计算机硬件技术基础综合实验报告

计算机硬件技术基础（2011）
综合性实验考试报告
一、题目：
作息时间控制系统（13）
二、问题的提出
一般机关、部队、企业等部门尤其是学校，对作息时间有严格的控制，可以采用MCS-51单片机设计一个控制作息时间的系统。

作业时间控制系统，由8051内部的定时器，设计一个电子时钟，当电子时钟达到作息时间的点钟时，用实验开发系统中的输入输出设备模拟早晨喇叭在唱歌，提醒晨练，模拟上课下课的打铃，模拟晚上熄灯等。

三、总体设计
1、分析问题的功能
设计一个电子时钟实现定时报时
2、系统总体结构设计
⑴硬件设计：用导线连接D5区和A2区的P16→SCL，P17→SDA，P10→RST_L，INT_KEY→INT0，将P1.2与蜂鸣器BUZZ，P1.4与SW1,P1.5与SW2连接
⑵软件设计：编程由8051内部的定时器，设计一个电子时钟，实现定点报时
四、详细设计：
1、硬件详细设计：
⑴画出电路图；
⑵进行硬件资源分配（包括I/O口地址、所用各存储单元的用途）。

所需设备：6位LED显示器，蜂鸣器，开关sw1, sw2，定时器0
连线方式：占用P1口的P1.0,P1.2,P1.4,P1.5,P1.0,P1.6,P1.7,以及8位LED 显示器中的6位，蜂鸣器开关sw1,sw2。

中断INT0以及INT_KEY和排线连接A2区J61和D1区J52
将P1.2与蜂鸣器，P1.4与sw1,P1.5与sw2连接,P1.6与scl,P1.7与sda,P1.6与rst_l。

INT0与INT_KEY，A2区J61与D1区J52
资源分配：将P1口合理的分配给LED显示器，蜂鸣器，以及开关来完成软件中对硬件的操作。

将地址38H,39H,4AH,4BH,4CH,4DH提出使用用于存储时钟的分位，秒位以及时钟的时位，并且使用了第二组的工作寄存器组的R2作为计数器使用，使用了计时器0做定时使用。

