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1、实验报告一、设计任务：利用微机原理所学的8086微处理器相关知识为核心，利用Proteus仿真软件，设计一个关于计算器的仿真电路并编写汇编代码O根据8086的结构和其寻址方式、输入输出、I/O口读写等技术，使用汇编语言的基本语法、伪指令，结合PrOteUS软件SAMPLES中8086DemoBOard示例的理解分析，自行设计。二、需求分析：(1) 用8086作为核心处理器；(2) 用8255芯片连接主机与外设；(3) 用74273锁存器对数据进行锁存；(4)用数码管显示器来显示输入的数字以及输出的结果；(5) 由于需要输入数字及运算符所以要用到键盘；(6) 用蜂鸣器在按下按键的同时发出声响；(
2、7)连接整个电路要用到导线以及总线将相应的引脚相连接。三、总体方案(选择与论证)1方案的选择：基于技术成熟的Proteus软件，以Proteus软件SAMPLES中8086DemoBoard示例为蓝本并充分分析理解，在此基础上提出自己的设计方案。将例子中电路结构优化精简，舍弃不必要的芯片，并用汇编来实现全部功能。即计算器能够进行4位数的加、减、乘、除运算在此基础上，为使设计的计算器更具有实用性，我们通过循环调用的方式加入了对幕运算的功能。与此同时，为优化人机界面，使计算器更为美观和实用，我们加入软件自带的封装好的矩阵键盘和蜂鸣器。这就使得整个设计更加紧凑。蜂鸣器实现了每按下一次按键就发出一次声
3、响的功能以使按键检测更加直观，实际的计算器无差别。此计算器拥有计数的功能，分自动计数和手动计数两种。自动计数即为一个简单的计时器，用户可按需要定时，当到预定时间时，计算器会发声音提示用户。手动计数有加1和减1两种，当用户需要计数某些场合中尤为适用。2.方案的论证：8086通过74273锁存器与8255A相连，使8086能够读外部数据和给外部芯片写数据。8255A的A口设置为输出，B口和C口设置为输入，将8255A分别和4*5矩阵、数码管、蜂鸣器相连接。8086不断循环扫描键盘使键盘输入的数据能够读入8086,同时，8086通过8255A,将数据输入给数码管把相应的值显示出来，将高电平送到蜂鸣器
4、的正极输入端使其发出预定的声音。本方案在设计上无错误，应用界面友好的PrOteUS软件来设计在理论可实现。在大一时学习了C语言，对于程序设计有一定的基础。本学期还学习了汇编程序设计，结合C语言，对汇编程序的设计有一定的经验。此外，小组中有3人曾参加工院的本科生科技创新项目，对单片机的编程熟练，并有一定的工程实践经验。本小组成员团结性强，学习能力好。能够相互协调克服困难。本实验应用的软件技术成熟，在网上有很多成熟的设计可供借图1PuOOFC2图2四、硬件设计整个设计如图所示，8086通过地址总线与74273相连实现数据锁存的功能，再通过8255A与外设接口相连接，通过其A、B、C口实现对其它设备
5、进行控制这些设备包括：输入键盘,蜂鸣器，4位数码管，幕运算按钮,计数按钮五、软件设计本实验的程序部分，其流程图如下：开始结束六、具体代码实现由于代码较多，因此放在最后的附录。七、调试与测试第一步：对实现基本加、减、乘、除运算的测试。分别进行四种基本运算：1 .计算25+37的结果依次按下2、5、+、3、7、=,在显示器上显示出结果：63加法运算正确。2 .计算27-9的结果依次按下2、7、9、=,在显示器上显示出结果：18。减法运算正确。3 .计算15*2的结果依次按下1、5、*、2、=,在显示器上显示出结果：30o乘法运算正确。4 .计算56/8的结果依次按下5、6、/、&二,在显示器上显示
6、出结果：7o除法运算正确。第二步：对实现每按一次按键蜂鸣器发一次预定声音功能的测试。执行后，按下按键蜂鸣器出声则此功能可以正常实现。第三步：对实现幕运算的功能进行测试计算8,的结果依次按下&人、3,在显示器上显示出结果：524幕运算正确。第四步：对计数功能进行测试使整个电路开始工作，按下自动计数开始的按钮，计数开始，到8结束，蜂鸣器发声提示时间到。此功能执行成功。第五步：手动计数加1和减1的功能测试按下手动加1按钮，数码管上显示的值加1,按下手动减1按钮，数码管上显示的值减1。功能执行正常。八、关键技术1本实验利用子程序思想将整个程序模块化，使得程序清晰明了，并且调用方便，移植性好，升级简单；
