微機課程設(shè)計報告-數(shù)字時鐘系統(tǒng)與自動報時系統(tǒng)設(shè)計

1、課程名稱微機系統(tǒng)課程設(shè)計成績課題數(shù)字時鐘系統(tǒng)與自動報時系統(tǒng)設(shè)計評語：指導(dǎo)教師：年月日班級：13030學(xué)號：1303姓名：#地點：B-312批次：第一批時間：2016年3月微機系統(tǒng)課程設(shè)計數(shù)字時鐘系統(tǒng)與自動報時系統(tǒng)設(shè)計時間：2016年3月1.課設(shè)題目及成員分工課設(shè)題目：數(shù)字時鐘與自動報時系統(tǒng)小組成員介紹及分工學(xué)號姓名任務(wù)分工組長1410030總體設(shè)計，硬件電路的測試、連接、調(diào)試組員130088參與設(shè)計，軟件編程1303014參與設(shè)計，軟件測試，調(diào)整130305參與設(shè)計，資料查找，報告書寫2.課設(shè)內(nèi)容及要求課程設(shè)計目的：1、了解以微機為核心的總線方式訪問總線設(shè)備的原理，提高接口擴展硬件電路的連接能

2、力；2、你阿姐數(shù)字時鐘和語音報時的工作原理，提高應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試的綜合能力；3、加深對定時器/計數(shù)器、并行接口芯片和語音芯片的硬件電路和軟件編程的工作方式和編程方法的理解。課程設(shè)計內(nèi)容：1、設(shè)計數(shù)字時鐘，能夠動態(tài)時間顯示，整點語音報時；2、利用定時器產(chǎn)生精確的時鐘源，通過中斷或者查詢的方式將時鐘源數(shù)值傳送到微機控制臺3、微機控制臺在進行數(shù)據(jù)的處理后，控制并行接口芯片進行DLED的動態(tài)掃描，正確的顯示時鐘；4、當系統(tǒng)運行后，數(shù)碼管顯示時分秒，每到整點，喇叭播放報時音。系統(tǒng)功能和設(shè)計要求1、基本功能要求：系統(tǒng)顯示界面：在DLED數(shù)碼管上進行實時刷新顯示；使用8255掃描數(shù)碼管，顯示時分秒，小時

3、和分鐘分別為兩位顯示，秒使用LED3的DP顯示，亮，滅。b自動報時要求：通過編程實現(xiàn)語音錄制，播放，可以隨時修改報時音內(nèi)容；報時音以12時制錄制，12個報時音以連續(xù)地址存放在ISD1420芯片內(nèi)，錄音順序如表所示：表錄音順序表地址報音時地址報音時00十二點整06六點整01一點整07七點整02二點整08八點整03三點整09九點整04四點整10十點整05五點整11十點整2、發(fā)揮部分：增加“語音提醒”功能，自行設(shè)計提醒時間和播放的錄音內(nèi)容。打開“語音提醒”功能后，數(shù)字鐘運行到設(shè)定的時刻，喇叭發(fā)聲提醒事先錄制的語音；增加“秒表計時”功能，啟動該功能后可在DLED上進行秒計時；增加“時區(qū)轉(zhuǎn)換”功能，根據(jù)

4、設(shè)定的時區(qū)表隨時轉(zhuǎn)換相應(yīng)時區(qū)的時刻。課設(shè)實現(xiàn)方案總體設(shè)計思路1、數(shù)字時鐘部分：1.利用CLOCK分頻器提供的信號作為可編程定時器8254的時鐘源，通過8254進行16分頻，產(chǎn)生秒的精確時鐘；監(jiān)控時鐘通過查詢獲取時鐘，根據(jù)時鐘計算出時分秒，然后驅(qū)動4位數(shù)碼管實時顯示出時間；3.基本I/O驅(qū)動器74LS244作為可編程定時器8254的時鐘監(jiān)控端口。2、自動報時部分：1通過調(diào)用電腦系統(tǒng)的蜂鳴器函數(shù)beep()實現(xiàn)報時2.系統(tǒng)可以通過可編程并行接口8255的PA口和PB口控制時間顯示數(shù)碼管的段和位硬件設(shè)計方案1、總體布局：該系統(tǒng)主要使用的QTH-2008PCI實驗箱和個人PC機，涉及到的芯片有通用可編

