795.可編程作息時(shí)間控制器硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告包含電氣原理圖、流程圖、模塊分析、源代碼設(shè)計(jì)背景完整報(bào)告等內(nèi)容

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告姓 名： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 設(shè)計(jì)題目： 可編程作息時(shí)間控制器 成 員： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副教授 2008年 6月 題 目可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)日期 2008 年 6月 11 日至 2008 年 7 月 4日小組成員在本次設(shè)計(jì)中承擔(dān)的任務(wù)文檔成績(jī)xxxx策劃設(shè)計(jì), 流程圖草圖，查閱資料x(chóng)xx編程及其調(diào)試,分析資料x(chóng)xxx硬件原理圖，軟件繪制流程圖,查閱資料指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要作息時(shí)間控制器是日常生活中常用工具，其功能是為提供的時(shí)間運(yùn)行、報(bào)時(shí)時(shí)間值設(shè)置及調(diào)時(shí)、時(shí)分顯示、報(bào)時(shí)響應(yīng)等功能。我們利用fd-sj 86/88實(shí)驗(yàn)箱中所提

2、供的8253產(chǎn)生準(zhǔn)確的時(shí)間頻率，利用8255控制時(shí)間的讀取及數(shù)碼管的顯示輸出，從而實(shí)現(xiàn)了其基本功能。關(guān)鍵詞：作息時(shí)間控制器 ；intel8255a ；intel8253目 錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求5 1.1選題報(bào)告5 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 52 總體方案與說(shuō)明 6 2.1概要設(shè)計(jì)報(bào)告 6 2.2時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 6 2.3報(bào)時(shí)時(shí)間設(shè)置及調(diào)時(shí)功能實(shí)現(xiàn) 6 2.4時(shí)分顯示系統(tǒng) 7 2.5實(shí)驗(yàn)草圖 73硬件框圖與說(shuō)明 8 3.1硬件框圖8 3.2 硬件框圖說(shuō)明94 軟件主要模塊流程圖10 4.1總體流程圖 10 4.2顯示模塊流程圖 11 4.3計(jì)時(shí)模塊流程圖 12 4.4打鈴模塊流程圖 12 4.

3、5鍵盤(pán)模塊流程圖 13 5 源程序清單與注釋14 6問(wèn)題分析與解決方案 197結(jié)論與體會(huì) 208參考文獻(xiàn)201設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1選題報(bào)告題目：可編程作息時(shí)間控制器程序設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：利用pc機(jī)和fd88實(shí)驗(yàn)箱，用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)作息時(shí)間控制程序。實(shí)現(xiàn)功能：1）按照給定的時(shí)間模擬控制實(shí)現(xiàn)上下課打鈴（led亮）。2）具備日期和時(shí)鐘的顯示。 需求分析：1） fd-88實(shí)驗(yàn)箱一個(gè)led，數(shù)碼管，inter8253，interl8255，小鍵盤(pán)，+5v電源，頻率發(fā)生器2）8086pc機(jī)一臺(tái) 2總體方案與說(shuō)明2.1概要設(shè)計(jì)報(bào)告作息時(shí)間控制系統(tǒng)主要有四大子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn):1.時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng) 2.

4、報(bào)時(shí)時(shí)間值設(shè)置及調(diào)時(shí)系統(tǒng) 3.時(shí)分顯示系統(tǒng) 4.報(bào)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)。時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng)讓時(shí)間一直運(yùn)行著；報(bào)時(shí)時(shí)間值設(shè)置及調(diào)時(shí)系統(tǒng)使得用戶可以隨時(shí)設(shè)置時(shí)間；時(shí)分顯示系統(tǒng)讓用戶可以清楚知曉當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，報(bào)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)完成當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與報(bào)時(shí)時(shí)間值一致時(shí)進(jìn)行響應(yīng)（如led閃爍）。四大子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)有序的運(yùn)行，保證了作息時(shí)間控制系統(tǒng)具有報(bào)時(shí)，調(diào)時(shí)，顯時(shí)功能，還達(dá)到了與用戶可交互的目的.2.2時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)時(shí)間運(yùn)行與調(diào)節(jié)利用可編程的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8255芯片的可編程使時(shí)鐘頻率經(jīng)過(guò)在8253的處理而產(chǎn)生符合要求的脈沖送入8255，進(jìn)而執(zhí)行計(jì)時(shí)子程序使得改變時(shí)間參數(shù)而計(jì)時(shí)，進(jìn)行時(shí)間計(jì)算，并用實(shí)時(shí)檢測(cè)程序?qū)r(shí)間參數(shù)用數(shù)碼管