7、2.运用矩阵键盘扫描和键值比较确保每一个键都能够被8086及时检测到并正确识别；3用大循环将整个程序反复执行，保证程序按设计执行，不会出现跑飞的情况；4.正确设置8255A工作方式，是8086读取键盘值和送数至数码管高效正确执行。九、实际完成功能通过硬件电路的搭接和汇编程序的设计，我们设计出的计算器可以正确的完成以下功能：1 .对加、减、乘、除的基本运算。通过键盘输入并显示要计算的数字和执行的运算，通过数码显示器显示计算结果；2 .实现每次按下按钮时蜂鸣器都能发出声响。表明已有按键按下，可以根据声响的次数来判断输入数字的个数和是否误输的情况，有效避免和降低了用户错误的发生；3 .实现求幕运算的
8、功能。通过键盘输入底数和幕次，由数码显示器显示计算结果，在简单计算器的基础上，实现了更高级的运算，实用性增强；4 .实现从计数的功能，并有自动计数、手动加1计数和手动减1计数功能可供选择。按下自动计数键，电路便开始实现计数的功能并由数码显示器显示，计数到预定值时停止并提示用户。十、总结（任务分工等）通过小组人员的共同努力，我们顺利实现了计算器的预计全部功能，并在此基础上增加了一些实用的功能。我们小组的任务分工如下：在本次的实验中，使我们熟练地掌握了ProteUS软件的运用，对课本的知识理解更加深刻。学会了运用所学的知识来解决实际的问题，积累了一些动手实践的经验。在上课时学习的都是基本的程序设计
9、，没有什么子程序，程序短而且简单，分析起来不困难。而在本实验中，要求设计的是一个完整的系统，这就要求我们从系统出发，把视野放在整体上，力求各个子模块之间的相互协调和配合共同组成完整可行的系统。本次实验一改以往做实验的风格，通过一个大的综合实验和小组结对的方式，给学员更多的自由发挥空间，使学员的许多方面得到了锻炼。在一个系统中，不是通过各个子模块的简单堆积就能够实现整体的功能，而是各个模块相互协调，发挥各自的功能，才能完美实现所需要的功能。因此，本实验其实难度更大，也更有实际意义。其实际意义早已超越了实验本身。通过一个综合实验，我们更加充分的理解了课本的程序语句，不仅知道各条语句之间的相同点，也
10、理解了在不同条件下它们的不同作用。本实验在做的过程中，我们从一个更高的层次对课本的知识进行了一遍详细的梳理。这次实验，不管是对于课本的学习，还是今后参加工作或者参加电子设计，都有很大的意义。十一、附录实验程序源码DatasegmentXDB?；存放数据的每一位X1DW?；存放第一个数据值X2DW?；存放第一个数据值YDW?；存放运算结果SDB?；存放运算符号值EDB?拨下等号键标记CCDB?；存放运算数据位数hdbO;存放按键行|_DBO；存放按键列SJISZHIDB?;存放计数值的变量DISCODEDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,77H,7
11、CH,39H,5EH,79H,71H;段码表DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVMOVMOV SJISZHI,0MOV口输出,C 口输出OUTMOV向X的高位KKK: CALLJMPAX1DATADS,AAL,90H;设置为A 口输入，B46H,ALDI,OFFSET X+3;Dl 指KEY ；扫描按键KKK;以下为按键扫描子程，程序返回后，在变量H和L中存放当序前按键的行列号KEYPROCCHECK:CALLDISP；等待按键按下的同时进行显示MOVAL1OFOH；所有行输出低电平OUT44H,ALINAL,40HCMPAL,OF
12、FH读列值JZCHECK若都为高电平则无键按下，等待MOVCX,50LOOP$;延时消抖INAL,DX;重读列值CMPAL,OFFHJZCHECK；无键按下一直等待MOV列号变量清0MOVH,0；有键按下，先把行MOVL,0MOVBL,01HBH5OFEH；扫描法读键值：从第一行开始测试，即PCO输出低电平NEXT:MOVAL5BHOUT44H,ALINAL,40H;读列值，判断是NEXTH:第几列有键按下TESTAL5BL;从第一列开始判断JZWAITOROLBL,1CMPBL,20H;当前行状态下没有任何列有键按下，则转为对下一行的测试JZNEXTLINCH;每判断列，列号加1JMPNEX
