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文檔簡介

1、 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)*班微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、主要任務(wù)與目標(biāo)在CRT上模擬數(shù)字鐘數(shù)字鐘顯示格式為“時:分”1. 畫出程序流程圖。2. 編寫匯編語言程序并解釋說明。目標(biāo):通過本題目的課程設(shè)計(jì),使學(xué)生對所學(xué)的微機(jī)原理與接口技術(shù)課程知識有一個全面深刻的認(rèn)識,熟悉微機(jī)原理設(shè)計(jì)的基本方法和過程;提高學(xué)生的動手能力和工程實(shí)踐能力。二、主要內(nèi)容(1)熟悉設(shè)計(jì)任務(wù),明確設(shè)計(jì)及目標(biāo)。(2)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)流程,擬定系統(tǒng)工作流程圖。(3)編寫數(shù)字鐘的匯編語言程序三、工作量要求四、時間要求設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注(一) 數(shù)字鐘的基本組成及工作原理在CRT上模擬數(shù)字鐘數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電

2、路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時、分、秒計(jì)時的裝置,與機(jī)械式時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性,且無機(jī)械裝置,具有更更長的使用壽命,因此得到了廣泛的使用。數(shù)字鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路,其中包括了組合邏輯電路和時序電路。目前,數(shù)字鐘的功能越來越強(qiáng),并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。(一) 數(shù)字鐘的基本組成及工作原理(1) 數(shù)字鐘的構(gòu)成數(shù)字鐘實(shí)際上是一個對標(biāo)準(zhǔn)頻率(1HZ)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時間(如北京時間)一致,故需要在電路上加一個校時電路,同時標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時間信號必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英 晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定

3、準(zhǔn)確的方波信號,可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了晶體振蕩器電路。分頻器電路分頻器電路將高頻方波信號經(jīng)32768()次分頻后得到1Hz的方波信號供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。時間計(jì)數(shù)器電路時間計(jì)數(shù)電路由秒個位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個位和分十位計(jì)數(shù)器及時個位和時十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成,其中秒個位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。譯碼驅(qū)動電路譯碼驅(qū)動電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài),并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。數(shù)碼管數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管和液晶(LCD)數(shù)碼管。(2)

4、 數(shù)字鐘的工作原理 1)晶體振蕩電路晶體振蕩器是構(gòu)成數(shù)字式時鐘的核心,它保證了時鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。一般輸出為方波的數(shù)字式晶體振蕩器電路通常有兩類,一類是用TTL門電路構(gòu)成;另一類是通過CMOS非門構(gòu)成的電路,該電路廣泛使用于各種需要頻率穩(wěn)定及準(zhǔn)確的數(shù)字電路,如數(shù)字鐘、電子計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信電路等。設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注 CMOS晶體振蕩器-CMOS非門U1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路,U2實(shí)現(xiàn)整形功能,將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻為非門提供偏置,使電路工作于放大區(qū)域,即非門的功能近似于一個高增益的反相放大器。電容、與晶體構(gòu)成一個諧振型網(wǎng)絡(luò),完

5、成對振蕩頻率的控制功能,同時提供了一個180度相移,從而和非門構(gòu)成一個正反饋網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性,從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。2)分頻器電路通常,數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高,為了得到1Hz的秒信號輸入,需要對振蕩器的輸出信號進(jìn)行分頻。通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路,一般采用多級2進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)。例如,將32768z的振蕩信號分頻為1Z的分頻倍數(shù)為(),即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于15級2進(jìn)制計(jì)數(shù)器。常用的2進(jìn)制計(jì)數(shù)器有74HC393等。3)時間計(jì)數(shù)單元時間計(jì)數(shù)單元有時計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)等幾個部分。時計(jì)數(shù)單元一般為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器或24進(jìn)制

6、計(jì)數(shù)器,其輸出為兩位8421BCD碼形式;分計(jì)數(shù)和秒計(jì)數(shù)單元為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器,其輸出也為8421BCD碼。一般采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器如74HC290、74HC390等來實(shí)現(xiàn)時間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。欲實(shí)現(xiàn)12進(jìn)制和60進(jìn)制計(jì)數(shù)還需進(jìn)行計(jì)數(shù)模值轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注(二)數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作4)譯碼驅(qū)動及顯示單元計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)了對時間的累計(jì)以8421BCD碼形式輸出,為了將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼顯示出來,需用顯示譯碼電路將計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流,一般這種譯碼器通常稱為7段譯碼顯示驅(qū)動器。常用的7段譯碼顯示驅(qū)動器有CD4511。5)校時電源電路當(dāng)重新

7、接通電源或走時出現(xiàn)誤差時都需要對時間進(jìn)行校正。通常,校正時間的方法是:首先截?cái)嗾5挠?jì)數(shù)通路,然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端,校正好后,再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時狀態(tài)即可(二) 數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作步驟(1) 根據(jù)要求,選擇數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)方案如下圖設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注(2) 電路設(shè)計(jì)及元器件選擇1)振蕩電路與分頻電路:根據(jù)要求,振蕩電路應(yīng)選擇晶體振蕩電路。晶體XTAL的頻率選為32768HZ。該元件專為數(shù)字鐘電路而設(shè)計(jì),其頻率較低,有利于減少分頻器級數(shù)。由于CMOS電路的輸入阻抗極高,因此反饋電阻R1可選為10M。較高的反饋電阻有利于