5、程并行接口8255、可編程定時器8254、驅(qū)動器74LS244、32Hz的時鐘源CLOCK等，除此之外，還有DLED數(shù)碼管、按鍵和一些導(dǎo)線等硬件。其中，數(shù)碼管DLED主要顯示時鐘的時分秒，語音芯片ISD1420主要用于錄音。2、硬件連接圖：總體硬件連接圖如圖所示：.疋葉門d枝圍A-Ajf&ja入Arm一ft夕tq/KFf*皿iKihK(盯疋7缶T：茸蒼-PA二一.Jf;-rILr一h濟：阿罟-一R臨%ed.仙tD.,匕申：對評舷卩涪毎AMrs:，荷g*援兒下弭電如竝門:杪表麻妙外周廳畑：夠表內(nèi)必片|：荷色圮燈尬0門揑S黃SAJ14恥垃翱似甜雄細旗舛按曲第找疑1.AjA按超件叢站打曲wC&按曲財

6、出jg匕憶了按熾牛Unu(3.絹s卩Aay李走坊放?豈隆聞恢閔血按如5泊6汎弘:灘埶懈馳殞僥村購請?zhí)A.報巴.4誠猶”型如.C9按皈H必播入疵甘鐘應(yīng)乩歿7馮血對計加.頗技血礎(chǔ)疫M.fW我郴;畑燈播TM郵號入口心61識嗎：炷E接鈣入口“苗朗H,Ii小技4,QXP3.C%務(wù)帥觀3、詳細設(shè)計：如圖所示，該系統(tǒng)可分為兩大部分，通用可編程并行接口8255部分和可編程定時器8253部分：8255部分：a.輸入部分：8255的8位數(shù)據(jù)信號線與總線的數(shù)據(jù)信號線相連，兩個地址A0、A1分別接總線的LA0、LA1，RD和WR信號分別接總線的IORD和IOWR信號，片選信號CS2接總線的地址0020H。PC口的PC

7、4、PC5、PC6、PC7、作為輸入分別與按鍵KEY4、KEY7、KEY3、KEY4相連。其中，KEY4主要用于時鐘模式下分鐘的減，KEY7主要用于從時鐘模式切換到特殊功能狀態(tài)，KEY2主要用于秒表的啟動和暫停，KEY3主要用于秒表的退出。輸出部分：8255的PA口8條信號線作為輸出與數(shù)碼管的段相連，PB口的低四位作為輸出與數(shù)碼管部分的四位相連，PC口的PC0、PC1、PC2作為輸出分別于語音芯片ISD1420的REC、PLAYE、PLAYL相連。8254部分：輸入部分：8254的8位數(shù)據(jù)信號線與總線的數(shù)據(jù)信號線相連，兩個地址A0、A1分別接總線的LA0、LA1，RD和WR信號分別接總線的IO

8、RD和IOWR信號，片選信號CS1接總線的地址0000H。通道0中CLK0作為輸入連接32Hz的時鐘源CLOCK0,門控位GET0連接按鍵KEY1；通道1中CLK1作為輸入連接1024Hz的時鐘源CLOCK1，門控位GET1連接按鍵KEY8。輸出部分：通道0中的輸出OUT0連接驅(qū)動器74LS244的輸入口A1，通道1中的輸出OUT1連接驅(qū)動器74LS244的輸入口A2。驅(qū)動器74LS244部分：按鍵KEY5連接驅(qū)動器74LS244的輸入口A3，輸出口Y1、Y2、Y3連接總線的數(shù)據(jù)信號線LD1、LD2、LD3，片選信號CS4連接總線的地址0060H。其中，按鍵KEY5主要用于在時鐘狀態(tài)下調(diào)節(jié)分鐘

9、部分的加。軟件設(shè)計方案1、開發(fā)環(huán)境：對于軟件開發(fā)環(huán)境，我們采用的PC機中的VC+軟件，新建了一個C+的工程，將與總線驅(qū)動有關(guān)的文件加進去，然后編寫自己的程序。2、軟件流程圖：該系統(tǒng)軟件流程圖如圖所示：Openlnt()初設(shè)化lnitB2540lnitB255OCfcckQSecondO定時摸式h秒表按式CfoselntOCgnupOEihiqubi?P-0EhihongO時區(qū)轉(zhuǎn)化k時鐘摸式整點授時PlayO,./GBeepQ圖程序流程圖4.完成內(nèi)容及實驗結(jié)果本系統(tǒng)實際完成的功能：1、數(shù)字時鐘顯示功能：對程序進行編譯，運行后，數(shù)碼管DLED正常顯示所設(shè)定的時間，小數(shù)點作為秒單位以預(yù)定的秒的頻率閃

