计算机硬件综合设计实时时钟显示.docx
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武汉理工大学《硬件综合课程设计》
课程设计任务书
学生姓名:
专业班级:
指导教师:
工作单位:
计算机科学与技术学院
题目:
实时时钟显示例程设计
初始条件:
1.课程设计使用ZG211硬件综合实验平台(8051单片机),配有课程设计接口芯片和辅助芯片以及器件;
2.ZG211有程序设计集成开发环境,程序设计语言为C语言;
3.ZG211硬件综合实验平台使用说明书;
要求完成的主要任务:
(包括课程设计工作量及其技术要求,撰写说明书具体要求)
1.学习使用ZG211硬件综合实验平台,程序设计集成开发环境;
2.根据课程设计题目,进行需求分析,搞清楚课程设计需要设计需求和需要解决的设计内容。
3.查阅和学习课程设计题目需要的接口芯片资料,掌握接口芯片的使用方法和编程要领。
查阅和学习课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。
4.设计接口芯片和辅助芯片以及器件与8051单片机连接硬件电路原理图。
5.设计与硬件电路原理图对应的C语言程序(或8051汇编语言)。
给出程序流程图。
在集成开发环境中调试程序。
给出程序的详细注释。
能够解释使用程序模拟电路时序信号和数据。
6.撰写课程设计报告,1)详细陈述以上的设计过程;2)详细陈述电路的调试过程。
时间安排:
第18周:
1.熟悉ZG211硬件综合实验平台,KEILCUVISION2集成开发环境;查阅接口芯片资料,熟悉接口芯片和它的使用方法。
2.设计硬件电路原理图,。
第19周:
1.使用C语言或汇编语言设计和调试接口程序。
2.撰写计算机硬件综合设计报告。
指导教师签名:
年月日
系主任(或责任教师)签名:
年月日
实时时钟显示例程设计
目录:
1实验目的----------------------------------------4
2实验设备-----------------------------------------4
2.1硬件环境--------------------------------------------4
2.2实验板模块------------------------------------------9
3实验要求---------------------------------------10
4实验原理----------------------------------------11
4.1PCF8563芯片---------------------------------------11
4.2I2C协议------------------------------------------14
5实验步骤----------------------------------------20
5.1硬件连接----------------------------------------20
5.2软件设计----------------------------------------20
6实验成功标志------------------------------------21
7程序说明----------------------------------------21
8操作过程说明------------------------------------22
9心得体会----------------------------------------22
1实验目的
1.掌握IO口操作;
2.掌握显示及键盘芯片的运用;
3.了解中断的运用;
4.了解I2C总线操作。
2实验设备
2.1硬件环境
1.PC机一台;ZG-211单片机系统实验板一块;实验连接线若干
2.芯片
CH451芯片
CH451是一个整合了数码管显示驱动和键盘扫描控制以及μP监控的多功能外围芯
片。
CH451内置RC振荡电路,可以动态驱动8位数码管或者64位LED,具有BCD译码、
闪烁、移位等功能;同时还可以进行64键的键盘扫描;CH451通过可以级联的串行接口
与单片机等交换数据;并且提供上电复位和看门狗等监控功能。
(1)显示驱动
1.内置大电流驱动级,段电流不小于30mA,字电流不小于160mA。
2.动态显示扫描控制,直接驱动8位数码管或者64位发光管LED。
3.可选数码管的段与数据位相对应的不译码方式或者BCD译码方式。
4.字数据左移、右移、左循环、右循环。
5.各数字独立闪烁控制。
6.通过占空比设定提供16级亮度控制。
7.支持段电流上限调整,可以省去所有限流电阻。
8.扫描极限控制,支持1到8个数码管,只为有效数码管分配扫描时间。
(2)键盘控制
1.内置64键键盘控制器,基于8×8矩阵键盘扫描。
2.内置去抖动电路。
3.键盘中断,低电平有效输出。
4.提供按键释放标志位。
(3)外部接口
1.高速的4线串行接口,支持芯片级联,时钟速度从0到10MHz。
2.串行接口中的DIN和DCLK信号线可以与其它接口电路共用。
3.完全内置RC阻容振荡电路,根据需要可以外接阻容振荡。
4.内置上电复位和看门狗Watch-Dog,提供高电平有效和低电平有效复位输出。