5、顯示電路顯示出小時(shí)與分鐘以及秒鐘數(shù)。與此同時(shí)也進(jìn)行與報(bào)時(shí)時(shí)間段程序的不斷調(diào)用，使得在規(guī)定時(shí)刻進(jìn)行報(bào)時(shí)?？蛇x擇5253通道0與通道1實(shí)現(xiàn)60秒定時(shí),通道1輸出out1接8255的輸出端口，完成上述連接后，編程實(shí)現(xiàn)小時(shí)，分鐘的變化的子程序，以及對(duì)8253，8255進(jìn)行初始化編程，計(jì)時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)時(shí)間運(yùn)行（每次執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)，使得minute參數(shù)+1,當(dāng)?shù)竭_(dá)59時(shí)，重新返回到零，并使得hour參數(shù)+1，）2.3報(bào)時(shí)時(shí)間設(shè)置及調(diào)時(shí)功能實(shí)現(xiàn)1)每次程序運(yùn)行前，徹底清除以前的報(bào)時(shí)時(shí)間設(shè)置值，恢復(fù)系統(tǒng)默認(rèn)報(bào)時(shí)時(shí)間值。 附*:以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)夏季作息時(shí)間作為參考系統(tǒng)默認(rèn)報(bào)時(shí)時(shí)間值。如下所示:上午： 08：00-

6、08：50 第一節(jié)課 8：00上課報(bào)時(shí) 8：50 下課報(bào)時(shí)08：55-09：45 第二節(jié)課 8：55上課報(bào)時(shí) 9：45 下課報(bào)時(shí) 10：15-11：05 第三節(jié)課 10：15上課報(bào)時(shí) 11：05 下課報(bào)時(shí)11：10-12：00 第四節(jié)課 11：10上課報(bào)時(shí) 12：00下課報(bào)時(shí)下午：14：30-15：20 第五節(jié)課 14：30上課報(bào)時(shí) 15：20下課報(bào)時(shí)15：25-16：15 第六節(jié)課 15：25 上課報(bào)時(shí) 16：15下課報(bào)時(shí)16：45-18：35 第七節(jié)課 16：45上課報(bào)時(shí) 18：35下課報(bào)時(shí)18：40-18：30 第八節(jié)課 18：40上課報(bào)時(shí) 18：30下課報(bào)時(shí)晚上：19：30-20：20

7、 第九節(jié)課 19:30上課報(bào)時(shí) 20：20下課報(bào)時(shí)20：25-21：15 第十節(jié)課 20：25上課報(bào)時(shí) 21：15 下課報(bào)時(shí) 2)程序運(yùn)行后，用戶可一次性設(shè)定報(bào)時(shí)時(shí)間值（一旦有設(shè)定操作，則原有的默認(rèn)報(bào)時(shí)時(shí)間值全部清零）。此為最新值，報(bào)時(shí)以新時(shí)間為準(zhǔn)。報(bào)時(shí)時(shí)間設(shè)置結(jié)束以后要進(jìn)行一次校時(shí)設(shè)置。3)設(shè)定完所有報(bào)時(shí)時(shí)間值后，可通過(guò)按“d”（display）顯示已經(jīng)設(shè)定好的完整的報(bào)時(shí)時(shí)間值，要求每間隔5秒鐘依次顯示報(bào)時(shí)時(shí)間值。用戶可通過(guò)此鍵來(lái)查看所有的報(bào)時(shí)時(shí)間值，以避免有錯(cuò)誤的報(bào)時(shí)時(shí)間值存在而產(chǎn)生錯(cuò)誤的響應(yīng)。2.4時(shí)分顯示系統(tǒng)時(shí)分顯示系統(tǒng)只顯示小時(shí)和分鐘，每當(dāng)將內(nèi)存中的時(shí)分參數(shù)通過(guò)i/o端口傳送給led

