1、<p>　　《 微機原理與接口技術(shù) 》</p><p>　　資 料 標 簽</p><p>　　2014----2015 年 第一 學(xué)期</p><p>　　專 業(yè) ： 機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　班 級 ： 2012級5班

2、 </p><p><b>　　課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　2014年 秋 季學(xué)期</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、 概述1</b></p><p><b>　　二、 報告內(nèi)容1

3、</b></p><p>　　2.1 課設(shè)題目1</p><p>　　2.2 課設(shè)目的、內(nèi)容1</p><p>　　2.3設(shè)計思路及原因2</p><p>　　1)8253的功能：2</p><p>　　2)8253的引線：2</p><p>　　3)8253 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：

4、3</p><p>　　4)8253初始化的要求：6</p><p>　　2.4 電路設(shè)計及功能說明，硬件電路圖（包括接口芯片簡介）7</p><p>　　2.5 軟件部分的程序流程圖7</p><p>　　2.6 匯編源程序清單，對關(guān)鍵的語句要給出簡潔的注釋8</p><p>　　三、 設(shè)計總結(jié)及體會10&

5、lt;/p><p>　　四、 參考書目11</p><p><b>　　概述</b></p><p>　　微機原理和接口技術(shù)是一門實踐性強的學(xué)科，其中很多的原量、規(guī)則、現(xiàn)象等僅僅靠學(xué)習(xí)教科書是無法完全掌握的，必須通過實踐才能比較直觀和深刻的理解。在進行課程設(shè)計的過程中，可以讓學(xué)生體驗分析問題、提出解決方案、通過編程等手段實現(xiàn)解決方案、不斷調(diào)試最終

6、達到設(shè)計要求的全過程，從而幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握微機原理的接口技術(shù)的相關(guān)知識，達到將知識融會貫通的目的。主要特點：微結(jié)微機原理和接口技術(shù)教材的重點內(nèi)容編寫，涵蓋課程的主要知識點，具有通用性，適合開設(shè)計課程的不同學(xué)校采用。對課程設(shè)計的原理有比較詳細的描述，課程設(shè)計的步驟循序漸進，便于學(xué)生獨立完成課程設(shè)計。實例豐富，既有小型的適合一個學(xué)生獨立完成的項目，也有比較大型的適合團隊完成的項目，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識。&

7、lt;/p><p>　　對于抽象的概念和工作原理，老師要精心設(shè)計課堂教學(xué)，使晦澀難懂的知識變得淺顯易懂 課堂教學(xué)是使學(xué)生獲得知識最有效最快捷的方式。在教學(xué)過程中，真正做到“以學(xué)生為本”，提高課堂效率，我的體會是精心的進行合理、有效的課堂教學(xué)設(shè)計。合理、有效的課堂教學(xué)設(shè)計可以在最短的時間得到最好的教學(xué)效果。比如，本課程的教學(xué)安排中，先講cpu內(nèi)部寄存器后講存儲器分段，講cpu內(nèi)部寄存器時就要涉及到存儲器分段，這樣一

8、來知識點前后交叉多，學(xué)生聽不明白，老師也會覺得講不清楚。換種思路，重新調(diào)整一下次序，先介紹存儲器分段，講清楚四種段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成，再介紹cpu內(nèi)部寄存器，4個段寄存器分別存放4個段的段地址，地址指針寄存器和指令指針寄存器用來存放偏移地址，這樣講符合學(xué)生接受知識的規(guī)律，用時較少而且教學(xué)效果好。 </p><p><b>　　報告內(nèi)容</b></p><

9、p><b>　　2.1 課設(shè)題目：</b></p><p>　　利用8253芯片設(shè)計定時器</p><p>　　2.2 課設(shè)目的、內(nèi)容：</p><p>　　進一步熟悉8086芯片的知識。</p><p>　　學(xué)習(xí)和掌握擴展接口8255、8253芯片的結(jié)構(gòu)及編程方法。</p><p>　　培

