中断响应与开关控制

计算机硬件技术实践报告

题目定时中断采样与开关控制

姓名

专业自动化（核电运行方向）

班级 2011032

学号

上海电力学院自动化工程学院

定时中断采样与开关控制

一、实验目的

通过本项课程设计，对计算机硬件课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件课程中讲述的基本原理和概念。

进行计算机硬件课程设计前，应学习并掌握了8086/8088汇编语言编程方法，掌握了8255、8253、8259、存储器等芯片的基本结构和工作原理，掌握了芯片编程控制的方法。

二、小组成员分工及成果

三、实验内容

本实验要完成的目标是通过电位器W1产生的0-5V电压，8259每2秒中断一次，中断后对0809采样一次，比较0809的采样值，0809的输入值在0-2.5V，4个开关量输出控制的灯全灭，输入值在大于2.5V小于或等于3V时，有一个灯亮，输入值在大于3V小于等于3.5V时2个灯亮，输入值在大于3.5V 小于等于4V时3个灯亮，输入值在大于4V时4个灯亮。

四、设计任务

1、选用8086和适当的存储器及接口芯片完成相应的功能。

2、画出详细的硬件连接图。

3、给出程序设计思路、画出软件流程图。

5、给出所有程序清单并加上必要注释。

6、完成设计说明书（列出所用器件型号）。

五、所用器件

CPU8086、并行接口8255A、中断申请8259A、8253计数器、0808A/D转换器、地址锁存器74273、74HC138译码器等

主要器件简介：

8086

主要功能：8086 CPU包括两大部分：EU和BIU

BIU不断地从存储器取指令送入IPQ，EU不断地从IPQ取出指令执行；EU和BIU构成了一个简单的2工位流水线；指令预取队列IPQ

是实现流水线操作的关键（类似于工厂流水线的传送带）。

主要引脚：数据信号线(DB)与地址信号线(AB)：

AD7～AD0：三态，地址/数据复用线。ALE有效时为地址的低8位；

地址信号有效时为输出，传送数据信号时为双向；

A19～A16：三态，输出。高4位地址信号，与状态信号 S6-S3分时 复用；

A15～A8：三态，输出。输出8位地址信号；

WR ：三态，输出。写命令信号；

RD ：三态，输出。读命令信号；

IO/M ：三态，输出。指出当前访问的是存储器还是I/O 接口；

高：I/O 接口，低：内存；

DEN ：三态，输出。低电平时，表示DB 上的数据有效；

RESET ：输入，为高时，CPU 执行复位；

ALE ：三态，输出。高：AB 地址有效；

DT/R ：三态，输出。数据传送方向，高：CPU 输出，低：CPU 输入

图1.8086芯片引脚图

8253 概貌介绍：3个16位的定时/计数器（通道）；

4引脚双列直插式；最高计数频率2MHz ；

TTL 电平兼容；单电源+5V 供电。

主要构成：计数器(3个)包括：16位初值寄存器(只写)、16位计数寄存器（减1 计数器）、16位锁存寄存器(只读)；

控制寄存器(1个)：存放控制命令字(8位)（只写）；

占用4个地址：3个计数器，1个控制寄存器。

主要引线：CLKn ：时钟脉冲输入，计数器的计时基准；

GATEn ：门控信号输入，控制计数器的启停；

OUTn ：计数器输出信号，不同工作方式下产生不同波形（n = 0～2）。 图2.8253内部结构图 图3.8253芯片引脚图

8255

主要功能：含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和 锁存/缓冲能力。

可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向（入/出/双向）。 主要引脚：连接外设端的引脚：PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7（分别对应A 、

B 、

C 三个8位输入/输出端口）

三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。其中，C 口即可用作 独立的输入/输出口，也可用作A 、B 口的握手联络信号(控制信号输

出或状态信号输入)。

图4. 8255芯片引脚图

8259

主要功能：①一片8259A 可以接受并管理8级可屏蔽中断请求，通过9片8259A 级联可扩展至64级可屏蔽中断优先控制。

②对每一级中断都可以通过程序来屏蔽或允许。

③在中断响应周期，8259A 可为CPU 提供相应的中断类型码。

④具有多种工作方式，并可通过编程来加以选择。

主要引脚：D7～D0：双向、三态数据线，与CPU 系统总线连接；

RD ——：读信号，输入，低电平有效。当有效时CPU 对8259A 进行读操作；

WR ——

：写信号，输入，低电平有效。当有效时CPU 对8259A 进行写操作； A0：端口地址选择信号，输入，由8259A 片内译码，选择内部寄存器； CS ：片选信号，输入，低电平有效。当有效时8259A 被选中；

SP/EN —————：双向信号线，用于从片选择或总线驱动器的控制信号；

INT ：中断请求信号，与CPU 的中断请求信号相连；

INTA ————：中断响应信号，与CPU 的中断应答信号相连；

CAS2～CAS0：级联信号线，作为主片与从片的连接线，主片为输出，

从片为输入，主片通过CAS2～CAS0的编码选择和管理从片；

IR7～IR0：中断请求输入信号，由外设输入。

图5. 8259芯片引脚图

ADC0808 如下特点：8通道（8路）输入；

8位字长；

逐位逼近型；转换时间100μs ；

内置三态输出缓冲器（可直接接到数据总线上）。

引脚功能：D7～D0：输出数据线（三态）

IN0～IN7：8通道（路）模拟输入

ADDA 、ADDB 、ADDC ：通道地址（通道选择）

ALE ：通道地址锁存

START ：启动转换

EOC ：转换结束，可用于查询或作为中断申请

OE ：输出允许（打开输出三态门）

CLK ：时钟输入（10KHz ～1.2MHz ）

VREF(+)、VREF(-)：基准参考电压

图6.ADC0808芯片引脚图

74HC138

主要功能： 74HC138 作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数

据传输系统，在高性能存贮器系统中,用这种译码器可以提高译码系

统的效率。

技术参数：电压 2.0～6.0V ；

驱动电流 ±5.2mA ；

传输延迟 12ns@5V ；

逻辑电平 CMOS ；

功耗考量 低功耗或电池供电应用；

封装与引脚 SO16、SSOP16、DIP16、TSSOP16。

图7. 74HC138引脚图

74273

主要功能：公共时钟复位八D 触发器。

主要引脚：D0～D7为数据输入端，Q0～Q7为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。

图8.74273引脚图