10、爍。四位數(shù)碼管可正常顯示時和分；如果按下按鍵KEY7，就會退出時鐘模式，進入特殊模式，實現(xiàn)相應(yīng)的語音提醒功能、秒表定時功能、時區(qū)轉(zhuǎn)換功能等。2、自動報時功能：運行程序，選擇自動錄音功能，每到整點就會自動報時3、語音提醒功能：運行程序，進入特殊模式，選擇語音提醒功能，然后數(shù)字鐘運行到設(shè)定的時刻，就會自動蜂鳴4、秒表計時功能：運行程序，進入特殊模式，選擇秒表計時功能，按下對應(yīng)的按鍵KEY2,啟動秒表定時，在數(shù)碼管DLED上就會顯示秒表計時，然后再次按下對于的按鍵KEY2，秒表計時就會停止。按下相應(yīng)的按鍵KEY3,就會使秒表計時功能停止，然后退出。5、時區(qū)轉(zhuǎn)換功能：在此功能中，我們定義了東0區(qū)到東1

11、1區(qū)共12個區(qū)時，對應(yīng)的城市分別是倫敦、布魯塞爾、雅典、德黑蘭、莫斯科、卡斯蘭、阿拉木圖、曼谷、北京、首爾、關(guān)島、悉尼、馬加達等。運行程序，輸入對應(yīng)的區(qū)時數(shù)字，就可以實現(xiàn)相應(yīng)的時區(qū)轉(zhuǎn)換功能。團隊實驗總結(jié)：（共同編寫）1、經(jīng)過本次實驗，我們非常清楚的掌握了一個完整系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，更加清晰的體會了要用系統(tǒng)的觀點去看待問題，解決問題。2、通過本次實驗，我們對硬件系統(tǒng)中一些芯片，如8255、8254、ISD1420等，有了一個更好的掌握，更加清楚了它們的用途，并學(xué)會了硬件連線和編程使用，感覺收獲很大。3、通過本次實驗，我們對VC+軟件有了一個更加深入的了解，并用它成功的寫出了整個系統(tǒng)的程序，運行通過

12、，下載到實驗箱中，硬件系統(tǒng)可以按照預(yù)先設(shè)定的功能進行工作。4、通過本次實驗，我們體會到了團隊合作的重要性，大家分工協(xié)作，相互討論，互幫互助，最終順利的完成了本次實驗。遇到的問題及解決辦法1、軟件方面：a.新建工程時添加文件問題：在新建工程時，我們添加原有的文件出現(xiàn)了問題，我們仔細查找了資料，終于找到了正確的方法，添加文件成功。b編譯過程中存在錯誤：在編程中，有的變量定義和使用的不合適，導(dǎo)致了最后的編譯錯誤，我們仔細查找原因，最終找到了錯誤，改正之后運行通過。C.單線程處理時鐘進度，在整點響鈴時，時鐘停止，運用算法進行彌補，也是不足支出。驗收后，課下學(xué)會了用多線程進行處理。d在數(shù)碼顯示時未能注意

13、到數(shù)碼管的刷新頻率太低，導(dǎo)致顯示有閃爍現(xiàn)象。個人收獲、體會和建議：通過本次微機課程設(shè)計，深切了解體會到一個項目或一件產(chǎn)品從設(shè)計到完成再到檢驗的完整過程，從中收獲頗大，作為本次課設(shè)的組長及硬件設(shè)計者，收獲亦多，課設(shè)活動的整體安排計劃分工，的確給組長帶來了不少問題，在了解大家的長處之后，方便大家的分工及合作，通過小組人員的共同合作終于完成了本次課設(shè)，作為硬件及總體方案設(shè)計者，從剛開始的一頭霧水，到老師的指導(dǎo)，組員的幫助解答，終于找到突破口，并從實踐中真正理解了8255、8254等器件的功能，編程方法，對系統(tǒng)與外設(shè)、總線與接口等方面有了更加清晰的認識，對以后工作與學(xué)習(xí)提供了巨大的幫助，這是一次非常好

14、的課設(shè)，期待有機會可以再嘗試，收獲更多。8.附錄序：本次實驗的主要源程#include#include#include#include#ifdef_DEBUG#definenewDEBUG_NEW#undefTHIS_FILEstaticcharTHIS_FILE=_FILE_;#endifCWinApptheApp;usingnamespacestd;voidInit8254()ULONGadr8254=0 x00;ULONGadr,dat;adr=adr8254+3;CStringstrHello;cout(LPCTSTR)strHelloendl;ULONGadr8254=0 x00;ULONGadr8255=0 x20;ULONGadrisd=0 x