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1、微機與接口課程設(shè)計報告智能搶答器班級： 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)教師： 成績： 年1月 11日目錄1、課程設(shè)計目的及要求32、系統(tǒng)功能33、總體設(shè)計33.1基本工作原理33.1.1中斷優(yōu)先級管理器8259A控制字要求33.1.2可編程并行接口接口芯片8255A控制字要求33.1.3可編程定時器計數(shù)器8253控制字要求33.2硬件總體設(shè)計33.2. 1系統(tǒng)總成方案33.2.2內(nèi)存單元編址43.2.3鍵盤、揚聲器及顯示功能的定義4(1) 硬件原理框圖4(2) 原理連線圖433軟件總體設(shè)計63.3.1主程序流程圖：64、硬件設(shè)計84.1所使用芯片功能84.1.1可編程并行輸入/輸出接口芯片8255A84
2、.1.2可編程定時器/計數(shù)器8253/825494.1.3 中斷優(yōu)先級管理器8259A104.2系統(tǒng)所選用各芯片的工作方式124.2.1中斷優(yōu)先級管理器8259A的工作方式124.2.2 可編程并行接口接口芯片8255A的工作方式124.2.3 可編程定時器計數(shù)器8253的工作方式135、軟件設(shè)計136、調(diào)試過程167、系統(tǒng)操作說明168、總結(jié)169、參考文獻171、課程設(shè)計目的及要求 目的：掌握微機系統(tǒng)的開發(fā)步驟；掌握8255A、數(shù)碼管的用法；掌握匯編程序的設(shè)計。因此，本次設(shè)計要求對微機原理的理論知識，8255A，8253，鍵盤顯示區(qū)的工作方式、工作原理熟練掌握。設(shè)計要求：1.1-8號選手中
3、先按下按鍵者，LED數(shù)碼管顯示其選手號碼(后按下無效),且60S倒計時開始，計時結(jié)束進行聲光報警提示。 2.由裁判掌握，若回答正確，該選手對應(yīng)綠燈亮，否則紅燈亮。 3.回答正確時，計分牌加10分，不正確減10分(滿分100分)。 4.選手號碼及選手分數(shù)用LED數(shù)碼管顯示。 2、系統(tǒng)功能一個具有8路搶答的搶答器，利用并行接口和開關(guān)鍵。邏輯開關(guān)K0-K7代表搶答按鈕，當(dāng)某個邏輯開關(guān)閉合時，相當(dāng)于搶答按鈕按下，此時在七段數(shù)碼管上將其號碼顯示出來，并使喇叭響一聲（或者以發(fā)光二極管代替）。3、總體設(shè)計 3.1基本工作原理主持人按開始鍵，綠燈這后，選手才可搶答，否則違規(guī)。若搶答成功，LED顯示器顯示選手號
4、碼，黃燈亮，揚聲器鳴叫；若搶答違規(guī)（主持人示按開始鍵），LED顯示器顯示違規(guī)選手號碼，紅燈亮，揚聲器報警。3.1.1中斷優(yōu)先級管理器8259A控制字要求芯片控制字：采用邊沿觸發(fā)，單片8259，要寫入ICW4控制字中斷類型碼控制字：設(shè)置IR0IR7的中斷類型碼依次為08H、09H、0FH方式控制字：優(yōu)先級設(shè)置方式為全嵌套方式即固定優(yōu)先級方式，主片工作在緩沖方式下,中斷結(jié)束方式采用中斷非自動結(jié)束方式,8259工作在8086系統(tǒng)上。3.1.2可編程并行接口接口芯片8255A控制字要求A口工作在方式0，做為輸入端口用于連接選手按鍵（PA7PA0依次對應(yīng)按鍵18）；B口工作在方式0，做為輸出端口，經(jīng)驅(qū)動
5、器1連接LED顯示器（PB7PB0依次對應(yīng)連接LED顯示器的dp、g、f、e、d、c、b、a七段數(shù)碼管管腳）；C口也必須工作在方式0，高4 位做輸入端口（本次設(shè)計中只用PC4、PC5,分別用于連接復(fù)位鍵和開始鍵），低4位做輸出端口（PC3PC0，經(jīng)驅(qū)動器2后PC1、PC2、PC3分別用于連接黃、紅、綠三個發(fā)光二極管，PC0連接到8253的GATE1端，以控制通道1的計數(shù)）。3.1.3可編程定時器計數(shù)器8253控制字要求通道0：操作類型為先讀寫低字節(jié)再讀寫高字節(jié)，工作在方式3即方波發(fā)生器，計數(shù)格式為BCD碼，計數(shù)初值為4000。通道1：操作類型為先讀寫低字節(jié)再讀寫高字節(jié)，工作在方式1即可重觸發(fā)的
