电子时钟日历系统82558253.docx
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电子时钟日历系统82558253
计算机科学与技术学院
硬件课程设计报告
姓名:
学号:
专业:
计算机科学与技术
班级:
设计题目:
电子时钟万年历
成员:
指导教师:
王凯职称:
副教授
2013年10月19##
课程设计指导教师评阅书
指导教师评语:
成绩:
指导教师签字:
年月日
摘要
计时准确的电子时钟日历在我们生活中能处处能见到。
钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
本次课程设计我们做的是电子时钟日历,通过使用LCD液晶显示屏显示时间,脉冲是通过可编程8253芯片来提供的,其时间是通过8255来控制显示的,4*4数字键盘将要修改的时间提供应8255芯片,然后8255芯片控制LCD液晶显示屏修改显示的时间。
流程报告中有以下几个方面:
任务设计与要求、总体方案、硬件设计、软件设计、结论与试验体会。
1设计任务与要求……………………………………………………………………2
1.1提出问题………………………………………………………………………2
1.1.1分析问题…………………………………………………………………………………2
1.2.2解决问题………………………………………………………………………2
2总体方案…………………………………………………………………………2
2.1总体方案概述…………………………………………………………………3
2.28255芯片简介………………………………………………………………5
2.38253芯片简介………………………………………………………………………8
2.4液晶屏LCD简介………………………………………………………………………14
3硬件设计…………………………………………………………………………10
3.1实物连接图……………………………………………………………………17
3.2硬件电路图连接………………………………………………………………11
4软件设计…………………………………………………………………………17
4.1原理框图………………………………………………………………………17
4.2软件设计模块…………………………………………………………………20
4.3软件设计问题分析……………………………………………………………20
4.4体流程图……………………………………………………………………20
4.5程序清单与注释……………………………………………………………21
4.6验结果…………………………………………………………………………43
5结论……………………………………………………………………………45
6体会………………………………………………………………………………45
7参考文献…………………………………………………………………………46
1设计任务与要求
1.1提出问题
电子时钟日历是采用数字电路实现对年、月、日,时、分、秒、星期,数字显示的计时装置,由于数字集成电路的开展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、实时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为根底的。
通过对一个学期的微机原理与接口技术的学习,我们可以利用我们所学过的知识来实现电子时钟日历的工作过程。
我们选择LCD显示,8254定时功能、8255根本输入输出的功能来实现数字电子时钟日历的设计。
1.1.1分析问题
〔1〕:
明确课题对程序功能,运算精度等方面的要求与硬件条件
〔2〕:
把复杂问题分解为假设干模块,确定各模块处理方法,画出流程图。
〔3〕:
存储器资源分配
〔4〕:
编制程序,根据流程图精心选择适宜的指令和寻址方式来编制源程序
〔5〕:
对程序进展汇编,调试和修改,直到程序运行结果正确为止。
设计一个电子时钟,主要以单片机和液晶显示屏LCD为硬件根底,载入用汇编语言编写的程序,参加8253和8255设计出功能完善的电子时钟。
该电子时钟通过按键可切换显示时间与日期、月份、日期、年份星期等时间。
1.1.2解决问题
电子时钟主要由显示模块、修改时间模块和时钟运算模块三大局部组成。
其中对时模块
和时钟运算模块要对时、分、秒的数值进展操作,并且秒计算到60时,要自己清零并向分进1;分计算到60时,要自己清零并向时进1;时计算到24时,要清零。
这样,才能循环记时。
利用8253可编程定时/计数器、8255可编程并行接口芯片和LCD显示屏设计一个电子时钟日历的电路,并编制一程序使得该万年历能正常运行。
万年历除了能够完成正常的计时、日历、显示功能外,还必须具备正常日期、星期、时间设定功能等。
绘制相应的硬件电路原理图并完成接线。
编制相应控制程序实现电子钟的计时、显示等功能。
控制程序设计规X,应有适当的注释,表达清楚。
万年历的显示是有LCD显示屏来显示得。
利用8253做定时器,运用其两个端口进展级联,可以输出周期为一秒的脉冲,对其产生的周期脉冲送入8255进展检测,没当检测到有信号是,也就是时间过去了一秒钟。
采用8255芯片,利用LCD显示时间,将8255的两个输出端口A口与B口实现其位选与段选。
在主程序中要分别对8253、8255进展初始化编程。
8253的通道0工作于方式2,通道1工作于方式3,对通道0输入频率为1MHz的时钟信号,使通道0和通道1级联,对8253初始化编程,使其输出周期为一秒的信号。
时、分、秒分别对应6个存储单元,分别存放时、分、秒的个位和十位。
当有一秒的周期信号产生时,将秒的个位加1,判断是否到10,如到了那么十位加1,个位清零;再判断十位是否到了6,如十位到了6那么十位清零,分的个位加1,同理对分、时作相应处理。