8、提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。由于晶體振蕩器輸出頻率為32768HZ,為了得到1HZ的秒信號輸入, 需要對振蕩器的輸出信號進(jìn)行15級2進(jìn)制分頻。 2)時間計(jì)數(shù)電路:一般采用10進(jìn)制計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)時間計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)功能。為減少器件使用數(shù)量,可選74HC390,其內(nèi)部邏輯框圖下圖所示。該器件為雙2-5-10異步計(jì)數(shù)器,并且每一計(jì)數(shù)器均提供一個異步清零端 。秒個位計(jì)數(shù)單元為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器,無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換,只需將與(下降沿有效)相連即可。(下降沒效)與1Hz秒輸入信號相連,可作為向上的進(jìn)位信號與十位計(jì)數(shù)單元的相連。秒十位計(jì)數(shù)單元為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器,需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將10進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接方法如下圖所示

9、,其中可作為向上的進(jìn)位信號與分個位的計(jì)數(shù)單元的相連。分個位和分十位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)分別與秒個位和秒十位計(jì)數(shù)單元完全相同,只不過分個位計(jì)數(shù)單元的作為向上的進(jìn)位信號應(yīng)與分十位計(jì)數(shù)單元的相連,分十位計(jì)數(shù)單元的作為向上的進(jìn)位信號應(yīng)與時個位計(jì)數(shù)單元的相連。時個位計(jì)數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或個位計(jì)數(shù)單元相同,但是要求,整個時計(jì)數(shù)單元應(yīng)為12進(jìn)制計(jì)數(shù)器,不是10的整數(shù)倍,因此需將個位和十位計(jì)數(shù)單元合并為一個整體才能進(jìn)行12進(jìn)制轉(zhuǎn)換。利用1片75HC390實(shí)現(xiàn)12進(jìn)制計(jì)數(shù)功能的電路如下圖所示。設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注(三)數(shù)字鐘程序流程圖3)譯碼驅(qū)動及顯示單元電路:選擇CD4511作為顯示譯碼電路;選擇LE

10、D數(shù)碼管作為顯示單元電路。(三)數(shù)字鐘程序流程圖設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注(四)數(shù)字鐘匯編語言程序(四)數(shù)字鐘匯編語言程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INTAORG 000BHLJMP SEV1ORG 0013HLJMP INTBORG 001BHLJMP SEV2ORG 0030HMAIN:MOV SP,#60HMOV A,#00HMOV 30H,AMOV 31H,AMOV 32H,AMOV 33H,#0CHMOV 34H,AMOV 35H,AMOV 44H,#80HMOV 45H,#40HMOV 46H,#20HMOV 47H,#10HCLR RS0

11、CLR RS1MOV R2,#0MOV R3,#0MOV R4,#0MOV R5,#12HMOV TMOD,#11HMOV TH1,#3CHMOV TL1,#0B0HMOV TH0,#0ECHMOV TL0,#78HMOV IP,#08HMOV TCON,#50HMOV IE,#8FH設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注LOP:MOV B,#10MOV A,33HDIV ABMOV 40H,AMOV 41H,BMOV B,#10MOV A,32HDIV ABMOV 42H,AAA:MOV 43H,BSETB RS1CLR RS0A1:MOV R2,35HCJNE R2,#0,NTMOV R2,34H

12、CJNE R2,#0,NTSJMP BBNT:MOV A,35HCJNE A,33H,BBMOV A,34HCJNE A,32H,BBCLR P3.7SJMP LOPBB:SETB P3.7SJMP LOPSEV1:PUSH ACCPUSH PSWSETB RS1SETB RS0CLR TR0MOV R2,#04HMOV R0,#40HMOV R1,#44HFLASH1:MOV A,R1ADD A,R0MOV P1,ALCALL DELAY1設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說明及計(jì)算過程備注(五)設(shè)計(jì)小結(jié)(六)設(shè)計(jì)感想(七)參考文獻(xiàn)FLASH:INC R0INC R1DJNZ R2, FLASH1MOV TH0,

13、#0ECHMOV TL0,#78HPOP PSWPOP ACCSETB ET0SETB TR0SETB EARETIDELAY1:MOV R3,#02HAGAIN:MOV R4,#0F8HDELAY:DJNZ R4,DELAYDJNZ R3,AGAINRETEND(五)設(shè)計(jì)小結(jié)這次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言設(shè)計(jì)等內(nèi)容。對微機(jī)原理中的基本概念有較深入的了解,能夠系統(tǒng)地掌握微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)方法、微機(jī)系統(tǒng)的接口電路設(shè)計(jì)及編程方法等,并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。 (六)設(shè)計(jì)感想  通過這次“微機(jī)原理與接口技術(shù)”課程免考課題的設(shè)計(jì),我們不僅能夠更加熟練地運(yùn)用匯編語言編寫程序,而且也學(xué)

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