微机原理课程设计报告-软件部分剖析

微机原理课程设计报告
一、设计题目
Pc机实时时钟的设计
二、设计内容及功能
设计内容：利用PC机现有的硬件和软件资源设计程序，以实现在显示器上显示XX（时）：XX（分）：XX（秒）。

设计功能：
按下任意键开始显示数据区中存放的时间值，并且每秒更新一次。

运行中按下空格键则停止运行并返回DOS。

运行过程中按下回车键则依次提示输入时，分，秒的值，输入完毕后时钟自动按照设置的时间工作。

程序中应保护原系统的08H中断矢量以便退出时恢复原系统的设置。

三、设计思想及原理
设计基本思想：PC机系统板上使用一片8253，其地址为40H—43H，其通道0以方式3工作，每55ms向中断控制器8259A IRQ0端发一次中断请求。

本设计题要求借用原有电路，重新设置8253的计数器0每10ms产生一次中断，100次中断后加1秒，然后调整时、分、秒并显示在屏幕上。

设计原理：100次中断给秒针的个位加1秒，秒针个位加1产生进位时，高位加1，低位回0.依此类推。

设置时间时，将输入的6个数字依此送入时钟高位开始的时间字符显示区，再显示即可
四、模块划分及程序流程图
模块划分：本程序分为几大模块
1.时钟显示模块display
使用09H字符串显示DOS功能调用完成时钟字符显示区的字符显示（即时间显示），这种显示在无其他有效指令的情况下不停进行，完成对时钟字符显示区的扫描显示，字符区有任何变化均会显示在屏幕上。

对本程序，用户会看到正在工作的时钟。

2.时钟设置模块SET
当按下回车键ENTER即进入设置程序段SET。

利用使用09H字符串显示DOS功能调用进行提示语的显示input the value of hour[00-23]:
使用两次AH=01H字符输入显示DOS功能调用完成对时钟小时值的设定。

同理完成分和秒的输入提示及值设定
3.程序退出模块exit
当按下空格键SPACE即进入退出程序段，退出程序先写初始状态8253计数器的控制字00110110B（通道0，先读低8位，再读高8位，工作方式3，计数值2进制格式），再将计数初值0000H送入通道0，完成了对8253设置的恢复，接着完成保护原系统的08H中断矢量以便退出后恢复原系统的设置。

4.中断程序模块int_ret
先关中断
将分钟和秒钟高低位通过and 0fh （高四位置0，低四位值不改变）及or30h （高四位置0011，低四位值不变）转化为字符。

通过mov al,20h
Out 20h,al
发出中断结束命令
再开中断
5.计时子程序timer
计时子程序，先将count 的值设为100，使用dec count 指令，如果count不为0，则进入中断程序段，100次中断后count的值为0，秒针低位+1，再将count 值置为100.
当秒针低位加1产生进位时，低位置0，高位加1.
秒针高位为6时，将秒针高位置0，分钟低位加1
分钟，时针与秒针类似
当时钟为24时，跳转reset 将时钟高低位均置0
五、DOS功能调用及硬件原理
DOS 功能调用：
本程序只使用INT 21H 几种功能号的中断调用
AH=01H 单字符输入
AH=06H 单字符输入或输出
AH=09H 字符串输出显示
硬件原理：8253A初始状态控制字为00110110B（通道0，先读低8位，再读高8位，工作方式3，计数值2进制格式），计数初值0000H（65536）工作方式3为方波发生器，前半周期高电平，后半周期低电平。

计数结束后发生一次中断，计数初值为0000H（65536），计数时间55ms
现要将其修改为10ms发生一次中断，必须修改计数初值。

计数初值为：(65536/55)*10=11932
故使用前对其初始化：
MOV AL,00110110B
OUT 43H,AL
MOV AX,11932
OUT 40H,AL
MOV AL,AH
OUT 40H,AL
六、程序调试
错误，显示跳转范围不够
解决办法：
先跳转到中转站，中转站再进行一次跳跃，跳到目的地
中转战的下面程序前加标号next: ,中转站的上一句写jmp next
七、运行结果
首先提示按任意键显示时间
按下任意键，显示提示语和初始时间00:00:00
按下ENTER键修改时间
显示设置过后的时间：
按下SPACE键退出系统
八、课程设计总结及展望
这次课程设计，使我更系统地学习了微机原理相关知识，也锻炼了我的开放性思维。

