微机原理课程设计——可调电子时钟

《微机原理课程设计》

设计报告

姓名：***

学号： **********

班级： 13 电气 1 班

专业：电气工程及其自动化

学院：电气与工程信息学院

2016年3月

目录

一、设计任务描述 (3)

1.1设计题目 (3)

1.2设计目的 (3)

1.3设计要求 (3)

二、设计方案描述 (3)

2.1设计原理 (3)

2.2设计芯片结构 (4)

三、具体模块设计 (5)

3.1概述 (5)

3.2小键盘模块 (5)

3.3显示模块 (5)

3.4定时模块 (6)

3.5中断处理模块 (6)

3.6硬件接线图 (6)

3.7主程序流程图 (6)

四、可控电子时钟源程序 (9)

五、心得体会 (14)

可调电子时钟

一、设计任务描述

1.1设计题目

可调电子钟设计

1.2设计目的

《微型计算机原理及应用》是一门实践性较强的课程，课堂上的理论学习

不足以让学生熟练掌握这门课程。所以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。具体如下：

1、熟悉中断工作原理，定时计数原理，并行通信原理工作原理。

2、掌握8259芯片，8254芯片，8255芯片功能，结构，编程。

3、掌握七段数码管以及小键盘的使用。

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。

1.3设计要求

1、设计一电子时钟，能计时、在数码管上显示时间并用键盘调节时间。

2、根据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.

3、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。

4、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。

二、设计方案描述

2.1设计原理

首先利用程序硬性规定分、秒的起始时间为零。利用实验台上提供的定时

器8254和扩展板上提供的8259以及键盘和数码显示电路，设计一个电子时钟，

由8254中断定时，小键盘控制电子时钟的初始值的预置。电子时钟的显示格式HH：MM：SS由左到右分别为时、分、秒，最大记时24：00：00超过这个时间

时分秒都清零从00：00：01重新开始。

基本工作原理：每毫秒对毫秒寄存器的内容加一，满1000毫秒对秒位进一，每秒对秒位寄存器的内容加一，满60秒对分位进一，以此类推。依次完成对秒、分、小时寄存器的递增，六个数码管动态显示时、分、秒的当前值。

2.2设计芯片结构

1、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，并行接口是以数据的字节为单位与I/O 设备或被控制对象之间传递信息。CPU 和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8 位、16 位、32 位等。用+5V 单电源供电，能在以下三种方式下

工作：方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选

通工作方式。

2、中断控制器8259是Intel 公司专为控制优先级中断而设计开发的芯片。它将中断源优先级排队、辨别中断源以及提供中断矢量的电路集于一片中，因此无需附加任何电路，只需对8259A 进行编程，就可以管理8 级中断，并选

择优先模式和中断请求方式，即中断结构可以由用户编程来设定。同时，在不需增加其他电路的情况下，通过多片8259A 的级连，能构成多达64 级的矢量

中断系统。它的管理功能包括：1）记录各级中断源请求，2）判别优先级，确

定是否响应和响应哪一级中断，3）响应中断时，向CPU 传送中断类型号。

3、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：

●有3 个独立的16 位计数器；

●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；

●8254 有读回命令，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。

●计数脉冲可以是有规律的时钟信号，也可以是随机信号。

三、具体模块设计

3.1概述

本系统设计的电子钟以8086微处理器作为CPU，用8254做定时计数器产生时钟频率，8255做可编程并行接口显示时钟和键盘电路，8259做中断控制器产生中断。在此系统中，8254的功能是定时，接入8254的CLK信号为周期性时钟信号。8254采用计数器0，工作于方式2。程序由以下模块组成：系统共有5个功能模块，分别为，主控模块，显示模块，定时模块，中断模块，小键盘模块。

系统框图如下：

图一系统框图

3.2小键盘模块

小键盘模块送入主控模块的子功能模块。由软件和硬件实现，硬件上由小键盘和8255互连，将小键值由8255送入主控模块。软件上使用行扫描法获得键值并送回主控模块。在本次设计中考虑抖动的影响因素，执行一个约10ms的延时程序后再扫描键盘，若两次都有键按下，从而消除了抖动影响。

3.3显示模块

显示模块是将显示缓冲区的数值送到LED显示的功能模块，显示缓冲区是由六个字节构成，分别保存小时的高位和低位，分钟的高位和低位，秒钟的高