6、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，計數(shù)格式為BCD碼,計數(shù)初值為3000。通道2：操作類型為先讀寫低字節(jié)再讀寫高字節(jié)，工作在方式3即方波發(fā)生器，計數(shù)格式為BCD碼，計數(shù)初值為0。3.2硬件總體設(shè)計3.2. 1系統(tǒng)總成方案該競賽搶答器所要器件：中斷優(yōu)先級管理器8259A、可編程并行接口接口芯片8255、可編程定時器計數(shù)器8253，三個一樣的驅(qū)動器，黃、紅、綠三個發(fā)光二極管，十三個電阻，一個8輸入與非門，一個非門，一個揚聲器，一個LED顯示器，10個按鍵。 3.2.2內(nèi)存單元編址 （1）、中斷優(yōu)先級管理器8259A的端口地址為20H、21H（2）、可編程并行接口接口芯片8255A的端口地址為80H、81H、82H、8
7、3H（3）、可編程定時器計數(shù)器8253的端口地址為40H、41H、42H、43H 3.2.3鍵盤、揚聲器及顯示功能的定義10個按鍵中，一個開始鍵一個復(fù)位鍵，另外8個用做8位選手的搶答按鍵。揚聲器用與黃、紅、綠三個發(fā)光二極管配合使用，黃燈亮揚聲器鳴叫表示搶答成功，紅燈亮揚聲報警表示搶答違規(guī)報警，綠燈亮揚聲器不鳴則表示主持人已按下開始鍵。LED顯示器顯示的內(nèi)容與選手號對應(yīng)，搶答成功或違規(guī)都要顯示。(1) 硬件原理框圖按鍵設(shè)置8 2 5 5CPU8 2 5 4LED顯 示 模 塊聲光報警8259 cpu 圖1(2) 原理連線圖PC4PC5D7D0 8255 PB7PC0CSA0A1 PC3PC0RD
8、 WR驅(qū)動器1驅(qū)動器2與非門按鍵1按鍵2按鍵8按鍵3按鍵7按鍵6按鍵5按鍵4+5VPC0PB0PB7PC1PC2PC3紅燈綠燈黃燈8段LED顯示器+5V開始鍵復(fù)位鍵揚聲器PA7PA0D7D0IR0IR4IR5D7D08259WRRDINTACSA0INT(20H21H)IR2IR6IR7IR3IR1INT(80H83H)IORIOW(40H43H)A1AD8AD15 RDWRAD0AD1 INTA INTR8086 RD WRGATE0D7D0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 8253CS GATE2A0 CLK0A1 CLK1 CLK2+5V驅(qū)動器31MHz圖233軟件總體設(shè)計3.
9、3.1主程序流程圖：檢測復(fù)位鍵是否彈起關(guān)閉LED顯示器、指示燈將標(biāo)志位清零，使IF=1開入中斷結(jié)束檢測復(fù)位鍵是否按下開始設(shè)置LED字形碼初值、標(biāo)志初值對8259A、8255、8253進行初始化設(shè)置搶答鍵中斷向量并使IF置1開放中斷檢測開始鍵是否按下 檢測開始鍵是否彈起關(guān)閉LED顯示器點亮綠燈置標(biāo)志位值為FFH使IF=1開放中斷置標(biāo)志位值為FFH使IF=1開放中斷點亮綠燈關(guān)閉LED顯示器檢測開始鍵是否彈起檢測開始鍵是否按下 設(shè)置搶答鍵中斷向量并使IF置1開放中斷對8259A、8255、8253進行初始化設(shè)置LED字形碼初值、標(biāo)志初值開始檢測復(fù)位鍵是否按下置標(biāo)志位值為FFH使IF=1開放中斷點亮綠
10、燈關(guān)閉LED顯示器檢測開始鍵是否彈起檢測開始鍵是否按下 設(shè)置搶答鍵中斷向量并使IF置1開放中斷對8259A、8255、8253進行初始化設(shè)置LED字形碼初值、標(biāo)志初值開始開始設(shè)置LED字形碼初值、標(biāo)志初值對8259A、8255、8253進行初始化設(shè)置搶答鍵中斷向量并使IF置1開放中斷檢測開始鍵是否按下 NY檢測開始鍵是否彈起N Y關(guān)閉LED顯示器點亮綠燈置標(biāo)志位值為FFH使IF=1開放中斷檢測復(fù)位鍵是否按下N YN Y圖3開始保護現(xiàn)場，將各寄存器值壓入堆棧將本次中斷壓入堆棧中，并置IF=0關(guān)閉中斷設(shè)置循環(huán)次數(shù)為8次將AL中的值邏輯右移1位從8255的A端口獲取選手按鍵信息，并將其值取反判斷CX