10、養(yǎng)學(xué)生獨立分析的解決的工作能力及實際工程設(shè)計的基本技能。</p><p>　　培養(yǎng)和鍛煉在學(xué)習(xí)完本門課后綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識，解決實際工程設(shè)計和應(yīng)用問題的能力。</p><p>　　通過課程設(shè)計，要求熟悉和掌握微機系統(tǒng)的軟件、硬件設(shè)計的方法、設(shè)計步驟，得到微機開發(fā)應(yīng)用方面的初步訓(xùn)練。</p><p>　　同時并了解綜合問題的程序設(shè)計掌握實時處理程序的編制和調(diào)試方法，

11、掌握一般的設(shè)計步驟和流程，使我們以后搞設(shè)計時邏輯更加清晰。</p><p>　　2.3設(shè)計思路及原因：</p><p>　　I ntel 系列的 8253 是常用的可編程定時/計數(shù)器，它通過編程來控制電路的定時值 及定時的范圍，功能強，使用靈活。在計算機系統(tǒng)中，定時中斷、定時檢測、定 時掃描等等都是用可編程定時器來完成定時控制的。</p><p>　　1)8253的

12、功能：</p><p><b>　　延時終端；</b></p><p><b>　　可編程頻率發(fā)生器；</b></p><p><b>　　事件計數(shù)器；</b></p><p><b>　　倍頻器；</b></p><p><

13、b>　　實時時鐘；</b></p><p><b>　　數(shù)字單穩(wěn)；</b></p><p><b>　　復(fù)雜的電機控制器；</b></p><p>　　2)8253的引線：</p><p>　　CLK：輸入時鐘周期不能小于380ns.</p><p>　　G

14、ATE：門控信號輸入引腳，這是控制計數(shù)器工作的一個外部信號。當GATE引腳為低（無效）時，通常都是禁止計數(shù)器工作；只有當GATE為高時，才允許計數(shù)器工作。</p><p>　　OUT：輸出引腳。當計數(shù)到“0”時，OUT引線上必然有輸出，輸出信號的波形取決于工作方式。</p><p>　　8253的編程：微處理器寫入方式控制字，設(shè)定工作方式；微處理器寫入預(yù)置寄存器，設(shè)定計數(shù)初值。</p

15、><p>　　3)8253 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：</p><p>　　圖 1 8253 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Intel 8253—PIT，即可編程間隔計數(shù)器有 3 個獨立的 16 位計數(shù)器每個計數(shù) 器都可以按照二進制或者 BCD 碼進行計數(shù)，計數(shù)速率可達 2MHz，每個計數(shù)器 有 6 種工作方式，可編程設(shè)置和改變。Intel8253 可以廣泛應(yīng)用在方波發(fā)生器、分頻器、

16、實時時鐘、事件計數(shù)等方面。 8253 內(nèi)部有三個計數(shù)器，分別成為計數(shù)器 0、計數(shù)器 1 和計數(shù)器 2，他們的機構(gòu)完全相同。每個計數(shù)器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在控制寄存器中的控制 字，互相之間工作完全獨立。每個計數(shù)器通過三個引腳和外部聯(lián)系，一個為時鐘 輸入端 CLK，一個為門控信號輸入端 GATE，另一個為輸出端 OUT。每個計數(shù) 還有一個 16 位的計數(shù)初值寄存器 CR、 一個計 器內(nèi)部有一個 8 位的控制寄存器， 數(shù)執(zhí)行部件 CE 和

17、一個輸出鎖存器 OL。 執(zhí)行部件實際上是一個 16 位的減法計數(shù) 器，它的起始值就是初值寄存器的值，而初始值寄存器的值是通過程序設(shè)置的。 輸出鎖存器的值是通過程序設(shè)置的。輸出鎖存器 OL 用來鎖存計數(shù)執(zhí)行部件 CE 的內(nèi)容，從而使 CPU 可以對此進行讀操作。順便提一下，CR、CE 和 OL 都是</p><p>　　SC1，SC0——計數(shù)通道選擇位。由于8253內(nèi)部3個計數(shù)通道各有一個8位的控制字寄存器，而這三

