1 基于8086的电子钟设计
目 录
摘要………………………………………………………………………………… …1 Abstract…………………………………………………………………………………1 第一章 电子钟设计总体方案设计……………………………………………………2
1.1 设计目的………………………………………………………………………2 1.2 设计要求………………………………………………………………………2 1.3 方案比较………………………………………………………………………2
1.3.1 非中断方式与中断方式的比较……………………………………… 2 1.3.2 LED显示与液晶显的比较…………………………………………… 3 1.4 总体方案设计思路……………………………………………………………3 第二章 系统硬件设计…………………………………………………………………4
2.1 8255与CPU之间的连接关系……………………………………………… 4 2.2 8253与周边电路的连接关系…………………………………………………4 2.3 8259与周边电路连接关系……………………………………………………5 2.4 液晶显示模块与8255之间的连线关系…………………………………… 5 2.5 地址译码器与按键……………………………………………………………6 2.6 系统总体硬件电路图…………………………………………………………6 第三章 系统软件设计…………………………………………………………………7
3.1 编址及控制字的确定…………………………………………………………7
3.1.1 编址…………………………………………………………………… 7 3.1.2 控制字………………………………………………………………… 7 3.2 分块子程序……………………………………………………………………7
3.2.1 1602读写操作子程序………………………………………………… 7 3.2.2中断子程序………………………………………………………………9 3.3 主程序设计……………………………………………………………………11 总结与致谢：………………………………………………………………………… 13
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参考文献：…………………………………………………………………………… 14 附录：………………………………………………………………………………… 15
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摘要
本设计以微机原理与接口技术为基础,以8086CPU为核心,利用INTER 8253可编
程定时/计数器,通过引入时钟发生器产生标准时钟进行精准定时；经定时器产生中断源,采用可编程中断控制器8259A进行中断扩展，用可屏蔽中断方式进行时间的采集；以可编程并行I/O接口芯片8255A扩展接口，驱动MSC1602液晶模块进行时间显示。
第一章 电子钟设计总体方案设计
1.1 设计目的
电子钟是一种基于微电子技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。通过该题目的设计和分析，学习微机软、硬件系统设计开发的过程，加深微机原理及其应用课程基础知识的理解和综合运用能力，熟悉集成电路芯片的使用方法，熟悉微机编程及接口电路，学会体会工程实际设计过程，培养学生独立解决实际工程问题的综合能力。初步得到用汇编语言书写程序的训练，全面培养程序设计的分析、设计、编测试及文档规范书写的能力，得到运用汇编语言的综合训练，提高解决实际问题的能力。
1.2 设计任务
通过该题目的设计过程，可以初步掌握汇编语言的运用、软件开发方法并提高解决实际问题的综合能力。电子时钟实际是一个多重的定时技术系统。对于秒、分技术系统，逢60进1，即当秒计数到60时，秒计数器向分计数器输入一个计数脉冲；而当分计数器计数到60时，向小时计数器输入一个计数脉冲。当小时计数器逢24进1.把秒计数器、分计数器和小时计数器的内容通过七段数码管或其他芯片显示出来，就完成了时间信息的输出。本课程设计要求利用8086系统模拟电子时钟结构，完成以下设计任务：
1、时间初值输入：利用键盘输入时间初值；
2、电子钟计数：电子钟通过计数器自动计数，实现时间的自动更新；
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3、时间显示：可选用LED七段数码管输出时间，显示给用户；
4、程序采用汇编语言在PC机上完成； 5、完成复核学习要求的设计计算说明书。
1.3 设计要求
1、利用Intel 8086 CPU 及其相应的外围扩展电路及其接口电路，设计系统硬件原理图，并绘制于2号工程图纸。
2、给出程序的设计思路，设计系统软件流程框图，并绘制于2号工程图纸。 3、完成设计计算说明书。
1.3 方案比较
为实现设计要求，在8086微机系统中实现计时功能可有多种方式，同时实现显示的方式也有多种，现主要比较计时方式中的中断与非中断方式，及显示常用的LED显示与液晶显示。
1.3.1 非中断方式与中断方式的比较
在非中断方式设计常使用的方式为查询法，查询法的设计，可将定时/计数器8253的OUT引脚接至并行I/O扩展芯片8255的PA，PB，PC的任一口上，CPU通过不断的检测该引脚上的高低电平变化，来进行计数。
该方式的优点：实现思路相对简单；由于不要引入中断则可不用中断扩展芯片8259电路相对简单；该方式的缺点：由于CPU要不断的去检测单一引脚高低电平的变化，占用的时间比较长，利用率较低；与此同时，CPU要进行数据的运算与控制数据的传输，如果二者冲突，可能会发生计时不准的现象。
中断方式的设计思路，将定时/计数器8253的OUT脚接至中断扩展芯片8259的IR引脚上，定时器产生相同频率的计数脉冲，形成中断源。8259再通过INTR引脚向CPU发出中断请求信号，CPU通过中断检测进行计数/计时。
该方式的主要缺点：由于芯片8259的引进，使电路相对复杂；该方式的主要优点是：用中断的方式可以大大提高CPU的利用效率，同时可以在该系统上进行更多功能的扩展，同时用中断的方式进行计数/计时，计时更加的准确可靠。
基于以上的考虑本设计，采用电路稍微复杂，但可靠性强，利用效率高的中断方式。
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1.3.2 LED显示与液晶显的比较
为完成本设计的要求，若采用LED则需6块以上，可以采用二片8255来驱动动这六片LED进行静态显示。也可以采用动态扫描的方式，用一片8255加锁存器（如74LS573）来进行动态显示。若采用液晶显示，则只需用一片8255芯片进行接口的扩展（具体扩展方案将在下面进行介绍），可以得到较为满意的显示效果，但操作的技巧性要求相对较高，成本相对较高。
不论从硬件电路驱动的复杂性，还是从软件设计的简洁性及整个系统的外观来看，时尚的液晶显示更能满足系统的需求。鉴于以上考虑，本次设计采用操作要求相对较高的液晶进行数码显示。
1.4 总体方案设计思路
本方按主要设计思路如右下图所示：以8086CPU最小系统为核心,控制可编程定时/计数器INTER 8253,可编程中断控制器8259A，可编程并行I/O接口芯片8255A。通过8253的输出记数脉冲为8259产生中断源，8259将中断信号反馈到CPU，从而产生可屏蔽中断的申请信号，在CPU的合理响应下进行计数，通过8255驱动16*2的液晶显示模块LCM1602进行时间显示。
8255 驱动 1602 产生中断
控制8086CPU 控制 8259 控制 中断源 8253 第二章 系统硬件设计
在本章中，将分模块对本次设计的硬件设计进行简述，分块介绍系统的主要功能及连线方式。
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