可編程作息時間控制器硬件課程設計報告包含電氣原理圖、流程圖、模塊分析、源代碼設計背景完整報告等內容

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1、 計算機科學與技術學院2006級硬件課程設計報告 計算機科學與技術學院 硬件課程設計報告 姓 名： 專 業(yè)： 班 級： 　 設計題目： 可編程作息時間控制器 成 員： 指導教師：

2、 職 稱： 副教授 2008年 6月 題 目 可編程作息時間控制器 設計日期 2008 年 6月 11 日至 2008 年 7 月 4日 小組成員 在本次設計中承擔的任務 文檔成績 XXXX 策劃設計, 流程圖草圖，查閱資料 XXX 編程及其調試,分析資料 XXXX 硬件原理圖，軟件繪制流程圖,查閱資料 指導教師評語： 指導教師簽字：

3、 年 月 日  摘 要 作息時間控制器是日常生活中常用工具，其功能是為提供的時間運行、報時時間值設置及調時、時分顯示、報時響應等功能。我們利用FD-SJ 86/88實驗箱中所提供的8253產(chǎn)生準確的時間頻率，利用8255控制時間的讀取及數(shù)碼管的顯示輸出，從而實現(xiàn)了其基本功能。 關鍵詞：作息時間控制器 ；intel8255A ；intel8253 目 錄 1 設計任務與要求………………………………………………………………………5 1.1選題報告………

4、…………………………………………………………………5 1.2設計任務與要求………………………………………………………………… 5 2 總體方案與說明………………………………………………………………… 6 2.1概要設計報告…………………………………………………………… 6 2.2時間運行系統(tǒng)功能實現(xiàn)………………………………………………………… 6 2.3報時時間設置及調時功能實現(xiàn)………………………………………………… 6

5、 2.4時分顯示系統(tǒng)………………………………………………………………… 7 2.5實驗草圖………………………………………………………… 7 3硬件框圖與說明……………………………………………………………… 8 3.1硬件框圖………………………………………………………………8 3.2 硬件框圖說明……………………………………………………………9 4 軟件主要模塊流程圖………………………………………………………10 4.1總體流程圖…

6、…………………………………………………………………… 10 4.2顯示模塊流程圖………………………………………………………………… 11 4.3計時模塊流程圖………………………………………………………………… 12 4.4打鈴模塊流程圖………………………………………………………………… 12 4.5鍵盤模塊流程圖……………

7、…………………………………………………… 13 5 源程序清單與注釋………………………………………………………………14 6問題分析與解決方案……………………………………………………………… 19 7結論與體會 …………………………………………………………………… 20 8參考文獻……………………………………………………………………………20 1設計任務與要求 1.1選題報告 題目：可編程作息時間控制器程序設計 1.2設計任務與要求

8、 設計任務：利用PC機和FD88實驗箱，用匯編語言編寫作息時間控制程序。 實現(xiàn)功能： 1）按照給定的時間模擬控制實現(xiàn)上下課打鈴（LED亮）。 2）具備日期和時鐘的顯示。 需求分析： 1） FD-88實驗箱一個 LED，數(shù)碼管，inter8253，interl8255，小鍵盤，+5V電源，頻率發(fā)生器 2）8086PC機一臺 2總體方案與說明 2.1概要設計報告 作息時間控制系統(tǒng)主要有四大子系統(tǒng)功能實現(xiàn):1.時間運行系統(tǒng) 2.報時時間值設置及調時系統(tǒng) 3.時分顯示系統(tǒng) 4.報時響應系統(tǒng)。時間運

9、行系統(tǒng)讓時間一直運行著；報時時間值設置及調時系統(tǒng)使得用戶可以隨時設置時間；時分顯示系統(tǒng)讓用戶可以清楚知曉當前系統(tǒng)時間，報時響應系統(tǒng)完成當當前時間與報時時間值一致時進行響應（如LED閃爍）。四大子系統(tǒng)的協(xié)調有序的運行，保證了作息時間控制系統(tǒng)具有報時，調時，顯時功能，還達到了與用戶可交互的目的. 2.2時間運行系統(tǒng)功能實現(xiàn) 時間運行與調節(jié)利用可編程的計數(shù)器/定時器8255芯片的可編程使時鐘頻率經(jīng)過在8253的處理而產(chǎn)生符合要求的脈沖送入8255，進而執(zhí)行計時子程序使得改變時間參數(shù)而計時，進行時間計算，并用實時檢測程序將時間參數(shù)用數(shù)碼管顯示電路顯示出小時與分鐘以及秒鐘數(shù)。與此同時也進行與報時時間