11、是否為0或ZF是否為1獲取選手號碼，并將值傳給AX通過XLAT指令將選手號轉(zhuǎn)換成LED顯示相應(yīng)的字形碼將轉(zhuǎn)換好的字形碼值傳給8255的B端口判斷標(biāo)志位是否為FFH置8253 通道2計數(shù)值將黃燈點亮，搶答成功，揚聲器鳴叫置8253 通道2計數(shù)值將紅燈點亮，搶答違規(guī)，揚聲器報警給8259發(fā)中斷結(jié)束命令中斷返回NYYN3.3.2子程序流程圖圖44、硬件設(shè)計 4.1所使用芯片功能4.1.1可編程并行輸入/輸出接口芯片8255A 8255A具有三個獨立的輸入/輸出端口，每個端口的并行數(shù)據(jù)寬度為8位。三個端口分別為A端口，B端口，C端口，可分別與不同的外設(shè)進行數(shù)據(jù)交換，也可聯(lián)合使用，在中斷方式下實現(xiàn)CPU
12、與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳遞。8255A提供方式0，方式1，方式2三種工作方式供選擇。 1.8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括以下幾個部分：RESETCSDB數(shù)據(jù)總線緩沖器B組控制A組控制端口C(低位)端口B端口C(高位)端口APB7PB0PC3PC0PC7PC4PA7PA0 圖5RD讀/寫控制邏輯WRA0 A1 并行輸入/輸出端口，它有三個輸入/輸出端口，每個端口8位，都可選擇為輸入或輸出。A端口有一閣位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器；B端口有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器；C端口有一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。通常A端口和B端口作為輸入/輸出數(shù)據(jù)端口
13、，C端口常作為控制或狀態(tài)信息的端口，它可分為兩個4位端口。在與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送中需要聯(lián)絡(luò)控制線時，C端口分別與A，B端口配合使用，此時，C端口作控制信號輸出和狀態(tài)信號輸入。（1）A組和B組控制電路，8255A內(nèi)部的三個端口可分為兩組：A組由A口和C口高4位組成；B組由B口和C口低4位組成。A組和B組分別有自己的控制電路，即A組和B組控制電路。其功能：負責(zé)接受來自讀寫控制的邏輯的各種命令，以及來自數(shù)字總線的控制字，從而決定A組和B組的工作方式，還可根據(jù)CPU的命令對C端口的每一位實現(xiàn)“復(fù)位”或“置位”。（2）讀/寫控制邏輯，這是8255A內(nèi)部完成讀/寫控制功能的部件。它與6條輸入控制線相連，負責(zé)接收
14、CPU輸入的地址信號和讀/寫，復(fù)位控制信號，轉(zhuǎn)變成各種命令發(fā)向A組和B組控制電路。（3）數(shù)據(jù)總線緩沖器，這是一個8位雙向三態(tài)緩沖器，它是8255A與CPU數(shù)據(jù)總線的接口，由讀/寫控制其數(shù)據(jù)傳送方向及三態(tài)。8255A與CPU間的數(shù)據(jù)傳送如輸入/輸出數(shù)據(jù)，CPU寫入8255A的控制字，8255A送給CPU的狀態(tài)信息，都是經(jīng)過這個緩沖器傳送的。2.8255A的控制字：（方式選擇命令字和端口C按位置位/復(fù)位控制字）。方式選擇命令字:D7D6D5D4D3D2D1D0A組方式A口1 輸入0輸出PC7PC41輸入0輸出B組方式0方式01方式1B口1輸入0輸出PC3PC01輸入0輸出1有效標(biāo)志位00方式001