2、软件详细设计：
实验的设计可以分为4个部分：在LED显示器显示时间，定时报时
系统，以及报时声响中断系统，紧报警系统。

1）时间的在LED显示器显示：通过编写程序代码，实现时间在LED显示器上的显示。

2）定时报时：在时间的在LED显示器显示模块中加入编写好的定时报时系统，报时装置为蜂鸣器。

3）报时声响中断系统：通过软件查询方式，来实现此功能，放置在时间的在LED显示器显示模块。

4）紧报警系统：通过软件查询方式，来实现此功能，放置在时间的在LED 显示器显示模块。

3、设计中的主要困难及解决方案
在这部分论述设计中遇到的主要困难及解决方案。

⑴困难1：设计时，电子表时、分、秒针的显示。

解决：把时、分、秒分别放在两个存储单元内。

⑵困难2：在调试程序时，与外部连接出现问题，显示不出来
解决：通过询问同学以及查询书籍，修改程序以及外部硬件的连接
三、程序清单
SDA BIT P1.7 ;I2C总线定义串行数据存取位
SCL BIT P1.6 ;I2C总线定义串行时钟位
RST BIT P1.0 ;MCU复位输出信号，低电平复位ZLG7290 INT_KEY BIT P3.2 ;MCU中断信号输入，有效的按键动作使该引脚信号变为低电平
MTD EQU 40H ;I2C总线发送数据缓冲区(8字节)
MRD EQU 48H ;I2C总线接收数据缓冲区(8字节)
DisBuf EQU 38H ;显示缓冲区(8字节，可对应8位数码管显示)
;定义ZLG7290器件地址及子地址
ZLG7290 EQU 70H ;ZLG7290的器件地址
ACK BIT 10H ;应答标志位
SLA DATA 50H ;器件的从地址
SUBA DATA 51H ;器件的子地址
NUMBYTE DATA 52H ;读/写的字节数变量
Key DATA 53H ;返回用户按键值
SystemReg EQU 00H ;系统寄存器地址，保存 ZLG7290系统状态KeyReg EQU 01H ;键值寄存器，表示被压按键的键值
CmdBuf0 EQU 07H ;命令缓冲区0
CmdBuf1 EQU 08H ;命令缓冲区1
DpRam EQU 10H ;显示缓存寄存器
mz1 equ 38H;定义秒针位
mz2 equ 39H;定义秒针位2
fz1 equ 4AH;定义分针位
fz2 equ 4BH;定义分针位2
sz1 equ 4CH;定义时针位
sz2 equ 4DH;定义时针位2
ORG 8000H
LJMP MAIN
org 800bh
ajmp tos;定时计数器0的中断程序的入口
ORG 8100H
;-------主程序如下：
MAIN: MOV SP,#70H ;堆栈区从70H开始
CLR RST ;复位ZLG7290
LCALL DELAY ;等待复位完成，ZLG7290复位周期比较长，必须等
待
SETB RST ;结束复位
LCALL DELAY
lcall ClsDisp ;清除显示
MainLoop: mov DisBuf+0,#0 ;上电运行时，8位数码管显示mov DisBuf+1,#1 ;给显示缓冲区赋值，
mov DisBuf+2,#FFH
mov DisBuf+3,#3
mov DisBuf+4,#4
mov DisBuf+5,#FFH
mov DisBuf+6,#6
mov DisBuf+7,#7
lcall Display ;调用显示子程序，显示内容 mov mz1,#00h; ; 为时钟的各位处清零
mov mz2,#05h
mov fz1,#09h
mov fz2,#05h
mov sz1,#07h
mov sz2,#00h
mov tmod,#01h
mov th0,#0f1h;开启4ms中断
mov tl0,#99h;
setb rs1;切换工作组2
clr rs0
mov r2,#00h;计数器设置
clr rs1;切换工作组0
clr rs0
mov IE,#B;开启中断系统
setb tr0;开始计时
sjmp $;程序原地执行，等待中断的产生tos:;响应中断
mov th0,#0f1h
mov tl0,#99h
setb rs1;切换工作组2
clr rs0
inc r2
cjne r2,#250,jc
lcall dzz
mov r2,#00h
jc:jb p1.5,bj
mov a,sz1
cjne a,#08h,next1
mov a,fz1
cjne a,#00h,next1
mov a,fz2
cjne a,#00h,next1
mov a,mz2
cjne a,#00h,next1
jb p1.4, BJ ；此段程序完成中断程序，8点时报警
next1: reti
bj: cpl p1.2 ；紧急情况下报警
sjmp next1
;电子钟程序
dzz: clr rs0;开启电子钟的显示子程序
clr rs0
inc mz1
mov a,mz1
cjne a,#10,A0 ；判断秒针个位是否为10
mov mz1,#00h
mov DisBuf+0,mz1
inc mz2
mov a,mz2
cjne a,#6,A1 ；判断秒针十位是否为6
mov mz2,#00h
mov DisBuf+1,mz2
inc fz1
mov a,fz1
cjne a,#10,A2 ；判断分针个位是否为10
mov fz1,#00h
mov DisBuf+2,fz1
inc fz2
mov a,fz2
cjne a,#6,A3 ；判断分针十位是否为6
mov fz2,#00h
mov DisBuf+3,Fz2
inc sz1
mov a,sz1
cjne a,#10,A4
mov sz1,#00h
mov DisBuf+4,sz1
inc sz2
mov a,sz2
cjne a,#03,A5
A0: mov DisBuf+0,mz1
A1: mov DisBuf+1,mz2
A2: mov DisBuf+3,fz1
A3: mov DisBuf+4,fz2
A4: mov DisBuf+6,sz1
A5: mov DisBuf+7,sz2
mov a,sz1
cjne a,#04h,xs
mov a,sz2
cjne a,#02h,xs
mov mz1,#00h
mov mz2,#00h
mov fz1,#00h
mov fz2,#00h
mov sz1,#00h
mov sz2,#00h
mov DisBuf+0,mz1；进行显示
mov DisBuf+1,mz2
mov DisBuf+3,fz1
mov DisBuf+4,fz2
mov DisBuf+6,sz1
mov DisBuf+7,sz2
xs:lcall Display
ret
;WaitKey: JB INT_KEY,WaitKey ;查询按键
;lcall GetKey ;获取键值
;mov A,Key
;jz WaitKey ;Key=0无键按下，继续查询
;mov DisBuf+7,DisBuf+6 ;显示内容左移
;mov DisBuf+6,DisBuf+5
;mov DisBuf+5,DisBuf+4
;mov DisBuf+4,DisBuf+3
;mov DisBuf+3,DisBuf+2
;mov DisBuf+2,DisBuf+1
;mov DisBuf+1,DisBuf+0
;mov DisBuf+0,Key
;lcall Display
;ljmp WaitKey
;子程序名:ClsDisp
;功能：清除显示内容
;调用：VI2C_ASM.INC
;入口参数:无
;出口参数:无
;占用资源: R0，R1，R2，R3（工作寄存器组1），ACC，Cy，R5（当前工作寄存器组）
ClsDisp: mov R5,#8 ;循环计数器初值，8位数码管
mov A,#B ;按位下载数据且译码指令 01100 A2A1A0
;A2~A0:对应显示位置 1～8位数码管Cls1: MOV SLA,#ZLG7290 ;指定器件地址
MOV SUBA,#CmdBuf0 ;指定子地址
MOV MTD,A ; 命令送I2C总线发送数据缓冲区
mov MTD+1,#1FH ;命令参数，1FH：无显示
MOV NUMBYTE,#02H ;待发送数据2字节
push ACC ;保护ACC
push PSW ;保护PSW
setb RS0 ;切换工作寄存器，I2C通信软件使用工作寄存器组1
clr RS1
LCALL IWRNBYTE ;调用写2字节数据程序（VI2C_ASM.INC，I2C模拟软件包）
pop PSW ;恢复PSW
pop ACC ;恢复ACC
inc A ;按位下载数据且译码指令地址部分＋1
LCALL DELAY ;延时，等待ZLG7290执行上述命令
djnz R5,Cls1 ;没有达到8次，继续循环
ret ;子程序返回
;子程序名:Display
;功能：在8段LED数码管显示
;调用：VI2C_ASM.INC
;入口参数: Disbuf+0~ Disbuf+7，8字节显示缓冲区
;出口参数:无
;占用资源: R0，R1，R2，R3（工作寄存器组1），ACC，Cy，R0，R5（当前工作寄存器组）
Display: mov R5,#8 ;循环计数器初值，8位数码管
mov A,#B ;按位下载数据且译码指令 01100 A2A1A0
;A2~A0:对应显示位置 1～8位数码管
mov R0,# Disbuf ;R0-> Disbuf
Disp1: MOV SLA,#ZLG7290 ;指定器件地址
MOV SUBA,#CmdBuf0 ;指定子地址
MOV MTD,A ;命令送I2C总线发送数据缓冲区
mov MTD+1,@R0 ;命令参数，待显示数据送I2C总线发送数据缓冲区
MOV NUMBYTE,#02H ;待发送数据2字节
push ACC ;保护ACC
setb RS0 ;切换工作寄存器，I2C通信软件使用工作寄存器组1
clr RS1
LCALL IWRNBYTE ;调用写2字节数据程序（VI2C_ASM.INC，I2C模拟软件包）
pop PSW ;恢复PSW
pop ACC ;恢复ACC
inc A ;按位下载数据且译码指令地址部分＋1
inc R0 ;R0+1，指向下一个待显示数据
LCALL DELAY ;延时，等待ZLG7290执行上述命令
djnz R5,Disp1 ;没有达到8次，继续循环
ret ;子程序返回
;子程序名:GetKey
;功能：获取用户按键值（Key）
;调用：VI2C_ASM.INC
;入口参数:无
;出口参数:Key
;占用资源: R0，R1，R2，R3（工作寄存器组1），ACC，Cy
GetKey: MOV SLA,#ZLG7290 ;指定器件地址
MOV SUBA,#01H ;指定子地址
MOV NUMBYTE,#01H ;读1字节数据
push PSW ;保护PSW
setb RS0 ;切换工作寄存器，I2C通信软件使用工作寄存器组
clr RS1
LCALL IRDNBYTE ;调用读1字节数据程序
pop PSW ;恢复PSW
pop ACC ;恢复ACC
mov Key,MRD ;读取的数据送Key
ret ;子程序返回
;子程序名: DELAY
;功能：延时约36.5 ms（11.0592MHz时钟）
;调用：YS500US
;入口参数:无
;出口参数:无
;占用资源: R7，R6
DELAY: MOV R7,#80H
MIN: LCALL YS500US
DJNZ R7,MIN
RET
;子程序名: YS500US
;功能：延时约279us（11.0592MHz时钟）
;调用：无
;入口参数:无
;出口参数:无
;占用资源: R6
YS500US:MOV R6,#80H
DJNZ R6,$ ;延时128×2T＝256T （T=1/）
RET
$INCLUDE(VI2C_ASM.INC) ;将VIIC软件包加入到本段代码后END
四、调试程序的方法
⑴硬件调试方法
连线之后，观察程序运行是否正常，如不正常，一定要先断电再连线
⑵软件调试方法
1）按上述接线方法接线
2）开启硬件，开启计算机，打开KEIL新建立工程选择单片机NXP--P89C52X2 3）进行项目设置
设置时钟频率：11.0592MHZ
设置片外代码存储Eprom#1开始：0x8000，大小0x4000
设置片外Xdata存储Ram#1开始：0C000，大小：0x4000
选择Keil Monitor-51 Driver
4）将上述程序导入，进行测试。

