硬件课程设计电子日历时钟

计算机科学与技术学院

硬件课程设计报告

姓名：学号：

专业：计算机科学与技术学院信息安全

班级：

设计题目：电子日历时钟系统

指导教师：

2013年12月20日

课程设计指导教师评阅书

指导教师评语：

成绩：指导教师签字：

年月日

摘要

电子日历时钟是日常生活中最常见的时间工具，其功能是为用户提供准确的时间及日期显示、闹钟提醒等。本次课程设计我们主要通过使用LCD液晶显示屏显示时间，脉冲是通过可编程8253芯片来提供的，其时间是通过8255来控制显示的，4*4数字键盘将要修改的时间提供给8255芯片，然后8255芯片控制LCD液晶显示屏修改显示的时间。流程报告中有以下几个方面：任务设计与要求、总体方案、硬件设计、软件设计、实验成果、结论及实验体会。

关键词：电子日历时钟系统；8253芯片；8255芯片；LCD液晶显示屏

目录

1 设计任务与要求…………………………………………………………………

1.1 提出问题…………………………………………………………………

1.2 分析问题…………………………………………………………………………

1.3 解决问题…………………………………………………………………

2 总体方案…………………………………………………………………………

2.1 总体方案概述……………………………………………………………

2.2 8255芯片简介……………………………………………………………

2.3 8253芯片简介…………………………………………………………………

2.4 74LS273芯片简介………………………………………………………………

2.5 液晶屏LCD简介………………………………………………………………

2.6 软件功能模块图………………………………………………………

3硬件设计………………………………………………………………………

3.1 电路连接图………………………………………………………………

3.2 实物连接图……………………………………………………………

4 软件设计……………………………………………………………………

4.1 原理流程图………………………………………………………………

4.2 软件设计模块……………………………………………………………

4.3 软件设计问题分析………………………………………………………

4.4 主体流程图……………………………………………………………

5实验成果

5.1 程序清单与注释………………………………………………………5.2 程序调试与分析………………………………………………………5.3 键盘操作详解……………………………………………………………

5.4 实验结果…………………………………………………………………6结论……………………………………………………………………………7体会……………………………………………………………………………

8参考文献………………………………………………………………………

1 设计任务与要求

1.1提出问题

电子时钟日历是采用数字电路实现对年、月、日，时、分、秒、星期，数字显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、实时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。通过对一个学期的微机原理与接口技术的学习，我们可以利用我们所学过的知识来实现电子时钟日历的工作过程。我们选择LCD显示， 8254定时功能、8255基本输入输出的功能来实现数字电子时钟日历的设计。

1.2分析问题

（1）明确课题对程序功能，运算精度等方面的要求及硬件条件

（2）把复杂问题分解为若干模块，确定各模块处理方法，画出流程图。

（3）存储器资源分配

（4）编制程序，根据流程图精心选择合适的指令和寻址方式来编制源程序

（5）对程序进行汇编，调试和修改，直到程序运行结果正确为止。

设计一个电子时钟，主要以单片机和液晶显示屏LCD为硬件基础，载入用汇编语言编写的程序，加入8253和8255设计出功能完善的电子时钟。该电子时钟通过按键可切换显示时间与日期、月份、日期、年份星期等时间及整点报时的功能。

1.3解决问题

电子时钟主要由显示模块、修改时间模块和时钟运算模块三大部分组成。其中对时模块和时钟运算模块要对时、分、秒的数值进行操作，并且秒计算到60时，要自己清零并向分进1；分计算到60时，要自己清零并向时进1；时计算到24时，要清零。这样，才能循环记时。

利用8253可编程定时/计数器、8255可编程并行接口芯片和LCD显示屏设计一个电子时钟日历的电路，并编制一程序使得该万年历能正常运行。万年历除了能够完成正常的计时、日历、显示功能外，还必须具备正常日期、星期、时间设定功能等。绘制相应的硬件电路原理图并完成接线。编制相应控制程序实现电子钟的计时、显示等功能。控制程序设计规范，应有适当的注释，表达清楚。万年历的显示是由LCD显示屏来显示的。

利用8253做定时器，运用其两个端口进行级联，可以输出周期为一秒的脉冲，对其产生的周期脉冲送入8255进行检测，每当检测到有信号，也就是时间过去了一秒钟。采用8255芯片，利用LCD显示时间，将8255的两个输出端口A口与B口实现其位选与段选。在主程序中要分别对8253、8255进行初始化编程。8253的通道0工作于方式2，通道1工作于方式3，对通道0输入频率为1MHz的时钟信号，使通道0和通道1级联，对8253初始化编程，使其输出周期为一秒的信号。时、分、秒分别对应6个存储单元，分别存放时、分、秒的个位和十位。当有一秒的周期信号产生时，将秒的个位加1，判断是否到10，如到了则十位加1，个位清零；再判断十位是否到了6，如十位到了6则十位清零，分的个位加1，同理对分、时作相应处理。LCD显示屏将显示作为子程序，将时、分、秒、年、月、日对应存储单元的内容分别取出并转换成相应的代码，利用缓冲区和延时子程序进行显示。

时间的设定则是由8255基本输入输出功能来实现，利用课本中键盘接口电路，来对时间对年月日、时分秒以及星期的设定，然后利用LCD显示屏将设定好的时间显示。

报时的功能是用74LS273芯片及蜂鸣器来实现整点报时。

2 总体方案

2.1总体方案概述

本实验采用LCD液晶显示屏作为实验芯片。采用8255来控制LCD的显示时间，用8253来定时刷新显示的时间。并使用74LS273芯片及蜂鸣器来实现整点报时。

在本实验中，先采用8253提供一个1秒的脉冲给8255，然后8255在定时的控制LCD 显示屏显示的时间。在修改显示屏的时间，用4*4的数字键盘将要修改的时间提供给8255，让后再让8255控制LCD显示屏显示的时间。其中，时间是用24小时制，年月日的形式输出的。