15、方式11方式2端口C按位置位/復(fù)位控制字特征位 不用不用不用位選擇位選擇位選擇置位/復(fù)位 0 D6D5D4D3D2D1D00、10、10、10、1D3、D2、D1 ：000111分別對應(yīng)C口17位D0：0為復(fù)位，1為置位3.8255A有三種工作方式：方式0-基本輸入/輸出方式。這種方式不使用中斷，沒有規(guī)定的聯(lián)絡(luò)信號，三個端口的24條引腳均可做為輸入/輸出線，由程序設(shè)定各端口為輸入端口或輸出端口，完成并行輸入/輸出操作。方式1-選通輸入/輸出方式。這種方式下，端口A或端口B仍做為數(shù)據(jù)端口，同時規(guī)定了端口C的某些位做為控制或狀態(tài)信息位，數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作在聯(lián)絡(luò)信號的應(yīng)答控制下完成，因而，可使用中
16、斷，也可使用查詢。方式2-雙向傳送方式。這種方式下，外設(shè)在單一的8位數(shù)據(jù)線上，既能發(fā)送數(shù)據(jù)，也能接受數(shù)據(jù)。在相應(yīng)的控制線配合下，用中斷方式或程序查詢方式輸入/輸出數(shù)據(jù)。端口A可工作于方式0，方式1和方式2，端口B可工作于方式1，端口C通常分成高4位和低4位，分別傳送數(shù)據(jù)或控制，狀態(tài)信息。4.1.2可編程定時器/計數(shù)器8253/82548253芯片采用24個引腳，雙列直插式封裝，NMOS工藝，單一+5V電源。片內(nèi)有3個獨立的16位減法計數(shù)器，每個計數(shù)器又可分兩個8位的計數(shù)器。8253有兩種工作方式，即二進制或BCD方式計數(shù)；6種工作方式，既可對系統(tǒng)時鐘脈沖計數(shù)實現(xiàn)定時，又可對外部事件進行計數(shù)。可
17、由軟件或硬件開始計數(shù)或停止計數(shù)。D0D71.8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括以下幾部分：計數(shù)器0#計數(shù)器1#計數(shù)器2#數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫邏輯控制字寄存器CLK0GATE0WEOUT0 RDCLK1 A0GATE1 A1OUT1 CSCLK2 GNDGATE2 VCCOUT2 圖6 8253由計數(shù)器、控制寄存器、讀/寫控制邏輯和數(shù)據(jù)總線緩沖器4部分和內(nèi)部總線構(gòu)成。 (1)數(shù)據(jù)總線緩沖器。該緩沖器為8位雙向三態(tài)的緩沖器，可直接掛在數(shù)據(jù)線上，CPU通過它，一方面可以向控制寄存器寫入控制字，向計數(shù)器寫入計數(shù)初值；另一方面也可由CPU通過該緩沖器讀出計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值。 (2)讀/寫控制邏輯。功能是接收來自CP
18、U的控制信號，完成對8253各計數(shù)器的讀/寫操作。 (3)控制寄存器。接收從CPU來的控制字，并由控制字的D7、D6位的編碼決定控制字寫入哪個計數(shù)器的控制寄存器。 (4)計數(shù)器。8253有三個計數(shù)器通道：計數(shù)器0、計數(shù)器1、計數(shù)器2。每個計數(shù)器都由16位鎖存寄存器和一個16位的減1計數(shù)器組成。每個計數(shù)器有3根信號線。其中2根為輸入信號：時鐘信號CLK和門控GATE信號；1根輸出信號OUT。2.8253的工作方式：方式0-計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷方式。這種方式的計數(shù)過程為當(dāng)寫入方式0后，計數(shù)器輸出OUT立即變?yōu)榈碗娖剑⑶以谟嫈?shù)過程中一起維持低電平。賦初值后，CLK第一個下降沿到，計數(shù)值裝入計數(shù)器，隨后
19、每一個CLK脈沖下降沿到，計數(shù)器減1.計數(shù)器減到零時，OUT輸出變?yōu)楦唠娖?，并且一直保持到該通道重新裝入計數(shù)值或重新設(shè)置工作方式為止。方式1-可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。這種方式的計數(shù)過程為當(dāng)裝入計數(shù)初值后OUT輸出為高電平，當(dāng)GATE上升沿到，OUT輸出為低電平，開始計數(shù)；計數(shù)結(jié)束時，輸出變?yōu)楦唠娖綇亩a(chǎn)生一個寬度為N個T的負脈沖。方式2-分頻器。這種方式的計數(shù)過程為寫入控制字后的時鐘上升沿，輸出端OUT變成高電平，寫入計數(shù)初值后的第一個時鐘下降沿開始減1計數(shù)。減到1時輸出端OUT變?yōu)榈碗娖?，減到0時，輸出OUT又變?yōu)楦唠娖剑瑫r從初值開始新的計數(shù)過程。方式3-方波發(fā)生器。這種方式的計數(shù)過程分兩