10、段程序的不斷調用，使得在規(guī)定時刻進行報時。 可選擇5253通道0與通道1實現(xiàn)60秒定時,通道1輸出out1接8255的輸出端口，完成上述連接后，編程實現(xiàn)小時，分鐘的變化的子程序，以及對8253，8255進行初始化編程，計時程序實現(xiàn)時間運行（每次執(zhí)行中斷服務程序時，使得MINUTE參數(shù)+1,當?shù)竭_59時，重新返回到零，并使得hour參數(shù)+1，） 2.3報時時間設置及調時功能實現(xiàn) 1) 每次程序運行前，徹底清除以前的報時時間設置值，恢復系統(tǒng)默認報時時間值。 附*: 以中國礦業(yè)大學夏季作息時間作為參考系統(tǒng)默認報時時間值。如下所示: 上午： 08：00-------08：50 第一節(jié)

11、課 8：00上課報時 8：50 下課報時 08：55-------09：45 第二節(jié)課 8：55上課報時 9：45 下課報時 10：15-------11：05 第三節(jié)課 10：15上課報時 11：05 下課報時 11：10-------12：00 第四節(jié)課 11：10上課報時 12：00下課報時 下午： 14：30-------15：20 第五節(jié)課 14：30上課報時 15：20下課報時 15：25-------16：15 第六節(jié)課

12、15：25 上課報時 16：15下課報時 16：45-------18：35 第七節(jié)課 16：45上課報時 18：35下課報時 18：40-------18：30 第八節(jié)課 18：40上課報時 18：30下課報時 晚上： 19：30-------20：20 第九節(jié)課 19:30上課報時 20：20下課報時 20：25-------21：15 第十節(jié)課 20：25上課報時 21：15 下課報時 2) 程序運行后，用戶可一次性設定報時時間值（一旦有設定操作，則原有的默認報時時間值全部清零）。此為

13、最新值，報時以新時間為準。報時時間設置結束以后要進行一次校時設置。 3) 設定完所有報時時間值后，可通過按“D”（display）顯示已經(jīng)設定好的完整的報時時間值，要求每間隔5秒鐘依次顯示報時時間值。用戶可通過此鍵來查看所有的報時時間值，以避免有錯誤的報時時間值存在而產(chǎn)生錯誤的響應。 2.4時分顯示系統(tǒng) 時分顯示系統(tǒng)只顯示小時和分鐘，每當將內存中的時分參數(shù)通過I/O端口傳送給LED顯示電路，這樣即可以實現(xiàn)（具體實現(xiàn)有待進一步完善）。數(shù)碼管顯示電路的顯示具有存儲功能，只要將其輸入端口的數(shù)值改變就可以實現(xiàn)變化數(shù)字的顯示了，這可以在計數(shù)器發(fā)出MINUTE加1脈沖時在程序中實現(xiàn)。設定完所有報時時

14、間值后，可通過按“D”（display）顯示已經(jīng)設定好的完整的報時時間值，要求每間隔5秒鐘依次顯示報時時間值。用戶可通過此鍵來查看所有的報時時間值，以避免有錯誤的報時時間值存在而產(chǎn)生錯誤的響應。 多路轉換LED顯示器驅動電路及數(shù)碼管顯示電路所示本系統(tǒng)采用七段LED顯示器顯示時分參數(shù)。七段LED顯示器由七個發(fā)光段構成，每段均是一個LED二極管，可顯示16進制的0~9與ABCDE。此外數(shù)碼管顯示電路中還有一個小數(shù)點DP位段，用來分隔小時與分鐘。8255的A口與C口都作為輸出口，CPU輸出的時間參數(shù)，經(jīng)A口送到74LS240的8個輸入端，且并行地接到4個LED顯示的各輸入端（也稱為段總線），同名端

15、聯(lián)在一起。每一位共陽極LED的陽極電路中都串接一個晶體管Q，晶體管起開關作用，并由8255A來控制其導通，是相應的LED顯示器的陽極與+5V電壓接通，LED顯示器才有可能點亮；基極的高電平輸入使晶體管截止，+5V斷開，LED顯示器不能點亮。通過編程，可以使各個晶體管輪流導通，讓7個LED輪流點亮。但任何時候只讓一個晶體管導通，即只有一個LED點亮，這樣可使功耗顯著降低。 2.5實驗草圖： 盧君峰繪 AB 數(shù)碼管