8、顯示電路，這樣即可以實(shí)現(xiàn)（具體實(shí)現(xiàn)有待進(jìn)一步完善）。數(shù)碼管顯示電路的顯示具有存儲(chǔ)功能，只要將其輸入端口的數(shù)值改變就可以實(shí)現(xiàn)變化數(shù)字的顯示了，這可以在計(jì)數(shù)器發(fā)出minute加1脈沖時(shí)在程序中實(shí)現(xiàn)。設(shè)定完所有報(bào)時(shí)時(shí)間值后，可通過(guò)按“d”（display）顯示已經(jīng)設(shè)定好的完整的報(bào)時(shí)時(shí)間值，要求每間隔5秒鐘依次顯示報(bào)時(shí)時(shí)間值。用戶可通過(guò)此鍵來(lái)查看所有的報(bào)時(shí)時(shí)間值，以避免有錯(cuò)誤的報(bào)時(shí)時(shí)間值存在而產(chǎn)生錯(cuò)誤的響應(yīng)。多路轉(zhuǎn)換led顯示器驅(qū)動(dòng)電路及數(shù)碼管顯示電路所示本系統(tǒng)采用七段led顯示器顯示時(shí)分參數(shù)。七段led顯示器由七個(gè)發(fā)光段構(gòu)成，每段均是一個(gè)led二極管，可顯示16進(jìn)制的09與abcde。此外數(shù)碼管顯示

9、電路中還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)dp位段，用來(lái)分隔小時(shí)與分鐘。8255的a口與c口都作為輸出口，cpu輸出的時(shí)間參數(shù)，經(jīng)a口送到74ls240的8個(gè)輸入端，且并行地接到4個(gè)led顯示的各輸入端（也稱為段總線），同名端聯(lián)在一起。每一位共陽(yáng)極led的陽(yáng)極電路中都串接一個(gè)晶體管q，晶體管起開(kāi)關(guān)作用，并由8255a來(lái)控制其導(dǎo)通，是相應(yīng)的led顯示器的陽(yáng)極與+5v電壓接通，led顯示器才有可能點(diǎn)亮；基極的高電平輸入使晶體管截止，+5v斷開(kāi)，led顯示器不能點(diǎn)亮。通過(guò)編程，可以使各個(gè)晶體管輪流導(dǎo)通，讓7個(gè)led輪流點(diǎn)亮。但任何時(shí)候只讓一個(gè)晶體管導(dǎo)通，即只有一個(gè)led點(diǎn)亮，這樣可使功耗顯著降低。2.5實(shí)驗(yàn)草圖：盧君峰繪

10、ab 數(shù)碼管 8255a 8253 8086cpu led 小鍵盤(pán)db3硬件框圖與說(shuō)明草圖：盧君峰軟件繪制：林成金3.1硬件框圖3.2硬件框圖說(shuō)明8086cpu主要功能：連接8255，8253等外圍設(shè)備，并對(duì)其編程控制實(shí)現(xiàn)基本功能。8255 主要功能： 作為cpu和外圍設(shè)備的的接口連接數(shù)碼管和小鍵盤(pán)以及8253。數(shù)碼管的功能：顯示當(dāng)前時(shí)鐘包括年，月，日，時(shí)，分，秒；小鍵盤(pán)的功能：模式轉(zhuǎn)換以及時(shí)間切換 將不同的數(shù)字鍵賦予不同的含義，數(shù)字1數(shù)字6表示當(dāng)前時(shí)間數(shù)字7數(shù)字9表示不同的模式。8253 主要功能：1.計(jì)數(shù)功能 實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的計(jì)算例如秒到分，分到時(shí)，時(shí)到日 2.定時(shí)功能 根據(jù)作息時(shí)間表的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)

11、定時(shí)，當(dāng)?shù)揭?guī)定時(shí)間時(shí)輸出低電平，控制led的亮滅。led主要功能： 通過(guò)led的亮滅表示上下課的鈴聲。4 軟件主要模塊流程圖軟件繪制： 草圖: 4.1總體流程圖4.2顯示模塊流程圖4.3計(jì)時(shí)模塊流程圖4.4打鈴模塊流程圖4.5鍵盤(pán)模塊流程圖5 源程序清單與注釋編譯： data segment hour db 07hminute db 3bhvalue db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90htimetable dw 0800h,0832h,0837h,090fh，092dh,0a0fh,0b05h,0b0ah,0c00h, ;0800 08

12、50 0855 0915 0945 1015 1105 1110 1200 0e1fh,0f14h,0f19h,100fh,102dh,1123h,1128h,121eh,131eh, ;1430 1520 1525 1615 1645 1735 1740 1830 1930 1414h,1419h ;2020 2025 data endsstack segment db 30 dup(?)stack endscode segment mainprocfar assumecs:code,ds:data,ss:stack mov ax,data mov ds,ax mov ax,stack mo

