摘要微機原理與接**術作為電腦科學領域的基礎知識，儘管電腦科學高速發展，但基本原理依然不變，學習並能掌握好微機原理與接**術這門知識是非常重要的，通過對這門知識的了解可以簡單的編寫一些日常生活中經典的控制程式。
微型計算機原理與應用是通過學習8086處理器，理解並熟悉微型計算機的結構，組成，最終能通過搭建電路和編寫程式來實現控制和計算等操作。本設計通過學習設計乙個可任意啟動/停止的電子秒錶，利用功能鍵進行啟/停控制。
關鍵詞： 8253晶元 8259晶元
目錄1 概述 1
1.1 設計目的 1
1.2 設計要求 1
1.3 設計思路 1
2 介面電路原理 2
2.1 8253可程式設計鍵盤顯示介面 2
2.2 8259可程式設計並行介面 3
3程式流程圖 3
3.1主程式圖 4
3.3處理程式流程圖 5
3.3顯示流程圖 6
4 硬體設計 6
4.1 8253的硬體連線 6
4.2 8259的硬體連線 7
總結 9
參考文獻 12
附**： 12
通過本課程設計主要達到以下目的：
（1）設計乙個可任意啟動/停止的電子秒錶，利用功能鍵進行啟/停控制。
（2）上電後計時器清0，當第一次（或奇數次）按下啟/停鍵時開始計數。第2次（或偶數次）按下該鍵時停止計時，再一次按啟/停鍵時清零後重新開始計時。可用開關控制，也可用按鍵控制
利用8253的通道0可以定時通過8259a的irq0申請中斷設計乙個秒錶。秒錶由分、秒和百分秒三部分組成。秒錶具備暫停，繼續及重置等功能。
本程式的主要設計原理是用主程式完成鍵盤按鍵的掃瞄，實現計時結果的數碼管顯示，實現秒與分之間的轉換。通過判斷鍵盤按鍵呼叫相應功能程式段以實現相應功能，即實現了啟動、暫停、復位功能，以及通過鍵盤進行十分、分、十秒、秒時間的手動設定功能。
利用8253的定時器功能。8253的四個埠位址為48h，49h，4ah，4bh，本實驗採用8253的通道2，工作在方式3（方波發生器方式）輸入clk2為1mhz。先給8253的初始值0c350h，迴圈記數。
即一次記數完後，自動裝入初始值。輸出out2作為8259的輸入脈衝。8259有兩個口位址，本實驗為20h和21h，其中20h用來寫icw1，21h用來寫icw2、icw4，本實驗中8259為單片，邊沿觸發，採用3號中斷源，即ir3和8253輸出口out2相連，每過1/20秒接收到乙個中斷，向8259發出中斷請求訊號，如果電平訊號不符合要求，則自動轉到7號中斷，顯示"err"，cpu響應後，在中斷處理程式中，對中斷次數進行記數，記滿20次，把時間緩衝區中的時間加1，並將其輸入到顯示緩衝區，以便顯示器顯示更新後的時間。
intel8253是nmos工藝製成的可程式設計計數器/定時器，有幾種晶元型號，外形引腳及功能都是相容的，只是工作的最高計數速率有所差異，例如 8253微型計算機課程設計9 （2.6mhz）,8253-5(5mhz)，8253內部有三個計數器，分別成為計數器0、計數器1和計數器2，他們的機構完全相同。每個計數器的輸入和輸出都決定於設定在控制暫存器中的控制字，互相之間工作完全獨立。
每個計數器通過三個引腳和外部聯絡，乙個為時鐘輸入端clk，乙個為門控訊號輸入端gate，另乙個為輸出端out。每個計數器內部有乙個8位的控制暫存器，還有乙個16位的計數初值暫存器cr、乙個計數執行部件ce和乙個輸出鎖存器ol。執行部件實際上是乙個16位的減法計數器，它的起始值就是初值暫存器的值，而初始值暫存器的值是通過程式設定的。
輸出鎖存器的值是通過程式設定的。輸出鎖存器ol用來鎖存計數執行部件ce的內容，從而使cpu可以對此進行讀操作。順便提一下，cr、ce和ol都是16位暫存器，但是也可以作8位暫存器來用：
8253引腳圖
在本次系統設計當中，本次設計採用的是軟體定時（即通過彙編指令） 實現的。而燈的亮與滅以及閃爍是用8259的a控制的，工作在方式0，a口為輸出。 並行介面是以資料的位元組為單位與i/o裝置或被控制物件之間傳遞資訊。
cpu和介面之間的資料傳送總是並行的，即可以同時傳遞8位、16位、32位等。8259可程式設計外圍介面晶元是intel公司生產的通用並行i/o介面晶元，它具有a、b、c三個並行介面，用+5v單電源供電，能在以下三種方式下工作：方式0--基本輸入/出方式、方式1--選通輸入/出方式、方式2--雙向選通工作方式。
8255的內部結構及引腳如圖2-1所示，8259工作方式控制字和c口按位置位/復位控制字格式如圖所示。
8259的內部結構及引腳