在课设过程中出现过不少错误，大多是输入输出的错误。

这种与输入输出相关的错误，难以通过debug参看内存单元来发现，很多是通过自己的检查发现，检查是否有逻辑错误，是否出现意料外的死循环。

通过一步步的调整比较，逐渐排除错误，完善自己程序的功能。

但这次课设时间较短，又与其他设计堆在一次，故我所设计的程序较为简单，也没有输入出错的提示及善后功能。

通过这次设计对计数器，中断相关的知识进行了一次巩固和复习，也了解了微机知识的实用性，和代码的简易性。

编程语言的学习需要多练习，多思考，多看书。

只有将知识融会贯通才能将其运用自如，在以后的学习中，我会更深入地学习汇编语言及微机相关知识，努力达到学以自用，运用自如的新高度
九、参考文献
1 杨素行编微型计算机系统原理及应用，清华大学出版社
2 吴宁主编80X86/Pentium微型计算机原理及应用，电子工业出版社
3 孙德文主编微型计算机技术，高等教育出版社
4 沈美明编IBM-PC汇编语言程序设计，清华大学出版社
源代码清单：
DATA SEGMENT PARA PUBLIC 'DATA'
H1 DB '0'
H DB '0',':'
M1 DB '0'
M DB '0',':'
S1 DB '0'
S DB '0',0DH,'$'
IPUT DB ?
COUNT DB 100
TAB DB 0DH,0AH,'$'
TIPS DB 'now the time is:',0DH,0AH,'$'
TIPS1 DB 'after reset,now the time is:',0DH,0AH,'$'
SETH DB ' input the value of hour[00-23]:','$'
SETM DB ' input the value of minute[00-59]:','$'
SETS DB ' input the value of secend:[00-59]:','$'
REMIND DB 'push any key to see the time',0DH,0AH,'$'
HI DB 'pc clock is working now,here are some instruments for choosing',0DH,0AH,'$' SETT DB ' 1# push ENTER to set time for the clock',0DH,0AH,'$'
QUIT DB ' 2# push SPACE to quit the system',0DH,0AH,'$'
SL DB 80 DUP('*') ,0DH,0AH,'$'
DATA ENDS
STACK SEGMENT PARA STACK 'STACK'
DB 1024 DUP(0)
STACK ENDS
CODE SEGMENT PARA PUBLIC 'CODE'
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK
MAIN PROC FAR
START: PUSH DS
SUB AX,AX
PUSH AX
CLI
CLD
MOV AX,0000H
MOV DS,AX
MOV SI,0020H
LODSW
MOV BX,AX
LODSW
PUSH AX ;SEG
PUSH BX ;OFFSET
MOV DS,AX
ASSUME DS:DATA
MOV AX,0000H
MOV ES,AX ;建立DS,ES的可寻址性
LEA DX,SL
MOV AH,09H
INT 21H ;输出分隔线*******************
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,REMIND
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语push any key to see the time
MOV AH,01H
INT 21H ;按任意键
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,HI
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语pc clock is working now,here are some instruments for choosing LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,SETT
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语# push ENTER to set time for the clock
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,QUIT
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语# push SPACE to quit the system
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,TIPS
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语now the time is:
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AX,OFFSET TIMER
STOSW ;块装入指令，将AX内容放入ES:DI
MOV AX,CS
STOSW ;块装入指令，将AX内容放入ES:DI
MOV AL,00110110B ;通道，先读低位，再读高位，工作方式，计数值进制格式 OUT 43H,AL ;写控制字
MOV AX,11932 ;计数值对应时间ms
OUT 40H,AL ;先写低位
MOV AL,AH
OUT 40H,AL ;再写高位
IN AL,21H
