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1、计算机科学与技术学院硬件课程设计报告姓 名： 专 业： 班 级： 设计题目： 可编程作息时间控制器 成 员： 指导教师： 职 称： 副教授 2008年 6月 题 目可编程作息时间控制器设计日期 2008 年 6月 11 日至 2008 年 7 月 4日小组成员在本次设计中承担的任务文档成绩XXXX策划设计, 流程图草图，查阅资料XXX编程及其调试,分析资料XXXX硬件原理图，软件绘制流程图,查阅资料指导教师评语：指导教师签字： 年 月 日摘 要作息时间控制器是日常生活中常用工具，其功能是为提供的时间运行、报时时间值设置及调时、时分显示、报时响应等功能。我们利用FD-SJ 86/88实验箱中所提
2、供的8253产生准确的时间频率，利用8255控制时间的读取及数码管的显示输出，从而实现了其基本功能。关键词：作息时间控制器 ；intel8255A ；intel8253目 录1 设计任务与要求5 1.1选题报告5 1.2设计任务与要求 52 总体方案与说明 6 2.1概要设计报告 6 2.2时间运行系统功能实现 6 2.3报时时间设置及调时功能实现 6 2.4时分显示系统 7 2.5实验草图 73硬件框图与说明 8 3.1硬件框图8 3.2 硬件框图说明94 软件主要模块流程图10 4.1总体流程图 10 4.2显示模块流程图 11 4.3计时模块流程图 12 4.4打铃模块流程图 12 4.
3、5键盘模块流程图 13 5 源程序清单与注释14 6问题分析与解决方案 197结论与体会 208参考文献201设计任务与要求1.1选题报告题目：可编程作息时间控制器程序设计1.2设计任务与要求设计任务：利用PC机和FD88实验箱，用汇编语言编写作息时间控制程序。实现功能：1）按照给定的时间模拟控制实现上下课打铃（LED亮）。2）具备日期和时钟的显示。 需求分析：1） FD-88实验箱一个LED，数码管，inter8253，interl8255，小键盘，+5V电源，频率发生器2）8086PC机一台 2总体方案与说明2.1概要设计报告作息时间控制系统主要有四大子系统功能实现:1.时间运行系统 2.
4、报时时间值设置及调时系统 3.时分显示系统 4.报时响应系统。时间运行系统让时间一直运行着；报时时间值设置及调时系统使得用户可以随时设置时间；时分显示系统让用户可以清楚知晓当前系统时间，报时响应系统完成当当前时间与报时时间值一致时进行响应（如LED闪烁）。四大子系统的协调有序的运行，保证了作息时间控制系统具有报时，调时，显时功能，还达到了与用户可交互的目的.2.2时间运行系统功能实现时间运行与调节利用可编程的计数器/定时器8255芯片的可编程使时钟频率经过在8253的处理而产生符合要求的脉冲送入8255，进而执行计时子程序使得改变时间参数而计时，进行时间计算，并用实时检测程序将时间参数用数码管
5、显示电路显示出小时与分钟以及秒钟数。与此同时也进行与报时时间段程序的不断调用，使得在规定时刻进行报时。可选择5253通道0与通道1实现60秒定时,通道1输出out1接8255的输出端口，完成上述连接后，编程实现小时，分钟的变化的子程序，以及对8253，8255进行初始化编程，计时程序实现时间运行（每次执行中断服务程序时，使得MINUTE参数+1,当到达59时，重新返回到零，并使得hour参数+1，）2.3报时时间设置及调时功能实现1)每次程序运行前，彻底清除以前的报时时间设置值，恢复系统默认报时时间值。 附*:以中国矿业大学夏季作息时间作为参考系统默认报时时间值。如下所示:上午： 08：00-
6、08：50 第一节课 8：00上课报时 8：50 下课报时08：55-09：45 第二节课 8：55上课报时 9：45 下课报时 10：15-11：05 第三节课 10：15上课报时 11：05 下课报时11：10-12：00 第四节课 11：10上课报时 12：00下课报时下午：14：30-15：20 第五节课 14：30上课报时 15：20下课报时15：25-16：15 第六节课 15：25 上课报时 16：15下课报时16：45-18：35 第七节课 16：45上课报时 18：35下课报时18：40-18：30 第八节课 18：40上课报时 18：30下课报时晚上：19：30-20：20
