课程设计电子时钟设计

微机原理及其接口技术课程设计题目：8086电子时钟设计序言课程设计是培育和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识解决实质工程设计和应用问题的能力的重要教课环节，它拥有动乎、动脑和理论联系实质的特色，是培育在校工科大学生理论联系实质、敢于着手、擅长着手和独立自主解决设计实践中碰到的各种问题能力的一种较好方法。《微机接口技术》是一门应用性、综合性、实践性较强的课程，没有实质的有针对性的设计环节，学生就不可以很好的理解和掌握所学的技术知识，更缺少解决实质问题的能力。所以经过有针对性的课程设计，使学生学会系统地综合运用所学的理论知识，提升学生在微机应用方面的开发与设计本事，系统的掌握微机硬软件设计方法。时钟就是一种对时间进行累计的工具，即计时。计时的实质就是计数，只可是这里的“数”的单位是时间单位，假如把一小片一小片计时单位累计起来，便可获取一段时间。所以，使用计数器对时钟脉冲入行计数，就是时钟实现的基来源理;再用LED数码管显示出来，并设计出几个按键用于对时钟进行调整，这样，一个完好的时钟就设计达成了。本次课程设计要求利用8253准时器设计一个拥有时、分、秒显示的电子时钟，并定义一个启动键，当按下该键的时候，时钟从目前的设定值(能够在缓冲区中设置)开始走时。同时，再定义三个按键，分别对时、分、秒进行校订。目录目录----------------------------------------------------------------1、电子时钟功能介绍----------------------------------------------2、电子时钟系统整体方案设计--------------------------------------2.1方案比较--------------------------------------------------2.2方案选择--------------------------------------------------3、电子时钟的工作原理--------------------------------------------3.1实现时钟计时的基本方法------------------------------------3.2电子钟的时间显示------------------------------------------4、硬件设计------------------------------------------------------4.1硬件设计电路图-------------------------------------------主电路模块-------------------------------------------显示模块-----------------------------------------按键模块---------------------------------------------整体电路图-------------------------------------------4.2硬件设计所用芯片介绍-------------------------------------芯片的内部构造及引脚----------------------------芯片的内部构造及引脚---------------------------5、软件设计------------------------------------------------------5.1电子时钟部分程序流程框图----------------------------------主程序流程框图------------------------------------------键扫子程序流程框图--------------------------------------中止办理程序流程框图------------------------------------5.2电子时钟整体程序------------------------------------------6、总结与领会----------------------------------------------------参照文件------------------------------------------------------------附录1---------------------------------------------------------------附录2---------------------------------------------------------------1、电子时钟功能介绍可调整运转的电子钟拥有三种工作状态:"P.”状态、运转状态、调整状态。(1)“P.”状态:依赖上电进入，在此状态下，按B,C,D键均无效，按A键有效，进入运转状态。运转状态:按奇数次A键进入，在此状态下，按B,C,D键均无效，只有按A键有效，按下A键后，退出运转状态，进入调整状态。调整状态:按偶数次A键进入，在此状态下，按A,B,C,D键均有效。