18、個控制字寄存器 共享同一個控制端口地址，所以控制字中設(shè)置SC1，SC0 這兩位來確定CPU當前發(fā)出的控制字是寫入哪個計數(shù)通道的控制字寄存器中。具體選擇如圖</p><p>　　.RL1，RL0——讀/寫操作方式位。這兩位用來確定對選中的計數(shù)通道進行讀/寫操作方式。當CPU對8253進行16位讀/寫操作時，可以只讀/寫高8位或只讀/寫低8位，也可以讀/寫16位。讀/寫16位時，先讀/寫低8位，后讀/寫高

19、8 位，具體是哪種操作方式由RL1，RL0這兩位的編碼確定。由于8253的數(shù)據(jù)線只有（D7～D0），一次只能傳送8位數(shù)據(jù)，故傳送16位數(shù)據(jù)時，要分兩次進行。M2，M1，M0——工作方式擇位。8253的每個計數(shù)通道有6種不同的工作方式，即方式0到方式5，M2M1M0這三類就是用來選擇具體的工作方式，具體選擇如圖。BCD——計數(shù)方式選擇位。8253的每個計數(shù)通道有兩種計數(shù)方式按二進制計數(shù)或按十進制（BCD碼）計數(shù)。BCD位用來具體確定采

20、用哪種計數(shù)方式。例：若選擇計數(shù)器1，工作在方式3，計數(shù)初值為588H（2個字節(jié)）采用二進制計數(shù)，則其控制字為：01110110=76H，設(shè)控制口地址為043H，則將該控制字寫入控制字寄存器的指令如下：MOVAL076HOUT 043H，AL</p><p>　　8253有以下幾種工作方式：</p><p>　　方式0：計數(shù)結(jié)束則中斷 </p><p>　　方式

21、1：單脈沖發(fā)生器 即可編程單脈沖發(fā)生器 </p><p>　　方式2：速率波發(fā)生器 </p><p><b>　　方式3：方波發(fā)生器</b></p><p>　　方式4：軟件觸發(fā)方式計數(shù)</p><p>　　方式5：硬件觸發(fā)方式計數(shù)</p><p>　　方式0：計數(shù)結(jié)束中斷，GATE保持高電平，輸

22、出NxT的低電平，后變?yōu)楦唠娖讲⒈３植蛔儭Ｓ嫈?shù)中如果GATE突然變成低電平，然后變回高電平，則延長低電平輸出時間，延長時間為GATE變?yōu)榈碗娖降臅r間。方式1：可編程單個觸發(fā)信號。與方式0一樣，只是GATE是上升沿觸發(fā)。計數(shù)期間如果GATE變?yōu)榈碗娖皆僮兏唠娖?，則重新開始計數(shù)。方式2：速率發(fā)生器。GATE保持高電平。輸出（N-1)xT的高電平，之后輸出一個T的低電平。方式3：方波發(fā)生器。如果N為偶數(shù)，輸出占空比50%，周期NxT的方

23、波，如果N為計數(shù)，輸出的方波中高電平為（N+1)/2xT，低電平為(N-1)/2xT。方式4：軟件觸發(fā)選通。如同方式2，只是只計數(shù)一個周期，即輸出(N-1)xT的高電平和1xT的低電平之后保持高電平不變。方式5： 硬件觸發(fā)選通。如同方式4，GATE改為上升沿觸發(fā)。CLK輸入的是你想要處理的信號，8253一般用作分頻，即把你想處理的信號頻率降低，CLK輸入的信號的周期T影響輸出信號的周期。如上述。 GATE信號用于觸發(fā)計數(shù)器工作。軟

24、件觸發(fā)類可以設(shè)置GATE恒為高電平。硬件觸發(fā)時可以將GATE接在別的信號上，</p><p>　　8253用作計數(shù)器時，一般工作在方式0!</p><p>　　使用8253，要先通過程序?qū)ζ溥M行初始化。在初始化時主要掌握以下三點： (1)對各個計數(shù)器分別進行初始化，順序無要求。</p><p>　　(2)對某個計數(shù)器進行初始化：先寫控制字，再送計數(shù)初值；如送1

