汇编语言 秒表程序设计

push ds ；保存数据段历陵

mov ax,0000

mov ds,ax ；数据段清零

mov ax,offset irq7 ；取中断程序入口地址

add ax,2000 ；加装时IP＝2000地址

mov si,003c ；填8259中断7中断矢量

mov w[si],ax；填偏移量矢量

mov ax,0000 ；段地址CS＝0000H

mov si,003e

mov w[si],ax；填段地址矢量

pop ds ；d栈

in al,21 ；读8259中断屏蔽字

and al,7f ；开8259中断7

out 21,al

mov al,b4 8253的计数器2为方式2，采用二进制计数，先低后高写入计数值 10110100

out 43,al；写入方式控制字

mov ax,2e9c0010 1110 1001 1100B 11932D

out 42,al；写入低字节计数值 1001 1100

mov al,ah

out 42,al；写入高字节计数值 0010 1110

mov al,81 ；8255的A口为方式0输出，B口为方式0输出和宴，C口下部输入1000 0001

out 63,al ；写方式控制字

call first ；调用first子程序，赋计数初值

begi:hlt 延时等待

sti ；开中断

mov ah,01

int 16；检测是否按了键盘

jz begi

mov ah,00；读键值

int 16

cmp al,0d ；是否按了回车

jnz A1

mov si,4000

not [si+04] ；偏移地址为4004的内存单元内容取反

jmp begi

A1:cmp al,1b ；是否按了ESC键

jnz A2

call first；重新赋初值，相当于清零

A2:jmp begi

中断程序：

irq7:call disp；调用disp子程序，用来在数码管显示数据

mov si,4000

cmp [si+04],00 ；判断是否按了第2次回车键

je A4

call addn ；调用addn子程序，用来计数

A4:mov al,20

out 20,al

cli ；关中断

iret ；返回

addn程序：

addn:mov si,4000

add [si+03],01 ；百分之一秒加1

cmp [si+03],0a ；判断是否大于10

jz A5

jmp A9

A5:mov [si+03],00

Add [si+02],01 ；十分之一秒加1

cmp [si+02],0a ；判断是否大于10

jz A6

jmp A9

A6:mov [si+02],00

add [si+01],01 ；秒位加1

cmp [si+01],0a ；判断是否大于10

jz A7

jmp A9

A7:mov [si+01],00

add [si],01 ；十秒位加1

cmp [si],06 ；判断是否大于6

jz A8

jmp A9

A8:mov [si],00 ；大于60：00重新开始

A9: ret

赋初值程序：

first:mov si,4000

mov al,00

mov [si],al

mov [si+01],al

mov [si+02],al

mov [si+03],al

mov [si+04],al

ret

显示程序：

disp:push ax ；保存唤烂银AX

mov si,4000 ；指向数据缓冲区

mov dl,f7 ；1111 0111 指向数码管

mov al,dl al=1111 0111

again:out 60,al；写端口A

mov al,[si]

mov bx,4100；指向数码缓冲区bx=0100 0001 0000 0000

and ax,00ff ； ax=0000 0000 al

add bx,ax ；得到显示代码 bx=0100 0001 al

mov al,[bx]

out 61,al ；写端口B

call dally ：调用延时程序dally

inc si

mov al,dl

test al,01

jz out

ror al,1；指向下一个数码管

mov dl,al

jmp again

out: pop ax；d出AX

ret

dally:push cx 延时程序

push ax

mov cx,0010

t1 :mov ax,0010

t2 dec ax

jnz t2

loop t1

pop ax

pop cx

ret

数码缓冲区：

0000:4000 3f,06,5b4f,66,6d,7d,07,7f,6f

二、 设计思想

电子秒表要实现的功能：用键盘中断来控制整个程序，按一下回车键启动电子秒表，再按一下暂停，按一下ESC键清零，用七段数码管显示时间。整个程序涉及到8255、8253与8259三个芯片。8253的OUT2，CLK2分别连接8259的IRQ7与PCLK，8253的GATE2连接正5伏电压，采用计数器2每隔0.01秒产生一次中断并且计数，写入以偏移地址4000H开始的4个内存单元，然后利用8255将内存单元的数据输出到七段数码管。由于键盘中断优先于8259的7号中断，所以程序只有在按一下回车键才启动电子秒表，再按一下暂停，按一下ESC键清零，如果超出了60秒，整个程序自动重新开始。