13、TH；再对下一列进行判断NEXTL:MOVH,0MOVBL,01HROLBH,1;对下一行测试，让一个PC口输出低电平CMPBH5OEFHJZEXITINCJMPNEXTWAITO:INAL,40H；若有键按下，贝S等该按键松开后再计算键值CMPAL5OFFHJNZWAITOMOVCX,50LOOP$；延时消抖INAL,40HCMPALjOFFHJNZWAITOCALLKEYVALUE;调计算键值子程序EXIT:RETKEYENDP;以下为计算键值子程序，通过行列号计算键值（键值=列号*5+行号）；键值存放在DL寄存器中KEYVALUEPROCPUSHAXMOVAL5OFFHOUT42H,AL
14、CALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYMOVAL,OOHOUT42H,ALPOPAXMOVDLjLMOVDH,HMOVAL,5MULdl；列号乘SMOVDL5ALADDDL5DHCMPDL,0JZQlCMPDL,1JZBACMPDL,2JZJIUCMPDL,5JZSHCMPDL,6JZWUCMPDL,7JZLIUCMPDL,9JZJISHLLCALL;自动计数CMPDL,10JZYlCMPDL,11JZERCMPDL,12JZSANCMPDL5UJZSJLCALL;手动加1CMPDL,15JZCLFLCALL才安下的是清除键CMPDL,16JZLINCMPDL,17JZOUTP
15、_CALL掖下的是等于键JZSJIJ_CALLJMPCONT_CALLSH:MOVDL,4CALLNUMBERJMPEXIT1WU:MOVDL,5CALLNUMBERJMPEXIT1LIU:MOVDL,6CALLNUMBERJMPEXIT1Ql:MOVDL,7CALLNUMBERJMPEXIT1BA:MOVDL,8CALLNUMBERJMPEXIT1JIU:MOVDL,9CALLNUMBERJMPEXIT1Yl:MOVDL,1CMPDL,19；手动减1CALLNUMBERJMPEXITER:MOVDL,2CALLNUMBERJMPfXITSAN:MOVDL,3CALLNUMBERJMPiLIN
16、:MOVDL,0CALLNUMBERJMPEXIT1CLR_CALL:CALLCLEAR；调清除键处理子程序JMPEXIT1JISHU_CALLCALLZJIS；调用自动计数子程序JMPEXIT1SJIJ_CALLDECSJISZHI;调用减1计数字程序CALLSJIsji_call：incsjiszhiCALLSJI调用手动计数子程序JMPEXIT1NUM_CALL:CALLNUMBER；调数字键处理子JMPEXIT1CONT_CALL:MOVS5DL;存放运算键的键值MOVE,0CALLCOUNT;调运算键处理子程序，计算第一个加数JMPEXIT10UTP_CALL:CALLOUTP;调等
17、号键处理子程序JMPEXIT1EXIT1:RETKEYVALUEENDPCLEARPROC以下为清除键处理子程序,按下清除键后，X变量全部清0MOVX3,0MOVX2,0MOVX1,0MOVX0,0CALLBITPRETCLEARENDP；以下为等号键处理子程序，该子程序负责将第二个运算数据的数值计算出来存入X2变量;并根据运算符号，调用相应的运算子程序OUTPPROCPUSHAXPUSHDXPUSHBXINCCALLCOUNT;调运算键处理子程序，计算第二个运算数据CMPS,18JZADDCALL;运算符为加号，则调用加法子程序CMPS,13JZSUBCALL;运算符为减号，则调用减法子程序
