反应速度测试

沈阳航空航天大学
课程设计报告
课程设计名称：微机系统综合课程设计课程设计题目：反应速度测试
院（系）：计算机学院
专业：技术及科学与技术
班级：
学号：
姓名：
指导教师：张维君
完成日期：2013年7月7日
目录
第1章总体设计方案 (1)
1.1课程设计的内容和要求 (1)
1.2设计原理 (1)
1.3设计思路 (2)
第2章详细设计方案 (3)
2.1实现方法 (3)
2.2模块设计 (4)
2.2.1主程序流程图 (4)
2.2.2初始化模块 (5)
2.2.3中断程序流程图 (5)
2.3程序连线图 (6)
第3章调试及结果分析 (7)
3.1调试步骤及方法 (7)
3.2实验结果 (7)
参考文献 (8)
附录 (9)
第1章总体设计方案
1.1课程设计的内容和要求
一、课程设计内容：
1.用8255控制8个发光二极管，某一时刻一个发光二极管亮，拨动对应的开关后，现在亮的发光二极管灭，另一个发光二极管亮，重复10次这样的过程；
2.用8253记录从发光二极管亮到拨动开关的时间；
3.将最后的总时间显示在数码管上。

二、课程设计要求：
1.认真查阅相关资料；
2.独立设计、调试并通过知道教师现场验收；
3.撰写课程设计报告。

1.2 设计原理
根据课程设计任务书的要求，通过测试8个开关控制8个发光二极管的10次亮灭所需的时间，来测试反应速度，并将测试出的时间显示在数码管上。

程序先初始化各芯片及装入中断服务程序，然后从预先建立的控制10次发光二极管亮灭的顺序表中读取第一个数据，并显示在发光二极管上，同时计时器开始计时，并显示在数码管上，然后不断读取8个开关的状态，当对应的开关拨动时，发光二极管灭，之后从顺序表中读取第二个数据，显示在发光二极管上，这个过程重复10次，当第10次发光二极管所对应的开关拨动时，计时器停止计时，数码管上所显示的时间就是所测试的反应时间。

在本次设计中使用了8255A并行接口芯片芯片、8253定时/计数器芯片、8259A中断控制芯片以及8279键盘/显示芯片来完成反应速度的测试。

其中利用8255芯片实现8个开关控制8个发光二极管亮灭的功能；8253定时/计数器芯片实现分频功能，使其产生100HZ（10毫秒）的方波，使计时周期为10ms；
利用8259A中断控制芯片产生中断响应，通过8253控制8259每10毫秒产生
一次中断，使秒表加1，实现计时功能；利用8279键盘/显示芯片在数码管上进行显示，将测试出的反应时间显示在数码管上。

1.3设计思路
根据课设设计任务书的要求可将设计分为初始化模块、控制模块、计时模块以及显示模块。

利用现有的环境，可用汇编语言来控制实验箱中的芯片来测试反应速度。

初始化模块主要功能就行设置各芯片的工作方式及建立中断向量表。

其中8255A并行接口芯片的工作方式是通过PA口控制输入，PB口控制输出；8253计时器的工作方式是使用计时器0，计数初值16位，以方式3的模式产生100HZ的方波；8259A中断控制芯片的工作方式是单片的以30H为中断类型号，并且只允许IR0中断；8279键盘/显示芯片的工作方式是以8个字符左进方式显示。

控制模块的主要功能就是用8个开关控制8个发光二极管的亮灭。

当第一个发光二极管亮了之后，改变计时模块的状态位(SWITCH)来控制计时器启动，然后不断的读取PA口输入端的状态，当对应的开关拨动之后，发光二极管灭，然后点亮第二个发光二极管，然后不断的读取口的输入状态，重复10次这样的过程，当第10次的发光二极管所对应的开关拨动之后，改变及时模块的状态位(SWITCH)控制计时器停止。

