课程名称 微机原理与接口技术 任课教师 王敬生 设计题目 计时时钟设计 班 级 姓 名 学 号
日 期 2009年1月 8日
目录
计时时钟的设计 ........................................................................................................... 2 1 设计需求分析与解决方案 ....................................................................................... 2
1.1 设计需求分析 .................................................................................................................... 2
1.1.1 题目要求 ................................................................................................................. 2 1.1.2 根据要求提出的问题 ............................................................................................. 3 1.2 解决问题方法及思路 ........................................................................................................ 3
1.2.1 硬件设计选择部分 ................................................................................................. 3 1.2.2 软件设计分析 ......................................................................................................... 4
2 硬件设计 ................................................................................................................... 5
2.1 选择芯片8255 ................................................................................................................... 5 2.1.1 芯片8255 A在本设计中的功能作用 ................................................................... 5 2.1.2 芯片8255的功能分析 ........................................................................................... 5 2.1.3 8255部分技术参数 ................................................................................................. 5 2.1.4 8255与外设相连的逻辑图（见图2-3） ............................................................... 6 2.2 选择器件LED ................................................................................................................... 7
微机课程设计报告
2.2.1 LED在本设计中的作用 ......................................................................................... 7 2.2.2 LED功能分析 ......................................................................................................... 7 2.2.3 LED技术参数 ......................................................................................................... 8 2.3 硬件设计思路及连接图 .................................................................................................... 9
2.3.1 硬件设计思路 ......................................................................................................... 9 2.3.2 硬件接线原理图(见图2-7) .................................................................................... 9
3 软件设计思路及程序控制流程框图 ..................................................................... 10
3.1 软件设计思路 .................................................................................................................. 10 3.2 程序流程图的相关说明 .................................................................................................. 10 3.3 程序控制流程框图（见图3-1） ................................................................................... 10 3.4 程序清单 .......................................................................................................................... 12
4 上机调试过程 ......................................................................................................... 17
4.1 硬件调试 .......................................................................................................................... 17 4.2 软件调试 .......................................................................................................................... 17 4.3 联机调试 .......................................................................................................................... 17 4.4 调试结果及问题的提出 .................................................................................................. 18
4.4.1 调试结果 ............................................................................................................... 18 4.4.2 提出问题 ............................................................................................................... 18
5 设计结果分析、问题讨论及总结体会 ................................................................. 18
5.1 课程设计结果及分析 ...................................................................................................... 18 5.2 问题讨论 .......................................................................................................................... 18 5.3 总结体会 .......................................................................................................................... 19
6 参考文献 ................................................................................................................. 20
计时时钟的设计
1 设计需求分析与解决方案
1.1 设计需求分析 1.1.1 题目要求
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0，每隔一秒改变一次显示值，60s为一分钟，60min为一小时，LED显示器循环显示时、分、秒的动态值。
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1.1.2 根据要求提出的问题
1、选择用于显示时间的显示器； 2、怎样使显示器实现显示时间；
3、如何实现计时功能，是用软件还是硬件实现；
4、选择何种接口芯片以及考虑该接口芯片及LED显示器的技术参数，考虑最大工作电流，需不需要其他辅助芯片等；
5、对设计题目功能的扩展，在设计中加入其他功能；
6、可否用不同的设计方法完成设计，与其他计算机语言设计相比的异同之处。
1.2 解决问题方法及思路 1.2.1 硬件设计选择部分
1、接口芯片的选择
秒位设置完毕后，如何将时间信息传送到外设中，即选择何种芯片用于CPU与外设之间传送信息。接口芯片是微型机系统中实现输入输出的常用器件，是CPU与外设之间的界面，一方面要接收CPU进行输入/输出所发出的一系列信息，另一方面又要与外设交换数据以及一些联络信号等。为增加本设计的灵活性，在接口的选择上要求是可编程的输入/输出接口8255A芯片或8251A芯片。
8255A芯片：它是一种可编程通用并行接口芯片，它有24条可编程的I/O引脚，采用40脚双列直插式封装，单一+5V电源，全部输入/输出均与TTL电平兼容。在8255A中有A、B、C三个并行输入/输出端口，其功能全部由程序设定，每个端口都有自己的特点。A口、B口通常作为独立的I/O端口使用，C口也可以作为一般的I/O端口使用，但当A口、B口作为应答式的I/O端口使用时，C口分别以来为A口、B口提供应答控制信号。如果采用8255A作为计时时钟的输入/输出接口，那么8255A的三个端口设置如下：A口工作与方式0，作为输出口，其PA0~PA6分别与外设的段选码相连，用以确定在何时显示时间的哪一位；B口工作与方式0，作为输出口，其PB0~PB7分别与外设相连，作为位选线；C口用来为A口、B口提供应答控制信号。
8251A芯片：它是一种可编程通用串行接口芯片，是通用的同步异步接收/发送器，它的作用是把计算机的并行数据转换成串行数据发送出去，把接收到的外部串行数据转换成并行数据送入计算机内部，它可以通过编程选用同步/异步通信方式，它具有独立的发送器和接收器，能够以单工、半双工或全双工方式进行通信，并提供相应的控制信号。
最佳解决方案：如果采用8251A作为计时时钟的输入/输出接口，那么就需要把计算机的并行数据转换成串行数据发送出去，把接收到的外部串行数据转换成并行数据送入计算机内部，这个过程是需要时间的，所以从时间效率方面来说并没有8255A芯片合适；另外，可编程并行接口芯片(8255A)数据传输速度快，虽然使用的通信线多，但是传输距离并不算远，所以在解决接口问题时，采用可编程并行接口芯片8255A是比较合适的。 2、时间显示
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