如按下A键，则退出调整状态，进入运转状态;按下B,C,D键，则分别对时、分、秒加1，调整结束后一定按A键，即可退出调整状态，进入运转状态口基本功能要求:“P.”稳固地显示在LED显示器的最左端数码管上，无A键按下(在“P.”状态下，按下B,C,D键无效)，则不进入电子钟的运转状态，持续显示“P.”。按下A键后，电子钟从目前的设定值开始走时。再次按下A键后，电子钟退出运转状态，进入调整状态，利用B,C,D键把电子钟的显示时间改正为目前实不时间，时间修更正确后可再次按下A键，电子钟则退出调整状态，进入运转状态。2、电子时钟系统整体方案设计2.1方案比较方案一:利用AT89S52单片机内部的准时/计数器进行中止准时，配合软件延时实现时、分、秒的计时:AT89S52的PO口和P2口外接LED数码管构成显示器;P1口外接四个按键A,B,C,D构成键盘电路。如图2-1所示。图2-1AT89S52单片机设计方案框图方案二:以8086微办理器作为CPU,8253做准时计数器产生时钟脉冲，8255A做可编程并行接口，接LED显示时钟和扩展调整按键。如图2-2所示。图2-2以8086为CPU设计方案框图2.2方案选择就方案一用单片机来设计电子时钟，从主要芯片耗材上来说比方案二要少，可是用单片机来设计电子时钟，需要做的其余模块，如单片机最小系统，相对方案二要复杂好多，并且就程序上的编写来说，方案二也比方案一简单。所以，本设计采纳方案二来做。3、电子时钟的工作原理3.1实现时钟计时的基本方法利用8253的16位可编程准时/计数器及8086中止系统实现时钟计数。计数初值计算:采纳8253的准时/计数器1，把准时器设为工作方式2.输入250kHz,输出200Hz,准时时间为5-，则计数溢出200次即得时钟计时最小单位一秒.采纳中止方式进行fly出次数累计，计满200次为秒计时((1秒);从秒到分和从分到时的计时是经过累加和数值比较实现。8253的初始化程序段:设置8253,t1，方式2,输入250kHz,输出200Hzamovdx,233hmovax,1250mova1,74houtdx,aloutdx,almovaLahmovdx,231houtdx,al3.2电子钟的时间显示电子钟的时钟时间在六位数码管长进行显示，所以，在内部RAN中设置显示缓冲区共个单元。3.3电子钟的启、停及时间调整电子钟设置4个按键经过程序控制来达成电子钟的启、停及时间调整键控制电子钟的启、停:键调整时键调整分键调整秒4、硬件设计4.1硬件设计电路图主电路模块由8086,8253,8255A构成，电路如图4-1所示。4-1主电路模块电路显示模块显示部分由6个LED构成，用8255A的A口作LED的段码输出口，B口作六个LED数码管的位控输出线。电路如图4-24-2显示模块电路四个按键A,B,C,D分别达成各自功能，由8255A的C口控制。电路如图4-34-3按键模块电路整体电路图见附录l4.2硬件设计所用芯片介绍在本系统中，8086工作在最小模式下。负责对8259，8253等芯片进行工作方式控制和数据办理，对时钟信号进行响应并控制led数码管进行显示。1.AD7~AD0（双向。三态）为低8位地点／数据的复用引脚线。采纳分时的多路变换方法来实现对地点线和数据线的复用。在总线坐骑的T1状态。这些银线表示为这些银线用作株距总线。可见对复用信号使用时间来加以区分的。它要求在T1状态线出现低8位地点时，用地点锁存器加以锁存。这样在随后的T状态，即便这些线用作数据线，而第8位地点线的地点在个体却被记录保留下来，并送到地点总线上。在DMA方式时，这些银线被浮置为高阻状态。2.A15~A8（输出，三态）为8位地点线。在读写储存器或外设端口色中个总线周期内，都作为地点线输出高8位地点。在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。3.A19/S6~A16/S3（输出。三态）为地点／状态服用引脚线，在总线周期的T1状态，这些线表示为最高4位的地址线，在总线周期的其余T状态，这些线用作供给状态信息，相同需要地点锁存器对T1状态出现的最高4位地点加以锁存。状态信息S6老是为低电平，S5反应目前同意中止标记的状态。S4与S3一同指示目前那一个段寄存器被使用。在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。4.RD（输出，三态）11.读信号，当其有效时表示正在对储存器或I／O端口进行读操作。若IO／M为低电平，表示读取储存器的数据，若IO／M为高电平，表示读取I／O端口的数据。在DMA方式时，这些引线被浮置为高阻。5.READY（输入）为准备就绪信号。低电平有效。本信号由等候指令WAIT来检查。我们知道当CPU履行WAIT指令时，CPU处于等候状态，一旦检测到TEST号为低，则结束等候状态，继续履行WAIT指令下边的指令。6.TEST（输入）16.为检测信号，低电平有效。本信号由低呢古代指令WAIT来检查。我们知道当CPU履行WAIT指令时，CPU处于等候状态，一旦检测到TEST号为低，则结束等候状态，继续履行WAIT指令下边的指令。7.INTR（输入）可障蔽中止恳求信号，高电平有效。CPU在履行每条指令的最后一个T状态时，去采样INTR信号，若发现有效，而中止同意标记IF有为1，则CPU在结束目前指令周期后相应中止恳求，赚取履行中止办理程序。