5）测试结束，关机，关外设。

五、你所设计的程序最终完成的功能
⑴说明你编制的程序能完成的功能；
定时报警以及紧急情况下报警
⑵准备的测试数据，并记录运行结果。

7点59分50秒开始计时，到8点时开始报警，报警10秒钟，另外紧急情况按下SW2即可实现报警
六、对该设计题目有何更完善的方案
1、对自己完成程序进行自我评价。

程序执行过程中没能发现程序中有错误，导致答辩之前没能及时改正，这是不足的地方，但是程序执行的还算正常，可以完成老师要求的内容，并且有一部分创新，还算满意。

2、对课题提出更完善的方案。

不能完成多点报时，只有一个时间的报时，以及键盘输入定时计时，不能精简。

程序创新较少。

五、收获及心得体会
1、通过本次课程设计，自己在哪些方面的能力有所提高。

在设计程序时，遇到的问题，通过上网找，自学得到许多知识，独立思考能力提高很多。

经过本次的实验设计，学会了独立思考，语言表达能力有所提高，与同学的互助完成了任务，体会了合作的重要性，此外动手能力也较以前有很大提高。

2、收获和心得体会。

经过本次微机课题的设计与研究，掌握了许多实际的操作，开始编的程序不能运行，但是后来经过努力的修改，终于使得程序正确运行。

体会到合作的重要。

日期：2011年12 月28 日。