本系統主要利用對計數器/定時器多功能介面晶元8253裝不同的初值，產生1/100 秒訊號和1秒訊號，並送給可程式設計並行通訊介面晶元8259作為加1訊號，再通過按鍵和8259控制led模組顯示。工作流程圖及子程式流程圖如下所示：
3.1主程式圖
3.2處理程式流程圖
3.3顯示程式流程圖
4.1 8253的硬體連線
如圖 4.1.1 將計數器0設定為方式0，計數器初值為n（n≤0fh），用手動逐個輸入單脈衝，程式設計使計數值在螢幕上顯示，並同時用邏輯筆觀察out0電平變化（當輸入n+1個脈衝後out0變高電平）。
圖-4.1.1
如圖 4.1.2 將計數器0、計數器1分別設定為方式3，計數初值設為1000，用邏輯筆觀察out1輸出電平的變化（頻率1hz）。
圖-4.1.2
4.2 8259的硬體連線
8259a的命令共有7個，一類是初始化命令字，另一類是操作命令。8259a的程式設計就是根據應用需要將初始化命令字icw1-icw4和操作命令字ocw1- ocw3分別寫入初始化命令暫存器組和操作命令暫存器組。icw1-icw4各命令字格式如圖6-2所示，ocw1-ocw3各命令字格式如圖6-3所示，其中ocw1用於設定中斷遮蔽操作字，ocw2用於設定優先順序迴圈方式和中斷結束方式的操作命令字，ocw3用於設定和撤銷特殊遮蔽方式、設定中斷查詢方式以及設定對8259內部暫存器的讀出命令。
圖 8259內部結構和引腳圖
圖6-2(a) icw1格式
圖 icw2格式
圖 icw3格式
圖 icw4格式
圖 ocw命令字格式
設計結果：
按下暫停鍵實現暫停功能
繼續計數後按下清零鍵實現清零功能
設計總結：
經過這次課程設計，我覺得我有了很大的收穫，我大大地鍛鍊了自己搞科研的能力，作為我們大學生，尤其是工科的大學生，對於科研能力，能夠自主開發課題，專案有著很高的要求，而我們很多大學生動手研發的能力還不是很強。而通過這次課程設計，使自己的研發能力有了很大堤提高。我對於工科設計的嚴謹性，仔細性有了更深地體會。
我們本次設計的秒錶僅僅是工科設計中非常簡單的乙個，思想並不是非常複雜，手頭也有一定的資料，但是我們在研發，除錯過程中還是出現了一些錯誤。簡單的一些程式好檢查，但是如果說是以後要設計的一些大型程式，出現故障就不是那麼容易檢查了。這就要求我們在以後的工程設計當中要更為細緻仔細。
設計存在的問題和不足:
我的專業知識得到了很好的鞏固，對於本專業的一些問題有了更深的思考。原來有很多知識只是死學課本，而並沒有與實際相結合，而這次課程設計使我的專業知識與實際有了很好的契合。在程式設計中不能夠想當然，許多程式，功能在腦子中想得很好，但是將其轉變城實際程式就會出現許多問題。
如何由腦子裡的構想轉變成實際的程式，這是我以後需要提高的一點。
心得體會:
我掌握了一些檢查與判斷錯誤的經驗與方法，對今後的專業學習與設計有著深刻的影響。並且我對專業設計的許多流程、原則、注意事項以及撰寫專業報告的有關事項有了一定的了解。學到了書本上沒有的知識，掌握了一些程式設計的技巧，對以後的學習與設計有深遠影響。
總之，經過這次課程設計，我對今後的專業學習所要注意的事項有了更深刻地了解，這對我以後的學習必將產生深遠的影響。
[1] 張永祥《微型計算機原理》 中國電力出版社 2023年8月
[2] 武新 《組合語言程式設計》 武漢理工大學出版社 2023年7月
[3] 馬力 《 8086組合語言程式設計》 機械工業出版社 2023年9月
[4] 楊季文 《組合語言程式設計教程》 清華大學出版社 2023年3月
[5]彭虎等. 微機原理與接**術(第2版) [m]．電子工業出版社，2008
code segment
assume cs:code
main: jmp start
disbufm db 0,0,0ah,0,0,0ah,0,0秒錶初值
disbufh db 2,3,0ah,5,9,0ah,5,8 ,0,0 ;時鐘初值
flag db 1
flag1 db 0
flag2 db 0
num db 0
n db 1
start: mov ax,8100h
mov ds,ax cli關中斷
call i8259
call i8253
call s1sti開中斷
key:
a: mov dx,222h是否有鍵讀入
in al,dx
and al,0fh
jz a
mov al,40h
out dx,al
mov dx,220h
in al,dx
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