可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)與制作

淮北師范大學(xué)硬件課程設(shè)計(jì)可編程作息時(shí)間系統(tǒng)引言……………31、概述………………………31.1、概要設(shè)計(jì)報(bào)告………31.2、時(shí)間運(yùn)行系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)……………31.3、報(bào)時(shí)時(shí)間設(shè)置及調(diào)時(shí)功能實(shí)現(xiàn)……31.4、時(shí)分顯示系統(tǒng)………42、總體設(shè)計(jì)…………………42.1、業(yè)務(wù)流程圖…………42.2、所需芯片介紹及芯片原理圖及控制字……………52.2.1、8255A的結(jié)構(gòu)和功能………52.2.2、8255A的控制字……………72.2.3、8255A的工作方式…………82.3、可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253介紹…………………92.3.1、8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號(hào)……………92.3.2、8253的初始化步驟和門控信號(hào)的功能…102.4、0832D/A轉(zhuǎn)換器芯片介紹…………133、芯片詳細(xì)設(shè)計(jì)……………153.1、軟件程序流程圖及詳解……………153.2、功能說明……………184、分析與測(cè)試………………185、課程設(shè)計(jì)結(jié)論……………185.1、本設(shè)計(jì)的可行性與優(yōu)點(diǎn)分析………185.2、設(shè)計(jì)中的不足分析與改進(jìn)…………196、課程設(shè)計(jì)體會(huì)……………19參考文獻(xiàn)…………………19致謝………………………20引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向小型化，智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小，功能強(qiáng)，價(jià)格低廉，使用靈活等優(yōu)勢(shì)，顯示出很強(qiáng)的生命力。其功耗低，超高型，成本低，功能完整，在國(guó)內(nèi)越來越受到用戶的重視和廣泛使用1、概述1.1、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.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.1.2、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)。可選擇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，）1.3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。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。用戶可通過此鍵來查看所有的報(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)。1.4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I/O端口傳送給LED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。用戶可通過此鍵來查看所有的報(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0~9與ABCDE。此外數(shù)碼管顯示電路中還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)DP位段，用來分隔小時(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，晶體管起開關(guān)作用，并由8255A來控制其導(dǎo)通，是相應(yīng)的LED顯示器的陽(yáng)