20、種情況。第一種情況：計數(shù)初值為偶數(shù)。寫入控制字后的時鐘上升沿，輸出端OUT變成高電平，寫入計數(shù)初值后的第一個時鐘下降沿開始減1計數(shù)。減到N/2時，輸出端OUT為為低電平，減到0時，輸出OUT又變?yōu)楦唠娖剑⒅匦聫某踔甸_始新的計數(shù)過程。第二種情況：計數(shù)初值為奇數(shù)。寫入控制字后的時鐘上升沿，輸出端OUT變成高電平，寫入計數(shù)初值后的第一個時鐘下降沿開始減1計數(shù)。減到（N+1）/2以后，輸出端OUT變?yōu)榈碗娖?，減到0時，輸出端OUT又變?yōu)楦唠娖剑⒅匦聫某踔甸_始新的計數(shù)過程。方式4-軟件觸發(fā)選通。這種方式的計數(shù)過程與方式0非常相似。當(dāng)方式控制字置入后，OUT輸出高電平。置入初值后經(jīng)過一個CLK脈沖開始
21、減1計數(shù)，計數(shù)到達0值，OUT輸出為低電平，持續(xù)一個CLK脈沖周期后再恢復(fù)到高電平。方式5-硬件觸發(fā)選通。這種方式的計數(shù)過程為輸出OUT即為高電平，寫入初值后，計數(shù)器并不立即開始計數(shù)，而是由門控脈沖的上升沿觸發(fā)。計數(shù)結(jié)束，輸出一個持續(xù)時間為一個TCLK的負脈沖，然后輸出恢復(fù)為高電平，直到GATE信號再次觸發(fā)。4.1.3 中斷優(yōu)先級管理器8259A1.8259A內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 內(nèi)部總線數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫邏輯級聯(lián)緩沖比較器 控 制 邏 輯當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器(ISR)優(yōu)先級分析器(PR)中斷請求寄存器(IRR)中斷屏蔽寄存器（IMR）IR0IR1.IR7CSD7D0 INTA0.IR7CAS0CAS1
22、CAS2/.IR7圖7.8259A采用NMOS工藝制成，有28根引腳，所有輸入、輸出端與TTL電平兼容，單一電源（Vcc=+5V）供電。8259的內(nèi)部主要組成部分，包括處理部件（中斷請求寄存器IRR、優(yōu)先級鑒別器PR及現(xiàn)行服務(wù)寄存器ISR）、控制部件（控制邏輯及中斷屏蔽寄存器IMR）、數(shù)據(jù)總路線緩沖器、讀寫邏輯以及級聯(lián)緩沖器比較器等5個部分。2.8259A主要的外部引腳：D0D7：雙向數(shù)據(jù)線，CPU與8259A間利用這個數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)及命令。WR：寫控制輸入信號，同控制總線上的IOW信號相連。RD：讀控制輸入信號，同控制總線上的IOR信號相連。A0：地址選擇信號，用來對8259A內(nèi)部的兩個可
23、編程寄存器進行選擇。CS：片選輸入信號，低電平有效。有效時刻通過數(shù)據(jù)總線設(shè)置命令并對內(nèi)部寄存器進行讀出。當(dāng)進入中斷響應(yīng)時序時，該引腳狀態(tài)與進行的處理無關(guān)。INT：由8259A向CPU發(fā)出的中斷請求信號。INTA：輸入信號，接收CPU送來的中斷響應(yīng)信號INTA.IR0IR7:8個中斷請求輸入信號，高電平或上升沿有效。用于接收外設(shè)接口來的中斷請求。CAS0CAS2:三條信號線試8259A級聯(lián)時使用的，用來構(gòu)成8259A的主從式級聯(lián)控制結(jié)構(gòu)。SP/EN:從片編程/允許緩沖器信號，雙向，低電平有效。3.8259A工作方式（1）、優(yōu)先級設(shè)置方式：全嵌套方式（固定優(yōu)先級方式）、特殊全嵌套方式（可響應(yīng)同級中
