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电子时钟课程设计,关于微机原理的课程设计,这是关于电子时钟的,内容一般,可以参考。
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课程设计报告 王世蛟
目 录
1 概述………………………………………………………………………………… 1
1.1 设计目的…………………………………………………………………………… 1
1.2 设计要求………………………………………………………………………… 1
1.3 电子时钟…………………………………………………………………………… 2
2 概要设计…………………………………………………………………………… 3
2.1 设计内容……………………………………………………………………… 3
2.2 设计环境与器材……………………………………………………………… 3
2.3 设计思想……………………………………………………………………… 3
2.4 电路原理与主要心片功能…………………………………………………… 4
2.4.18255 主 要 功 能 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 5
2.4.28259 主 要 功 能 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 6
2.4.38254 主 要 功 能 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 7
3 详细 设计 … …… …… … …… …… …… …… …… … …… …… … …… …… …… 9
3.1 显示 模 块 的 实 现… …… … … …… …… … … …… …… … … …… …… … … 9
3.2 运算 模 块 的 实 现… …… … … …… …… … … …… …… … … …… …… … … 9
3.3 主程序 流 程图… … ……… … ……… … ……… … ……… … ……… … …… 12
3.4 实验连 接 线路图 … ……… … ……… … ……… … ……… … ……… … …… 13
总结体会…………………………………………………………………………… 14
致谢………………………………………………………………………………… 15
参考文献…………………………………………………………………………… 16
附 录 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 17
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课程设计报告 王世蛟
1 概述
1.1 设计目的
通过一个学期对《微机原理及接口技术》学习,掌握的知识还停留在理论的上。
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。
通过设计实践,培养学生查阅专业资料,工具书或参考书,了解有关工业标准,掌握
现代设计手段和软件工具,并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。
通过设计,不但要培养和提高学生解决工程具体问题,动脑动手的技术工作能力,
而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想,培养良好的设计习惯,牢固树立实事
求是和严肃认真的工作态度。具体要求如下:
1、掌握 DMA 工作原理,中断工作原理,定时计数原理,并行通信原理,A/D
和 D/A 工作原理。
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
●总体内容:设计一电子时钟,能在数码管上显示时间并计时。
● 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
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课程设计报告 王世蛟
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
行接口实验。
1.2.1 在课程设计报告中实现
在实际的实验当中,由于实验设备上的差异,所以很难实现时、分等较为完美的
显示,但在课程设计的报告中则没有这些限制。所以在课程设计报告中必须实现的功
能有:用 4 个数码管实验 0 分 0 秒到 59 分 59 秒的显示。2)将数码管上的信息同时
显示在显示器上。
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。并且本学期通过对《现代微机原理与接口技术》的学习,利用掌握的知识进行实
践是必要的,以巩固基础知识,培养独立操作能力。而本次课程设计要实现的功能为:
利用定时器从 0 开始进行计时,将计时的结果显示在数码管上。每隔 1 秒,秒钟计时
一 次 , 到 60 秒 , 分 钟 加 1 , 到 60 分 小 时 加 1 。 根 据 需 要 , 需 选 择 的 芯 片 有
8254,8259,8255,系统时钟频率 1.041667MHz;
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课程设计报告 王世蛟
2 概要设计
2.1 设计内容
本次课程设计的内容为电子时钟的设计与实现,利用定时器从 0 开始进行计时,
将计时的结果显示在数码管上。每隔 1 秒,秒钟计时一次,到 60 秒,分钟加 1,到 60
分 小 时 加 1 。 根 据 需 要 , 需 选 择 的 芯 片 有 8254 , 8259 , 8255 , 系 统 时 钟 频 率
1.041667MHz;
由于实验箱上的数码管一次只能用一个,设计者可考虑先完成下面实验要求:
利用 8254 计时,计时从 0 秒到 9 秒,到 9 秒后又从 0 秒重新开始计时,同时将 0
秒~9 秒的数字变动信息通过 8255 送数码管显示。由系统时钟频率 1.041667MHz,同
学们考虑如何利用 8254 计数器实现 1 秒的计时。
2.2 设计环境与器材
(1)PC 微机一台
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
此设备必须能提供 8254、8255、8259 和显示灯等必要芯片。并且能通过接受
PC 机传来的信息,显示出相应的功能。以支持电子时钟的实现。
(8)0.55mm 单总线若干条
用于电路和芯片之间的连接。
2.3 设计思想
本系统所要完成的是电子钟的计时等功能,其中最基本的就是实现计时功能,并把
相应的数值送到数码管上显示出来。
在本系统中,用到的 8254 的功能只是相当于一个定时计,我们给定时器输入
30KHz 频率的脉冲,这样每隔一秒就会在 OUT0 端产生 0 到 1 的跃变,作为中断 IRQ
的请求信号。当然,时钟的计数也有其特定的规则,那就是秒、分的个位逢十进一,
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课程设计报告 王世蛟
十位逢六进一,所以,我们可以通过中断处理程序来控制其进位。这样我们便完成了
计时功能。然而,如果仅仅将计时得到的相应数据送入数码管,我们会发现,四个数
码管同时显示,无法完成其时钟的显示功能。但是,我们知道,四个数码管的亮灭与
小键盘 X1,X2,X3,X4 各列是否为低电平是相对应的(即:X1,X2,X3,X4 依次对应从
左到右的四个数码管,若 X1 为低电平,则数码管 1 亮;若 X2 为低电平,则数码管 2
亮; ),于是,我们就可以将低电平输出到相应的键盘上,来实现对应数码管的显•••
示。
通过以上分析,我们可以用四位二进制码分别对应表示 X4X3X2X1 的逻辑值
(1--高电平,0--低电平),这样要实现时钟的显示功能,便可以按照以下方法来进
行:首先将秒的个位数据通过 8255 的 B 端口送给数码管,同时将二进制码“0111”通
过 8255 的 A 端口送给小键盘 X4X3X2X1,这样通过计算机的扫描后,就会在数码管
4 上显示秒的个位值;接着将秒的十位数据送给数码管,同时将二进制码“1011”送给
小键盘 X4X3X2X1,这样就会在数码管 3 上显示相应的数值;同样的道理,分别将分
的个位、十位送给数码管,“1101” 、“ 1110”送给小键盘 X4X3X2X1,就会依次在
数码管 2、1 上显示分的个位、十位数值。另外,必须注意的一点就是,显示的时间应
该是:XX.XX,中间的一点显示在分的个位上,也就是说在数码管 2 上显示那一点,
以区分分与秒。所以,我们将显示分个位的数码管的二进制码最高位置“1”,其他数码
管置“0”,便达到了显示点的功能。从上面的方法我们可以看出,电子钟分秒各位的显
示并不是同时进行的,而是按顺序依次循环显示的,它利用的就是人的视觉暂留现象
来欺骗人们的眼睛,造成一种“四位数值同时显示”的假象。
2.4 电路原理与主要芯片功能
本次设计 实现的电 子时钟的 功能,电 子时钟主 要采用 可编 程并行接 口芯片
8255A、中断控制器 2859A、定时/计数器 8253、LED 数码显示管和两个按键来设
置一个控制灯的开关来组合设计。
其中主要用 8259A 的 IR7 中断服务程序完成秒、分、时的运算即计时功能,IR6
的中断服务程序完成调时、调分功能。8253 用来产生 50ms 的脉冲作为 IR7 的中断
请求信号。8255A 负责将内存里的时位、分位和秒位数值输出到数码管。8279A 用
来控制显示器显示时钟。按键 K1+和 K2+分别作为 IR2 和 IR6 的中断请求信号。按
键 K1+启动/关闭对时功能,它决定是否屏蔽 IR7 和 IR6 中断源。
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