13、v ss,ax mov bp,0h ;8253初始化 mov dx,30bh ；控制口 mov al，00110111b ；通道0，方式3，bcd計(jì)數(shù) out dx，al mov dx，308h mov al，00h out dx，al mov al， 50h out dx，al mov dx，30bh mov al，01110100b ；通道1 ，方式2，2進(jìn)制計(jì)數(shù) out dx，al mov dx,309h mov al，0c0h out dx，al mov al，5dh out dx，al ；級(jí)聯(lián)產(chǎn)生1分鐘定時(shí)脈沖 ；8255a初始化 mov dx，303h mov al，1000001

14、0b ；a口輸出， b口輸入， c口輸出 out dx，al mov dx,302h ;led初始化 mov al,0ffh out dx,al ;顯示模塊show: mov al,minute mov ah,al;二進(jìn)制壓縮bcd編碼 cmpal,10d jbdisplay cmpal,20d jbad1 cmpal,30d jbad2 cmpal,40d jbad3 cmpal,50d jbad4 addal,1eh jmpdisplayad4: addal,18h jmpdisplayad3: addal,12h jmpdisplayad2: addal,0ch jmpdisplayad

15、1: addal,06h；轉(zhuǎn)換完畢display： and al,0f0h;提取個(gè)位數(shù)顯示，處理分組中的第一個(gè)時(shí)間位 mov cl,04h shral,cl leabx,value xlat push ax moval,0feh ；選中第一個(gè)數(shù)碼管 movdx, 302h outdx,al pop ax movdx, 300h；輸出數(shù)碼管值，顯示數(shù) outdx,al moval,ah；處理第二位數(shù) andal,0fh xlat pushax moval,0fdh movdx,302h outdx,al popax movdx,300h outdx,al ;顯示結(jié)束 movdx,301h；讀b口

16、值 in al,dx testal,80h jnzshow；1則跳至顯示模塊，否則調(diào)用時(shí)間處理子程序 calltime jmp show mainendp；主程序結(jié)束 ；計(jì)時(shí)系統(tǒng) timeproc near mov al,minute cmp al,3bh;59 jne add_m mov al,0h mov minute,alad_h: mov al,hour cmp al,17h;23 jne add_h mov al,0h mov hour,al jmp overadd_m: mov al,minute inc al mov minute,al mov ax,offset timetab

17、le mov di,ax mov ah,al mov al,minute cmp ax,timetabledi+bp je ring jmp overadd_h: mov al,hour inc al mov hour,al mov ah,al mov al,minute cmp ax,timetabledi+bp je ring jmp over;打鈴系統(tǒng)ring: inc word ptrbp mov cx，09h mov dx,302h mov al,0hd1: out dx,al not aldelaytime: push cx mov cx,16eahlop: loop lop po

18、p cx loop d1over: ret timeendpcode ends end main 6問(wèn)題分析與解決方案6.1 問(wèn)題分析本方案所設(shè)計(jì)的是一個(gè)具有報(bào)時(shí)，調(diào)時(shí)，顯時(shí)功能的作息時(shí)間控制系統(tǒng)，并要求在系統(tǒng)運(yùn)行前以及在運(yùn)行過(guò)程中可以讓設(shè)置一系列的報(bào)時(shí)定時(shí)初值，具備一定的交互功能,以達(dá)到它可編程的目的.6.2 解決方案 作息時(shí)間控制系統(tǒng)主要有四大子系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn):1.時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng) 2.報(bào)時(shí)時(shí)間值設(shè)置及調(diào)時(shí)系統(tǒng) 3.時(shí)分顯示系統(tǒng) 4.報(bào)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)。時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng)讓時(shí)間一直運(yùn)行著；報(bào)時(shí)時(shí)間值設(shè)置及調(diào)時(shí)系統(tǒng)使得用戶可以隨時(shí)設(shè)置時(shí)間；時(shí)分顯示系統(tǒng)讓用戶可以清楚知曉當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，報(bào)時(shí)響應(yīng)系統(tǒng)完成當(dāng)當(dāng)前時(shí)間與報(bào)時(shí)時(shí)間值一致時(shí)進(jìn)行響應(yīng)。四大子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)有序的運(yùn)行，保證了作息時(shí)間控制系統(tǒng)具有報(bào)時(shí)，調(diào)時(shí)，顯時(shí)功能，還達(dá)到了與用戶可交互的目的（具體內(nèi)容參見(jiàn)總體方案）。7結(jié)論與體會(huì)需要不斷的交流每個(gè)人的想法，