利用伟福LAB6000，设计8086数字电子钟附电路和程序

ID:563472 · 发表于 2019-6-16 10:28

1. 综合运用学过的相关软、硬件知识，利用伟福LAB6000实验设备，设计具有实用功能的电子钟，实现电子时钟的准确运行、校时等功能。

2．熟悉伟福LAB6000的功能，掌握数码管设计和键盘设计的要领及相关技术，能够利用实验设备实现电子钟系统的设计。

3．提高自己的硬件设计分析能力，同时培养软硬结合的系统设计思维，从而提高设计系统的可行性和准确性。

设计正文

设计题目：8086数字电子钟的设计：
- 设计并完成LED七段数码管数字钟电路。
- 数字钟显示格式为：HH：MM：SS。
- 具有通过键盘能够调整时、分、秒及设置闹铃的功能。
- 具有暂停时间及复位功能。
设计方案

本设计采用LAB6000伟福仿真实验箱，利用4MHz脉冲信号源和多级分频电路产生脉冲信号，4MHz脉冲信号经过F/64分频后得到62.5KHz脉冲信号，将脉冲信号传递给8253定时器，定时器每0.000016秒中断一次，在中断服务程序中对中断次数进行计数，0.000016秒计数62500次就是1秒，然后在中断服务程序中对秒计数得到分和小时值并判断闹铃是否到时。编写键盘扫描和LED显示程序完成设置时间、定闹铃及数码管显示功能。

硬件原理

七段数码管显示和键盘扫描显示

图１.１七段数码管

图1.2伟福实验台六位LED的电路图及寻址空间

实验箱提供了6位八段数码LED显示电路，只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制。将KEY/LED CS接到CS0上，则实验箱中八位段码输出地址为08004H，位码输出地址为08002H。

实验箱提供了一个6×4的小键盘，将KEY/LED CS信号接到CS0上，则列扫描地址为08002H，行码地址为08001H。向列扫描码地址逐列输入低电平，然后从行码地址读回。如果有键按下，则相应行的值应为低，如果无键按下，由于上拉的作用，行码为高。这样就可以通过输出的列码和读取的行码来判断按下的是什么键。在判断有键按下后，要有一定的时延，防止键盘抖动。

硬件连接

图2.1伟福实验台内部总线连接

8253用定时器/计数器1，8253片选接CS1，地址为09000H，8253时钟源CLK1接分频电路的F/64输出，频器的Fin接4MHz时钟，8253的GATE1接VCC；8259中断INT0接8253的OUT1，片选接CS2，地址为0A000H。显示电路的KEY/LED CS 接CS0，地址为08000H。如下图:

运行界面

源程序如下:

CONTROL EQU 09003H
COUNT1 EQU 09001H
IN_KEY EQU 08001H ; 键盘读入口
OUTBIT EQU 08002H ; 位控制口
OUTSEG EQU 08004H ; 段控制口
ICW1 EQU 00010011B ; 单片8259, 上升沿中断, 要写ICW4
ICW2 EQU 00100000B ; 中断号为20H
ICW4 EQU 00000001B ; 工作在8086/88 方式
OCW1 EQU 11111110B ; 只响应INT0 中断
CS8259A EQU 0A000H ; 8259地址
CS8259B EQU 0A001H
DATA SEGMENT
CNT DB 0;闹铃显示
RHOUR DB 1
RMINUTE DB 0
HOUR DB 0
MINUTE DB 0
SECOND DB 0
NUM DB 0;判断闹铃
LEDBUF DB 6 DUP(?) ; 显示缓冲
RINGBUF DB 6 DUP(?)
SETBUF DB 6 DUP(?)
LEDMAP: ; 八段管显示码
DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H
DB 7FH, 6FH, 77H, 7CH, 39H, 5EH, 79H, 71H
KEYTABLE: ; 键码定义
DB 16H, 15H, 14H, 0FFH
DB 13H, 12H, 11H, 10H
DB 0DH, 0CH, 0BH, 0AH
DB 0EH, 03H, 06H, 09H
DB 0FH, 02H, 05H, 08H
DB 00H, 01H, 04H, 07H
SET: DB 6DH, 79H, 07H, 01H, 00H, 00H;字符显示SET
BELL: DB 7FH, 79H, 38H, 38H, 00H, 00H;字符显示BELL
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
DELAY PROC NEAR
PUSH AX ; 延时子程序
PUSH CX
MOV AL, 0
MOV CX,AX
LOOP $
POP CX
POP AX
RET
DELAY ENDP
DISPLAYLED PROC NEAR
MOV CL, 6 ; 共6个八段管
MOV AH, 00100000B ; 从左边开始显示
DLOOP:
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, 0
OUT DX,AL ; 关所有八段管
MOV AL, [BX]
MOV DX, OUTSEG
OUT DX,AL
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, AH
OUT DX, AL ; 显示一位八段管
PUSH AX
MOV AH, 01H
CALL DELAY
POP AX
SHR AH, 1
INC BX
DEC CL
JNZ DLOOP
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, 0
OUT DX,AL ; 关所有八段管
RET
DISPLAYLED ENDP
TESTKEY PROC NEAR
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, 0
OUT DX, AL ; 输出线置为0
MOV DX, IN_KEY
IN AL, DX ; 读入键状态
NOT AL
AND AL, 0FH ; 高四位不用
RET
TESTKEY ENDP
GETKEY PROC NEAR
MOV CH, 00100000B
MOV CL, 6
KLOOP:
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, CH ; 找出键所在列
NOT AL
OUT DX, AL
SHR CH, 1
MOV DX, IN_KEY
IN AL, DX
NOT AL
AND AL, 0FH
JNE GOON_ ; 该列有键入
DEC CL
JNZ KLOOP
MOV CL, 0FFH ; 没有键按下, 返回 0FFH
JMP EXIT1
GOON_:
DEC CL
SHL CL, 2 ; 键值 = 列 * 4 +行
MOV CH, 4
LOOPC:
TEST AL, 1
JNZ EXIT1
SHR AL, 1
INC CL
DEC CH
JNZ LOOPC
EXIT1:
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, 0
OUT DX, AL
MOV CH, 0
MOV BX, OFFSET KEYTABLE
ADD BX, CX
MOV AL, [BX] ; 取出键码
MOV BL, AL
WAITRELEASE:
MOV DX, OUTBIT
MOV AL, 0
OUT DX, AL ; 等键释放
MOV AH, 10
CALL DELAY
CALL TESTKEY
JNE WAITRELEASE
MOV AL, BL
RET
GETKEY ENDP
IENTER PROC NEAR
PUSH AX
PUSH DX
MOV NUM,0
INC SECOND
MOV AL, SECOND
CMP AL, 60
JNE J0
MOV SECOND, 0
INC MINUTE
MOV AL, MINUTE
CMP AL, 60
JNE J0
MOV MINUTE, 0
INC HOUR
MOV AL, HOUR
CMP AL, 24
JNE J0
MOV HOUR, 0
J0: ;判断闹铃
MOV AL,HOUR
CMP AL, RHOUR
JNE J1
INC NUM
J1:
MOV AL,MINUTE
CMP AL, RMINUTE
JNE J2
INC NUM
J2:
CMP NUM, 2
JNE EXIT
MOV CNT, 0EH
L33:
;MOV DX,0D000H
;OUT DX,AL
MOV BX, OFFSET BELL
CALL DISPLAYLED
DEC CNT
JNE L33
EXIT:
MOV DX, CS8259A
MOV AL, 20H ; 中断服务程序结束指令
OUT DX, AL
POP DX
POP AX
IRET
IENTER ENDP
IINIT PROC
MOV DX, CS8259A
MOV AL, ICW1
OUT DX, AL
MOV DX, CS8259B
MOV AL, ICW2
OUT DX, AL
MOV AL, ICW4
OUT DX, AL
MOV AL, OCW1
OUT DX, AL
RET
IINIT ENDP
START PROC NEAR
MOV AX, DATA
MOV DS, AX
MOV NUM, 0
MOV LEDBUF, 03FH ; 显示 00.00.00
MOV LEDBUF+1, 03FH
MOV LEDBUF+2, 03FH
MOV LEDBUF+3, 03FH
MOV LEDBUF+4, 03FH
MOV LEDBUF+5, 03FH
MOV HOUR, 0
MOV MINUTE, 0
MOV SECOND, 0
CLI ;关中断
MOV AX, 0
MOV DS, AX
MOV AL, 76H; 01110110B ; 计数器1,16位,方式3,二进制
MOV DX, CONTROL
OUT DX, AL
MOV AX, 65500
MOV DX, COUNT1
OUT DX, AL ; 计数器低字节
MOV AL, AH
OUT DX, AL ; 计数器高字节
MOV BX, 4*ICW2 ; 中断号
MOV AX, CODE
SHL AX, 4 ; *16
ADD AX, OFFSET IENTER ;中断入口地址（段地址为0）
MOV [BX], AX
MOV AX, 0
INC BX
INC BX
MOV [BX], AX ; 代码段地址为0
CALL IINIT
MOV AX, DATA
MOV DS, AX
STI ;开中断
LOOP2:
MOV AL, HOUR
MOV AH, 0
MOV CL, 10
DIV CL
MOV CH, AH
MOV AH, 0
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF, AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
MOV AL, CH
MOV AH, 0
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
OR AL, 80H
MOV LEDBUF+1, AL
