数字电子 电子日历设计.doc

计算机组成及其原理 大作业电子日历设计电气学院 1106108班 1110610832 苏小盟计时精确的电子时钟日历在我们生活中能处处能见到。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的报时功能。本次课程设计我们做的是电子时钟日历，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、结论及试验体会。基本原理8255芯片组成1中央处理器（CPU）这是芯片的核心，它完成运算和控制功能。运算是由算术逻辑单元（ALU）为主的“运算器”完成的。而控制则是由包括时钟振荡器在内的“控制器”完成的，其主要功能是对指令码进行译码，然后在时钟信号的控制下，使单片机的内外电路能够按一定的时序协调有序地工作，执行译码后的指令。2内部RAM8255系列芯片共有256个字节的RAM单元，但只有地址为007FH这128个单元作为片内随机存储器（RAM）使用，而高128个单元的一部分被特殊功能寄存器（SFR）占用。SFR只有18个，共占用21个单元。其余未被占用的107个单元，用户不能够使用。3内部ROM8255芯片内有4KB掩膜ROM，这些只读存储器用于存放程序、原始数据或表格，所以称为程序存储器，8751单片机片内有4KB的EPROM型只读存储器。4定时器/计数器8255系列内部有两个16位的定时/计数器T0、T1，以完成定时和计数的功能。通过编程，T0（或T1）还可以用作13位和8位定时/计数器。5并行口8255内部共有四个输入输出口，一般称为I/O口，即P0、P1、P2、P3口，每个口都是8位。原则上四个口都可以作为通用的输入输出口，它片内没有ROM，需用P0口作为低8位地址、数据线的分时复用口，即相当于计算机的AD0AD7线。而P2口作为高8位地址的复用口，即A8A15地址线。P3口各个管脚又有不同的第二功能，例如，读、写控制信号等。所以，只有P1口可作为通用的I/O口使用。另外，有时还需要在片外扩展I/O口。6串行口计算机的AD0AD7线。而P2口作为高8位地址的复用口，即A8A15地址线。P3口各个管脚又有不同的第二功能，例如，读、写控制信号等。所以，只有P1口可作为通用的I/O口使用。另外，有时还需要在片外扩展I/O口。7中断系列8255系列芯片内部有很强的中断功能，以满足控制应用的需要。它共有5个中断源，即外部中断源2个，定时/计数器中断源2个，串行中断源1个。8CPU内部总线和外部总线。CPU通过内部的8位总线与各个部件连接，并通过P0口和P2口形成内部16位地址总线连接到内部ROM区。外部三总线则是包括由P0口组成的数据总线（DB）（分时复用）；由P0口和P2口组成的16位地址总线（AB）（P0口分时复用）；由、ALE和P3口部分管脚（读信号及写信号）组成的控制总线（CB）。图1-1 原理图图1-2 键盘原理图8255共有40个引脚，采用双列直插式封装。各引脚功能如下：AD7AD0：地址数据总路线。8255之间的地址、数据、命令、状态信息都是通过它传送的。/CE：片先信号线，低电平有效/RD：存储器读信号线，低电平有效。/WR：存储器写信号线，低电平有效、ALE：地址及片选信号锁存线，高电平有效，其后沿将地址及片选信号锁存到器件中。IO/M：I/O接口与存储器选择依赖线，高电平表示选择I/O接口，低电平选择存储器。PA7PA0：A口输入/输出线。PB7PB0：B口输入/输出线。PC5PC0：C口输入/输出或控制信号线。用作控制信号线时，其功能如下：PC0：A INTR（A口中断信号线）。PC1：A BF（A口缓冲器满信号线）。PC2：/ASTB（A口选通线）。PC3：B INTR（B口中断信号线）。PC4：B BF（B口缓冲器满信号线）。PC5：/BSTB（B口选通线）。TIMER IN：定时器/计时器输入端。/TIMER OUT：定时器/计数器输出端。RESET：复位信号线。VCC：5V电源。VSS：地。