数字电子钟8255 8253 8259

Hefei University

微机原理与接口技术课程设计

学科专业：自动化(3)班

课程题目：数字电子钟

完成时间：2011-1-12

自动化专业微机原理课程设计任务书

引言 (3)

1.设计目的 (1)

2.设计要求 (1)

3.总体设计： (1)

4.硬件设计： (2)

4.1、8259A芯片的内部结构及引脚 (2)

4.2、8255芯片的内部结构及引脚 (3)

4.3、8253芯片的内部结构及引脚 (3)

4.4.设计方案 (5)

5.软件设计： (6)

5.1原理框图 (6)

5.2系统模块详细设计与调试 (6)

5.3用定时器8253输出的脉冲 (7)

5.4完整程序如下： (9)

6.设计总结： (15)

引言

计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是体积大，随着人们的生活越来越离不

开计算机。微型处理器在这种情况下应运而生。纵观各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及生活中使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开微型计算机。微机即是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。

这次课程设计的题目是：数字电子钟的设计。计时精确的电子钟在我们生活中能处处能见到。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。通过对一个学期的微机原理与接口技术的学习，我们可以利用我们所学过的知识来实现数字电子钟的工作过程。我们选择LED显示， 8253定时功能、8255基本输入输出的功能、8259的中断功能来实现数字电子钟的设计。其中附有电路原理图，电路接线图和源程序。因水平有限，难免有疏落不足之处，敬请指导老师批评指正。

1.设计目的

熟悉编程及调试程序的方法。

掌握8259中断控制器的工作原理和应用编程方法，练习编写中断程序的方法。

掌握8255的各种工作方式及其应用编程。

掌握8253定时/计数器的工作原理、工作方式及其应用编程。

数码管的显示编程方法。

2.设计要求

设计一个接口与七段LED显示器，显示一个计时时钟，显示初值为0，LED显示器循环显示时、分的动态值，具有校时校分功能。

3.总体设计：

利用8253可编程定时/计数器、8259中断控制器、8255可编程并行接口芯片和七段数码管设计一个电子钟的电路，并编制一程序使得该电子钟能正常运行。电子钟除了能够完成正常的计时、显示功能外，还必须具备正常时、分、秒的数值显示功能、时间设定功能等。绘制相应的硬件电路原理图并完成接线。编制相应控制程序实现电子钟的计时、显示等功能。控制程序设计规范，应有适当的注释，表达清楚。钟的时分秒显示分别采用6个7段LED数码管实现。

利用8253做定时器，对其送入一个计数初值，然后将输出的脉冲送到的8259的IR0产生中断，在8259中断处理程序中，对时、分、秒进行计数，在等待中断的循环中，采用8255芯片，利用LED显示时间，将8255的两个输出端口A口与B 口实现其位选与段选。在主程序中要分别对8253、8259、8255进行初始化编程，8253的计数器1可在方式3下工作。时、分、秒分别对应6个存储单元，分别存放时、分、秒的个位和十位。当中断来时，将秒的个位加1，判断是否到10，如到了则十位加1，个位清零；再判断十位是否到了6，如到了则十位清零，分的个位加1，同理对分、时作相应处理。七段数码管显示作为子程序，将时、分、秒对应

存储单元的内容分别取出并转换成相应的代码，利用缓冲区和延时子程序进行显示。修改时间通过8255的C口低三位实现，当K1按下的时候将时间复位为初始时间00：00：00，当K2按下的一次将时位加1，当K3按下的一次将分位加1.

4.硬件设计：

4.1、8259A芯片的内部结构及引脚

中断控制器8259A是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它将中断源优先排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集中于一片中。因此无需附加任何电路，只需对8259A编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。在MD微机系统中，8259芯片工作于单片方式。

8259引脚图如图3.3，各引脚功能如下。

D7~D0——八条双向数据线；

WR（低电平有效）——写输入信号；

RD（低电平有效）——读输入信号；

CS（低电平有效）——片选输入信号；

A0——地址信号；

INT——中断请求信号；

INTA（低电平有效）——中断响应信号；

CAS0~CAS2——级联信号，形成一条专用8259A

总线，以便多片8259A的级联；

SP/EN——从编程/允许级联。在缓冲方式中，

图3.1 8259A引脚图

可用做输出信号以控制总线缓冲器的接收和发送。在非缓冲方式中，作为输入信号用于表示主片还是从片；

IR0~IR7——外部中断请求输入线。要求输入的中断请求信号是由低电平到高电平的上升沿（并保持高电平到CPU响应时为止）或者是高电平。

4.2、8255芯片的内部结构及引脚

8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种工作方式下工作：

方式0—基本输入/输出方式

方式1—选通输入/输出方式

方式2—双向选通输入/输出方式

8255引脚图如图3.2示，各引脚功能如下。

D7~D0——与CPU侧连接的八条双向数据线；

WR（低电平有效）——写输入信号；

RD（低电平有效）——读输入信号；

CS（低电平有效）——片选输入信号；

A0、A1——片内寄存器选择输入信号；

PA7~PA0——A口外设双向数据线；

图3.2 8255引脚图

PB7~PB0——B口外设双向数据线；

PC7~PC0——C口外设双向数据线；

RESET——复位输入信号

4.3、8253芯片的内部结构及引脚

8253可编程定时/计数器是Intel公司生产的通用外围芯片之一，有3个独立的十六位计数器，技术频率范围为0~2MHZ，它所有的技术方式和操作方式都通过编程控制。