PUSH AX
MOV AL,0FCH
STI
CHECK: MOV DL,0FFH ;从键盘输入
MOV AH,06H ;06H单字符输入或输出功能
INT 21H
JZ DISPLAY ;无输入则跳转display显示
CMP AL,20H
JZ EXITMID ;输入空格跳转EXITMID中转站
CMP AL,0DH
JZ SET ;输入回车跳转SET设置时钟时间
DISPLAY: LEA DX,H1
MOV AH,09H
INT 21H ;显示时间
MOV AL,S
LP1: CMP AL,S
JZ LP1 ;秒针未动等待
JMP CHECK ;跳转check
SET: CLI
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H
INT 21H ;换两行
LEA DX,SETH
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语input the value of hour[00-23]: MOV AH,01H
INT 21H ;按下任何键将ASCII送入AL，并在屏幕显示
MOV H1,AL ;输入值赋给H1，设置时针高位
MOV AH,01H
INT 21H
MOV H,AL ;输入值赋给H，设置时针低位
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,SETM
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语input the value of minute[00-59]:
MOV AH,01H
INT 21H
MOV M1,AL ;输入值赋给M1，设置分针高位
MOV AH,01H
INT 21H
MOV M,AL ;输入值赋给M，设置分针低位
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H
LEA DX,SETS ;输出提示语input the value of secend[00-59]:
MOV AH,09H
INT 21H
MOV AH,01H
INT 21H
MOV S1,AL ;输入值赋给S1，设置秒针高位
MOV AH,01H
INT 21H
MOV S,AL ;输入值赋给S1，设置秒针高位
JMP NEXT
EXITMID: JMP EXIT ;跳转中转站，跳到EXIT退出
NEXT: LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
LEA DX,TIPS1
MOV AH,09H
INT 21H ;输出提示语after reset,now the time is:
LEA DX,TAB
MOV AH,09H
INT 21H ;换行
STI
JMP CHECK
EXIT: CLI ;关中断
CLD ;请DF
POP AX
OUT 21H,AX
MOV AL,36H ;00110110 计数器，先读低，再读高位，方式，二进制编码 OUT 43H,AL ;写控制字
MOV AL,0
OUT 40H,AL
OUT 40H,AL ;写计数初值
MOV AX,0
MOV ES,AX
MOV DI,4*8 ;保护原系统的H中断矢量
POP AX
STOSW
POP AX
STOSW
STI
RET
MAIN ENDP
TIMER:PUSH AX
PUSH CX
STI
MOV AL,COUNT
DEC AL
MOV COUNT,AL ;COUNT减
JNZ INT_RET ;不到次，跳中断程序
MOV COUNT,100 ;到了次，重新赋值
MOV AL,S
ADD AL,1
AAA ;秒针低位+1修正
MOV S,AL
JNC INT_RET ;无进位跳中断程序
MOV AL,S1
ADC AL,0
AAA ;有进位秒针高位+1修正
AND AL,0FH
MOV S1,AL
CMP AL,6
JNZ INT_RET ;秒针高位不为跳中断程序 MOV AL,0 ;秒针高位为，给秒针高位置 MOV S1,AL
MOV AL,M
ADD AL,1
AAA ;分针低位+1修正
MOV M,AL
JNC INT_RET ;分针低位无进位跳中断程序 MOV AL,M1
ADC AL,0
AAA ;分针高位+1修正
AND AL,0FH
MOV M1,AL ;分针高位转为数值
CMP AL,6
JNZ INT_RET ;分针高位不为跳中断程序 MOV AL,0
MOV M1,AL ;分针高位置
MOV AL,H1
MOV CL,4
SHL AL,CL ;将时针高位左移四位
MOV CL,AL ;值存CL
MOV AL,H
AND AL,0FH
OR AL,CL ;取时针值
ADD AL,1
DAA
CMP AL,24H
JZ RESET ;时针值为，则跳转RESET MOV CH,AL
MOV CL,4
SHR AL,CL ;将时针高位右移还原
OR AL,30H
MOV H1,AL ;时针高位数字转字符
MOV AL,CH
AND AL,0FH
OR AL,30H
MOV H,AL ;时针低位数字转字符
JMP INT_RET
RESET: MOV AL,'0'
MOV H1,AL
MOV H,AL ;将时针置
INT_RET:
MOV AL,S
AND AL,0FH
OR AL,30H
MOV S,AL ;将秒针低位数字转字符
MOV AL,S1
AND AL,0FH
OR AL,30H
MOV S1,AL ;将秒针高位数字转字符
MOV AL,M1
AND AL,0FH
OR AL,30H
MOV M1,AL ;将分针高位数字转字符
MOV AL,M
AND AL,0FH
OR AL,30H
MOV M,AL ;将分针低位数字转字符 CLI
MOV AL,20H
OUT 20H,AL ;发出中断结束指令
POP CX
POP AX
IRET
CODE ENDS
END START。