微机原理与接口技术专业课程设计报告加减计数器.doc

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1、微机原理与接口技术专业课程设计报告加减计数器目 录1课程设计题目 12课程设计任务及要求13总体方案与设计说明14硬件电路设计及描述35软件设计流程及描述66源程序代码 87系统调试128结论与说明139课程设计体会1310参考文献13一课程设计题目加减计数器设计二课程设计任务及要求通过键盘输入0到9之间的数字，可以在LED灯上显示出来；通过键盘进行简单的9之内的加减运算；运算过程和结果在LED灯上显示出来。三总体方案与设计说明 通过小键盘做加减运算。七段数码管显示器作输入数据和结果数据的显示。 数字用小键盘09，R，P，M，G作功能键 R开始运算（包括撤销运算），显示0 p+ m- g= E

2、退出返回dos 运算顺序： +或-显示器内容不变 ，显示器跟随显示。 =显示器显示结果数据，当超出能显示的最大值，显示F（溢出） ，结束退出设计思路：首先利用程序不断扫描键盘是不是有输入，如果没有就一直扫描，如果有就停止扫描，完成输入，利用汇编的程序核对输入键的数值，通过调用子程序实现2位十进制数以内的及减法运算。运算完成后将运算的结果储存并显示到LED显示器上。四硬件电路设计及描述（含所需器件、硬件原理图） 键盘输入及LED数码管通过8255A接口与系统总线连接，键盘的16个按键组成8*2矩阵，其中8根矩阵线作为8255A的输出线与PB7PB0连接，2根矩阵线作为8255A的输入线与PC7、

3、PC6连接。键盘采用逐次扫描原理，16个按键中09座位数字健，+、-、=作为加、减和等号功能键，C为清零键。键盘是常用信息输入元件，其实键盘也是由一个个按钮组成，如果是独立按钮的话必须要需要一个I/O口对它进行检测，而键盘往往这需要键盘按钮数一半的I/O口数对它进行检测，也许对一个比较简单的系统I/O口数一般不是问题，但对于一个大型、复杂的系统来说I/O资源就显得非常珍贵了，尽量减少I/O使用是非常利于降低成本，另外一方面键盘比用独立按键要美观。我们设计时使用的是8*2行列式键盘，如图2-1所示。图中有8行2列，8根行线与PA口相连，2根列线与PC口的PC6、PC7相连。PA、PB口要么全部输

4、入或输出。PC口可以进行输入和输出。按键设置在行、类交点处（数字或字符为其键号），行、列线分别连接到按键开关的两端。当列线通过上拉电阻接+5V时，就被钳位在高电平状态。键盘中有无按键按下是由行线送入全扫描字、列线读入行线状态来判断。这就是：给航线所有I/O线均置成低电平，然后读入列线电平状态。如国有按键盘下，总会有一根列线电平被拉至低电平，从而使列线输入不全为1。 图4-1键盘电路 图4-2数码管电路（1）并行输入/输出端口A，B，C8255A内部包括三个8位的输入输出端口，分别是端口A、端口B、端口C，相应信号线是PA7PA0、PB7PB0、PC7PC0。端口都是8位，都可以作为输入或输出。

5、通常将端口A和端口B定义为输入/输出的数据端口，而端口C则既可以作数据端口，又可以作为端口A和端口B的状态和控制信息的传送端口。（2）A组和B组控制部件端口A和端口C的高4位（PC7PC4）构成A组；由A组控制部件实现控制功能。 端口B和端口C的低4位（PC3PC0）构成B组；由B组控制部件实现控制功能。 A组和B组利用各自的控制单元来接收读写控制部件的命令和CPU通过数据总线（D0D7）送来的控制字，并根据他们来定义各个端口的操作方式。（3）数据总线缓冲存储器 三态双向8位缓冲器，是8255A与8086CPU之间的数据接口。与I/O操作有关的数据、控制字和状态信息都是通过该缓冲器进行传送。(

6、4) 读/写控制部件 8255A完成读/写控制功能的部件。能接收CPU的控制命令，并根据控制命令向各个功能部件发出操作指令。 图4-3CS 片选信号：由CPU输入，有效时表示该8255A被选中。 RD, WR 读、写控制信号：由CPU输入。RD有效表示CPU读8255A，WR有效表示CPU写8255A。RESET 复位信号：由CPU输入。RESET信号有效，清除8255A中所有控制字寄存器内容，并将各个端口置成输入方式。图2-4 .8255A内部结构定义工作方式控制字：工作方式0：8255A中各端口的基本输入/输出方式。图2-5 .8255A工作方式控制图4-48253具有3个独立的计数通道，