7、 第九节课 19:30上课报时 20：20下课报时20：25-21：15 第十节课 20：25上课报时 21：15 下课报时 2)程序运行后，用户可一次性设定报时时间值（一旦有设定操作，则原有的默认报时时间值全部清零）。此为最新值，报时以新时间为准。报时时间设置结束以后要进行一次校时设置。3)设定完所有报时时间值后，可通过按“D”（display）显示已经设定好的完整的报时时间值，要求每间隔5秒钟依次显示报时时间值。用户可通过此键来查看所有的报时时间值，以避免有错误的报时时间值存在而产生错误的响应。2.4时分显示系统时分显示系统只显示小时和分钟，每当将内存中的时分参数通过I/O端口传送给LED
8、显示电路，这样即可以实现（具体实现有待进一步完善）。数码管显示电路的显示具有存储功能，只要将其输入端口的数值改变就可以实现变化数字的显示了，这可以在计数器发出MINUTE加1脉冲时在程序中实现。设定完所有报时时间值后，可通过按“D”（display）显示已经设定好的完整的报时时间值，要求每间隔5秒钟依次显示报时时间值。用户可通过此键来查看所有的报时时间值，以避免有错误的报时时间值存在而产生错误的响应。多路转换LED显示器驱动电路及数码管显示电路所示本系统采用七段LED显示器显示时分参数。七段LED显示器由七个发光段构成，每段均是一个LED二极管，可显示16进制的09与ABCDE。此外数码管显示
9、电路中还有一个小数点DP位段，用来分隔小时与分钟。8255的A口与C口都作为输出口，CPU输出的时间参数，经A口送到74LS240的8个输入端，且并行地接到4个LED显示的各输入端（也称为段总线），同名端联在一起。每一位共阳极LED的阳极电路中都串接一个晶体管Q，晶体管起开关作用，并由8255A来控制其导通，是相应的LED显示器的阳极与+5V电压接通，LED显示器才有可能点亮；基极的高电平输入使晶体管截止，+5V断开，LED显示器不能点亮。通过编程，可以使各个晶体管轮流导通，让7个LED轮流点亮。但任何时候只让一个晶体管导通，即只有一个LED点亮，这样可使功耗显著降低。2.5实验草图：卢君峰绘
10、AB 数码管 8255A 8253 8086CPU LED 小键盘DB3硬件框图与说明草图：卢君峰软件绘制：林成金3.1硬件框图3.2硬件框图说明8086CPU主要功能：连接8255，8253等外围设备，并对其编程控制实现基本功能。8255 主要功能： 作为CPU和外围设备的的接口连接数码管和小键盘以及8253。数码管的功能：显示当前时钟包括年，月，日，时，分，秒；小键盘的功能：模式转换以及时间切换 将不同的数字键赋予不同的含义，数字1数字6表示当前时间数字7数字9表示不同的模式。8253 主要功能：1.计数功能 实现时钟的计算例如秒到分，分到时，时到日 2.定时功能 根据作息时间表的内容实现
11、定时，当到规定时间时输出低电平，控制LED的亮灭。LED主要功能： 通过LED的亮灭表示上下课的铃声。4 软件主要模块流程图软件绘制： 草图: 4.1总体流程图4.2显示模块流程图4.3计时模块流程图4.4打铃模块流程图4.5键盘模块流程图5 源程序清单与注释编译： DATA SEGMENT HOUR DB 07HMINUTE DB 3BHVALUE DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90HTIMETABLE DW 0800H,0832H,0837H,090FH，092DH,0A0FH,0B05H,0B0AH,0C00H, ;0800 08
12、50 0855 0915 0945 1015 1105 1110 1200 0E1FH,0F14H,0F19H,100FH,102DH,1123H,1128H,121EH,131EH, ;1430 1520 1525 1615 1645 1735 1740 1830 1930 1414H,1419H ;2020 2025 DATA ENDSSTACK SEGMENT DB 30 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT MAINPROCFAR ASSUMECS:CODE,DS:DATA,SS:STACK MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AX,STACK MO
13、V SS,AX MOV BP,0H ;8253初始化 MOV DX,30BH ；控制口 MOV AL，00110111B ；通道0，方式3，BCD计数 OUT DX，AL MOV DX，308H MOV AL，00H OUT DX，AL MOV AL， 50H OUT DX，AL MOV DX，30BH MOV AL，01110100B ；通道1 ，方式2，2进制计数 OUT DX，AL MOV DX,309H MOV AL，0C0H OUT DX，AL MOV AL，5DH OUT DX，AL ；级联产生1分钟定时脉冲 ；8255A初始化 MOV DX，303H MOV AL，1000001
