时间片轮转法进行CPU调度算法实验..docVIP

一、概述 1.1设计目的 通过一个学期对《微机原理及接口一门实践性较强的课程让学生在学完该课程之后进行一次课程设计使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法提高分析和解决实际问题的能力 2、掌握8237芯片，8259芯片，8254芯片，8255芯片，ADC0809芯片功能，结构。 3、掌握8237芯片，8259芯片，8254芯片，8255芯片，ADC0809芯片的编程。 4、能运用所提到的芯片，设计系统并进行程序开发，满足用户需求。 1.2设计要求 1、总体内容：设计一电子时钟，能在数码管上显示时间并计时。 2、接口设计:根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并在实验系统上完成电路的连接和调试通过. 3、程序设计:要求画出程序框图,设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释。 4、前期完成的实验有：8259A中断控制器实验，8254定时计数器实验，8255并行接口实验。 1.3电子时钟 电子时钟从原理上讲是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。传统的设计方法有两种,一是利用组合逻辑电路和时序电路等中小规模集成电路来设计；一是利用单片机编程技术来设计。这两种设计都存在硬件复杂,设计周期长,成本高等缺点。利用利用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，并行接口是以数据的字节为单位与I/O 设备或被控制对象之间传递信息。CPU 和接口之间 的数据传送总是并行的，即可以同时传递8 位、16 位、32 位等。用+5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。8255 的内部结构及引脚如图2.1所示： 图2.1 内部结构及引脚 8255 工作方式控制字和C口按位置位/ 复位控制字格式如图3-7-2 所示： 2.2 置位/ 复位控制字格式 2.4.2 8259主要功能 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。它将中断源优先级 排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259A 进行编程，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。同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片8259A 的级连，能构成多达64 级的矢量中断系统。它的管理功能包括：1）记录各级中断源请求，2）判别优先级，确定是否响应 和响应哪一级中断，3）响应中断时，向CPU 传送中断类型号。8259A 的内部结构和引脚如图2.3所示： 图2.3 内部结构和引脚 8259A 的命令共有7 个，一类是初始化命令字，另一类是操作命令。8259A 的编程就是根据 应用需要将初始化命令字ICW1-ICW4 和操作命令字OCW1- OCW3 分别写入初始化命令寄存器 组和操作命令寄存器组。 OCW1-OCW3 各命令字格 式如图2.4所示，其中OCW1 用于设置中断屏蔽操作字，OCW2 用于设置优先级循环方式和 中断结束方式的操作命令字，OCW3 用于设置和撤销特殊屏蔽方式、设置中断查询方式以及设 置对8259 内部寄存器的读出命令。 图2.4 OCW1-OCW3 各命令字格 2.4.3 8254主要功能 8254 是Intel 公司生产的可编程间隔定时器。是8253 的改进型，比8253 具有更优良的性能。8254 具有以下基本功能： ●有3 个独立的16 位计数器； ●每个计数器可按二进制或十进制（BCD）计数； 每个计数器可编程工作于6 种不同工作方式；每个计数器允许的最高计数频率为10MHz（8253 为2MHz）； ●8254 有读回命令（8253 没有），除了可以读出当前计数单元的内容外，还可以读出状态寄存器的内容。 ●计数脉冲可以是有规律的时钟信号，也可以是随机信号。计数初值公式为n=fCLKi ÷fOUTi，其中fCLKi是输入时钟脉冲的频率，fOUTi是输出波形的频率。 图2.5 内部结构框图和引脚图 上图是8254 的内部结构框图和引脚图，它是由与CPU 的接口、内部控制电路和三个计数器组成。8254 的工作方式如下述： (1) 方式0 ：计数到0 结束输出正跃变信号方式。 (2) 方式1：硬件可重触发单稳方式。 (3) 方式2 ：频率发生器方式。 (4) 方式3 ：方波发生器。 (5) 方式4 ：软件触发选通方式。 (6) 方式5 ：硬件触发选通方式。 8254 的控制字有两个：一个用来设置计数器的