18、CMPS,8JZMULCALL；运算符为乘号，则CMPS,3JZDIV_CALL;运算符为除号,则调用除法子程序CMPS,4JZCF_CALLADD_CALL:CALLADDPJMPSTORE1SUB_CALL:CALLSUBPJMPSTORE1MUL_CALL:CALLMULPJMPSTORE1CF_CALL:CALLCFPJMPSTORE1DIV_CALL:CALLDIVPJMPSTORE1ST0RE1:MOVAX5Y;以下程序将各运算子程序返回的运算结果，按位分解，送入X变量MOVDXjOMOVBX,1000DIVBXMOVX0,ALMOVAX5DXMOVBL,100DIVBLMOVX1
19、,ALMOVALjAHMOVAHjOMOVBL,10DIVBLMOV2,ALMOVX3,AHPOPBXPOPDXPOPAXRETOUTPENDP;以下为运算键处理子程序，该程序将第一个运算数据的数值计;或者将第二个运算数据的数值计算出来并存入X2变量；将运算符的值存入S变量COUNTPROCPUSHAXPUSHBXPUSHDXMOVDX,OCALLBITP;测试X中的数据是多少位CMPCC,4;输入的数据是4位数？JZC4CMPCC,3;输入的数据是3位数？JZC3CMPCC,2;输入的数据是2位数？JZC2JMPC1_;输入的数据1位数？C4:MOVAXjOMOVAL,X0MOVBXjIOO
20、OMULBXMOVDXjAXC3:MOVAL,X1MOVBL,100MULBLADDDXjAXC2:MOVAL,X2MOVBL,10MULBLADDDX5AXC1:MOVAL,X3MOVAHjOADDDX5AXCMPEJJNZX1_SMOVX2,DX;按下的是等号,将第二个运算数据的值存入X2变量JMPEXIT3X1_S:MOVX1,DX；按下的是运算符则将第一个运算数据的值存X1变量万MOVX3,0MOVX2,0MOVX1,0MOVX0,0EXIT3:POPDXPOPBXPOPAXRETCOUNTENDP;以下为数字键处理子程序;该程序，将输入的数据按位存放在X变量中，并由CC记录数据的位数
21、NUMBERPROCCMPE,1JNZCONTINUEMOVE5OCALLCLEARCONTINUE:CMPCC5O；目前数据为0位,即没有数据，则转到SSSJZSSS;若已有数据，以下程序将X左移8位。；例如：先输入1，当再输入2时，;先要将1”从个位移到十位，然后再将2”存放到个位PUSHAXPUSHDXMOVAL,X3MOVAH,X2MOVDL,X1MOVDH,X0MOVCX,8SHLAX,1RCLDX,1LOOPLLMOVX3,ALMOVX2,AHMOVX1,DLMOVX0,DHPOPDXPOPAXSSS:MOVDI,DL;将当前键入的数据存放到X的最低位INCCC;数据位数加1CMP
22、CC,4;判断数据位数JNGEXIT2MOVCC,O;如果数据超过4位,重新从最低位开始存放MOVX2,0MOVX1,0MOVX0,0EXIT2:CALLDISP；调显小子程序，显TF输入的数据RETNUMBERENDP；加法子程序ADDPPROCPUSHAXMOVAX,X1ADDAX,X2MOVY,AXPOPAXRETADDPENDP;减法子程序SUBPPROCPUSHAXMOVAX,X1SUBAX,X2MOVY,AXPOPAXRETSUBPENDP;乘法子程序MULPPROCPUSHAXPUSHDXMOVAX,X1MOVDX,X2MULDXMOVY,AXPOPDXPOPAXRETMULPE
23、NDP;除法子程序DIVPPROCPUSHAXPUSHBXPUSHDXMOVDX,0MOVAX,X1MOVBX,X2DIVBXMOVY5AXPOPDXPOPBXPOPAXRETDIVPENDP;乘方子程序CFPPROCPUSHAXPUSHDXPUSHCXMOVAX,X1MOVDX,X1MOVCX,X2DECCXLP:MULDXMOVY,AMOVDX,X1LOOPLPPOPCXPOPDXPOPAXRETCFPENDP;显示子程序，将X中的数值按位显示出来DISPPROCPUSHBXPUSHAXMOVBH,OLEASI,DISCODECALLBITP测试X位数CMPCC,4JZQIANCMPCC,