三、 所用芯片工作原理

8255：接口电路在CPU和I/O设备之间起着信号的变换和传输的作用。 任何接口电路与CPU之间的信息传输方式都是并行的，即CPU与接口电路之间以数据字节/字为单位传送信息。接口电路与I/O设备之间的信息传送方式，有并行和串行两种，相应的接口电路称为并行接口和串行接口。

并行接口是在多根数据线上，以数据字节/字与I/O设备交换信息。在输入过程中，输入设备把数据送给接口，并且使状态线“输入准备好”有效。接口把数据存放在“输入缓冲寄存器”中，同时使“输入回答”线有效，作为对外设的响应。外设在收到这个回答信号后，就撤消数据和“输入准备好”信号。数据到达接口中后，接口会在“状态寄存器”中设置输入准备好标志，或者向CPU发一个中断请求。CPU可用查询方式或中断方式从接口中读取数据。接口中的数据被读取后，接口会自动清除状态寄存器中的标志，且撤消对CPU的中断请求。

在输出过程中，每当输出寄存器可以接收数据，接口就会将状态寄存器中“输出准备好”状态置1或向CPU发一个中断请求，CPU可用查询或中断方式向接口输出数据。当CPU输出的数据到达接口后，接口会清除“输出准备好”状态，把数据送往外设，并向外设发一个“数据输出准备好”信号。外设受到驱动后，便接收数据，并向接口电路发一个“输出回答”信号，接口收到该回答信号后，又将状态寄存器中“输出准备好”置位，以便CPU输出下一个数据。

8253：对CLK信号进行“减1计数”。首先CPU把“控制字”,写入“控制寄存器”，把“计数初始值”写入“初值寄存器”,然后， 定时/计数器按控制字要求计数。计数从“计数初始值 开始，每当CLK信号出现一次，计数值减1，当计数值减为0时，从OUT端输出规定的信号（具体形式与工作模式有关）。当CLK信号出现时，计数值是否减1（即是否计数），受到“门控信号”GATE的影响，一般，仅当GATE有效时，才减1.门控信号GATE如何影响计数 *** 作，以及输出端OUT在各种情况下输出的信号形式与定时/计数器的工作模式有关。

8259：1. IR线上提出了中断请求的中断源，即出现请求，IRR中断请求寄存器（共有8位D7～D0）对应于连接在IR0～IR7线上的外设的中断请求，哪一根输入线有请求，哪一根输入线就置1。

2. 若OCW1（IMR中断屏蔽寄存器）未使该中断请求屏蔽（对应位为0时不屏蔽），该请求被送入PR（优先权分析器）比较。否则，不送入PR比较。

3. PR把新进入的请求与ISR（服务中寄存器）中正在被处理的中断进行比较。如果新进入的请求优先级较低，则8259不向CPU提出请求。如果新进入的请求优先级较高，则8259使INT引脚输出高电平，向CPU提出请求。

4. 如果CPU内部的标志寄存器中的IF（中断允许标志）为0，CPU不响应该请求。若IF=1，CPU在执行完当前指令后，从CPU的INTA引脚上向8259发出两个负脉冲。

