單片機(jī)課程設(shè)計(jì)---(00-59秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì))

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課程名稱： 00-59秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化</p><p>　　姓 名： 學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　年 級(jí)： 任課教師： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　目錄 </b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的及要求</b></p><p&g

3、t;<b>　　1.1、設(shè)計(jì)目的</b></p><p><b>　　1.2、設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.2、本次設(shè)計(jì)所用元件清單<

4、/p><p>　　2.3、芯片選址方式的確定</p><p>　　2.4、輸出數(shù)據(jù)的顯示方式</p><p>　　2.5、8098數(shù)據(jù)輸出方式</p><p><b>　　2.6主程序的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.7延時(shí)程序的設(shè)計(jì)</p><p><b>　

5、　三、硬件圖</b></p><p>　　四、程序流程圖及程序</p><p><b>　　4.1 程序流程圖</b></p><p>　　4.2 匯編程序清單</p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)中遇到的問題</p><p><b>　　六、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b>&l

6、t;/p><p><b>　　參考資料</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的及要求</b></p><p><b>　　1.1、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的題目是00-59秒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)，通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生更進(jìn)一步掌握單片機(jī)原理與應(yīng)用課程的有關(guān)知識(shí)

7、，提高用匯編語言編程的能力，并將所學(xué)的內(nèi)容加以綜合；通過查閱資料，了解所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用情況；通過課程設(shè)計(jì)全面系統(tǒng)的了解單片機(jī)的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)步驟，了解微機(jī)系統(tǒng)的基本組成及開發(fā)設(shè)計(jì)過程中需要注意的問題。</p><p><b>　　1.2、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1、利用8098單片機(jī)設(shè)計(jì)00-59秒計(jì)時(shí)器，分別顯示秒時(shí)間的十位和個(gè)位。</p>

8、<p>　　2、00-59秒計(jì)時(shí)器從0開始計(jì)時(shí)，首先顯示“00”，每隔一秒后再顯示下一位數(shù)，一直到顯示完“59”后結(jié)束計(jì)時(shí)。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1、硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)所用到的單片機(jī)為8098芯片。8098芯片的內(nèi)部硬

9、件結(jié)構(gòu)分為三大部分，簡(jiǎn)述如下。</p><p>　　1.中央處理單元CPU</p><p>　　CPU包括運(yùn)算器和控制器，是一個(gè)高性能的16位CPU。運(yùn)算器進(jìn)行各種算術(shù)或邏輯運(yùn)算，控制器則發(fā)出完成各種指令所規(guī)定操作的控制指令。</p><p><b>　　2.存儲(chǔ)器</b></p><p>　　8098芯片帶有內(nèi)部隨機(jī)存

10、儲(chǔ)器RAM，和一般RAM不同，這一RAM并不存放程序，而是用于存放與運(yùn)算過程或輸入輸出操作有關(guān)的數(shù)據(jù)或信息，起作用類似于存儲(chǔ)器，因此有把它稱之為存儲(chǔ)器空間或內(nèi)部寄存器文件。</p><p>　　3.輸入輸出功能部件</p><p>　　8098芯片內(nèi)部有多種具有I/O功能的部件，利用這些部件，用戶可直接進(jìn)行I/O操作，在不需外加電路或只需進(jìn)行簡(jiǎn)單電路設(shè)計(jì)的情況下，可使I/O設(shè)備與芯片接口，

11、大大簡(jiǎn)化了用戶的電路設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　由于8098片內(nèi)僅有256個(gè)單元的RAM，只作為寄存器使用，因此在構(gòu)成實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須外接ROM和RAM芯片。此外，最終要把計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)顯示出來還需用到許多相關(guān)的元件。</p><p>　　2.2、本次設(shè)計(jì)所用元件清單</p><p>　　部分元器件結(jié)構(gòu)功能介紹如下。</p><p>　　1

12、.74LS138譯碼器</p><p>　　74ls138是3/8譯碼器，即對(duì)3個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼。得到8個(gè)輸出狀態(tài)。G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B低電平有效。G1高電平有效。A,B,C為譯碼信號(hào)輸出端，Y0~Y7為譯碼輸出端，低電平有效。</p><p>　　2.6264RAM芯片</p><p>　　6264芯片是容量為8K×8

13、的靜態(tài)RAM芯片，采用CMOS工藝制作，為雙列直插式封裝，共28只引腳.</p><p>　　3.2764EPROM芯片</p><p>　　它是可用紫外線擦除的靜態(tài)數(shù)字存儲(chǔ)器，可能是儲(chǔ)存亮燈的花樣。在外圍電路不變的情況下，僅靠改變2764中的內(nèi)容就可改變亮燈順序。</p><p>　　4.8255A可編程并行I/O接口芯片</p><p>

14、　　8255A是一種通用的可編程并行I/O接口，共有40條引腳，其中I/O線24條，分為A,B兩組，允許分別編程。該芯片有有三個(gè)均為8位的數(shù)據(jù)端口A,B,C。5.74LS373鎖存器:74LS373 的輸出端 O0~O7 可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí)，Q0～Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時(shí)，Q0～Q7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允

