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文檔簡介
1、<p><b> 課程設(shè)計</b></p><p> 課程名稱: 00-59秒計時器設(shè)計 </p><p> 學 院: 電氣工程學院 專 業(yè): 電氣工程及其自動化</p><p> 姓 名: 學 號:
2、 </p><p> 年 級: 任課教師: </p><p> 年 月 日</p><p><b> 目錄 </b></p><p><b> 一、設(shè)計目的及要求</b></p><p&g
3、t;<b> 1.1、設(shè)計目的</b></p><p><b> 1.2、設(shè)計要求</b></p><p><b> 二、設(shè)計方案</b></p><p><b> 2.1、硬件設(shè)計</b></p><p> 2.2、本次設(shè)計所用元件清單<
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</b></p><p> 2.7延時程序的設(shè)計</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)計中遇到的問題</p><p><b> 六、設(shè)計心得體會</b>&l
6、t;/p><p><b> 參考資料</b></p><p><b> 一、設(shè)計目的及要求</b></p><p><b> 1.1、設(shè)計目的</b></p><p> 本次課程設(shè)計的題目是00-59秒計時器設(shè)計,通過課程設(shè)計使學生更進一步掌握單片機原理與應用課程的有關(guān)知識
7、,提高用匯編語言編程的能力,并將所學的內(nèi)容加以綜合;通過查閱資料,了解所學知識的應用情況;通過課程設(shè)計全面系統(tǒng)的了解單片機的設(shè)計方法及設(shè)計步驟,了解微機系統(tǒng)的基本組成及開發(fā)設(shè)計過程中需要注意的問題。</p><p><b> 1.2、設(shè)計要求</b></p><p> 1、利用8098單片機設(shè)計00-59秒計時器,分別顯示秒時間的十位和個位。</p>
8、<p> 2、00-59秒計時器從0開始計時,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)束計時。</p><p><b> 二、設(shè)計方案</b></p><p><b> 2.1、硬件設(shè)計</b></p><p> 此次課程設(shè)計所用到的單片機為8098芯片。8098芯片的內(nèi)部硬
9、件結(jié)構(gòu)分為三大部分,簡述如下。</p><p> 1.中央處理單元CPU</p><p> CPU包括運算器和控制器,是一個高性能的16位CPU。運算器進行各種算術(shù)或邏輯運算,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.存儲器</b></p><p> 8098芯片帶有內(nèi)部隨機存
10、儲器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,起作用類似于存儲器,因此有把它稱之為存儲器空間或內(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,用戶可直接進行I/O操作,在不需外加電路或只需進行簡單電路設(shè)計的情況下,可使I/O設(shè)備與芯片接口,
11、大大簡化了用戶的電路設(shè)計工作。</p><p> 由于8098片內(nèi)僅有256個單元的RAM,只作為寄存器使用,因此在構(gòu)成實際應用系統(tǒng)時,必須外接ROM和RAM芯片。此外,最終要把計時數(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3個輸入信號進行譯碼。得到8個輸出狀態(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)字存儲器,可能是儲存亮燈的花樣。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。當三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時,Q0~Q7為正常邏輯狀態(tài),可用來驅(qū)動負載或總線。當 OE 為高電平時,Q0~Q7 呈高阻態(tài),即不驅(qū)動總線,也不為總線的負載,但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當鎖存允
15、許端 LE 為高電平時,Q 隨數(shù)據(jù) D 而變。當 LE 為低電平時,D 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當 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)動共陰極顯示器,該集成顯示譯碼器設(shè)有三個輔助控制端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)碼顯示器是微機系統(tǒng)常用的輸出設(shè)備。 多個發(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。對于這些外接芯片,它們的片選信號由74LS138譯碼器產(chǎn)生,P4.5、P4.6、P4.7口為000時選中6264RAM芯片,為001時選中2764ROM芯片,為010時選中8255A芯片;線選信號由P3口產(chǎn)生,對于6264RAM和2764ROM來說,線選信號需要用到P3口的全部8個引腳,8255A則只需用到P3.0、P3.1兩個引腳即可,各個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,當需向或需從幾個芯片送數(shù)據(jù)時,P3口先輸出地址碼至鎖存器,在ALE引腳的信號控制下,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</b></p><p> 首先,將需要輸出的數(shù)存入存儲器的一個
21、連續(xù)空間內(nèi),共需要60個字節(jié),分別存儲00~59的編碼,然后建立指針,指向空間內(nèi)第一個數(shù)據(jù);程序初始化后開始執(zhí)行。首先輸出第一個數(shù)據(jù)00,延時1S時間后,輸出第二個數(shù)據(jù)01;比較輸出的數(shù)據(jù)與59的大小,若比59小,則返回延時程序繼續(xù)延時,然后輸出;若比59大,則程序在原地循環(huán)。</p><p> 2.7延時程序的設(shè)計</p><p> 延時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1ms時用三條指令實現(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8255A控制端口賦值,賦值80H,對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; 輸出下一個表示時間的數(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)計中遇到的問題</p><p> 在編程的時候,遇到的問題主要是如何設(shè)計延時程序使之剛好達到1S的延時,延時程序如下:</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1ms時,執(zhí)行(3)(4)(5)語句,花費時間(4T+4T+9T)×234+(4T+4T+5T) =3991T;</p><p> ?。?)延時0.1S時,執(zhí)行(2)(3)(4)(5)(6)語句,花費時間(4T+3991T+9T) ×99+(4T+3991T+5T)=400396T;
39、</p><p> (3)延時1S時,執(zhí)行(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)語句,花費時間(4T+400396T+9T)×9+(4T+400396T+5T)=4004086T=1.001S</p><p> 故每延時1S實際計時的時間為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間很小,可忽略不計。</p
40、><p><b> 六、設(shè)計心得體會</b></p><p> 通過為期兩周的單片機課程設(shè)計,我不僅加深了對單片機理論的理解,將理論很好地應用到實際當中去,而且我還學會了如何去培養(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,是要我們學會將理論很好地聯(lián)系實際,并不斷地去開動自己的大腦,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,更重要的是,我在這一設(shè)計過程中,學會了堅持不懈,不輕易言棄。設(shè)計過程,也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程,常有一些不如意,也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn),勇敢過,也戰(zhàn)勝了,勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。</p><p> 這個設(shè)計過程中,我遇到過許多次失敗的考驗,就比如,自己對實際生活中計時器的不了解給整個設(shè)計帶來的困擾,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、們更應該注重的是這一整個過程。于是,我堅持了下來。</p><p><b> 參考資料 </b></p><p> 1 汪建.MCS-96系列單片機原理及應用技術(shù).武漢:華中科技大學出版社,2004</p><p> 2 樓然苗,李光飛.單片機課程設(shè)計指導.北京:北京航空航天大學出版社,2007 </p><p>
43、; 3 皮大能,南光群,劉金華.單片機課程設(shè)計指導書.北京:北京理工大學出版社,2010 </p><p> 4 李朝青.單片機原理及接口技術(shù).北京:北京航空航天大學出版社,2005</p><p> 5 彭宣戈.16位單片機原理及應用.北京:北京航空航天大學出版社,2006 </p><p> 6 薛青.單片機原理及接口技術(shù)-MCS 8096系列.哈爾濱
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