计时模块的功能就是用来计算时间。

计时模块要按照状态标志位(SWITCH)来控制计时器的开始停止时间，即受到状态位的控制。

利用8253定时/计数器芯片产生方波来计算时间，每个方波的周期为10毫秒，当一个周期完成时产生中断，系统进入中断程序来实现计时，使时间增加1百分秒，保存在内存中，最后调用显示模块来显示时间。

其中中断由8259A中断控制芯片产生。

显示模块的功能就是用来显示时间。

利用8279键盘/显示芯片在LED上分别显示秒和百分秒。

第2章 详细设计方案
2.1实现方法
1. 内存分配
程序中所需定义的内存单元含义如下：
LED ：存放0~9在数码管上显示的编码，共10个字节。

TAB: 存放8个发光二极管10次点亮的顺序，共10个字节
TIME ：存放所测试的反应时间，共8个字节。

分别秒、百分秒。

SWITCH ：计时器运行状态，占1个字节，开始(0)停止(1)。

2. 时钟频率选择
CPU 的频率为HZ 5103.072 。

用8253芯片产生方波。

计数器0的0CLK 接CPU 时钟脉冲,计数初值为0C00H ，使0OUT 产生周期为10ms 的方波。

3. 显示设置
显示功能由8279芯片和数码管实现。

秒表的显示规则是（秒、百分秒），即（000000、00）。

4. 端口地址分配
本次课程设计共使用了4种芯片，他们的端口号设置如表2.1所示。

表2.1 端口地址分配表
5. 子程序 子程序名称和功能如表2.2所示。

表2.2子程序表
2.2模块设计
2.2.1主程序流程图
主程序又称控制模块，其主要功能是初始化各芯片，8个开关控制8个发光二极管。

在初始化结束后，第一个发光二极管亮，计时器开始计时，直到第十个发光二极管亮，计时器停止计时，将计时结果显示在数码管上。

图2.1 主程序流程图
2.2.2初始化模块
初始化模块主要用于初始化各芯片，设定芯片工作方式，以及装入中断向量等。

各芯片初始化情况如表2.3所示。

表2.3芯片的初始化
2.2.3中断程序流程图
中断程序中包含计时模块和显示模块，计时模块受SWITCH控制。

中断程序的流程如图2.2。

图2.2 中断程序流程图
2.3程序连线图
程序连线图如图2.3所示。

K0-K7
200-207
时钟脉冲 VCC
220-227
2.3程序连线图
第3章调试及结果分析
3.1调试步骤及方法
问题1：查询顺序表之后，在发光二极管上显示的不是所建表中的数据
问题分析：单步跟踪调试时，执行XLAT时出现问题，执行XLAT语句后，在AL中存放的不是所建表中的数据，之后发现所查询的表是在数据段中，而没有将代码段中的内容存入数据段中，由此引发查询错误。

