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微机接口作业一。
时钟设计）学校：内蒙古师范大学。
院系：计算机与信息工程学院。
专业班级：计算机科学与技术07-2班。
姓名：满都呼
第一章系统设计。
1.1 系统组成分析。
整个硬件系统主要由五个部分组成。
由8088cpu负责主要运算任务。一个3/8mhz的时钟信号通过8253芯片计数延时输出周期为1秒时钟信号，此信号送至8259芯片再向cpu中断请求。cpu每收到中断请求的周期刚好1秒，而中断处理方法是时间加1。
主程序分别设置三个寄存器为累加时间存储器，分别存放秒、分、时三个变量。cpu根据上述三个数据通过并行接口电路8255把相应的时间按数字的方式显示在数码管上。六位数码管分三组，分别显示秒、分、时。
软件根据各个芯片特点和系统要求用汇编语言编写。由初始化程序、中断程序、显示程序三大部分组成。
1.2 其它问题。
1. 因每个芯片地址重叠，所以在片选上加译码电路来实现单独控制。
2. 数码管为八位共阴极红色管，为减低并行口负载和得到优质显示效果要使用三极管启动方法。
3. a0和a1通过138完成片选功能，a2、a3做寻址。
4. 系统工作流程图如下：
第二章硬件组成。
2.1 硬件系统设计。
整个硬件系统主要由五个部分组成。硬件原理图如附图。在下节中对硬件部分进一步详细分析。
2.2 单元分析。
1. 电源。
电源使用市电220v,通过变压器变成10v左右的交流电，再通过开关j1a和桥式整流变成直流电。c1、c2、c3为滤波电容，led1为电源指示灯，r1为led1的限流电阻。直流电通过lm7805变成稳压dc+5v电压供给系统。
电源功率应不小于10w。电源电路图如下图：
电源电路图。
2. 8088cpu
该系统中cpu只需供电、外部时钟、复位部分和锁存器，不需存储器等设备。锁存器提供地址线。cpu单元电路图如下图：
cpu单元。
上图中由晶体振荡器产生基准信号，通过8284供给cpu时钟。晶振具有振荡频率准确、工作稳定的特点，经常在时钟信号产生中使用。图中电阻和电容构成复位电路，电通过电阻充电容的过程中cpu得到复位，电容被充满后res脚保持高电平，从而达到自动上电复位目的。
其rd、wr、ad、intr等引脚根据实际要求与外围器件连接。在系统连接部分详细阐述。
3. 计数器。
计数器使用8253芯片。电源电压+5v，d0—d7连接cpu总线（a4--a11），a1、a0分别与cpu的a3、a2连接当做地址线。输入3/8mhz信号做时钟基准信号，计数器要用配合使用计数器0和1实现1s时钟输出。
wr、rd分别与cpu的wr和rd连接。电路图如下：
计数器部分。
4. 中断接口。
中断电路使用8259芯片。电源电压+5v，d0—d7连接cpu总线（a4--a11），a0与cpu的a2连接当做地址线。wr、rd分别与cpu的wr和rd连接。
int 和inta分别与cpu的intr和inta脚连接。sp脚接地。电路图如下：
5. 并口与显示部分。
显示部分输出使用8255芯片。电源电压+5v，d0—d7连接cpu总线（a4--a11），a1、a0分别与cpu的a3、a2连接当做地址线。wr、rd分别与cpu的wr和rd连接。
pa口做数值输出，而pb口低六位负责位选择。数码管使用共阴8为数码管，其组成原理图如下：
位选择引脚与数码管间用s8550三极管做启动电路。可减轻8255负载并提高显示效果。数码管显示数字对应的二进制电平信号如下表：
十六进制数依次表示为fc、06、da、f、be、e0、fe、1a。
显示部分原理图如下图：
并口与显示部分原理图。
6. 系统连接。
因上述三个芯片有地址重叠，所以想办法实现独立控制。这里使用74ls138译码电路和或非门来实现此功能。该芯片工作电压dc5v。原理图如下：
图中ab引脚分别连接cpu的a0和a1,从而得到以下关系：ba=00cs1=0；ba=01cs2=0；ba=10cs3=0；ba=11cs1=cs2=cs3=0。cs1、cs2、cs3分别与芯片的cs连接。
整个系统连接电路图如下图。
7. 整体电路图如下：
第三章软件组成。
3.1 计数器程序。
该系统使用8253的定时器0和1，均工作在方式3状态。因输入时钟为3/8mhz,所以两个计数器初始值分别为3a98h（15000次）和19h（25次）即可输出1秒的脉冲给8259芯片。初始化程序**如下：
assume cs:code
code segment public
org 100h
start: mov dx,1698h; 0001011010011000
mov ax,36h
out dx,ax
mov ax,98h
out dx,ax
mov ax,3ah
out dx,ax ;初始化计数器0完毕。
mov dx,1294h ;0001001010010100
mov ax,76h
out dx,ax
mov ax,19h
out dx,ax
mov ax,0
out dx,ax ;初始化计数器1完毕。
3.2 中断程序。
assume cs:code
