微机原理-电子时钟的制作-实训报告

电子时钟制作课程设计目的通过课程设计使我们深化掌握微机原理及应用课程的相关知识，充分认识理论知识对应用技术的指导性作用，进一步加强理论知识与应用相结合的实践锻炼，通过实训，进一步加深对专业知识和理论知识学习的认识和理解。初步掌握应用微机解决问题的方法和步骤。课程设计要求利用8254定时器设计一个具有分，秒显示的电子时钟，并定义一个启动键，当按下该键时时钟从当前设定值，开始走时。利用微机原理实验箱的发光数码管显示单元，把时间显示在LED数码管上。课程设计注意事项设计时，遵守实验室的规章制度。在实验操作过程中，注意平安。连接实验线路时，要关闭试验箱电源。实验结束时，要关闭试验箱电源。课程设计内容1.将8254的计数器0设置为方式3，用信号源1MHz作为CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波。然后将计数器1设置为方式0，CLK1时钟对OUT0的数去信号进行计数，方式0在计数结束后，OUT引脚输出一个由低电平到高电平的跳变信号，那么计数溢出1000次即得到时钟计时的最小单位秒，用它作为计数结束的中断请求信号产生中断。2.将8255单元与键盘及数码管显示单元连接，通过扫描计时单元产生的计时值，并将扫描结果送数码管显示。课程设计简要操作步骤计时单元：参见帮助主题中，8254定时计数实验连接实验线路。利用8254定时器产生秒计时。编写计时单元程序：将8254的计数器0设置为方式3，用信号源1MHz作为CLK0时钟，OUT0为波形输出1ms方波。然后将计数器1设置为方式0，CLK1时钟对OUT0的数去信号进行计数，方式0在计数结束后，OUT引脚输出一个由低电平到高电平的跳变信号，用它作为计数结束的中断请求信号产生中断。产生秒分别将秒的十位和各位值存放在内存单元4000H和4001H，分钟的十位和个位存放在4002H和4003H，然后判断秒的值是否等于60，当秒的值等于60时，分钟的个位加1，同时将秒的存储单元清零。同理，将小时的值存放在4004H和4005H.LED显示单元:1.参见帮助主题中，键盘扫描及数码管显示实验，连接实验线路。2.选择数码显示管，读取存储单元中计时单元产生计数秒值，显示在LED数码显示管。课程设计心得体会在这次实训中，我对汇编语言的应用和操作有了一个更深的了解认识，也对这个学期学的知识得到稳固。还有在相关的代码，每次成功后，都能享受到那份微小的成就带给我们的喜悦。通过自己不断的摸索和实践，最终把最初的理论知识转化根本技能。这次的实训，使我对这门学科产生浓厚的兴趣。为以后更好应对相关问题积累了经验。课程设计评语及成绩评语成绩指导教师〔签名〕2023年6月日附件：电子时钟1：电子时钟简介电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合都用到电子时钟。2：电子时钟的根本特点现在高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟、石英钟、石英表都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调试，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时、分、秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。3：电子时钟的应用LCD数字电子钟除了在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用，还可以改装在摩托车和汽车上，LCD显示，带蓝色背光，白天在太阳光下也能非常清楚的看到显示时间，关钥匙可以关闭蓝色背光，时间还能显示也不会清零，因LCD的显示耗电量很省的，所以一直工作也不必担忧耗电问题。在骑摩托车时，为了看时间，先要停下车子，取出，才能看时间，是否有点麻烦，现在车上改装了一个蓝色背光的液晶电子钟后，不管白天黑夜色，随时可以看时间，非常方便。4：电子时钟的原理一般电子钟是一个将“时〞，“分〞，“秒〞显示于人的视觉器官的计时装置。它的计时周期为24小时，显示满刻度为23时59分59秒，另外应有校时功能和报时功能。主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒〞计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成。将标准秒信号送入“秒计数器〞，“秒计数器〞采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲〞信号，该信号将作为“分计数器〞的时钟脉冲。“分计数器〞也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲〞信号，该信号将被送到“时计数器〞。“时计数器〞采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。译码显示电路将“时〞、“分〞、“秒〞计数器的输出状态用七段显示译码器译码，通过七段显示器显示出来。整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时。校时电路时用来对“时〞、“分〞、“秒〞显示数字进行校对调整。电子时钟由89C51，BUTTON，七段数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，到达时分秒的计时，六十秒为一分钟，六十分钟为一小时，满二十四小时为一天。而电路中唯一的一个控制键却拥有多种不同的功能，按下又松开，可以实现屏蔽数码管显示的功能，到达省电的目的；直接按下不松开，那么可以通过按键实现分钟的累加，每按一次分钟加一；而连续两次按下按键不放松，那么可实现小时的调节，同样每按一次小时加一。5：数码管显示工作原理LED数码管分共阳极与共阴极两种，其工作特点是，当笔段电极接低电平，公共阳极接高电平时，相应笔段可以发光。共阴极LED数码管那么与之相反，它是将发光二极管的阴极(负极)短接后作为反映出半导体材料的特性。常见管芯材料有磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、氮化镓(GaN)等，其中氮化镓可发蓝光。发光颜色不仅与管芯材料有关，还与所掺杂质有关，因此用同一种管芯材料可以制成发出红、橙、黄、绿等不同颜色的数码管。其他颜色LED数码管的光谱曲线形状与之相似，仅入，值不同。LED数码管的产品中，以发红光、绿光的居多、这两种颜色也比拟醒目。