8255内部结构包括两个8位并行输入/输出端口，一个6位并行输入/输出端口，256个字节的静态随机存取存储器RAM，一个地址锁存器，一个14位的定时器/计数器以及控制逻辑电路，各部件和存储器地址的选择由IO/M信号决定。当IO/M0（低电平）时，表示AD7AD0输入的是存储器地址，寻址范围为00HFF。当IO/M1（高电平）时，表示AD7AD0输入的是I/O接口地址，其编码如下表所示。其中A7A3可经译码器进行译码，产生片选信号/CE，内部寄存器和口地址由A2A0给出。AD7AD0寄存器A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0X X X X X 0 0 0命令/状态寄存器（命令状态口）X X X X X 0 0 1A口X X X X X 0 1 0B口X X X X X 0 1 1C口X X X X X 1 0 0定时器低8位X X X X X 1 0 1定时器高6位和2位计数方式位7 6 5 4 3 2 1 0PA：0A口输入 1A口输出PB：0B口输入 1B口输出PC2、PC1：00ALT1：A口，B口基本输入输出，C口输入01ALT2：A口，B口基本输入输出，C口输出10ALT3：A口选通输入输出，B口基本输入输出PC0：AINTR，PC1：ABF，PC2：/ASTB，PC3PC5输出11ALE4：A口，B口选通输入输出PC0：AINTR，PC1：ABF，PC2：/ASTB，PC3：BINTR，PC4：BBFPC5：/BSTBIEA：1允许A口中断；0禁止A口中断IEB：1允许B口中断；0禁止B口中断TM2、TM1：00：空操作，不影响计数操作01：停止定时器计数10：若定时器正在计数，计数长度减速为0停止计数11：启动，置方式和长度后立即启动，若正在运行表示 置新的方式和定时器长度，计数结束后，按新的方式和长度计数。B、工作方式：在8255的逻辑部件中，设置有一个控制命令寄存器和一个状态标志寄存器。8155的工作方式由CPU写入控制命令寄存器中的控制字来确定。控制命令寄存器只能写入不能读出，8位控制命令寄存器的低4位用来设置A口、B口和C口的工作方式。第4、5位用来确定A口、B口以选通过输入输出方式工作时是否允许中断请求。第6、7位用来设置定时器/计数器的操作。工作方式控制字的格式如上图所示：8255的A口、B口 可工作于基本I/O方式或选通方式，C口 可作为输入输出口线，也可作为A口、B口 选通方式工作时的状态控制信号线，其工作情况与8255方式0，方式1时大致相同，控制信号的含义也基本一样。另外，在8155中还设置有一个状态标志寄存器，用来存放A口和B口的状态标志，状态标志寄存器的地址与命令寄存器地址相同，CPU只能读出，不能写入。状态标志寄存器的格式如下图所示，所以CPU可以直接查询。D7D6D5D4D3D2D1D0XTMERINTEBBBFINTRBINTEAABFINTRINTR：中断请求 INTE：端口中断允许BF：缓冲器满标志 TIMER：定时中断C、定时器/计数器在8255中还设置有一个14位的定时器/计数器，可用来定时或对外部事件计数，CPU可通过程序选择计数长度和计方式。计数长度和计数方式由输入给计数寄存器计数控制字来确定，计数寄存器的格式如下：TL（04H）D7 D0T7T6T5T4T3T2T1T0TH（05H）D7 D0M2M1T13T12T11T10T9T8图1-3 电子日历电路图图1-4 功能说明（1）校时（2）8路定时时间查询按下S1键依次显示定时时间。星期位显示：“H”表示打开当前定时输出。“L”表示关闭当前定时输出。此时按S2键可进行“H”/“L”的切换。（3）显示状态的控制按K2可进入以下工作状态的循环切换：12小时/日月交替显示12小时固定显示24小时/日月交替显示24小时固定显示12小时/日月交替显示。（4）校时按下S2键并保持3秒后，进入校时菜单。按下S1键进入校时状态：分、时、天、月、年、微调系数。此时按S2键，完成+1。当显示“D”时，表示要调整微调系数（099），其值越小，时钟走的越慢。当使用的6MHZ的晶振偏差越大时，应仔细调整微调系数。当显示“OUT”时，按 S2键就可以退出。退出后，按任意键即可启动时钟。（5）设置定时时间