7、采用减1计数方式。在门控信号有效时，每输入1个计数脉冲，通道作1次计数操作。当计数脉冲是已知周期的时钟信号时，计数就成为定时。 （1）、8253内部结构 8253芯片有24条引脚，封装在双列直插式陶瓷管壳内。 数据总线缓冲器与系统总线连接，8位双 向，与CPU交换信息的通道。这是8253与CPU之间的数据接口，它由8位双向三态缓冲寄存器构成，是CPU与8253之间交换信息的必经之路。 写控制 8253111098765432D71D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GET0GND1214151617181920212223240UT1CLK1GATE1OUT2GATE2A1WRA0CS

8、CKL2RD+5v13读写控制分别连接系统的IOR和IOW， 由CPU控制着访问8253的内部通道。接收CPU送入的读写控制信号， 并完成对芯片内部各功能部件的控制功能， 因此， 它实际上是8253芯片内部的控制器。A1A0：端口选择信号，由CPU输入。8253内部有3个独立的通道和一个控制字寄存器， 它们构成8253芯片的4个端口，CPU可对3个通道进行读写操作3对控制字寄存器进行写操作。 这4个端口地址由最低2位地址码A1、A0来选择。 图4-5五软件设计流程（模块流程图）及描述如图5-1所示：进行加、减、乘、除运算，存结果开始8255A初始化有无压键？是数字键？加号？减号？乘号？除号？等

9、号？清零？显示扫描设加标志设减标志设乘标志设除标志NNY清零显示器，清标志有标志？保存数据放键？显示扫描清零显示器YNNNNNNNNYYYYYYYY图5-1六源程序代码（要有注释）STACK SEGMENT STCAK DB 64 DUP(?)STACK ENDS DATA SEGMENT ORG 3000H VAR1 DB 00H,01H,02H,03H,04H VAR2 DB 3FH, 3FH, 3FH, 3FH, 3FH, 3FH, 3FH, 3FH, 3FH, 3FH VAR3 DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H VA

10、R4 DB 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00H, 00HTABLE DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKSTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,88H OUT 63H,AL ；82255A初始化 MOV BX,0000H；BX清零STT: MOV AL,00H；键盘测试 OUT NEXT: IN AL,62H AN

11、D AL,0C0H CMP AL,0C0H JNZ KEYABC CALL DISP；调用显示程序 JMP STTKEYABC:CALL TIME；延时，去抖动 IN AL,62H AND AL,0C0H CMP AL,0C0H JNZ KEY JMP STTKEY: MOV AL,0FEH；键盘扫描识别 OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_0 CALL KEY8 JMP STTKKEY_0: TEST AL,40H JNZ KEY_9 CALL KEY0 JMP STTKKEY_9: MOV AL,0FDH OUT 61H,AL IN AL,62

12、H TEST AL,80H JNZ KEY_1 CALL KEY9 JMP STTKKEY_1: TEST AL,40H JNZ KEY_A CALL KEY1 JMP STTKKEY_A: MOV AL,0FBH OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_2 CALL KEYA JMP STTKKEY_2: TEST AL,40H JNZ KEY_B CALL KEY2 JMP STTKKEY_B: MOV AL,0F7H OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_3 CALL KEYB JMP STTKKEY_

13、3: TEST AL,40H JNZ KEY_C CALL KEY3 JMP STTKKEY_C: MOV AL,0EFH OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_4 CALL KEYC JMP STTKKEY_4: TEST AL,40H JNZ KEY_D CALL KEY4 JMP STTKKEY_D: MOV AL,0DFH OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_5 CALL KEYD JMP STTKKEY_5: TEST AL,40H JNZ KEY_D CALL KEY5 JMP STTKKEY

14、_E: MOV AL,0BFH OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_6 CALL KEYE JMP STTKKEY_6: TEST AL,40H JNZ KEY_F CALL KEY6 JMP STTKKEY_F: MOV AL,07FH OUT 61H,AL IN AL,62H TEST AL,80H JNZ KEY_7 CALL KEYF JMP STTKKEY_7: TEST AL,40H JNZ KEY_71 CALL KEY7 JMP STTKKEY_71:JMP STTKKEY9: CMP BH,00H；按键9处理子程序 JZ KEY9

15、_1；未按过符号键，不清零 CALL CLEAR；已按过符号键，清零KEY9_1:CALL LP1；低4位字节前移 MOV AL,6FH；最低字节输入一个数据 MOV SI+4,AL MOV AL,09H MOV DI+4,AL CALL DISP；显示 RET；返回KEY8: CMP BH,00H；按键8处理子程序 JZ KEY8_1 CALL CLEARKEY8_1:CALL LP1 MOV AL,7FH MOV SI+4,AL MOV AL,08H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY7: CMP BH,00H；按键7处理子程序 JZ KEY7_1 CALL CLEA