16、 8255A 8253 8086CPU LED 小鍵盤 DB 3硬件框圖與說明 草圖：盧君峰 軟件繪制：林成金 3.1硬件框圖 3.2硬件框圖說明 8086CPU主要功能： 連接8255，8253等外圍設備，并對其編程控制實現(xiàn)基本功能。 8255 主要功能： 作為CPU和外圍設備的的接口連接數(shù)碼管和小鍵盤以及8253。 數(shù)碼管的功能：顯示當前時鐘包括年，月，日，時，分，秒； 小鍵盤的功能：模

17、式轉換以及時間切換 將不同的數(shù)字鍵賦予不同的含義，數(shù)字1～數(shù)字6表示當前時間數(shù)字7～數(shù)字9表示不同的模式。 8253 主要功能： 1.計數(shù)功能 實現(xiàn)時鐘的計算例如秒到分，分到時，時到日…… 2.定時功能 根據(jù)作息時間表的內容實現(xiàn)定時，當?shù)揭?guī)定時間時輸出低電平，控制LED的亮滅。 LED主要功能： 通過LED的亮滅表示上下課的鈴聲。 4 軟件主要模塊流程圖 軟件繪制： 草圖: 4.1總體流程圖 4.2顯示模塊流程圖 4.3計時模塊流程圖

18、 4.4打鈴模塊流程圖 4.5鍵盤模塊流程圖 5 源程序清單與注釋 編譯： DATA SEGMENT HOUR DB 07H MINUTE DB 3BH VALUE DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H TIMETABLE DW 0800H,0832H,0837H,090FH，092DH,0A0FH,0B05H,0B0AH,0C00H,

19、 ;0800 0850 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 ENDS

20、 STACK SEGMENT DB 30 DUP(?) STACK ENDS CODE SEGMENT MAIN PROC FAR ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AX,STACK MOV SS,AX MOV

21、BP,0H ;8253初始化 MOV DX,30BH ；控制口 MOV AL，00110111B ；通道0，方式3，BCD計數(shù) OUT DX，AL MOV DX，308H MOV AL，00H OUT DX，AL MOV AL， 50H OUT DX，AL

22、 MOV DX，30BH MOV AL，01110100B ；通道1 ，方式2，2進制計數(shù) OUT DX，AL MOV DX,309H MOV AL，0C0H OUT DX，AL MOV AL，5DH OUT DX，AL ；級聯(lián)產(chǎn)生1分鐘定時脈沖 ；8255A初始化

23、 MOV DX，303H MOV AL，10000010B ；A口輸出， B口輸入， C口輸出 OUT DX，AL MOV DX,302H ;LED初始化 MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;顯示模塊 SHOW: MOV AL,MINUTE MOV AH,AL ;二進制壓縮BCD編碼

24、 CMP AL,10D JB DISPLAY CMP AL,20D JB AD1 CMP AL,30D JB AD2 CMP AL,40D JB AD3 CMP AL,50D JB AD4 ADD AL,1EH

25、 JMP DISPLAY AD4: ADD AL,18H JMP DISPLAY AD3: ADD AL,12H JMP DISPLAY AD2: ADD AL,0CH JMP DISPLAY AD1: ADD AL,06H ；轉換完畢 DISPLAY： AND AL,0F0H ;提取個位數(shù)顯示，處理分組中的第一個時間位 MOV CL,04H SH

26、R AL,CL LEA BX,VALUE XLAT PUSH AX MOV AL,0FEH ；選中第一個數(shù)碼管 MOV DX, 302H OUT DX,AL

27、 POP AX MOV DX, 300H ；輸出數(shù)碼管值，顯示數(shù) OUT DX,AL MOV AL,AH ；處理第二位數(shù) AND AL,0FH XLAT PUSH AX MOV AL,0FDH MOV DX,302H

28、 OUT DX,AL POP AX MOV DX,300H OUT DX,AL ;顯示結束 MOV DX,301H ；讀B口值 IN AL,DX TEST AL,80H JNZ SHOW ；1則跳至顯示模塊，否則調用時間處理子程序

29、 CALL TIME JMP SHOW MAIN ENDP ；主程序結束 ；計時系統(tǒng) TIME PROC NEAR MOV AL,MINUTE CMP AL,3BH;59 JNE ADD_M MOV AL,0H MOV MINUTE,AL AD_H

30、: MOV AL,HOUR CMP AL,17H;23 JNE ADD_H MOV AL,0H MOV HOUR,AL JMP OVER ADD_M: MOV AL,MINUTE INC AL MOV MINUTE,AL MOV AX,OFFSET TIMETABLE