LED数码管等效于多只具有发光性能的PN结。当PN结导通时，依靠少数载流子的注人及随后的复合而辐射发光，其伏安特性与普通二极管相似。在正向导通之前，正向电流近似于零，笔段不发光。当电压超过开启电压时，电流就急剧上升，笔段发光。因此，LED数码管属于电流控制型器件，其发光亮度L(单位是cd／m2)与正向电流IF有关，用公式表示：L=KIF即亮度与正向电流成正比。LED的正向电压U，那么与正向电流以及管芯材料有关。使用LED数码管时，工作电流一般选10mA左右／段，既保证亮度适中，又不会损坏器件。8254简介8254是Intel公司生产的可编程间隔定时器。是8253的改良型，比8253具有更优良的性能。8254具有以下根本功能：〔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；〔3〕每个计数器可编程工作于6种不同工作方式；〔4〕8254每个计数器允许的最高计数频率为10MHz〔8253为2MHz〕；〔5〕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，还可以读出状态存放器的内容；8254的引脚功能 它是由与CPU的接口，内部控制电路，和三个计数器组成。此次主要利用8254产生1ms的方波，其与总线相连接的引线主要是：DO-D7双向数据线，用以传送数据和控制字，分别与XDO-XD7相连接。CS输入信号，低电平有效，当它有效时才能选中该定时器芯片，实现对它的读或写，这里与系统IOY3相连接。RD读控制信号，低电平有效，与系统总线IOR#相连接。WR写控制信号,低电平有效，与系统总线IOW#相连接AO、A1为8254的内部计数器和一个控制存放器的编码选择信号，其功能如下：CLKO时计数器的时钟输入端，计数器对此时钟信号进行计数。GATEO门控信号，即计数器的控制输入信号，用来控制计数器的工作，这里使其为高电平，直接接系统5V。OUT计数器输出信号，用来产生不同方式工作时的输出波形，本次设计的1ms方波由此输出。8254的工作方式8254有六种工作方式，在此实验中由于只用来产生方波，所以使其工作在方式3〔方波发生器〕，在此方式下，GATA信号为低电平，强迫OUT输出高电平，当GATA主高电平时，OUT输出时称方波。〔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的内部控制字8254的控制字有两个：一个用来设置计数器的工作方式，称为方式控制字；另一个用来设置读回命令，称为读回控制字。这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。连接电路图8254计时单元键盘键盘及数码显示管单元按图连接实验程序；================================源程序及注释===============================;文件名:A82541.ASM;功能描述:采用8254定时器0产生50ms方波，输入给定时器1,利用定时器1产生1s中断，然后显示MY8255_AEQU0600HMY8255_BEQU0602HMY8255_CEQU0604HMY8255_CON EQU0606HA8254EQU06C0HB8254EQU06C2HC8254EQU06C4HCON8254EQU06C6HDATA SEGMENTDTABLE DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDATA ENDSSSTACK SEGMENTSTACK DW200DUP(?)SSTACKENDS CODE SEGMENT ASSUMECS:CODE,SS:SSTACK,DS:DATASTART: PUSHDS MOVAX,0000H MOVDS,AX MOVAX,OFFSETIRQ7 ;取中断入口地址 MOVSI,003CH ;中断矢量地址 MOV[SI],AX ;填IRQ7的偏移矢量 MOVAX,CS ;段地址 MOVSI,003EH MOV[SI],AX ;填IRQ7的段地址矢量 CLI POPDS MOVAX,DATA;rememberthis MOVDS,AX;notlose,itisveryimportant MOVCX,06H MOVDI,3000H MOVAL,00HLP: MOV[DI],AL INCDI LOOPLP MOVDI,3003H;savecounter MOVSI,4000H MOVAL,00H MOV[SI],AL ;清显示缓冲 MOV[SI+1],AL;displaysecond MOV[SI+2],AL MOV[SI+3],AL;displayminute MOV[SI+4],AL MOV[SI+5],AL;displayhour MOVSI,4000H ;MOVAX,COUNT;SAVECOUNT=1000 ;MOV[DI],AL ;MOV[DI+1],AH ;初始化主片8259 MOVAL,11H OUT20H MOVAL,08H OUT21H MOVAL,04H OUT21H MOVAL,01H OUT21H MOVAL,6FH ;OCW1 OUT21H,AL ;8254 MOVDX,CON8254 ;MOVAL,30H ;计数器0，方式0 MOVAL,36H ;计数器0，方式3,产生50ms方波 OUTDX MOVDX,A8254;计数初值为3E8H=1000,产生1ms中断 MOVAL,50H;c350H=50000,产生50ms OUTDX MOVAL,0c3H OUTDX MOVDX,CON8254 MOVAL,50H ;计数器1，方式0 OUTDX MOVDX,B8254;计数初值为3E8H=1000,产生1ms中断 MOVAL,20H;c350H=50000,产生50ms中断 OUTDX ;MOVAL,0c3H ;OUTDX MOVDX,MY8255_CON ;写8255控制字MOVAL,81H OUTDX, STI AA1: CALLDIS ;调用显示子程序 JMPAA1;========================================;显示子程序;========================================DIS:PUSHAX MOVSI,4000H MOVDL,0DFH MOVAL,DL AGAIN:PUSHDXMOVDX,MY8255_AOUTDX,MOVAL,[SI]MOVBX,OFFSETDTABLE XLATMOVDX,MY8255_B OUTDX CALLDALLY INCSIPOPDXMOVAL,DL TESTAL,01HJZOUT1 RORAL,1 MOVDL,AL JMPAGAIN OUT1:POPAX RET;======延时子程序====== DALLY:PUSHCXMOVCX,0012HT1:MOVAX,0010HT2:DECAX JNZT2 LOOPT1 POPCX RET ;savesecond IRQ7: PUSHAX MOVDX,B8254