14、0B ；A口输出， B口输入， C口输出 OUT DX，AL MOV DX,302H ;LED初始化 MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;显示模块SHOW: MOV AL,MINUTE MOV AH,AL;二进制压缩BCD编码 CMPAL,10D JBDISPLAY CMPAL,20D JBAD1 CMPAL,30D JBAD2 CMPAL,40D JBAD3 CMPAL,50D JBAD4 ADDAL,1EH JMPDISPLAYAD4: ADDAL,18H JMPDISPLAYAD3: ADDAL,12H JMPDISPLAYAD2: ADDAL,0CH JMPDISPLAYAD
15、1: ADDAL,06H；转换完毕DISPLAY： AND AL,0F0H;提取个位数显示，处理分组中的第一个时间位 MOV CL,04H SHRAL,CL LEABX,VALUE XLAT PUSH AX MOVAL,0FEH ；选中第一个数码管 MOVDX, 302H OUTDX,AL POP AX MOVDX, 300H；输出数码管值，显示数 OUTDX,AL MOVAL,AH；处理第二位数 ANDAL,0FH XLAT PUSHAX MOVAL,0FDH MOVDX,302H OUTDX,AL POPAX MOVDX,300H OUTDX,AL ;显示结束 MOVDX,301H；读B口
16、值 IN AL,DX TESTAL,80H JNZSHOW；1则跳至显示模块，否则调用时间处理子程序 CALLTIME JMP SHOW MAINENDP；主程序结束 ；计时系统 TIMEPROC NEAR MOV AL,MINUTE CMP AL,3BH;59 JNE ADD_M MOV AL,0H MOV MINUTE,ALAD_H: MOV AL,HOUR CMP AL,17H;23 JNE ADD_H MOV AL,0H MOV HOUR,AL JMP OVERADD_M: MOV AL,MINUTE INC AL MOV MINUTE,AL MOV AX,OFFSET TIMETAB
17、LE MOV DI,AX MOV AH,AL MOV AL,MINUTE CMP AX,TIMETABLEDI+BP JE RING JMP OVERADD_H: MOV AL,HOUR INC AL MOV HOUR,AL MOV AH,AL MOV AL,MINUTE CMP AX,TIMETABLEDI+BP JE RING JMP OVER;打铃系统RING: INC WORD PTRBP MOV CX，09H MOV DX,302H MOV AL,0HD1: OUT DX,AL NOT ALDELAYTIME: PUSH CX MOV CX,16EAHLOP: LOOP LOP PO
18、P CX LOOP D1OVER: RET TIMEENDPCODE ENDS END MAIN 6问题分析与解决方案6.1 问题分析本方案所设计的是一个具有报时，调时，显时功能的作息时间控制系统，并要求在系统运行前以及在运行过程中可以让设置一系列的报时定时初值，具备一定的交互功能,以达到它可编程的目的.6.2 解决方案 作息时间控制系统主要有四大子系统功能实现:1.时间运行系统 2.报时时间值设置及调时系统 3.时分显示系统 4.报时响应系统。时间运行系统让时间一直运行着；报时时间值设置及调时系统使得用户可以随时设置时间；时分显示系统让用户可以清楚知晓当前系统时间，报时响应系统完成当当前时间
19、与报时时间值一致时进行响应。四大子系统的协调有序的运行，保证了作息时间控制系统具有报时，调时，显时功能，还达到了与用户可交互的目的（具体内容参见总体方案）。7结论与体会需要不断的交流每个人的想法，以达到最新结论保持一致。此论文中的一字一图均来自我们的辛勤劳动，尤其是在制图和程序编写的过程中遇到很多麻烦，经过我们的努力，都一一克服了。这些成果均来自我们不断的实践，不断的思索，在此过程中我们同时也找到了在实践中学习的乐趣，感觉到这样的实践性，研究性的学习才是真正意义上的学习。这样的学习使我们有很大的成就感。虽然经过努力，用了近两个月的时间，但是仍然感觉到时间仓促，加上水平有限，报告中仍存有很多漏洞与失误，希望以后能给出更长的时间，我们会继续完善我们的报告。参考文献1 吴秀清 微型计算机原理与接口技术 中国科学技术大学出版社2 张红 汇编语言程序设计 中国矿业大学出版社