16、RKEY7_1:CALL LP1 MOV AL,07H MOV SI+4,AL MOV AL,07H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY6: CMP BH,00H；按键6处理子程序 JZ KEY6_1 CALL CLEARKEY6_1:CALL LP1 MOV AL,7DH MOV SI+4,AL MOV AL,06H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY5: CMP BH,00H；按键5处理子程序 JZ KEY5_1 CALL CLEARKEY5_1:CALL LP1 MOV AL,6DH MOV SI+4,AL MOV AL,05H MOV DI+

17、4,AL CALL DISP RETKEY4: CMP BH,00H；按键4处理子程序 JZ KEY4_1 CALL CLEARKEY4_1:CALL LP1 MOV AL,66H MOV SI+4,AL MOV AL,04H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY3: CMP BH,00H；按键3处理子程序 JZ KEY3_1 CALL CLEARKEY3_1:CALL LP1 MOV AL,4FH MOV SI+4,AL MOV AL,03H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY2: CMP BH,00H；按键2处理子程序 JZ KEY2_1 CALL

18、 CLEARKEY2_1:CALL LP1 MOV AL,5BH MOV SI+4,AL MOV AL,02H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY1: CMP BH,00H；按键1处理子程序 JZ KEY1_1 CALL CLEARKEY1_1:CALL LP1 MOV AL,06H MOV SI+4,AL MOV AL,01H MOV DI+4,AL CALL DISP RETKEY0: CMP BH,00H；按键0处理子程序 JZ KEY0_1 CALL CLEARKEY0_1:CALL LP1 MOV AL,3FH MOV SI+4,AL MOV AL,00H MO

19、V DI+4,AL CALL DISP RETKEYA: CMP BH,00H；按键+号处理子程序 JNZ KEYA_1 CALL LP3；保存输入的数据KEYA_1:MOV BX,0101H；设置符号标志 RET；返回KEYB: CMP BH,00H；按键-号处理子程序 JNZ KEYB_1 CALL LP3；保存输入的数据KEYB_1:MOV BX,0102H；设置符号标志 RET；返回KEYC: CMP BH,00H；按键*号处理子程序 JNZ KEYC_1 CALL LP3；保存输入的数据KEYC_1:MOV BX,0103H；设置符号标志 RET；返回KEYD: CMP BH,00H

20、；按键/号处理子程序 JNZ KEYD_1 CALL LP3；保存输入的数据KEYD_1:MOV BX,0104H；设置符号标志 RET；返回KEYE: MOV BH,01H；按键=号处理子程序 CMP BL,01H；是+号？ JZ K1；进行加法运算 CMP BL,02H；是-号？ JZ K2；进行减法运算 CMP BL,03H；时*号？ JZ K3；进行乘法运算 CMP BL,04H；是/号？ JZ K4；进行除法运算STTE: RETK1: CALL ADD1 JMP STTEK2: CALL SUB1 JMP STTEK3: CALL MUL1 JMP STTEK4: CALL DIV

21、1 JMP STTEKEYF: CALL CLEAR；按键C（清零）处理子序 RETCLEAR: MOV SI,OFFSET VAR2；数据清零子程序 MOV DI,OFFSET VAR3 MOV CX,000AHCLEAR1:MOV AL,3FH MOV SI,AL MOV AL,00H MOV DI,AL INC SI INC DI LOOP CLEAR1 MOV BH,00H RETADD1: MOV SI,OFFSET VAR3；加法子程序 MOV DI,OFFSET VAR4 CLC MOV CX,0005HADD_1: MOV AL,DI ADC AL,SI AAA MOV DI,

22、AL INC SI INC DI LOOP ADD_1 CALL CHANGE CALL DISP RETSUB1: MOV SI,OFFSET VAR3；减法子程序 MOV DI,OFFSET VAR4 CLC MOV CX,0005HSUB_1: MOV AL,DI MOV CL,SI AAS MOV DI,AL INC SI INC DI LOOP SUB_1 CALL CHANGE CALL DISP RETMUL1: MOV SI,OFFSET VAR3；乘法子程序 MOV DI,OFFSET VAR4MOV AL,DI MOV CL,SI MUL CL AAM MOV DI+5,A

23、X MOV AL,DI+1 MUL CL AAM ADD AL,DI+6 AAA MOV DI+6,AX MOV AL,DI MOV CL,SI+1 MUL CL AAM MOV SI+5,AX MOV AL,DI+1 MUL CL AAM ADD AL,SI+6 AAA MOV SI+6,AX MOV AL,DI+5 MOV DI,AL MOV AL,DI+6 ADD AL,SI+5 AAA MOV DI+1,AL MOV AL,DI+7 ADC AL,SI+6 AAA MOV DI+2,AL MOV ADC AL,SI+7 AAA MOV DI+3,AL CALL CHANGE CALL

