
MAIN PROC FAR ;过程定义语句
;说明4个段寄存器分别与哪些段有关
ASSUME CS:CODE, DS:DATA,ES:EXTRA,SS:STACK
START:
MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV AX, EXTRA
MOV ES,AX
MOV AX,STACK
MOV SS,AX
; 此处输入代码
; 初始化8255
MOV DX,CS8255
MOV AL,REGIS
OUT DX,AL
; 显示计数的初始值
MOV AL,CNT
ADD AL,FLAG
MOV DX,PORTB
OUT DX,AL
; 对8259 初始化
MOV DX,ICW1
MOV AL, 00010011B
OUT DX,AL
MOV DX,ICW2
MOV AL,60H
OUT DX,AL
MOV DX,ICW4
MOV AL,00000001B
OUT DX,AL
MOV DX,OCW1
MOV AL,11111000B
OUT DX,AL
;定义中断向量表
MOV AX,00H
MOV ES,AX
MOV BX, 60H*4
MOV AX,OFFSET INT0
MOV ES:[BX],AX
MOV AX,CS
MOV ES:[BX+2],AX
; 8253 初始化
; 定时器0
MOV DX,CS_8253
MOV AL,00110001B
OUT DX,AL
MOV DX, COUNT0
MOV AL,00H
OUT DX,AL
MOV AL,10H
OUT DX,AL
STI
L1:
JMP L1
RET
MAIN ENDP ;MAIN过程结束
INT0 PROC
CLI
MOV AL,CNT
DEC AL
MOV CNT,AL
ADD AL,FLAG
MOV D,AL
AND D,00001111B
CMP D,0
JA X1
CMP FLAG,00010000B
JE X2
CMP FLAG,00100000B
JE X3
X2:
MOV AL,CNT
ADD AL,FLAG
MOV FLAG,00000000B
MOV CNT,10
JMP X1
X3:
MOV AL,CNT
ADD AL,FLAG
;AND FLAG,11011111B
;ADD FLAG,00010000B
MOV FLAG,00010000B
MOV CNT,10
JMP X1
X1: CMP AL,00000000B
JA X5
MOV AL,10000000B
MOV CNT,00000101B
MOV FLAG,00100000B
X5:
MOV D,AL
MOV DX,PORTA
IN AL,DX
CMP AL,11111111B
JE X6
MOV AL,10000000B
MOV CNT,00000101B
MOV FLAG,00100000B
JMP X7
X6:MOV AL,D
X7:MOV DX,PORTB
OUT DX,AL
MOV DX,OCW2
MOV AL,20H
OUT DX,AL
;重置8253
MOV DX,COUNT0
MOV AL,00H
OUT DX,AL
MOV AL,10H
OUT DX,AL
STI
IRET
INT0 ENDP
CODE ENDS ;代码段结束
END MAIN ;整个源代码结束三、仿真结果分析及总结
仿真结果如图所示：
正在上传…重新上传取消
本次作业实现结果：完成了一个篮球比赛用的24秒倒计时器，计时开始和计时过程可控，随时可以暂停和开始倒计时，也可以清零后重新在24s开始倒计时，并且可以循环倒计时。计时为零时点亮一个发光二级管。仿真使用8253提供定时中断信号，用8259控制中断请求，8255连接2位数码管。
仿真运行方法：
双击8086微处理器，弹出窗口
正在上传…重新上传取消
总结：
本次作业历时一个星期左右后完成，前前后后修改了很多次，解决了很多问题。通过本次大作业，我学到了很多东西，比如学会了并且较熟练地掌握了如何使用protues完成简单的仿真，提高了自己的实践和动手能力；复习了8086微处理器、8255芯片、8259芯片、8253芯片的基础知识。
第一步是复习老师上课所讲授的内容，复习每个芯片的基础知识。
第二步是在网上分别找到对应芯片的讲解和仿真视频，学会如何在protues上找到对应器件以及基础的连线方式等等。
第三步是确定题目和使用芯片，一边在emu8086上写汇编代码，一边在在protues进行仿。
改进：1.不能实时调整时间，让数码管显示任意时间。
2.代码的编写不够简洁，易懂。
3.可以再添加更多的功能，使系统更完整。
四、参考文献
[1]马瑞, 高美蓉. 基于Proteus和8086的电子时钟设计与仿真[J]. 办公自动化, 2021, 26(19):3.
[1]钟鹏程. 基于Proteus的篮球赛24秒倒计时器设计与仿真[J]. 科技风, 2019(11):3.
评分项目 | 优秀 | 良好 | 中 | 及格 | 不及格 | |
原理图设计 | ||||||
运行效果 | ||||||
报告规范性 | ||||||
报告内容 | ||||||
大作业成绩评定 | ||||||
