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微机原理与接口技术电子时钟.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.33M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    一 概述
    1.1电子时钟的研究的背景
    1.2课程设计目的和意义
    1.3设计要求
    1.4设计环境与器材
    二 设计所用到的芯片
    2.1 8255芯片的内部结构及引脚
    2.1.1 8255芯片的内部结构及引脚
    2.2 8254芯片的内部结构及引脚
    三 详细设计
    3.1设计思想与原理
    3.1.1 设计思想
    3.1.2 设计原理
    3.2整体设计及模块设计
    3.3 显示模块的实现
    3.4 计时模块的实现
    3.5主程序流程图
    四 心得体会
    五 致 谢
    六 参考文献
    附录一：源代码
    重庆科技学院 课程设计任务书 设计题目：电子时钟设计 学生姓名 课程名称 微机原理与接口技术课 程设计 专业班级 计科转 08 地 点 I506 起止时间 6 月 29 日~7 月 12 日 设计内容：利用 8254 定时器设计一个具有时、分显示的电子时钟，分计算器满 60 向小时进位，小时计数器按“12 翻 1”规律计数，把当前时间显示在 4 位数码管上。 设计要求： （1）控制系统硬件用 8086 系统构成：CPU 8086，定时器/计数器芯片，并行接 口芯片，4 位 7 段数码管单元，键盘单元。 （2）设计控制系统应用软件。 （3）正点具有报时功能。 （1）电子时钟的显示时钟为“时时分分”； （2）正点报时时，数码灯闪烁两次； （3）系统分析、设计正确； （4）报告格式规范。 6 月 29 日--6 月 30 日明确设计任务，学习相关知识； 6 月 31 日--7 月 3 日查阅相关资料，进行基础练习； 7 月 5 日--7 月 7 日根据题目要求，进行设计和实现； 7 月 8 日--7 月 9 日撰写课程设计报告，进行答辩。 [1] 赵树升，赵雪梅.现代微机原理及接口技术[M]，北京：清华大学出版社，2008 年 8 月 [2] 戴梅萼.微型计算机技术及应用——从 16 位到 32 位 (第 2 版) [M]，北京：清华 大学出版社，2003 年 2 月 [3]西安唐都科教仪器公司.32 位微机原理与接口技术实验教程.2005 年 [4]西安唐都科教仪器公司.32 位微机原理与接口技术用户手册.2005 年 １.本表应在每次实施前一周由负责教师填写二份，院系审批后交院系办 备案，一份由负责教师留用。２.若填写内容较多可另纸附后。3.一题多 名学生共用的，在设计内容、参数、要求等方面应有所区别。 设 计 内 容 及 要 求 设 计 参 数 进 度 要 求 参 考 资 料 其 它 说 明 教研室主任： 指导教师： 年 月 日
    摘 要 在计算机系统，工来控制领域，甚至日常生活中都存在定时，计时和计数等问题， 定时和计时是日常生活中最普遍最常见的问题。计数用得更多。计时的本质就是计数， 只不过这里的“数”的；单位是时间单位，如果把一小片一小片计时单位累计起来，就 可获得一段时间。 电子时钟是一种用电子电路技术实现时、分、秒计时的装置,与机械式时钟相比具 有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使 用。在电子时钟的发展上看,主要向小型化、多功能化发展。 本设计采用了 4 位 LED 数码管，8254 定时/计数器，以及可编程中断控制器 8259A 和 8255 基本输入输出等芯片。要求在 LED 数码管上显示时和分的数字，到整点具有报 时和数码灯闪烁两次功能。 关键词：电子时钟、控制器、数码管 I
    目录 一 概述......................................................................................................................................1 1.1 电子时钟的研究的背景..............................................................................................1 1.2 课程设计目的和意义..................................................................................................1 1.3 设计要求......................................................................................................................1 1.4 设计环境与器材..........................................................................................................2 二 设计所用到的芯片..............................................................................................................3 2.1 8255 芯片的内部结构及引脚....................................................................................3 2.1.1 8255 芯片的内部结构及引脚...................................................................................3 2.2 8254 芯片的内部结构及引脚....................................................................................4 三 详细设计..............................................................................................................................7 3.1 设计思想与原理..........................................................................................................7 3.1.1 设计思想...................................................................................................................7 3.1.2 设计原理...................................................................................................................7 3.2 整体设计及模块设计..................................................................................................7 3.3 显示模块的实现.........................................................................................................9 3.4 计时模块的实现....................................................................................................... 11 3.5 主程序流程图............................................................................................................12 四 心得体会............................................................................................................................13 五 致 谢..................................................................................................................................14 六 参考文献............................................................................................................................15 附录一：源代码......................................................................................................................16 II
    重庆科技学院《微机原理及接口技术》课程设计报告 一 概述 1.1 电子时钟的研究的背景 电子时钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家 庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成 电路的发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的报时功 能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、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 表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 1.2 课程设计目的和意义 通过对《微机原理及接口技术》学习，掌握的知识还停留在理论上。但是这是一门 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。 这次设计需要掌握 8255、8254 芯片使用方法和编程方法，通过本次课程设计，学 以致用，进一步理解所学的相关芯片的原理、内部结构、使用方法等，学会相关芯片实 际应用及编程，系统中采用 8086 微处理器完成了电子钟的小系统的独立设计。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。 1.3 设计要求 设计内容：利用 8254 定时器设计一个具有时、分显示的电子时钟，分计算器满 60 向小时进位，小时计数器按“12 翻 1”规律计数，把当前时间显示在 4 位数码管上。 设计要求：控制系统硬件用 8086 系统构成：CPU 8086，定时器/计数器芯片，并行 接口芯片，4 位 7 段数码管单元，键盘单元。设计控制系统应用软件。正点具有报时功 1
    重庆科技学院《微机原理及接口技术》课程设计报告 能。 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. 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。 课程设计报告：正文字数约 4000 字以上（不包含程序清单），内容主要有总体设计 方案,工作和组成原理(框图)或设计说明,采用的技术路线，接口电路设计,程序设计(程 序框图和程序清单及注释)，对设计中所存在的问题和不足进行分析和总结,提出解决的 方法,措施,建议。 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 并行实验。 1.4 设计环境与器材 （1）PC 机一台 用于对程序的编译测试等，同时还需要对实验设备进行控制，提供整个程序的运 行平台，并且收集和释放硬件信号，实现程序功能。 （2）TD-PIT+一台 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。 LED：4 个 LED 用于显示时时分分值。 电子发声单元：用于整点报时。 开关及 LED 显示单元：用于整点时的闪烁。 （3）导线若干条 2
    重庆科技学院《微机原理及接口技术》课程设计报告 二 设计所用到的芯片 2.1 8255 芯片的内部结构及引脚 2.1.1 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 2.1.2 8255 端口地址 图 2.1 8255 引脚图 图 2.2 8255 端口地址表 信号线 IOY3 编址 60H 61H 62H 63H 寄存器 A 口 B 口 C 口 控制寄存器 3
    重庆科技学院《微机原理及接口技术》课程设计报告 8255 工作方式控制字和 C 口按位置位/ 复位控制字格式如下图所示： 图 2.3 置位/ 复位控制字格式 2.2 8254 芯片的内部结构及引脚 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： （1）有 3 个独立的 16 位计数器； （2）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）； （3）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。 （4）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。 8254 引脚如下图所示： 4
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