微机原理与接口技术课程设计报告
题目：倒计时
学 院:西安理工大学 专 业:机械实际制造及其自动化 班 级 机械四班 学 号: 2012030408 学生姓名 刘小虎 指导教师 课程成绩 完成日期 2014年12月15日
目 录
一． 设计功能 ........................................................ 3 二． 设计原理及原理图......................................... 3 1. 系统总设计原理 ............................................ 3 2. 硬件框架原理图 ............................................ 3 3. 硬件介绍 ........................................................ 4 4. 功能电路 ........................................................ 7 三． 程序模块及流程图......................................... 8 1. 8255A初始化 ................................................. 8 2. 显示程序模块 ................................................ 8 3. 延时程序模块 ................................................ 9 4. 控制程序模块 ................................................ 9 5. LED灯点亮程序模块 .................................... 10 四． 源程序 ......................................................... 11 五． 总结 ............................................................. 15 附录1：系统硬件框架 ......................................... 16 附录2：系统总程序流程图 ................................. 17
题目：倒计时
一． 设计功能
本次课程设计我们在TD-PIT+实验系统和PC机平台上利用并行接口8255A、
键盘及数码管显示单元、开关及LED显示单元、键盘按键和电脑显示屏设计成一个倒计时器。具体功能包括：
1. 用2位8段共阴数码管显示倒计时时间；
2. 使用开关K0实现暂停/启动功能，开关K1实现倒计时复位功能； 3. 倒计时为0时8盏LED灯实现跑马灯功能；
4. 利用数字键输入倒计时初始数值，按键“r”实现重新启动倒计时器，按
键“e”实现退出程序进入DOS环境下，并对其他按键进行屏蔽； 5. 屏幕显示相应的提示信息，包括提示用户输入数据、倒计时结束、倒计
时结束后用户进行的操作；
6. 可以任意设定倒计时的初始时间，每隔1秒钟计时器减1，直到为0； 7. 在倒计时过程中可通过开关K1实现退出当前的倒计时并开始新一轮的
倒计时。 二． 设计原理及原理图 1. 系统总设计原理
我们选择并行接口8255A芯片，在程序中使用延时语句来输出秒脉冲，并在其中调用显示函数不断刷新数码管进行数值显示。使用8255A作为输入/输出接口，其中A端口为输出口，连接LED显示单元的D8~D15；B端口为输出口，连接数码管的A~Dp，进行数码管的段锁存；C端口高4位为输出口，连接数码管的X4~X1，进行位锁存，低4位为输入端，连接开关的K3~K0。采用在软件中控制循环程序的方式来控制倒计时的复位和暂停功能，并通过程序来显示语句和读入用户的键盘输入，以进行相应操作。此方案性价比高，但由于使用了软件延时，当芯片损耗以及芯片在工作时间过长后会出现倒计时不够准确。 2. 硬件框架原理图
图1 系统设计硬件框架
3. 硬件介绍 3.1 并行接口8255A (1) 8255A的内部结构
图2 8255A的内部结构
1) 8255A有3个8位数据接口，即接口A、接口B和接口C,可利用编程方法设置3个端口是作为输入端口还是输出端口；
2) 8255A能适应CPU和I/O接口之间的多种数据传送方式的要求，如无条件传送、查询方式传送、中断方式传送。8255A设置了方式0、方式1以及方式2；
3) 数据总线缓冲器是个双向三态8位数据缓冲器，与CPU系统数据总线相连，是8255A与CPU之间传输数据的必经之路。输入数据、输出数据、控制命令字都是通过数据总线缓冲器进行传递的；
4) 读/写控制逻辑电路接收来自CPU地址总线的信号和控制信号，并发出命令到两个控制组(A组和B组)。它控制把CPU发出的控制命令或输出的数据送到相应的端口，或者把外设的状态或输入的数据相应的端口送到CPU；
5) A组控制和B组控制一方面接收芯片内部总线上的控制字，一方面接收来自读/写控制逻辑电路的读/写命令，从而解决端口的工作方式和读/写操作。其中，A组控制电路控制端口A和端口C高4位（PC7-PC4）的工作方式和读/写操作：而B组控制电路控制端口B和端口C低4位（PC3-PC0）工作方式和读写操作。
(2) 8255A的外部引脚
图3 8255A的功能引脚图
1) 与外部设备端相连的引脚
PA7-PA0：A端口的输入/输出引脚； PB7-PB0：B端口的输入/输出引脚； PC7-PC0：C端口的输入/输出引脚； 2) 与CPU相连的引脚
RESET：复位信号，低电平有效。当RESET信号来到时，所有内部寄存器都被清0，同时3个端口被自动设为输入端口； D7-D0：8255A的数据线，和系统数据总线相连；
CS：芯片选择信号。只有当CS有效时，读出信号RD和写入信号WR才对8255A有效； RD：读出信号。CPU通过IN指令使RD有效，将数据或状态信息从8255A中读到CPU；
WR：写入信号。CPU通过OUT指令使WR有效，将数据或状态信息从CPU中写道8255A；
A1，A0：端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4个端口。规定A1，A0为00、01、10和11时，分别选中端口A、端口B、端口C和控制端口。
(3) 8255A的控制字
1) 8255A的方式控制字
8255A共有两个控制字，即工作方式控制字和对C口置位/复位控制字。
8255A的工作方式字格式和各位的含义如图4