24、DISP RETDIV1: MOV SI,OFFSET VAR3；除法子程序 MOV DI,OFFSET VAR4 MOV AH,00H MOV AL,DI+1 MOV CK,SI DIV CL MOV DI+1,AL MOV AL,DI AAD DIV CL MOV DI,AL CALL CHANGE CALL DISP RETLP1: MOV CX,0004H；数据移位保存子程序（4位） MOV SI,OFFSET VAR2 MOV DI,OFFSET VAR3LP2: MOV AL,SI+3 MOV SI+4,AL MOV AL,DI+3 MOV DI+4,AL DEC SI DEC D

25、I LOOP LP2 RETLP3: MOV CX,0005H；保存上一次数据子程序 MOV SI,OFFSET VAR3 MOV DI,OFFSET VAR4LP4: MOV AL,SI MOV DI,AL DEC SI DEC DI LOOP LP4 RETCHANGE:MOV SI,OFFSET VAR2 MOV DI,OFFSET VAR3 MOV BX,OFFSET TABLE MOV CX,0005HCOMP0: MOV AL,DI XLAT MOV SI,AL INC SI INC DI LOOP COMP0 RETDISP: MOV SI,OFFSET VAR1 MOV DI,

26、OFFSET VAR2 MOV DL,DI+4 CMP 3FH JNZ DIR4 MOV DL,DI+3 CMP DL,3FH JNZ DIR3 MOV DL,DI+2 CMP DL,3EH JNZ DIR2 MOV DL,DI+1 CMP DL,3FH JNZ DIR1 JMP DIR0DIR4: MOV CX,0005H JMP DIRDIR3: MOV CX,0004H JMP DIRDIR2: MOV CX,0003H JMP DIR DIR1: MOV CX,0002H JMP DIRDIR0: MOV CX,0001HDIR: MOV AL,SI OUT 62H,AL MOV AL

27、,DI OUT 60H,AL CALL TIME INC SI INC DI LOOP DIR RETTIME: PUSH AX PUSH CX MOV CX,0040HTIME1: MOV AX,0300HTIME2: DEC AX JNZ TIME2 LOOP TIME1 POP CX POP AX RETSTTK: CALL DISP；放键测试程序 MOV AL,00H OUT 61H,AL IN AL,62H AND AL,0C0H CMP AL,0C0H JNZ STTK JMP STTCODE ENDS END START七系统调试（含软、硬件调试时所出现的问题、解决方法）。主要针

28、对电路连接中的电气连接进行检查，并生成对应电路的网表。特别是对电路节点的连接检查。 。检查程序中存在的语法错误。编译连接并下载到芯片中。 。对下载到芯片中的程序进行功能检查。直到完成设计要求的功能。八结论与说明（使用或操作说明）把程序输入PC机后，。启用HK88系统： 建立汇编源程序. 建立连接。 编译为目标文件 调试。 不通过，重新修改（语句错误、音调频率不准、音调节拍不符合） 重新修改、调试。 正确运行。九课程设计体会本次课程设计师自由选择设计课题的，我选择了简易计算加减乘除法计算器的题目，看起来不是很难，但是真正做起来才发现其困难之处。本次的课程设计是一个相对而言比较难的设计，因为这次设

29、计不仅仅是课本上知识的整合，而且还有很多是课外的扩展。这次课程设计可以说是一个挑战。我们做的题目是简易计算器的设计。才开始思路很清晰。或许是因为我们司空见惯了这种小机器，可是等做起来发现真的好难。首先8255A的初始化和8088的接线也是十分简单，但是等到编成的时候发现有很多不懂得地方，觉得很容易的算法在编程中很难实现。于是我开始查看课本和有关的资料，知道了一些编程常用的方法。受益匪浅。而后我用心编写这程序。经过自己的努力和同学的帮助终于完成了相应的要求。本次课程设计,不仅使我加深了对接口程序设计的认识,对接口各部件的工作原理也有了进一步的了解,也增强了分析故障的能力，更重要的是培养了我们面对

30、问题、解决问题的能力。从理论知识上我对8088和8255的作用、功能以及初始化更加熟悉，并且有了客观上的理解。对键盘的使用和数码管显示问题也完全弄懂了。这次课程设计还是比较成功的。当然我还有很多不足之处，比如知识掌握的不够全面，研究的深度不够，有问题畏畏缩缩不敢问，程序编写不会查漏补缺。课后没有及时解决课上的问题留到第二天上课程设计在想办法，这说明我的惰性也很强。这些都是我需要去改进的地方。我会在以后的学习中多加注意。最后感谢老师的辛苦指导，使我的设计能过成功实现，使我完成了这次课程设计。另外感谢网络给予我便利，让我找到有些相关资料帮我解决了一些问题。十参考文献1微型计算机技术及应用（第四版）.清华大学出版社23