31、 MOV DI,AX MOV AH,AL MOV AL,MINUTE CMP AX,TIMETABLE[DI+BP] JE RING JMP OVER ADD_H: MOV AL,HOUR INC AL MOV HOUR,AL MOV AH

32、,AL MOV AL,MINUTE CMP AX,TIMETABLE[DI+BP] JE RING JMP OVER ;打鈴系統(tǒng) RING: INC WORD PTR[BP] MOV CX，09H MOV DX,302H MOV AL,0H D1: OU

33、T DX,AL NOT AL DELAYTIME: PUSH CX MOV CX,16EAH LOP: LOOP LOP POP CX LOOP D1 OVER: RET TIME ENDP CODE ENDS END MAIN

34、 6問題分析與解決方案 6.1 問題分析 本方案所設計的是一個具有報時，調時，顯時功能的作息時間控制系統(tǒng)，并要求在系統(tǒng)運行前以及在運行過程中可以讓設置一系列的報時定時初值，具備一定的交互功能,以達到它可編程的目的. 6.2 解決方案 作息時間控制系統(tǒng)主要有四大子系統(tǒng)功能實現(xiàn):1.時間運行系統(tǒng) 2.報時時間值設置及調時系統(tǒng) 3.時分顯示系統(tǒng) 4.報時響應系統(tǒng)。時間運行系統(tǒng)讓時間一直運行著；報時時間值設置及調時系統(tǒng)使得用戶可以隨時設置時間；時分顯示系統(tǒng)讓用戶可以清楚知曉當前系統(tǒng)時間，報時響應系統(tǒng)完成當當前時間與報時時間值一致時進行響應。四大子系統(tǒng)的

35、協(xié)調有序的運行，保證了作息時間控制系統(tǒng)具有報時，調時，顯時功能，還達到了與用戶可交互的目的（具體內容參見總體方案）。 7結論與體會 需要不斷的交流每個人的想法，以達到最新結論保持一致。此論文中的一字一圖均來自我們的辛勤勞動，尤其是在制圖和程序編寫的過程中遇到很多麻煩，經(jīng)過我們的努力，都一一克服了。這些成果均來自我們不斷的實踐，不斷的思索，在此過程中我們同時也找到了在實踐中學習的樂趣，感覺到這樣的實踐性，研究性的學習才是真正意義上的學習。這樣的學習使我們有很大的成就感。 雖然經(jīng)過努力，用了近兩個月的時間，但是仍然感覺到時間倉促，加上水平有

36、限，報告中仍存有很多漏洞與失誤，希望以后能給出更長的時間，我們會繼續(xù)完善我們的報告。 參考文獻 [1] 吳秀清 《微型計算機原理與接口技術》 中國科學技術大學出版社 [2] 張紅 《匯編語言程序設計》 中國礦業(yè)大學出版社 經(jīng)典婚慶主持詞 炮竹聲聲賀新婚,歡聲笑語迎嘉賓. 　　尊敬各位來賓,各位領導,各位親朋好友,先生們,女士們,活潑可愛的小朋友們,大家好! ???? 好歌好語好季節(jié),好人好夢好姻緣. 　　來賓們今天是公元****年**月**日(農(nóng)歷六月初八)是良辰吉日,在這大吉大利吉祥喜慶的日子里,我們

37、懷著十二分的真誠的祝福相聚在***酒樓一樓婚宴大廳共同慶賀***先生與***小姐新婚典禮.(首先我們給予掌聲的恭喜)大家都知道結婚是人生中的一件大事,而婚禮更是人生中最幸福神圣的時刻,尤其婚禮上浪漫溫馨高雅別致的婚禮儀式以及親朋好友的良好祝愿會給新人一生永遠帶來最美好的回憶.各位親朋好友,我是本次婚禮慶典的主持人***.今天我十分榮幸地接受新郎新娘的重托,步入這神圣而莊重的婚禮殿堂為新郎***,新娘***的婚禮擔任司儀之職.讓我們在這里共同見證一對新人人生中最幸福神圣美好的一刻！ 　　真是: 　　　百鳥朝鳳鳳求凰,龍鳳呈祥喜洋洋. 　　　讓我們用掌聲祝賀他們祝福新人 　　　鳳凰展翅迎朝