25、6位初值，則需先送低8位，再送高8位。</p><p>　　(3)預(yù)置的初值需經(jīng)過一個輸入脈沖(CLK)的上升沿和下降沿之后才可裝入計數(shù)器(此前讀計數(shù)器，并非所設(shè)置的值)。</p><p>　　8253的初始化編程:</p><p>　　8253的初始化編程內(nèi)容：一是首先向控制寄存器寫入控制字，以選定計數(shù)通道（三個中之一），規(guī)定該計數(shù)的工作方式和計數(shù)方式以及計數(shù)初值

26、的長度和裝入順序（初值寫入方式）；二是向已選定的計數(shù)器按控制字的要求 寫入計數(shù)初值。</p><p>　　4)8253初始化的要求：</p><p>　?。?）對每個計數(shù)器，控制字必須寫在計數(shù)值之前。這是因為計數(shù)器的讀/寫格式由它的控制字決定。</p><p>　?。?）計數(shù)值必須按控制字所規(guī)定的格式寫入。若控制字規(guī)定只寫8位，只需寫入一次（8位）計數(shù)值即可（規(guī)定寫

27、低8位則高8位自動置0，規(guī)定寫高8位則低8位自動置0）；規(guī)定寫16位時必須寫兩次，先寫低8位，后寫高8位。當 初值為0時，也要分兩寫入，因在二進制計數(shù)時，“0”表示65336，在BCD碼計數(shù)時“0”表示10000=104。</p><p>　　（3）對所有方式計數(shù)器都可以在計數(shù)過程中或計數(shù)結(jié)束后改變計數(shù)值，重寫計數(shù)值也必須遵守控制字所規(guī)定的格式，并且不會改變當前計數(shù)器的工作方式。</p><p

28、>　?。?）計數(shù)值不能直接寫到減1計數(shù)器中，而只能寫入計數(shù)值寄存器中，并由寫操作之后的下一個CLK脈沖將計數(shù)值寄存器的內(nèi)容裝入減1計數(shù)器開始計數(shù)。</p><p>　?。?）初始化編程必須明確各個計數(shù)器的控制字和計數(shù)值不是寫到同一個地址單元。各個計數(shù)器的控制字各自獨立確定，但它們都寫入同一個端口地址（控制字寄存器）中，各個計數(shù)器的計數(shù)值則根據(jù)需要獨立確定并寫入各自 計數(shù)器的相應(yīng)寄存器中。</p>

29、<p>　　控制字寫入8253時，所有的控制邏輯電路立即復(fù)位，輸出端OUT進入初態(tài)</p><p>　　計數(shù)器初值寫入以后，要經(jīng)過一個時鐘周期，計數(shù)器才開始工作，下降沿使計數(shù)器進行減1計數(shù)，計數(shù)器容納的最大初值為“0”時鐘脈沖的上升沿采樣門控信號</p><p>　　2.4 電路設(shè)計及功能說明，硬件電路圖（包括接口芯片簡介）：</p><p>　　按圖

30、6虛線連接電路，將計數(shù)器0設(shè)置為方式0，計數(shù)器初值為N（N≤0FH），用手動逐個輸入單脈沖，編程使計數(shù)值在屏幕上顯示，并同時用邏輯筆觀察OUT0電平變化（當輸入N+1個脈沖后OUT0變高電平）。</p><p>　　2.5 軟件部分的程序流程圖</p><p>　　8253控制寄存器地址283H</p><p>　　計數(shù)器0地址280H</p>

31、<p>　　計數(shù)器1地址281H</p><p>　　CLK0連接時鐘1MHZ</p><p>　　2.6 匯編源程序清單，對關(guān)鍵的語句要給出簡潔的注釋：</p><p>　　CODE SEGMENT ;段定義開始（CODE段）</p><p>　　ASSUME CS:CODE ;規(guī)定CODE為代碼段<

32、/p><p>　　START:MOV AL,10H ;設(shè)置控制字00010000（計數(shù)器0，方式0，寫兩個字節(jié)，二進制計數(shù)）</p><p>　　MOV DX,283H ;把控制寄存器地址放在DX寄存器中</p><p>　　OUT DX,AL ;將AL的值送入DX端口</p><p>　　MOV DX,280H ;把計數(shù)器