24、斷方式）、輪轉(zhuǎn)優(yōu)先級方式、特殊輪轉(zhuǎn)優(yōu)先級方式。（2）、中斷源屏蔽方式：普通屏蔽方式、特殊屏蔽方式。（3）、中斷結(jié)束方式：中斷自動結(jié)束方式、中斷非自動結(jié)束方式（包括一般中斷結(jié)束方式、特殊中斷結(jié)束方式）。（4）、系統(tǒng)總路線連接方式：緩沖方式、非緩沖方式。（5）、中斷請求信號觸發(fā)方式：邊沿觸發(fā)方式、電平觸發(fā)方式。4.8259A初始化控制字格式ICW1(芯片控制字)D7 D6 D5D4D3D2D1D0 0 0 0特征位1觸發(fā)方式0 邊沿觸發(fā)1 電平觸發(fā)0單片選擇信號0 多片8259級聯(lián)1 單片8259是不要ICW40 不要(8080/8085)1 要(80X86)ICW2（中斷類型碼控制字,D7D3設(shè)
25、置中斷類型碼）D7D6D5D4D3D2D1D0000ICW3（主片，級聯(lián)時才用設(shè)置，各位為1則表示接有從片）D7D6D5D4D3D2D1D0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0ICW3（從片，級聯(lián)時才用設(shè)置）D7D6D5D4D3D2 D1 D000000ID2 ID1 ID0 從片INT接于主片的引腳0 0 0 IR00 0 1 IR1 1 1 1 IR7ICW4（方式控制字）D7 D6 D5D4D3D2D1D00 0 0嵌套方式0 全嵌套方式1特殊全嵌套方式緩沖方式0非緩沖方式1緩沖方式緩沖方式下0本片為從片1本片為主片中斷結(jié)束方式0中斷非自動結(jié)束1中斷自動結(jié)束系統(tǒng)類型0 808
26、0/80851 80X865.8259A操作命令字格式OCW0（中斷屏蔽字,各位為1則被屏蔽）D7D6D5D4D3D2D1D0IR7IR6IR5IR4IR3IR2IR1IR0OCW1（輪轉(zhuǎn)優(yōu)先級和中斷結(jié)束字）D7D6D5D4 D3D2 D1 D0輪轉(zhuǎn)位0 非輪轉(zhuǎn)1 輪轉(zhuǎn)選擇標(biāo)志位0 L2L0無效1 L2L0有效中斷結(jié)束位0 非中斷結(jié)束 1 中斷結(jié)束特征位00標(biāo)志位000 IR0 優(yōu)先級最低001 IR1 優(yōu)先級最低OCW2（特殊屏蔽、查詢和狀態(tài)讀取字）D7D6D5D4 D3D2D1D00特殊屏蔽方式允許位0 禁止特殊屏蔽方式1 允許特殊屏蔽方式特殊屏蔽方式位0 非特殊屏蔽方式1 特殊屏蔽方式特
27、征位01中斷查詢位0非中斷查詢1中斷查詢讀寄存器0 禁止讀1 允許讀0讀IRR1讀ISR4.2系統(tǒng)所選用各芯片的工作方式4.2.1中斷優(yōu)先級管理器8259A的工作方式（1）、芯片控制ICW1：采用邊沿觸發(fā)，單片8259，要寫入ICW4控制字（2）、中斷類型碼ICW2：設(shè)置IR0IR7的中斷類型碼依次為08H、09H、0FH（3）、方式控制ICW4：優(yōu)先級設(shè)置方式為全嵌套方式即固定優(yōu)先級方式，系統(tǒng)總線連接方式為主片工作在緩沖方式下,中斷結(jié)束方式采用中斷非自動結(jié)束方式,8259工作在8086系統(tǒng)上。4.2.2 可編程并行接口接口芯片8255A的工作方式（1）、A口工作在方式0，做為輸入端口用于連接
28、選手按鍵（PA7PA0依次對應(yīng)按鍵18）；（2）、B口工作在方式0，做為輸出端口，經(jīng)驅(qū)動器1連接LED顯示器（PB7PB0依次對應(yīng)連接LED顯示器的dp、g、f、e、d、c、b、a七段數(shù)碼管管腳）；（3）、C口也必須工作在方式0，高4 位做輸入端口（本次設(shè)計中只用PC4、PC5,分別用于連接復(fù)位鍵和開始鍵），低4位做輸出端口（PC3PC0，經(jīng)驅(qū)動器2后PC1、PC2、PC3分別用于連接黃、紅、綠三個發(fā)光二極管，PC0連接到8253的GATE1端，以控制通道1的計數(shù)）。4.2.3 可編程定時器計數(shù)器8253的工作方式（1）、通道0：操作類型為先讀寫低字節(jié)再讀寫高字節(jié)，工作在方式3即方波發(fā)生器，計