8.NMI（输入）非屏幕中止恳求信号，为一个边沿触发信号，不可以有软件加以障蔽。只需在NMI线上出现由低到高的变化信号，则CPU就会在目前指令中，赚取之行给障蔽中止办理程序。9.RESET（输入）复位信号，高电平有效，复位时该信号要求保持高电平值到4个时钟周期，若使首次加电，则高电平信号起码要保持50us，复位信号的到来，将立刻结束CPU的目前操作，内部寄存器恢复到初始状态。当RESET信号从高电平回到低电平常，及复位后进入从头启动时，变质型从内存FFFF0H处带式的指令，往常在FFFF0H寄存一条无条件转移指令，转移到系统程序的实质进口处。这样只需系统被复位启动，就自动进入系统程序。10.CLK(输入)时钟信号，它为CPU和总线控制电路供给基准时钟，对时钟信号要求：1／3周期为高电平，2／3周期为低电平。8088的标准时钟频次为5MZ。11.电源和地VCC为电源引线，单调的为+5V电源。引脚为1和20为两条GND线，要求均要接地。12.IO／M接见储存器或I／O端口的控制信号。若IO／M为高电平，则接见的是I／O端口；若IO／M为低电平，则接见的是储存器。13.WR写信号。当其有效时表示CPU正在对储存器或I／O端口进行写操作，详细对水进行写操作，有IO／M信号决定。本信号在总线周期的T2，T3。TW状态有效。在DMA方式时，此线被浮置为高阻。芯片的内部构造及引脚8253有3个独立的十六位计数器，计数频次范围为0-2hIHZ。它全部的计数方式和操作方式都经过编程控制。8253的功能用途是:(1)延时中止;(2)可编程频次发生器；(3)事件计数器；(4)二进倍频器；(5)实不时钟；(6)数字单稳；(7)复杂的电机控制器。8253引脚图以及功能说明:图4-58253引脚图由上图可知，8253一共有24条引脚，此中:D7-DO—双向数据线:WR(低电平有效)—写输入信号;RD(低电平有效)—读愉入信号;CS(低电平有效)—片选输入信号:A0,A1—片内寄存器地点输入信号;CLK一一-it数输入，用于输入准时基准脉冲或计数脉冲OUT输出信号，以相应的电平指示计数的达成，或输出脉冲波形GATE-迭通输入(门控输入)，用于启动或严禁计数器的操作，以使计数器和计测对象同步。芯片的内部构造及引脚8255A可编程外头接口芯片是Intel企业生产的通用并行I/O接口芯片，它拥有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-基木输入/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8255A引脚图如图4-6所示，各引脚功能以下:D7-DO—与CPU侧连结的八条双向数据线;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;4-68255A引脚图PAO—PA7A口外设双向数据线;PB7-PBOB口外设双向数据线;PC7-PCOC口外设双向数据线RESET—复位输入信号5、软件设计5.1电子时钟部分程序流程框图图5-1主程序流程框图如图5-2所示图5-2键扫子程序流程框图如图5-3所示图5-3中止办理程序流程框图5.2电子时钟整体程序总程序见附录26、总结与领会微机接口技术是一门应用性、综合性、实践性都较强的课程，经过本次课程设计过程，我基木熟习和掌握了微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤，是一次微机开发应用方面的初步训练;经过本次课程设计使我娴熟掌握了微机系统与接口扩展电路的设计方法，并娴熟应用8086汇编语言编写应用程序和实质设计中的硬软件调试方法和步骤，熟习微机系统的硬软件开发工具的使用方法.此次的课程设计对我来说，是一次特别重要的锻炼，经过此次设计，我对所学的知识有了更深刻的认识和掌握，使我懂得了理论与实质相联合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相联合起来，从理论中得出结论，才能真实为社会服务，进而提升自己的实质着手能力和独立思虑的能力。有了此次的设计经验，相信在此后的学习设计实践过程中，我能够做到更好。回首此次课程设计的过程，能够用“累并收获着”来归纳。经过本次设计，不只使我的专业知识获取稳固和开辟，并且能使我将所学与实践联系起来，认识到自己知识的缺漏，明确自己的努力的方向。计算机技术的发展日异月新，其接口技术应用十分宽泛，我不只需常常追踪专业新技术、新动向，时刻走在时代的前列;还要着重累积经验，在此次设计中，累积一些通用俗语，才能使自己慢慢地融入专业之中，更快地进入工作角色:此外，还要着重养成终生的学习习惯，扩大自己的知识面，才能促使自己不停进步。参照文件戴梅馨，史嘉权编着.微型计算机技术及应用(第三版)北京:清华大学第一版社，2003李顺增，吴国东，赵河明等.微机原理及接口技术北京:机械工业第一版社，2006孙德文.微型计算机技术高等教育第一版社赵明富.黄丽雯，李文杰.