计时数字时钟课程设计报告.docVIP

合肥学院 计算机科学与技术系 课程设计报告 2014 ～ 2015 学年第 一 学期 课程 微机原理 课程设计名称 计时数字时钟 学生姓名 学号 专业班级 指导教师 张向东 龙夏 2014-12-15 计时数字时钟 题义分析及解决方案： 设计一个接口与七段LED显示器，显示一个计时时钟，显示初值为00分00秒，每隔一秒改变一次显示值，60秒为一分钟，LED显示器显示分、秒的动态值。 1 题义需求分析： 根据题意设计一个接口和七段LED显示器，本设计能显示一个具有固定初值的倒计时钟，能每隔固定时间间隔(1s)，动态刷新显示值，并且能用LED显示器显示分秒的动态值，需要解决如下问题： 1）．选择怎样的接口问题？ 2）．显示设备的选择问题？ 3）．初值的设置和输入问题？ 4）．计数值与显示码的转换及动态值显示问题？ 5）．相关芯片与译码器的选择问题？ 2解决问题方法及思路： 1） 硬件部分：根据七段LED显示器的硬件结构，为减少器件的使用量，可以选择芯片8255A，将七段LED显示器与8255A的两个八位并行输出口连接，比如使用8255的A口和B口。其中，A口用于位选，确定选择哪一个显示灯；B口用于段选择，通过改变B口中的段码，使得显示灯能够显示出相应的时间数字。8255与七段LED显示器采用的共阴极的接法。 2） 软件部分：根据题义要求，可以设立一个段码表和一个显示缓冲区，以动态刷新的方式，显示四位数字表示的时间。前者存放的是共阴极方式下数字0---9的段码；后者存放的是显示初值。设置好8255的工作方式后，运行显示程序，将缓冲区中的数字通过LED灯显示出来。为消除串码和闪烁，应让每位数字显示2~5毫秒后，关闭显示，之后再显示下一个数字。四位数字显示完成后，将缓冲区中的时间减少一秒，重复显示，直到时间减少到00分00秒。 二． 硬件选择分析 1、8255芯片：并行输入/输出接口 1） 8255的功能分析： （1）芯片8255在本设计中主要用于选择位码和输出段码，同时也减少了器件数量。Intel 公司生产的可编程并行接口芯片8255A 已广泛应用于实际工程中，例如8255A 与A/D、D/A 配合构成数据采集系统，通过8255A 连接的两个或多个系统构成相互之间的通信，系统与外设之间通过8255A 交换信息，等等，所有这些系统都将8255A 用作为并行接口。 （2）、8255引脚图：8255是可编程并行接口，内部有3个相互独立的8位数据端口，即A口、Ｂ口和Ｃ口。三个端口都可以作为输入端口或输出端口。Ａ口有三种工作方式：即方式０、方式１和方式２，而Ｂ口只能工作在方式０或方式１下，而Ｃ口通常作为联络信号使用。8255的工作只有当片选CS效时才能进行。而控制逻辑端口实现对其他端口的控制。 2） 芯片选择——8255与8253的比较： 8255： RESET:复位输入线，当该输入端外于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。CS:片选信号线，当这个输入引脚为低电平时，表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯。RD:读信号线，当这个输入引脚为低电平时，允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。WR:写入信号，当这个输入引脚为低电平时，允许CPU将数据或控制字写8255。 D0～D7:三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU 执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。PA0～PA7:端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入锁存器。 PB0～PB7:端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器， 一个8位的输入输出缓冲器。PC0～PC7:端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 一个8位的数据输入缓冲器。端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口， 每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。8253: 8253具有3个独立的16位计数器,6种不同的工作方式。 计数寄存器用来寄存计数初值,计数工作单元为16位减1计数器,它的初值便是计数寄存器内容,计数单元对CLK脉冲计数,每出现一个CLK脉冲,计数器减1,当减为零时,通过OUT输出指示信号表明计数单元已为零。当作为定时器工作时,每当计数单元为零时,计数寄存器内容会自动重新装入 计数单元,而且CLK输入是均匀的脉冲序列,于是OUT输出频率是降低了的(相对于CLK信号频率)脉冲序列。 当作为计数器工作时,表明只关心在CLK端出现(代表事件)的脉冲个数,当CLK端出现了规定个数的