15、許端 LE 為高電平時(shí)，Q 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。</p><p>　　5.CMOS七段顯示譯碼器74HC4511</p><p>　　該種譯碼器是以輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器，該集成顯示譯碼器設(shè)有三個(gè)輔助控制端LE,BL,LT,其中LE為高電平有效，

16、BL,LT為低電平有效。</p><p>　　6.七段式數(shù)字顯示器(發(fā)光二極管)</p><p>　　七段數(shù)碼顯示器是微機(jī)系統(tǒng)常用的輸出設(shè)備。 多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起的七段數(shù)碼顯示器按其連接形式可分為共陽顯示器和共陰顯示器。 </p><p>　　2.3、芯片選址方式的確定</p><p>　　6264RAM和2764ROM的選址方式定為全

17、譯碼方式，8255A的選址方式定為部分譯碼方式。對(duì)于這些外接芯片，它們的片選信號(hào)由74LS138譯碼器產(chǎn)生，P4.5、P4.6、P4.7口為000時(shí)選中6264RAM芯片，為001時(shí)選中2764ROM芯片，為010時(shí)選中8255A芯片；線選信號(hào)由P3口產(chǎn)生，對(duì)于6264RAM和2764ROM來說，線選信號(hào)需要用到P3口的全部8個(gè)引腳，8255A則只需用到P3.0、P3.1兩個(gè)引腳即可，各個(gè)外接芯片的地址范圍如下：</p>

18、<p>　　6264芯片：0000H～1FFFH；</p><p>　　2764芯片：2000H～3FFFH；</p><p>　　8255A芯片：端口A：5FFCH；</p><p>　　端口B：5FFDH；</p><p>　　端口C：5FFEH；</p><p>　　控制端口：5FFFH；</p&

19、gt;<p>　　2.4、輸出數(shù)據(jù)的顯示方式</p><p>　　從P3口輸出的數(shù)據(jù)被送至8255A，通過對(duì)8255A的A端口選址，將數(shù)據(jù)送至A端口輸出，A端口的高四位接到七段顯示譯碼器74HC4511上，74HC4511后接七段式數(shù)字顯示器；低四位同高四位的接法。</p><p>　　2.5、8098數(shù)據(jù)輸出方式</p><p>　　P3口通過74L

20、S373鎖存器與6264RAM、2764ROM和8255A芯片的地址端口連接，當(dāng)需向或需從幾個(gè)芯片送數(shù)據(jù)時(shí)，P3口先輸出地址碼至鎖存器，在ALE引腳的信號(hào)控制下，鎖存器將地址碼鎖存并在出線端保持，選中所需存儲(chǔ)單元。然后P3口變?yōu)閿?shù)據(jù)輸送端口，開始傳送數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2.6主程序的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　首先，將需要輸出的數(shù)存入存儲(chǔ)器的一個(gè)

21、連續(xù)空間內(nèi)，共需要60個(gè)字節(jié)，分別存儲(chǔ)00～59的編碼，然后建立指針，指向空間內(nèi)第一個(gè)數(shù)據(jù)；程序初始化后開始執(zhí)行。首先輸出第一個(gè)數(shù)據(jù)00，延時(shí)1S時(shí)間后，輸出第二個(gè)數(shù)據(jù)01；比較輸出的數(shù)據(jù)與59的大小，若比59小，則返回延時(shí)程序繼續(xù)延時(shí)，然后輸出；若比59大，則程序在原地循環(huán)。</p><p>　　2.7延時(shí)程序的設(shè)計(jì)</p><p>　　延時(shí)程序由空操作指令組成，并用循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)。完成延

22、時(shí)1ms時(shí)用三條指令實(shí)現(xiàn)，分別是兩條NOP和一條DJNZ指令，執(zhí)行該指令一次需要17T（4T+4T+9T）,T=0.25us,于是循環(huán)次數(shù)為1ms/17T等于235。編寫好延遲1ms的程序后，將該程序循環(huán)100次即得到延遲0.1S的程序，再循環(huán)10次就得到延遲1S的程序，即實(shí)現(xiàn)了要求。</p><p><b>　　三、硬件圖</b></p><p>　　四、程序流程圖

23、及程序</p><p><b>　　4.1 程序流程圖</b></p><p>　?。?）系統(tǒng)主程序流程圖</p><p><b>　　Y </b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　延時(shí)程序流程圖&l

24、t;/b></p><p><b>　　`</b></p><p><b>　　N </b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y

25、</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　4.2 匯編程序清單</p><p>　　AL EQUB 0026H</p><p>　　BL EQUB 0027H</p><

26、;p>　　CL EQUB 0028H</p><p>　　DX EQU 0018H</p><p>　　EL EQUB 0020H</p><p>　　FX EQU 0022H</p><p>　　GX EQU 0024H</p><p>　　HL EQUB 0021H</p&

27、gt;<p>　　ORG 2080H </p><p>　　LD DX, #5FFFH; 對(duì)8255A控制端口賦值，賦值80H,對(duì)A選</p><p>　　LDB EL, #0080H; 作輸出口，工作方式為0方式 </p><p>　　STB EL, [DX]; <