38、暉,恩愛鴛鴦比翼飛. 　　　攜手同步知心人,共創(chuàng)宏圖獻真情. 　　　郎才女貌天作美,洞房花燭喜成雙. 　　在神圣的婚禮進行曲中一對新人手挽手,肩并肩緩緩步入婚禮大廳.臉上充滿了無比幸福的笑容讓我們用掌聲與鮮花給予一對新人最誠摯的祝福.婚姻是人生大事,結婚典禮對青年男女來說是一生中最重要的時刻. 　　　你也笑,我也笑,親朋好友齊來到. 　　　天也新,地也新,眾星捧月迎新人. 　　　新郎新娘臺上站,甜蜜感覺涌心間. 　　　風風雨雨牽手過,今天喜結美姻緣. 　　　親朋好友齊相聚,歡歡喜喜來賀喜. 　　　 * * * 天仙配,幸福的生活比蜜甜. 　　在這個激動人心的美好時刻,作為婚

39、慶司儀,首先請允許我代表新郎新娘以及新郎新娘的雙方家長,對今天百忙當中來參加婚禮的各位來賓,各位親朋好友的光臨表示最誠摯的謝意和熱烈的歡迎(謝謝大家)!歡迎你們! 　　婚禮對每一個新婚的人而言,都是神圣,浪漫,唯美和經(jīng)典的,隨著神圣的婚禮進行曲奏響,英俊的新郎和美麗的新娘在掌聲與祝福聲中,緩緩的步上紅地毯,那是萬眾矚目的一瞬,那是夢寐以求的一瞬,那是凝結愛的萬語千言的一瞬,那是最激動人心的一瞬,一同迷醉在塵世間最美妙的氣氛里. 　　愛情是古老而年輕的話題,也是不朽的人生主題.許多人已經(jīng)擁有,更多人正在追求,今天這兩位新人從有過初戀時"月上柳梢頭,人約黃昏后"的熱烈心跳,到也有熱戀中"冷落清

40、秋傷別離的難舍難分",經(jīng)歷了"似水柔情,如夢佳期,的苦苦期盼,品嘗過"相知不渝,永結金蘭的浪漫溫馨,終于迎來這攜手共赴紅地毯的幸福時刻.啊!美麗的新娘,這一刻,整個世界因你而多姿多采,英俊蕭灑的新郎,這一刻,整個宇宙而為你祝福,祝福你們在這鮮花綻開的時候,祝福你們在這神圣莊重的幸福時刻. 　　首先由我介紹一下二位新人,站在我身邊這位英俊瀟灑的男子就是我們今天的新郎官***先生,(掌聲恭喜)新郎不僅風度翩翩,氣質不凡,而且忠厚誠實為人和善,是一位才華出眾的好青年.大家往我們新郎身上看,新郎今天是新洗的臉,新刷的牙,新刮的胡子,新理的發(fā),新襯衣,新領帶,新買的皮鞋腳下踩,新背心,新西服,里邊還穿

41、了一條新內褲,新郎渾身上下全是新,新郎心情喜盈盈.大家給點掌聲.旁邊這位美麗迷人漂亮溫柔的女子,就是我們今天的新娘子***小姐.(掌聲恭喜)介紹新娘,大家看我們的新娘人家眉毛好,眼睛好,鼻子好,嘴巴好,耳朵好,臉蛋好,最關鍵還是人家心眼好,溫馨小姐溫文而雅,賢惠大方,青春高潔,性情端莊,誠實可靠,心地善良,遇事豁達,外柔內剛,新郎你真有眼光.新娘不僅溫柔體貼,漂亮可愛而且手巧能干,心靈純潔,是一位可愛的好姑娘.二位新人的結合我可以用八個字來形容在合適不過那就是珠聯(lián)壁合,佳偶天成,或郎才女貌,天生一對!(大家一起說是不是)各位嘉賓,各位朋友,二位新人經(jīng)過甜蜜的戀愛,耐心的等待,終于在法律的保護下正式結為幸福伴侶.茫茫人海,蕓蕓眾生中,　　讓我們?yōu)樾腋５膽偃似鹞瑁瑸榭鞓返膼蹅H歌唱，為火熱的愛情舉杯，愿他們的人生之路永遠灑滿愛的陽光，好，各位來賓，親愛的朋友們，今天的新婚慶典議式就暫時告一個段落，那么，接下來咱們要進行的是喝喜酒大賽，今天咱們的老東家準備了一些薄酒淡菜不呈敬意，那么在開局之前呢送我們在座的所有來賓一副對聯(lián)。上聯(lián)是：吃，吃盡天下美味不要浪費，下聯(lián)是：喝，喝盡人間美酒不要喝醉，橫批是趙本山的一句至理名言：吃好喝好！那么最后呢也祝愿我們在場的所有來賓所有的朋友們家庭幸福，生活美滿，身體健康，萬事如意！ 25