MOV AL, MINUTE
MOV AH, 0
MOV CL, 10
DIV CL
MOV CH, AH
MOV AH, 0
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+2, AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
MOV AL, CH
MOV AH, 0
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
OR AL, 80H
MOV LEDBUF+3, AL
JMP L3
LOOP1:
JMP LOOP2
L3:
MOV AL, SECOND
MOV AH, 0
MOV CL, 10
DIV CL
MOV CH, AH
MOV AH, 0
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+4, AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
MOV AL, CH
MOV AH, 0
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
OR AL, 80H
MOV LEDBUF+5, AL
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
D0:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED ; 显示
CALL TESTKEY ; 有键入?
JE LOOP1 ; 无键入, 继续显示
CALL GETKEY ; 读入键码
AND AL, 0FH ; 显示键码
MOV AH,0
CMP AL,0AH
JE SET0
CMP AL,0BH
JE BELL01
CMP AL,0CH
JE STOP1
CMP AL,0DH
JE CLEAR1
JMP D0
STOP1:
CLI
STOP2:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE STOP2
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
MOV AH, 0
CMP AL, 0CH
JNE STOP2
STI
JMP D0
CLEAR1:
MOV HOUR,0
MOV MINUTE,0
MOV SECOND,0
JMP D0
SET0:
MOV BX, OFFSET SET
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE SET0
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
MOV AH, 0
MOV SETBUF[0],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF, AL
SET1:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE SET1
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
MOV AH, 0
MOV SETBUF[1],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+1, AL
JMP SET2
BELL01:
JMP BELL02
SET2:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE SET2
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
MOV AH, 0
MOV SETBUF[2],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+2, AL
SET3:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE SET3
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
MOV AH, 0
MOV SETBUF[3],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+3, AL
JMP SET6
BELL02:
JMP BELL03
SET6:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE SET6
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
CMP AL,0AH
JE TIMESET
JMP D0
TIMESET:
MOV AL , SETBUF[0]
MOV CL,10D
MUL CL
MOV BL,SETBUF[1]
ADD AL,BL
MOV HOUR,AL
CMP HOUR,24
JL LP1
MOV HOUR ,0
LP1:
MOV AL ,SETBUF[2]
MOV CL,10D
MUL CL
MOV BL ,SETBUF[3]
ADD AL,BL
MOV MINUTE ,AL
CMP MINUTE ,60
JL LP2
MOV MINUTE ,0
LP2:
MOV SECOND, 0
JMP D0
BELL03:
MOV BX, OFFSET BELL
CALL DISPLAYLED ; 显示
CALL TESTKEY ; 有键入?
JE BELL03 ; 无键入, 继续显示
CALL GETKEY ; 读入键码
AND AL, 0FH ; 显示键码
MOV AH, 0
MOV RINGBUF[0],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF, AL
BELL1:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED ; 显示
CALL TESTKEY ; 有键入?
JE BELL1 ; 无键入, 继续显示
CALL GETKEY ; 读入键码
AND AL, 0FH ; 显示键码
MOV AH, 0
MOV RINGBUF[1],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+1, AL
BELL2:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED ; 显示
CALL TESTKEY ; 有键入?
JE BELL2 ; 无键入, 继续显示
CALL GETKEY ; 读入键码
AND AL, 0FH ; 显示键码
MOV AH, 0
MOV RINGBUF[2],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+2, AL
BELL3:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED ; 显示
CALL TESTKEY ; 有键入?
JE BELL3 ; 无键入, 继续显示
CALL GETKEY ; 读入键码
AND AL, 0FH ; 显示键码
MOV AH, 0
MOV RINGBUF[3],AL
MOV BX, OFFSET LEDMAP
ADD BX, AX
MOV AL, [BX]
MOV LEDBUF+3, AL
BELL4:
MOV BX, OFFSET LEDBUF
CALL DISPLAYLED
CALL TESTKEY
JE BELL4
CALL GETKEY
AND AL, 0FH
CMP AL,0BH
JE BELLSET
JMP D0
BELLSET:
MOV NUM,0
MOV AL , RINGBUF[0]
MOV CL,10D
MUL CL
MOV BL,RINGBUF[1]
ADD AL,BL
MOV RHOUR,AL
CMP RHOUR,24
JL LP3
MOV RHOUR ,0
LP3:
MOV AL ,RINGBUF[2]
MOV CL,10D
MUL CL
MOV BL ,RINGBUF[3]
ADD AL,BL
MOV RMINUTE ,AL
CMP RMINUTE ,60
JL LP4
MOV RMINUTE ,0
LP4:
JMP D0
START ENDP
CODE ENDS
END START

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