code segment public
org 100h
start: mov dx,0fc1h; 111111000001
mov ax,13h
out dx,ax
mov dx,fc9h ;111111001001
mov ax,80h
out dx,ax
mov ax,01
out dx,ax
mov ax,0h
out dx,ax
mov ax,0
mov ds,ax
mov si,200h
mov ax,offset hint
mov ds:[si],ax
add si,2
mov ds:[si],0100h
hint: add second
3.3 并口及显示程序。
assume cs:code
code segment public
org 100h
start: mov dx,129ah; 0001001010011010
mov ax,80h
out dx,ax ; pa、pb设置为输出。
3.4 程序的整合。
data segment
second db 0
min db 0
hh db 0
data ends
assume cs:code ds:data
code segment public
org 100h
start: mov dx,1698h; 0001011010011000
mov ax,36h
out dx,ax
mov ax,0940h ；计数器0的地址。
out dx,ax
mov ax,3ah
out dx,ax ;初始化计数器0完毕。
mov dx,1698h ;
mov ax,76h
out dx,ax
mov dx,1288h ; 计数器1的地址。
mov ax,19h
out dx,ax
mov ax,0
out dx,ax ;初始化计数器1完毕。
以上为8253初始化。
mov dx,0fc1h ; 111111000001 偶地址。
mov ax,13h
out dx,ax
mov dx,0fc9h ; 111111001001 奇地址。
mov ax,80h
out dx,ax
mov ax,01
out dx,ax
mov ax,0h
out dx,ax
mov ax,0
mov ds,ax
mov si,200h
mov ax,offset hint
mov ds:[si],ax
add si,2
mov ds:[si],0100h
jmp hint
以上为8259初始化。
mov dx,129ah; 0001001010011010
mov ax,80h
out dx,ax ; pa、pb设置为输出。
mov ax,fc ;初始化显示0
mov dx, 1282h; a的地址0001001010000010
out dx,ax
mov ax,0h ;初始化时全位显示。
mov dx,128ah ; b的地址 0001001010001010
out dx,ax
以上为8255初始化。
mov dx,0003 ;0000000000000011三个芯片均进入工作状态。
hint: add second ;中断服务程序fc 、da、f、be、e0、fe、1a
nopmov dx 3f0h
mov al,60
out dx,al ;向量表还原。
jmp show
show: mov ax,second
cmp ax,00h
jz ax, fc ;显示0的**直接pa口输出。
mov dx, 1282h; a的地址。
out dx,axfc送到a口。
mov ax,0feh
mov dx,128ah ; b的地址。
out dx,ax ;b口第一位值低电平。
显示使用扫描方式，位选择和数值计算方法类似上。
面的方法。jmp show
mov ah,04h
int 21h
code ends
end stard
第四章结论。
因实验条件的限制该系统始终没有硬件上做实际在做，从头到尾是纸上谈兵。我个人认为本设计无论在硬件设计还是软件方面都存在的很多问题。
从一个单纯时钟设计的角度来说该设计是个很大的浪费。因为时钟可以更简单的方法来实现，且能够做到低成本、工作稳定的要求。
从一个作业的角度分析该设计能够让我们很好的掌握8088cpu的最小系统简单实用，及计数器、中断、并行接口知识的整合实用。对目前的很少使用汇编语言编写程序的我们来说也是个锻炼编写汇编程序的机会。是一个值得做的设计。
从工程的角度看该设计是一个基本的系统组成部分。在其它大型设计中可以直接移过来使用。
通过此次设计本人较好的掌握了上面提到的8088cpu的最小系统简单实用，及计数器、中断、并行接口知识的整合实用。且对该系统有以下想法：
1. 这个系统有很大的扩展空间。可添加报时功能，简单则蜂鸣器，复杂则语音报时，智能提醒功能。
2. 添加存储器、话筒及前置放大器、ad转换器、da转换器、音频信号放大电路和扬声器、控制按键来实现语音留言功能。
3. 如果添加其它外围设备可设计出多功能时钟。如添加测室温、湿度、防火、防盗、电子相框等功能集于一体的多功能时钟。对于8088cpu来说完全能够完成这些计算任务。
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