29、數(shù)格式為BCD碼，計數(shù)初值為0。（2）、通道1：操作類型為先讀寫低字節(jié)再讀寫高字節(jié)，工作在方式1即可重觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，計數(shù)格式為BCD碼,計數(shù)初值為0。（3）、通道2：操作類型為先讀寫低字節(jié)再讀寫高字節(jié)，工作在方式3即方波發(fā)生器，計數(shù)格式為BCD碼，計數(shù)初值為0。5、軟件設(shè)計DATASEGMENTTAB DB06H,5BH,4FH,66H,6DH,7CH,07H,7FH,67H ;19的段碼;（字形碼）BZ DB 00HDATAENDSSTACKSEGMENTPARASTACKSTACKDB100HDUP(?)STACKENDSCODE SEGMENTASSUMEDS:DATA,CS:CO
30、DESTART:MOVAX,DATAMOVDS,AX;8259A初始化MOV AL,13H;初始化8259A的ICW1OUT 20H,ALMOVAL,08H;送中斷類型碼基值,8259A的ICW2OUT21H,ALMOVAL,0DH;一般中斷結(jié)束方式,8259A的ICW4OUT21H,AL;8255A初始化MOV AL,98H;置8255A工作方式OUT 83H,ALXORAL,AL;B口、C口初始化OUT 81H,ALOUT82H,AL;8253初始化MOV AL,37H;置8253通道0控制字OUT 43H,ALMOV AL,00H;置8253通道0計數(shù)初值為4000OUT40H,ALMO
31、VAL,40HOUT40H,ALMOV AL,73H;置8253 通道1控制字OUT43H,ALMOVAL,00H;置8253通道1計數(shù)初值為3000OUT41H,ALMOVAL,30HOUT41H,ALMOV AL,B7H;置8253通道2控制字OUT43H,ALMOVAL,00H;置8253通道2控制字OUT42H,ALMOVAL,00H;置8253通道2計數(shù)初值為0OUT42H,ALMOVAL,00HOUT42H,AL;中斷設(shè)置MOVAH,25H;設(shè)置搶答按鍵中斷向量MOV AL,0AH;中斷類型號為入口參數(shù)MOV BX,SEG KEYINT;DS：DX指向4字節(jié)地址MOV DS,BXM
32、OV DX,OFFSET KEYINTINT 21HSTI;使IF置1,開放可屏蔽中斷;主循環(huán)LOPM:INAL,82H;檢測開始鍵TESTAL,20H;檢測C口的PC5端JZ LOP2;開始鍵未按下即PC5=0,則跳轉(zhuǎn)檢測;復(fù)位鍵LOP1:INAL,82H;檢測開始鍵是否已經(jīng)彈起,即PC5=0TESTAL,20HJNZ LOP1;開始鍵沒有彈起再重新檢測MOVAL,00H;關(guān)LED顯示器OUT 81H,AL;送到B口MOVAL,08H;綠燈亮OUT82H,AL;送到C口MOVBZ,0FFH;置標(biāo)志STILOP2:INAL,82H;檢測復(fù)位鍵TESTAL,10H;檢測C口的PC4端JZLOPM
33、 ;復(fù)位鍵未按下即PC4=0,則跳轉(zhuǎn)再檢;測開始鍵LOP3:INAL,82H;檢測復(fù)位鍵是否彈起,即PC4=0TEST AL,10HJNZ LOP3;位鍵沒有彈起,則重新檢測MOVAL,00H;關(guān)LED顯示器、指標(biāo)燈OUT 81H,ALOUT 82H,ALMOVBZ,00H;清標(biāo)志STIJMPLOPM;中斷服務(wù)子程序CODEENDSENDSTART中斷服務(wù)子程序：KEYINTPROCFARPUSHAX;保護現(xiàn)場PUSHBXPUSH DXPUSHDSCLI;并使本次中斷壓入堆棧中的IF=0;（關(guān)中斷）INAL,80H;從8255的A口獲取選手按鍵信息NOTAL;將按鍵字節(jié)信息取反MOVCX,8;
34、計數(shù)8次LOP4:SHRAL , 1;獲取選手號碼LOOPNZ LOP4MOVAX,CX;把選手號傳給AXMOVBX,OFFSETTAB;查段碼（字形碼）XLAT;將選手號轉(zhuǎn)換成TAB中對應(yīng)的LED;字形碼OUT81H,ALTESTBZ,OFFH;判斷標(biāo)志位是否為FFHJZLOP5MOVAL,00H;置8253通道2計數(shù)值OUT42H,ALMOVAL,10HOUT42H,ALMOVAL,03H;黃燈亮，搶答成功OUT 82H,ALJMPKKKLOP5:MOV AL,00H;置8253通道2計數(shù)值OUT42H,ALMOV AL,20HOUT 42H,ALMOVAL,05H;紅燈亮，搶答違規(guī)OUT
