计算机硬件课程设计报告-可编程作息时间控制器

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1、计算机科学与技术学院2008级硬件课程设计报告一、设计概述1、设计思路综述作息时间控制系统主要有四大子系统功能实现:1.时间运行系统；2.报时时间值设置及调时系统；3.时分显示系统；4.报时响应系统。时间运行系统让时间一直运行着；报时时间值设置及调时系统使得用户可以随时设置时间；时分显示系统让用户可以清楚知晓当前系统时间，报时响应系统完成当当前时间与报时时间值一致时进行响应（如LED闪烁）。四大子系统的协调有序的运行，保证了作息时间控制系统具有报时，调时，显时功能，还达到了与用户可交互的目的。时间运行与调节利用芯片8253的处理而产生符合要求的脉冲，执行计时子程序改变时间参数

2、而计时，进行时间计算，并用实时检测程序将时间参数用数码管显示电路显示出小时与分钟以及秒钟数。与此同时也进行与报时时间段程序的不断调用，使得在规定时刻进行报时。可选择5253通道0与通道1实现定时,通道1输出out1接LED及音响的输入端口，完成上述连接后，编程实现小时，分钟的变化的子程序，以及对8253，8255进行初始化编程，计时程序实现时间运行。2、分工介绍在本次试验中，我们采用的芯片分工学习，然后交流学习到的知识，合作完成实验。二、需求分析（一）Intel8086(主控芯片)Intel8086拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引

3、寄存器(包含了堆栈指标)。资料寄存器通常由指令隐含地使用，针对暂存值需要复杂的寄存器配置。它提供64K8位元的输出输入(或32K16位元)，以及固定的向量中断。大部分的指令只能够存取一个内存位址，所以其中一个操作数必须是一个寄存器。运算结果会储存在操作数中的一个。数据寄存器组：AX、BX、CX、DX；指示器变址寄存器组：SI、DI、SP、BP段寄存器组：CS、DS、ES、SS21/21计算机科学与技术学院2008级硬件课程设计报告（二）8253的工作原理1、计数器/定时器的功能：（1）对外部事件发生次数进行计数；（2）产生计算机系统需要的定时信号。计数和计时本质上是相同的，它

4、们都是对一个输入脉冲进行计数。计数器的输入信号可以是随机信号，定时器的输入信号要求具有固定周期。如果输入脉冲的频率一定，那么记录脉冲的个数与所需的时间是一一对应的关系。例如输入脉冲频率为2MHz，那么计数2´106«计时1秒。因此，使用同一个芯片，既可以用来计数，又可以用来定时。计数器/定时器8253可以通过编程，从6种工作方式中选择一种工作方式。一个计数器/定时器的组成：控制字寄存器——决定工作模式（8位）状态寄存器——反映工作状态初值寄存器——计数的初值（16位）计数输出寄存器——CPU从中读当前计数值(16位)。21/21计算机科学与技术学院2008级硬件课程设计报告计

5、数器——执行计数操作，CPU不能访问。（16位）下面是我们对8253的一些具体的介绍：2、8253A的内部结构和引脚信号图示123456789101112242322212019181716151413D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GNDCLK1OUT1GATE1CLK2OUT2GATE2A1A0VCCWRRDCS82538253的三个计数通道在结构上和功能上完全一样，每个通道均有两个输入引脚CLK和GATE，一个输出信号引脚OUT。21/21计算机科学与技术学院2008级硬件课程设计报告3、8253的初始化步骤和门控信号的功能1.初始化步骤：(1

6、)写入控制字；(2)按控制字要求写入计数初值。•计数初值N=fCLK/fOUT=TOUT/TCLK初始化程序：MOVDX,203H;8253初始化MOVAL,控制字OUTDX,AL2.门控信号控制功能：门控信号GATE的控制功能如教材P310表8-2所示，由表可知：方式0，4时：门控信号为电平触发方式1，5时：门控信号为上升沿触发方式2，3时：门控信号为电平或上升沿触发4、8253的工作方式工作方式决定以下内容：1）门控信号的影响高电平允许:当GATE=0，即使出现CLK，也不计数——方式0，2，3，4上升沿允许（上升沿触发）——方式1，5，2，32）OUT信号的状态写入控制

7、字后，OUT的状态计数过程中，OUT的状态计数终了，OUT的状态21/21计算机科学与技术学院2008级硬件课程设计报告3）计数操作可否重复不可重复——模式0，4自动重复——模式2，3条件重复——模式1，5（1）方式0：计数结束中断方式特点：计数器只计数一遍，不循环，计数过程中，可由门控信号控制暂停计数，在计数过程中可改变计数值。写入新值后，计数器按新值重新开始计数（2）方式1：可编程单稳态输出方式特点：若计数值为N，则输出脉冲宽度为N*CLK，计数到0，可由GATE上升沿再次触发，输出一个脉冲，不需重