8253+8255+8259 电子时钟

一、课程设计目的和意义

通过本次课程设计要掌握此三种芯片使用的方法，灵活运用课本知识，加深所学的知识，对所学的相关芯片的原理、内部结构、使用方法等有更加深刻的了解，学会利用课本知识联系实际应用及编程。同时并了解综合问题的程序设计掌握实时处理程序的编制和调试方法，掌握一般的设计步骤和流程，使我们以后搞设计时逻辑更加清晰。 二、开发环境及设备 ①设计环境

PC机一台、windows XP系统、实验箱、导线若干。 ②设计所用设备

8254定时器：用于产生秒脉冲，其输出信号可作为中断请示信号送IRQ2。 8255并口：用做接口芯片，和小键盘相连。 8259中断控制器：用于产生中断。 LED：六个LED用于显示时：分：秒值。 小键盘：用于控制设置。 三、设计思想与原理 1、设计思想

本系统设计的电子时钟以8088微处理器作为CPU，用8254做定时计数器产生时钟频率，8255做可编程并行接口显示时钟和键盘电路，8259做中断控制器产生中断。在此系统中，8254的功能是定时，接入8254的CLK信号为周期性时钟信号。8254采用计数器0，工作于方式2，使8254的OUT0端输出周期性的负脉冲信号。即每隔20ms，8254的OUT0端就会输出一个负脉冲的信号，此信号接8259的IR2，当中断到50次数后，CPU即处理，使液晶显示器上的时间发生变化。

其中8259只需初始化ICW1，其功能是向8259表明IRx输入是电瓶触发方式还是上升沿触发方式，是单片8259还是多片8259。8259接收到信号后，产生中断信号送CPU处理。 2、设计原理

利用实验台上提供的定时器8254和扩展板上提供的8259以及键盘和数码显

示电路，设计一个电子时钟，由8254中断定时，小键盘控制电子时钟的启停及初始值的预置。电子时钟的显示格式HH：MM：SS由左到右分别为时、分、秒，最大记时59：59：59超过这个时间时分秒位都清零从00：00：00重新开始。

基本工作原理：每百分之一秒对百分之一秒寄存器的内容加一，并依次对秒、分、小时寄存器的内容加一，六个数码管动态显示时、分、秒的当前值。

1、内容

利用实验台上提供的定时器8254和扩展板上提供的8259以及键盘和数码显示电路，设计一个电子时钟，由8254中断定时，小键盘控制电子时钟的启停及初始值的预置。

电子时钟的显示格式HH：MM：SS由左到右分别为时、分、秒，最大记时59：59：59超过这个时间时分秒位都清零从00：00：00重新开始。

2、要求

本实验要求设计一个定时显示装置，用六个数码管显示时间，用小键盘控制计时，设置和显示时间。系统一运行就从00点00分00秒开始计时，并在数码管上显示时、分、秒当前值，而且，可以用键盘设置当前时间。

基本工作原理：每百分之一秒对百分之一秒寄存器的内容加一，并依次对秒、分、小时寄存器的内容加一；六个数码管动态显示时、分、秒的当前值。

C键：置初值，显示00：00：00 G键：显示动态变化（启动表）； D键：显示静态不变（表停止）； E键：终止程序，返回DOS； P键：设置时：分：秒的值 3、设计环境

PC机一台、windows XP系统、实验箱，导线若干。 4、设计所用设备

8254定时器：用于产生秒脉冲，其输出信号可作为中断请示信号送IRQ2。 8255并口：用做接口芯片，和小键盘相连。 8259中断控制器：用于产生中断。 LED：六个LED用于显示时：分：秒值。

小键盘：用于控制设置。

三、设计所用芯片结构

1、8259A芯片的内部结构及引脚

中断控制器8259A是Intel公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它将中断源优先排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集中于一片中。因此无需附加任何电路，只需对8259A编程，就可以管理8级中断，并选择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。在MD微机系统中，8259芯片工作于单片方式。

8259引脚图如图3.3，各引脚功能如下。 D7~D0——八条双向数据线； WR（低电平有效）——写输入信号； RD（低电平有效）——读输入信号； CS（低电平有效）——片选输入信号； A0——地址信号； INT——中断请求信号；

INTA（低电平有效）——中断响应信号；

CAS0~CAS2——级联信号，形成一条专用8259A总线，以便多片8259A的级联；

SP/EN——从编程/允许级联。在缓冲方式中，可用做输出信号以控制总线缓冲器的接收和发送。在非缓冲方式中，作为输入信号用于表示主片还是从片；

IR0~IR7——外部中断请求输入线。要求输入的中断请求信号是由低电平到高电平的上升沿（并保持高电平到CPU响应时为止）或者是高电平。 8259中断矢量地址与中断信号之间的关系如表3.1所示：

中断序号 0 功能调用 08H 矢量地址 20H 1 09H 24H 2 0AH 28H 3 0BH 2CH 4 0CH 30H 5 0DH 34H 6 0EH 38H 7 0FH 3CH 表3.1 8259A中断矢量表 图3.1 8259A引脚图 ~ 23H 说明 时钟 ~ 27H 键盘 ~ 2BH 可用 ~ 2FH 可用 ~ 33H ~ 37H ~ 3BH 可用 ~ 3FH 可用 串行口 可用 2、8255芯片的内部结构及引脚

8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种工作方式下工作： 方式0—基本输入/输出方式 方式1—选通输入/输出方式 方式2—双向选通输入/输出方式

8255引脚图如图3.2示，各引脚功能如下。 D7~D0——与CPU侧连接的八条双向数据线； WR（低电平有效）——写输入信号； RD（低电平有效）——读输入信号； CS（低电平有效）——片选输入信号； A0、A1——片内寄存器选择输入信号； PA7~PA0——A口外设双向数据线； PB7~PB0——B口外设双向数据线； PC7~PC0——C口外设双向数据线； RESET——复位输入信号 2、8255端口地址 信号线 寄存器 A口 IOY3 B口 C口 控制寄存器 3、8254芯片的内部结构及引脚

8254可编程定时/计数器是Intel公司生产的通用外围芯片之一，有3个独立

编址 60H 61H 62H 63H 表3.2 8255端口地址表 图3.2 8255引脚图 的十六位计数器，技术频率范围为0~2MHZ，它所有的技术方式和操作方式都通过编程控制。 8254的功能用途是： （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7）

延时中断 可编程频率发生器 事件计数器 二进倍频器 实时时钟 数字单稳

复杂的电机控制器

8254有六种工作方式： （1） （2） （3） （4） （5）

方式0：计数结束中断 方式1：可编程频率发生器 方式2：频率发生器 方式3：方波频率发生器 方式4：软件触发的选通信号

（6）方式5：硬件触发的选通信号 8254引脚图如图3.3示，各引脚功能如下。 D7~D0——八条双向数据线； WR（低电平有效）——写输入信号； RD（低电平有效）——读输入信号； CS（低电平有效）——片选输入信号； A0、A1——片内寄存器地址输入信号；

CLK——计数输入，用于输入定时基准脉冲或计数脉冲；

OUT——输出信号，以相应的电平指示计数的完成，或输出脉冲波形； GATE——选通输入（门控输入），用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器和计测对象同步。 2、8254端口地址

信号线 寄存器 编址 表3.3 8254端口地址表

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