5.第一个 INTA负脉冲到达8259时，8259完成以下三项工作：

a.使IRR（中断请求寄存器）的锁存功能失效。这样一来，在IR7～IR0上的请求信号就不会被8259接收。直到第二个INTA负脉冲到达8259时，才又使IRR的锁存功能有效。

b.使ISR（服务中寄存器）中的相应位置1。

c.使IRR中的相应位清0。

6.第二个INTA负脉冲到达8259时，8259完成以下工作：

a.将中断类型码（ICW2中的值）送到数据总线上，CPU将其保存在“内部暂存器”中。

b.如果ICW4（它设定级中断联方式之特定完全嵌套方式，将在8259的工作方式中详述ICW4）中设置了中断自动结束方式，则将ISR的相应位清0。

“分分：秒秒”计数器设计

我们要实现“分分：秒秒”显示的电子秒表，需要设计计数频局毕率为1Hz

的

计数器。因为“分分：秒秒”的结构对应有4个十进制数字（个位的秒，十位的

秒，个位的分，十位的分），如果采用统一计数再分别求出“分分：秒秒”

对应

的4个十进制数字进行译码显示，则求解对应的4个十进制数字的过程难于用硬

件实现。在此，我们将每个显示的值分别进行计数，即分别针对个位的秒、十位

的秒、个位的分、十位的分设计对应的计数器，其中个位的秒计数频率为1Hz，

其从0到9计数，当从9回到0时，向前进一位，使得十位的秒进行计数加1。

35

十位的秒从0到5计数，当从5回到0时，向前进一位，使得个位的分进行计数

加1。个位的分从0到9计数，当从9回到0

时，向前进一位，使得十位的分进

行计数加1。十位的分则衡腊虚从0

到5计数，计数到5时，又回到0。

2.

扫描显示技术

因为4位数码管的段控制输入是复用的，要分别显示不同的计数数值，需要

使用动态扫描显示技术，其电路结构如图61

所示。首先，以扫描显示的频率进

行2比特宽的模4计数，然后由其值从4个数码管的待显示值输入中选择对应的

一个经译码后连接到公共的段控制输入端，同时将计数值经2到4译码后输出到

对应数码管位的公共端，点亮对应的数码管。虽然各数码管位是轮流显示，每个

数码管位上的数字是断续的显示，只要扫描的频率够快，由于人眼的视觉残余效

应，就可以看到各数码管位上稳定的数字显示值。这和我们使用的电视咐燃、显示器

的显示原理是一样的。参考液晶显示器的刷新频率，经验证，在每秒钟扫描60

帧的时候，各数码管位上即能得到稳定的数字显示，此时，对应计数时钟的等效

频率为240Hz。我们可以参考实验四的图47，再做一个等效分频计数器，通过

产生的后级时钟使能信号将20MHz的时钟等效分频到240Hz。

图

61

扫描显示电路结构

3.

冒号点的处理

数码管中间的时间分隔冒号点（对应为左边第2个数码管位的DP点）每秒

钟闪烁一次，其频率为1Hz，只需要输出1Hz，占空比为50%的周期信号即可。

其他数码管位的点号不需要显示，对应的DP

点输出低电平无效信号即可。这4

个信号

所示的显示切换计数值进行4

选1

选择后接到数码管上公共的

DP控制端。

在实验四中，我们为了得到1Hz的主功能计数频率，前面利用precnt

进行了等效分频计数，其一个完整的计数周期即为1s，对应产生的使能信号en

频率即为1Hz，但我们在此不能直接使用en

的信号，因为其占空比只有

1/20000000，肉眼无法看到其闪烁的效果。为得到占空比为50%的1Hz信号，我

们可以通过对precnt

的计数值进行比较得出，只需要在precnt

计数周期内一半的

时间输出1，一半的时间输出0

即可，例如，当precnt>25'd9999999

时输出0，

否则输出1，此时即可得到占空比为50%的1Hz信号。

4.

总体设计

总体设计只需要将时钟电路、复位电路、按键电路、数码管电路等组合起来，

综合使用时钟使能的同步设计技术、按键处理技术、扫描显示技术、“分分：秒

秒”计数器设计技术及冒号点的处理技术即可。