33、0地址放在DX寄存器中</p><p>　　MOV AL,0FH ;將0FH存入AL寄存器</p><p>　　OUT DX,AL ;將此時AL的值送入DX端口</p><p>　　LP1: IN AL,DX ;從DX端口讀入8位，放在AL寄存器中</p><p>　　CALL DISP ;調(diào)用DISP<

34、;/p><p>　　PUSH DX ;將DX內(nèi)容保存到堆棧段</p><p>　　MOV AH,06H ;將06H存入AH，為了下句調(diào)用21中斷</p><p>　　MOV DL,0FFH ;將0FFH存入DL</p><p>　　INT 21H ;調(diào)用21中斷</p><p>　　POP

35、 DX ;將DX的內(nèi)容推出棧段</p><p>　　JZ LP1 ;如果DX的內(nèi)容是0，就跳轉(zhuǎn)到LP1</p><p>　　MOV AH,4CH ;將4CH存入AH，為了下句調(diào)用21中斷</p><p>　　INT 21H ;調(diào)用21中斷</p><p>　　DISP PROC NEAR

36、 ;定義一個名為DISP的子程序</p><p>　　PUSH DX ;把DX的內(nèi)容保存到堆棧段中</p><p>　　AND AL,0FH ;將AL寄存器的內(nèi)容與0FH進行“與”運算，再把結(jié)果存入AL中</p><p>　　MOV DL,AL ;將AL的值送入DL寄存器</p><p>　　CMP DL,9

37、 ;比較DL中的值與9的大小</p><p>　　JLE NUM ;如果DL的值小于或等于9時，則跳轉(zhuǎn)到NUM</p><p>　　ADD DL,7 ;將DL的值與7進行相加后，再送入DL中</p><p>　　NUM: ADD DL,30H ;將DL的值與30H進行相加后，再送入DL中</p><p>　　M

38、OV AH,02H ;將02H存入AH</p><p>　　INT 21H ;調(diào)用DOS21中斷</p><p>　　MOV DL,0DH ;結(jié)合“MOV AH,02H”就是說輸出0DH</p><p>　　INT 21H ;調(diào)用中斷指令</p><p>　　MOV DL,0AH ;結(jié)合“MOV AH

39、,02H”就是說輸出0AH</p><p>　　INT 21H ;調(diào)用DOS21中斷</p><p>　　POP DX ;將DX的內(nèi)容推出棧段</p><p>　　RET ;子程序在功能完成后返回調(diào)用程序繼續(xù)執(zhí)行</p><p>　　DISP ENDP ;子程序結(jié)束</p>

40、<p>　　CODE ENDS ;代碼段結(jié)束</p><p>　　END START ;程序結(jié)束</p><p><b>　　設(shè)計總結(jié)及體會</b></p><p>　　這次微機原理課程設(shè)計歷時兩個星期，在整整兩星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到

41、了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。以前在上課的時候，老師經(jīng)常強調(diào)在寫一個程序的時候，一定要事先把程序原理方框圖化出來，但是我開始總覺得這樣做沒必要，很浪費時間。但是，這次課程設(shè)計完全改變了我以前的 那種錯誤的認識，以前我接觸的那些程序都是很短、很基礎(chǔ)的，但是在課程設(shè)計中碰到的那些需要很多代碼才能完成的任務(wù)，畫程序方框圖是很有必要的。因為通過程序方框圖，在做設(shè)計的過

42、程中，我們每一步要做什么，每一步要完成什么任務(wù)都有一個很清楚的思路，而且在程序測試的過程中也有利于查錯。 上機實驗由指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計兩部分組成。從簡單指令入手，熟悉和掌握 8086 的指令系統(tǒng)和 8253的系統(tǒng)</p><

43、;p>　　其次，以前對于編程工具的使用還處于一知半解的狀態(tài)上，但是經(jīng)過一段上機的實踐，對于怎么去排錯、查錯，怎么去看每一步的運行結(jié)果，怎么去了解每個寄存器的內(nèi)容以確保程序的正確性上都有了很大程度的提高。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨

44、立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p>　　這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在*老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時，在*老師的身上我學(xué)得到很多實用的知識，在次我表示感謝！同時，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再