24、3JZBAICMPCC,2JZSHICMPCC,1JMPGQIAN:MOVAH,111OOOOOB第4位开始显示MOVAL1AHOUT44H,ALMOVBL,XOMOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLDELYMOVAL,OOUT42H,ALBAI:MOVAH,1101OOOOB从第MOVAL5AHOUT44H,ALMOVBL,X1MOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLDELYMOVAL,OOUT42HjALSHI:MOVAH,1011OOOOB从第2位开始显示MOVAL,AHOUT44H,ALMOVBL,X2MOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLDELYMOVAL
25、5OOUT42H,ALG:MOVAH,0111OOOOB从第MOVALjAHOUT44H,ALMOVBL,X3MOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLJMPEXIT4DELYEXIT4:POPAXPOPBXRETDISPENDP;分析数据位数子程序BITPPROCCMP0,0数据为4位数JNZFOURBITCMP1,0数据为3位数如果X0不为0,则如果X1不为0,则JNZThreebitCMPX2,0数据为2位数JNZTOWBlTCMPX3,0数据为1位数JNZONEBITJMPZEROBITFOURBIT:MOVCC,4JMPEXIT5THREEBIT:MOVCC,3JMPEXIT5
26、TOWBIT:MOVCC,2JMPEXIT5ONEBIT:MOVCC,1JMPEXIT5ZEROBIT:MOVCC5OEXIT5:RETBITPENDP如果X2不为0,则如果X3不为0,则;否则，没有数据;延时子程序DELYPROCPUSHCXMOVCX,100LOOP$POPCXRETDELYENDP;长延时子程序DELAYPROCPUSHCXMOVCX,60000LOOP$POPCXRETDELAYENDP;手动计数子程序SJIPROCPUSHDXPUSHBXPUSHCXPUSHAXCALLCLEAR洗显示leaSiqiscodeMOVAL,SJISZHIMOVAH,OMOVDX5OMOV
27、BX,1000DIVBXMOVXO,ALMOVAX5DXMOVDX,0MOVBX,100DIVBXMOVX1,ALMOVAX,DXMOVBL,10DIVBLMOVX2,ALMOVX3,AHMOVBH,0MOVAH,11100000B;从第4位开始显示MOVAL,AHOUT44H,ALMOVBL,X0OUT42H,ALCALLDELY;MOVAL,0;OUT42H,ALMOV;从第3位开始显示AH,11010000BMOVAL,AHOUT44H,ALMOVBL,X1MOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLDELY;MOVAL5O;OUT42H,ALMOVAL,SI+BX;从第2位开始显示
28、MOVAH,1011OOOOBMOVAL,AHOUT44H,ALMOVBL,X2MOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLDELY;MOVAL5O;OUT42H,ALMOVAH,01110000B；从第1位开始显示MOVAL,AHOUT44H,ALMOVBL,X3MOVAL,SI+BXOUT42H,ALCALLDELY;MOVAL5O;OUT42H,ALPOPAXPOPCXPOPBXPOPDXRETSJIENDP;自动计数子程序ZJISPROCMOVSJISZHIjOJIXU:CALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYCMPSJISZHI,8JZTUICHUCALLSJIJMPJIXUTUICHU:CALLDIDIXRETZJISENDP;嘀嘀发声子程序DIDIXPROCPUSHAXPUSHCXZZ:MOVAL,OFFHOUT42H,ALCALLDELAYCALLDELAYMOVAL,00HOUT42H,ALCALLDELAYCALLDELAYCALLDELAYLOOPZZPOPCXPOPAXRETDIDIXENDPCODEENDSENDSTART