35、82H,ALKKK:MOVAL,20H;給8259發(fā)中斷結(jié)束命令,寫OCW2OUT20H,ALPOPAX;恢復(fù)現(xiàn)場POPBXPOPDXPOPDSIRETKEYINTENDP6、調(diào)試過程（1）在剛開始編程時，各種功能大部分是由主程序來完成的。由于主程序過于復(fù)雜，可讀性不高。使得在以后的程序的調(diào)試中遇到了很大的麻煩。后來把主程序的部分功能轉(zhuǎn)化成子程序來實現(xiàn)，并在一些重要的地方增加了注釋，使的程序的可讀性大大加強。調(diào)試也變的比較簡單了。到此基本解決了第一個問題。（2）在編程時，子程序的調(diào)試也是相當(dāng)重要，由于子程序不可避免的使用AXBXCXDX通用寄存器一個或幾個。使得原主程序中的通用寄存器的內(nèi)容很容
36、易被覆蓋,對子程序中所有的通用寄存器出入棧即可以避免上訴的問題，不用考慮使用的是哪幾個寄存器，使用起來又比較簡單方便。所以至此這個問題也已基本解決。（3）調(diào)試是一個復(fù)雜煩瑣而漫長的過程。在調(diào)試的過程中一定要耐下心來去做，否則一旦出現(xiàn)煩躁的心里，就會事倍功半，適得其反。在本次設(shè)計中出現(xiàn)的主要問題即如上所述，解決方法也如上所述，在今后的軟件調(diào)試過程中更應(yīng)注意如上問題。7、系統(tǒng)操作說明啟動計算機，計算機自動為系統(tǒng)各芯片進行初始化，搶答器開始工作。比賽開始，在主持人按下開始鍵，綠燈亮后，選手才可開始搶答，否則違規(guī)。若選手搶答成功，LED顯示器顯示選手號碼，揚聲器鳴叫。若選手搶答違規(guī)（主持人未按開媽鍵）
37、，LED顯示器顯示違規(guī)選手號碼，紅燈亮，揚聲器報警，并根據(jù)比賽規(guī)則進行對該選手進行扣分。若系統(tǒng)提示某號選手搶答違規(guī)，主持人仍未按開始鍵，此時該號選手又按下?lián)尨疰I，LED顯示器顯示該選手的號碼。本系統(tǒng)開機后，若主持人既未按復(fù)位鍵又未按開始鍵，此時有選手按下?lián)尨疰I，系統(tǒng)提示紅燈亮，并報警。注： 1、搶答成功，置8253通道2計數(shù)值為1000，揚聲器的鳴叫聲音頻率為1MHz/1000=1KHz。2、搶答失敗，置8253通道2計數(shù)值為2000，揚聲器的鳴叫聲音頻率為1MHz/2000=0.5KHz。3、揚聲器鳴叫或報警的時間為12s。 8、總結(jié)這次實驗是一個綜合性實驗，通過這次實驗，使我們將以前我們所
38、學(xué)習(xí)到的芯片知識綜合應(yīng)用到這個實驗上，從結(jié)構(gòu)、功能、用法上都有了全面的認識，并基本達到了能夠通過我們小組的討論完成從構(gòu)思到設(shè)計最后到調(diào)試的整個過程，雖然其中遇到了很多困難阻力，從開始到整個完成，但我們還是堅持了下來，所有的努力換回了成功的喜悅。下面就說說實驗中的一些問題以及一些體會:實驗的初期，由于對整個的電路還不能從整體把握，只能從實驗書上的實驗要求出發(fā)，結(jié)合查找到的資料提出解決方案。最大的體會是團隊的力量，幾乎所有的設(shè)計都是在我們的討論中“誕生”的，盡管每個人的想法不一樣，但聚到一起后就會激發(fā)出更多的想法，同時也可以完善不足之處。設(shè)計如何用一個開關(guān)完成這些電路的多功能同時控制，曾經(jīng)因為這一部分的設(shè)計而陷入僵局，好在認真經(jīng)過分析，終于完成了。這也告訴我們，一定要對自己有信心，所要做的就是堅持，成功就不會遙遠。我們調(diào)試時，雖然我們有合理的布局作保證，但也遇到了一些麻煩，但最終還是解決了。9、參考文獻1劉紅玲,邵曉根微機原理與接口技術(shù)M.中國電力出版社，2007年第一版2馮博琴微型計算機原理及接口技術(shù)M.清華大學(xué)出版社,2007.3艾德才微型計算機原理與接口技術(shù)M.高等教育出版社,2001.4張雪蘭,譚毓安匯編語言程序設(shè)計M.北京：清華大學(xué)出版社,2005.
微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計---智能搶答器.doc