28、;/p><p>　　LD FX, #3500H; 建立指向儲(chǔ)存器輸出數(shù)的地址指針 </p><p>　　LD GX, #5FFCH; </p><p>　　LDB HL, [FX]+； 通過A口輸出00 </p><p>　　STB HL, GX

29、; </p><p>　　START:LDB AL, #0AH; </p><p>　　LOOP: LDB BL, #64H; </p><p>　　LOOP1:LDB CL, #EAH; </p><p>　　LOPP1:NOP; </p><p>　　NOP;

30、 延時(shí)1秒</p><p>　　DJNZ CL, LOPP1; </p><p>　　DJNZ BL,LOOP1; </p><p>　　DJNZ AL,LOOP; </p><p>　　LDB HL,[FX]+; </

31、p><p>　　STB HL, GX; 輸出下一個(gè)表示時(shí)間的數(shù) </p><p>　　CMPB HL, #3BH ; 比較輸出數(shù)與59大小，若比59小，則延時(shí)1 </p><p>　　JLT START; 秒后繼續(xù)輸出，反之程序結(jié)束 &l

32、t;/p><p>　　HERE SJMP HERE; </p><p>　　ORG 3500H </p><p>　　DSEG: DB 00H 01H 02H O3H 04H 05H </p><p>　　DB 06H 07H 08H 09H 0AH 0BH</p><p>

33、;　　DB 0CH 0DH 0EH 0FH 10H 11H</p><p>　　DB 12H 13H 14H 15H 16H 17H </p><p>　　DB 18H 19H 1AH 1BH 1CH 1DH </p><p>　　DB 1EH 1FH 20H 21H 22H 23H 將需輸出數(shù)存入存儲(chǔ)器</p><p&

34、gt;　　DB 24H 25H 26H 27H 28H 29H </p><p>　　DB 2AH 2BH 2CH 2DH 2EH 2FH</p><p>　　DB 30H 31H 32H 33H 34H 35H</p><p>　　DB 36H 37H 38H 39H 3AH 3BH</p><p><b&g

35、t;　　END</b></p><p>　　五、課程設(shè)計(jì)中遇到的問題</p><p>　　在編程的時(shí)候，遇到的問題主要是如何設(shè)計(jì)延時(shí)程序使之剛好達(dá)到1S的延時(shí)，延時(shí)程序如下：</p><p>　　START: LDB AL, #0AH; </p><p>　　LOOP: LDB BL, #64H;

36、 (1) 4T</p><p>　　LOOP1: LDB CL, #EAH; (2) 4T</p><p>　　LOPP1:NOP; (3) 4T</p><p>　　NOP; (4) 4T</p><p>　　DJNZ CL, LOPP1;

37、 (5) 9T/5T </p><p>　　DJNZ BL,LOOP1; (6) 9T/5T</p><p>　　DJNZ AL,LOOP; (7) 9T/5T</p><p>　　LDB HL, [FX]+; </p><p>　　STB HL, GX; </p>

38、;<p>　　CMPB HL, 3BH;</p><p>　?。?）延時(shí)1ms時(shí)，執(zhí)行（3）（4）（5）語句，花費(fèi)時(shí)間（4T+4T+9T）×234+（4T+4T+5T） =3991T；</p><p>　?。?）延時(shí)0.1S時(shí)，執(zhí)行（2）（3）（4）（5）（6）語句，花費(fèi)時(shí)間(4T+3991T+9T) ×99+(4T+3991T+5T)=400396T;

39、</p><p>　?。?）延時(shí)1S時(shí)，執(zhí)行（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）語句，花費(fèi)時(shí)間（4T+400396T+9T）×9+（4T+400396T+5T）=4004086T=1.001S</p><p>　　故每延時(shí)1S實(shí)際計(jì)時(shí)的時(shí)間為1.001S，相差0.001S，輸出60次相差0.06S，比1S小很多，誤差很小?？刂戚敵龅某绦蛩脮r(shí)間很小，可忽略不計(jì)。</p

40、><p><b>　　六、設(shè)計(jì)心得體會(huì)</b></p><p>　　通過為期兩周的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開動(dòng)自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人

41、，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。</p><p>　　這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我遇到過許多次失敗的考驗(yàn)，就比如，自己對(duì)實(shí)際生活中計(jì)時(shí)器的不了解給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來的困擾，真想要就此罷休，然而，就在想要放棄的那一刻，我明白了，原來結(jié)果并不那么重要，我

42、們更應(yīng)該注重的是這一整個(gè)過程。于是，我堅(jiān)持了下來。</p><p><b>　　參考資料 </b></p><p>　　1 汪建.MCS－96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2004</p><p>　　2 樓然苗，李光飛.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007 </p><p>

43、;　　3 皮大能，南光群，劉金華.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.北京:北京理工大學(xué)出版社,2010 </p><p>　　4 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005</p><p>　　5 彭宣戈.16位單片機(jī)原理及應(yīng)用.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006 </p><p>　　6 薛青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)-MCS 8096系列.哈爾濱