微机原理及接口技术实验重庆工学院电子信息与白动化学院侯伯亨，李伯成微机原理与接口技术西安电子科技大学第一版社附录1附录2电子时钟程序;8255用作读键盘信息;8253供给时钟信号;led采纳动向显示modelsmall.stack50，数据段databufd60,0,0,0,0,0;显示缓冲区数码管笔形码ledd63FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,80hhourd608h;时缓冲单元mindb30h;分缓冲单元seed630h;秒缓冲单元mseod60;毫秒缓冲单元dexdb0;笔形码索引值键盘编码表keytabDW57FH,5BFH,5DFH,5EFH,5FEH,5FDH,5FBH,5F7HDW67FH,6BFH,6DFH,6EFH,6FEH,6FDH,6FBH,6F7Hkeyenddw7ffhagekeydb12;键龄oldkeydw0;键码字保留keynumd60;键号keyokdb0;按键响应标记stated60;系统状态，。一运转态;1一改正态keymddb0;改正键标记，B一改正时;C一改正分;D-改正秒somed60;时间设定单元，保留键盘输入的时间二代码段code主程序:实现8253的设置，中止向量的设置，检测系统大键盘信号，有按键就结束程序返回系统。mainprocfarstart:movax,data;设置数据段和附带段movds,axmoves,axcli;关中止;设置8253，2l，方式2,输入250kHz,输出200Hzmovdx,233hmova1,74houtdx,alm-dx.231hmovax,1250outdx,almoval,ahoutdx,al保留原中止向量a1,Obhah,35b21hesbxdsintnushvushPush设置新中止向量movdx,offsetintpromovax,segintpromovds,axmova1,Obhmovah,25htm21h翻开中止障蔽popdsina1,21handal,Of7hout21h,a1sti;开中止等持按键，返回系统wat:movah,lintlbhjzwat答复中止向量popdxpopdsmova1,Obhmovah,25hint21h退出程序，返回系统movax,4e00him21h，中止一f程序:达成时钟办理、键盘监控和显示功能tntproprocnearpushds;保留寄存器pushaxpushcxaxax,data;设置数据段和代码段寄存器ds,ax不是改正状态才走时钟nush时钟办理模块，以5毫秒为单位调整时、分秒。elk:incmsecnU鱿、hcn]nlmmladdamlcn]nl抑mIaddal,lmin,almin,60hdaa﹄cmPjnenextmovmin,0moval,houraddal,ldaamovhour,alcmphour,24hjnenextmovhour,0，键盘监控模块next:decagekeyjznextljmpdspnextl:movagekey,12movdx,223h;设置PA输出，PB输入mova1,82houtdx,almova1,0;A口输出低电平，读B口movdx,220houtdx,almovdx,221hinal,dxmovbh,almovdx,223h;设置PB输出，PA输入mova1,90houtdx,almoval,();bmovdx,22lhoutdx,almovdx,220binal,dxmovbl,al;i?andbx,7ffh;去除键码中无用位数cmpbx,7ffhjnekeyon;有按键则进入按键办理movkeyok,0;无按键则消除响应标记退出按键办理jmpdspkeyon:cmp.bx,oldkeyjekeyonl;已经去颤动则直接办理按键movagekey,4;有新按键则设置键龄退出中止movkeyok,0movoldkey,bximpdspkeyonl:cmpkeyok,ljneII;按键已响应则退出键盘办理impdsp11:movkeyok,l;建立按键响应标记stdleadi,keyend;指向键码表movax,bx;读取键号，地点递减，cx的值为键号movcx,17repnescaswjekeyon2impdspkeyon2:movkeynum,cl;保留键号cmpstate,0;系统在改正态否?jnekeyon3;跳到改正态的办理cmpkeynum,0ah;为A键否jnekeybmovkeymd,l;作a键改正标记movhour,0aah沙时显示为一movstate,l;进入改正态impdspkeyb:cmpkeynum,Obh;为B键否jnekeyemovkeymd,2;作b键改正标记movmin,0aah;分钟异示为..movstate,l;进入改正态impdspkeyc:cmpkeynum,Och;为c键否jekeyclimpdspkeycl:movkeymd,3;作c键改正标记movsec,0aahmovstate,l;秒显示为..impdspkeyon3:cmpkeynum,9;在改正态，判断能否为数字键jbekeys;<=9则以为是数字键impkeyen;不然判断能否为确立键keyn:moval,stime滋取输入时间，十进制格式movc1,4shlal,cl;在确立从前最后输入的两个十进制数有效oral,keynummovstime,alimpdspkeyen:cmpkeynum,Ofh;办理f键je