(4)其它杂项
1.可选多种封装:
DIP28、SOP28、DIP24S。
2.经过授权采用了2项专利技术,低成本,简便易用。
89S52芯片
(1)主要性能
1.与MCS-51单片机产品兼容
2.8K字节在系统可编程Flash存储器
3.1000次擦写周期
4.全静态操作:
0Hz~33Hz
5.三级加密程序存储器
6.32个可编程I/O口线
7.三个16位定时器/计数器
8.八个中断源
9.全双工UART串行通道
10.低功耗空闲和掉电模式
11.掉电后中断可唤醒
12.看门狗定时器
13.双数据指针
14.掉电标识符
(2)功能特性描述
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:
8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,
单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
CD4052芯片
(1)简要说明:
CC4052是一个差分4通道数字控制模拟开关,有A0、A1两个二进制控制输
入端和INH输入,具有低导通阻抗和很低的截止漏电流。
幅值为4.5~20V的数字信号可控制峰-峰值至20V的模拟信号。
例如,若VDD=+5V,VSS=0,VEE=-13.5V,则0~5V的数字信号可控制-13.5~4.5V的模拟信号。
这些开关电路在整个VDD-VSS和VDD-VEE电源范围内具有极低的静态功耗,与控制信号的逻辑状态无关。
当INH输入端=“1”时,所有的通道截止。
二位二进制信号选通4通道中的一通道,可连接该输入端至输出。
CC4052提供了16引线多层陶瓷双列直插(D)、熔封陶瓷双列直插(J)、塑
料双列直插(P)和陶瓷片状载体(C)4种封装形式。
(2)推荐工作条件:
电源电压范围…………3V~15V
输入电压范围…………0V~VDD
(3)工作温度范围
M类…………-55℃~125℃
E类………….-40℃~85℃
(4)极限值:
电源电压…...-0.5V~18V
输入电压……-0.5V~VDD+0.5V
输入电流…………….±10mA
储存温度…………-65℃~150℃
(5)引出端符号:
A0~A1地址端
1I0/O0~1I3/O3输入输出端
2I0/O0~2I3/O3输入输出端
INH禁止端
1O/I公共输出/输入端
2O/I公共输出/输入端
VDD正电源
VEE模拟信号地
Vss数字信号地
(6)逻辑符号:
PCF8563
(1).概述
PCF8563是低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片,它提供一个可编程时钟输出,一个
中断输出和掉电检测器,所有的地址和数据通过I2C总线接口串行传递。
最大总线速度为
400Kbits/s,每次读写数据后,内嵌的字地址寄存器会自动产生增量。
(2).特性
1.低工作电流:
典型值为0.25μA(VDD=3.0V,Tamb=25℃时)。
2.世纪标志
3.大工作电压范围:
1.0~5.5
4.低休眠电流;典型值为0.25μA(VDD=3.0V,Tamb=25℃)
5.400KHz的I2C总线接口(VDD=1.8~5.5V时)。
6.可编程时钟输出频率为:
32.768KHz,1024Hz,32Hz,1Hz。
7.报警和定时器。
8.掉电检测器。
9.内部集成的振荡器电容。
10.片内电源复位功能。
11.I2C总线从地址:
读,0A3H;写,0A2H。
12.开漏中断引脚。
(3).应用
1.移动电话
2.便携仪器
3.传真机
4.电池电源产品
(4).功能描述
PCF8563有16个8位寄存器:
一个可自动增量的地址寄存器,一个内置32.768KHz的振荡器(带有一个内部集成的电容),一个分频器(用于给实时时钟RTC提供源时钟),一个可编程时钟输出,一个定时器,一个报警器,一个掉电检测器和一个400KHzI2C总线接口。
所有16个寄存器设计成可寻址的8位并行寄存器,但不是所有位都有用。
前两个寄存器(内存地址00H,01H)用于控制寄存器和状态寄存器,内存地址02H~08H用于时钟计数器(秒~年计数器),地址09H~0CH用于报警寄存器(定义报警条件),地址0DH控制CLKOUT管脚的输出频率,地址0EH和0FH分别用于定时器控制寄存器和定时器寄存器。
秒、分钟、小时、日、月、年、分钟报警、小时报警、日报警寄存器,编码格式为BCD,星期和星期报警寄存器不以BCD格式编码。
当一个RTC寄存器被读时,所有计数器的内容被锁存,因此,在传送条件下,可以禁止对时钟/日历芯片的错读。
3.配套并口编程线一根
4.配套电源一个
2.2实验板模块
3实验要求
1.能正常操作LED数码显示
2.能通过中断方式接收按键信息
3.能通过I2C总线方式与PCF8563芯片交换数据
4.能正确解释并显示从PCF8563芯片取出的日期和时间数据
4实验原理
4.1P
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机硬件 综合 设计 实时 时钟 显示
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