解决方案：在主程序开始输入：PUSH CS
POP DS
问题2：数码管上无显示
问题分析：8279芯片不工作，是由于没有电源的接入。

解决方案：将GATA0与VCC相连。

3.2实验结果
本程序能够满足题目的所有要求，其测试结果如下：
1.当程序开始运行之后，第一个发光二极管亮，计时器开始计时，数码管上开始显示时间
2.拨动对应的发光二极管开关，发光二极管灭，同时下一个发光二极管亮，重复10次之后，计时器停止计时，数码管也不在跳动，所显示的时间即为所测得的反应时间
参考文献
[1]龚尚福.微机原理与接口技术 [M] 西安: 西安电子科技大学出版社， 2003
[2]沈美明,温冬婵.IBM-P汇编语言程序设计[M] 北京:清华大学出版社， 2001
[3]张雪兰.汇编语言程序设计 [M] 北京: 清华大学出版社， 2006
[4]王爱英.计算机组成与设计 [M] 北京：教育出版社， 2003
[5]王忠民.微型计算机原理 [M] 西安: 西安电子科技大学出版社， 2003
附录
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
START:
JMP MAIN
LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;0-9
TAB DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH,0EFH,0FDH TIME DB 9,9,9,9,9,9,9,9 ;单位秒
SWITCH DB 1 ;计时器运行(0)停止(1)
;****************主程序*************************
MAIN: PUSH CS
POP DS
CLI ;关中断
CALL I8255
CALL I8253
CALL I8259
CALL I8279
CALL INTS ;装入中断向量表
STI ;开中断
MOV CL,00H
LEA BX,TAB
A0: CMP CL,10H
JZ STOP
MOV AL,CL
XLAT
MOV DX,201H
OUT DX,AL
MOV SWITCH,0H
MOV AH,AL
MOV DX,200H
A1: IN AL,DX
NOT AL
CMP AH,AL
JNZ A1
INC CL
JMP A0
STOP: MOV SWITCH,1H
;**************初始化************************ I8255: MOV DX,203H ;8255A初始化 200-207 MOV AL,90H
OUT DX,AL
RET
I8253: MOV AL,36H ;8253A初始化 210-217 MOV DX,213H
OUT DX,AL
MOV AX,0C00H
MOV DX,210H
OUT DX,AL
MOV AL,AH
OUT DX,AL
RET
I8259:
MOV AL,13H ;8259A初始化 220-227
MOV DX,220H
OUT DX,AL
MOV AL,30H
MOV DX,221H
OUT DX,AL
MOV AL,03H
OUT DX,AL
MOV AL,0FEH ;中断IR0
OUT DX,AL
RET
I8279:
MOV AL,0D2H ;8279A初始化230-237 11010010 MOV DX,232H
OUT DX,AL
MOV AL,0H
OUT DX,AL
RET
INTS:
PUSH DS ;中断向量的装入
PUSH AX
XOR AX,AX
MOV DS,AX
MOV AX,OFFSET INTR ;INTR偏移地址
MOV DS:[30H*4],AX
MOV AX,CS ;INTR段地址
MOV DS:[30H*4+2],AX
POP AX
POP DS
RET
;************子程序************************
;***中断服务程序*********
INTR: PUSH AX
PUSH BX
PUSH DX
PUSH DI
CMP SWITCH,1H
JZ T ;计时器停止则跳转到END
MOV DI , OFFSET TIME
T0: CMP BYTE PTR[DI+7],9
JZ T1
INC BYTE PTR[DI+7]
JMP DIS
T1: MOV BYTE PTR[DI+7],0
CMP BYTE PTR[DI+6],9
JZ T2
INC BYTE PTR[DI+6]
JMP DIS
T2: MOV BYTE PTR[DI+6],0 CMP BYTE PTR[DI+5],9
JZ T3
INC BYTE PTR[DI+5]
JMP DIS
T3: MOV BYTE PTR[DI+5],0 CMP BYTE PTR[DI+4],9
JZ T4
INC BYTE PTR[DI+4]
JMP DIS
T4: MOV BYTE PTR[DI+4],0 CMP BYTE PTR[DI+3],9
JZ T5
INC BYTE PTR[DI+3]
JMP DIS
T5: MOV BYTE PTR[DI+3],0 CMP BYTE PTR[DI+2],9
JZ T6
INC BYTE PTR[DI+2]
JMP DIS
T6: MOV BYTE PTR[DI+2],0 MOV BYTE PTR[DI+1],0
MOV BYTE PTR[DI],0 T: JMP DIS
;***显示程序*********
DIS:
MOV AL,90H
MOV DX,232H ;命令端口
OUT DX,AL
MOV BX , OFFSET LED
MOV DI , OFFSET TIME
MOV DX , 230H ;数据端口
MOV AL,BYTE PTR[DI+7]
XLAT
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI+6]
XLAT
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI+5]
XLAT
ADD AL,80H
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI+4]
XLAT
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI+3]
XLAT
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI+2]
XLAT
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI+1]
XLAT
OUT DX , AL
MOV AL,BYTE PTR[DI]
XLAT
OUT DX , AL
POP DI
POP DX
POP BX
POP AX
IRET
CODE ENDS
END START。