LCD显示屏将显示作为子程序,将时、分、秒、年、月、日对应存储单元的内容分别取出并转换成相应的代码,利用缓冲区和延时子程序进展显示。
时间的设定那么是由8255根本输入输出功能来实现,利用课本中键盘接口电路,来对时间对年月日、时分秒以与星期的设定,然后利用LCD显示屏将设定好的时间显示。
2总体方案
2.1总体方案概述
本实验采用LCD液晶显示屏作为实验芯片。
采用8255来控制LCD的显示时间,用8253来定时刷新显示的时间。
在本实验中,先采用8253提供一个1秒的脉冲给8255,然后8255在定时的控制LCD显示屏显示的时间。
在修改显示屏的时间,用4*4的数字键盘将要修改的时间提供应8255,让后再让8255控制LCD显示屏显示的时间。
其中,时间是用24小时制,年月日的形式输出的。
其中判断年是否为闰年等等问题是通过软件的形式进展设计的。
下面是本实验的总体方案
提供1秒的脉冲
提供修改的时间
控制显示的时间
流程图说明:
1.先采用8253提供一个1秒的脉冲给8255,然后8255在定时的控制LCD显示屏显示的时间
2.用4*4的数字键盘将要修改的时间提供应8255,让后再让8255控制LCD显示屏显示的时间。
材料清单:
LCD液晶显示屏〔ST7920A控制芯片〕*1,8255芯片*1,8253芯片*1,4*4键盘*1,导线假设干。
2.28255芯片简介
2.2.18255引脚图解
8255是Intel公司生产的可编程并行I/O接口芯片,有3个8位并行I/O口。
具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片〔40引脚〕。
其各口功能可由软件选择,使用灵活,通用性强。
8255可作为单片机与多种外设连接时的中间接口电路。
8255作为主机与外设的连接芯片,必须提供与主机相连的3个总线接口,即数据线、地址线、控制线接口。
同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。
由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制局部,因而8255内部结构分为3个局部:
与CPU连接局部、与外设连接局部、控制局部。
1〕与CPU连接局部
根据定义,8255能并行传送8位数据,所以其数据线为8根D0~D7。
由于8255具有3个通道A、B、C,所以只要两根地址线就能寻址A、B、C口与控制存放器,故地址线为两根A0~A1。
此外CPU要对8255进展读、写与片选操作,所以控制线为片选、复位、读、写信号。
各信号的引脚编号如下:
〔1〕数据总线DB:
编号为D0~D7,用于8255与CPU传送8位数据。
〔2〕地址总线AB:
编号为A0~A1,用于选择A、B、C口与控制存放器。
〔3〕控制总线CB:
片选信号、复位信号RST、写信号、读信号。
当CPU要对8255进展读、写操作时,必须先向8255发片选信号选中8255芯片,然后发读信号或写信号对8255进展读或写数据的操作。
2〕与外设接口局部
根据定义,8255有3个通道A、B、C与外设连接,每个通道又有8根线与外设连接,所以8255可以用24根线与外设连接,假设进展开关量控制,那么8255可同时控制24路开关。
各通道的引脚编号如下:
〔1〕A口:
编号为PA0~PA7,用于8255向外设输入输出8位并行数据。
〔2〕B口:
编号为PB0~PB7,用于8255向外设输入输出8位并行数据。
〔3〕C口:
编号为PC0~PC7,用于8255向外设输入输出8位并行数据,当8255工作于应答I/O方式时,C口用于应答信号的通信。
3〕控制器
8255将3个通道分为两组,即PA0~PA7与PC4~PC7组成A组,PB0~PB7与PC0~PC3组成B组。
如图7.5所示,相应的控制器也分为A组控制器与B组控制器,各组控制器的作用如下:
〔1〕A组控制器:
控制A口与上C口的输入与输出。
〔2〕B组控制器:
控制B口与下C口的输入与输出。
2.1.28255的命令字
D7D6D5D4D3D2D1D0
D7:
特征位D6D5:
A组方式00=方式0,01=方式1,1X=方式2
D4:
A口0=输出,1=输入D3:
C口C7~C40=输出,1=输入D2:
B组方式0=方式0,1=方式1
D1:
B口0=输出,1=输入D0:
C口C3~C00=输出,1=输入
D7位为“1〞时,为方式选择控制字的标识位。
D6、D5位决定A端口的工作方式。
D4位决定A端口工作在输入还是输出方式。
D3位决定C端口高4位PC7~PC4是作为输入端口,还是作为输出端口。
D2位用来选择B端口的工作方式。
D1位决定B端口作为输入还是输出端口。
D0位决定C端口低4位PC3~PC0作出为输入,还是输。
2.1.38255作方式
3种工作方式可用软件编程对控制口设置来指定。
三种根本的工作方式为:
方式0-根本的输入输出,方式1-选通输入输出方式,方式2-双向传送方式。
1)工作方式0(根本输入输出方式)
功能:
方式0不使用联络信号,也不使用中断,A口和B口可定义为输入或输出口,C口分成两个局部〔高四位和低四位〕,C口的两个局部也可分别定义为输入或输出。
在方式0,所有口输出均有锁存,输入只有缓冲,无锁存,C口还具有按位将其各位清0或置1的功能。
常用于与外设无条件的数据传送或接收外设的数据。
2〕工作方式1(选通输入输出方式)
A口借用C口的一些信号线用作控制和状态信号,组成A组,B口借用C口的一些信号线用作控制和状态信号,组成B组。
在方式1下,C口的某些位被占用。
方式1的输出:
当A口工作于方式1且用作输出口时,C口的PC7线用作输出缓冲器满OBF信号,PC6用作外设收到数据后的响应信号ACK,PC3用作中断请求输出信号线INTR。
当B口工作
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