具有記憶功能的電子時鐘課程設(shè)計報告

1、.具有記憶功能的電子時鐘一、題義分析及解決方案1.題義需求分析用STAR ES598PCI單板開發(fā)機和接口芯片設(shè)計一電子時鐘，具有以下功能：（1）電子時鐘能夠正常工作，顯示小時、分、秒；（2）斷電后再啟動，要求電子鐘能夠按照斷電前的時間繼續(xù)計數(shù)；（3）預設(shè)時間為23：59：59。2.解決問題方法及思路硬件部分選用8255作為IO擴展芯片選用8279驅(qū)動8位數(shù)碼管作為時間顯示模塊。選用24C02A存儲斷電前的時間。軟件部分讀取8563中的時間顯示，將正確的時間寫入EEPROM，將EEPROM中的數(shù)據(jù)讀入完成系統(tǒng)斷電后復位。二、硬件設(shè)計8255在本設(shè)計中的作用IO擴展，以完成按鍵輸入檢測功能分析8

2、255是可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。(1)一個并行輸入、輸出的LSI芯片，多功能的I/O器件，可作為CPU總線與外圍的接口。(2)具有24個可編程設(shè)置的I/O口，即3組8位的I/O口為PA口，PB口和PC口。它們又可分為兩組12位的I/O口，A組包括A口及C口(高4位,PC4PC7)，B組包括B口及C口(低4位,PC0PC3)。A組可設(shè)置為基本的I/O口，閃控(STROBE)的I/O閃控式,雙向I/O3種模式；B組只能

3、設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式,而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定。技術(shù)參數(shù) RESET:復位輸入線，當該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS:芯片選擇信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/CS=0時,表示芯片被選中，允許8255與CPU進行通訊;/CS=1時,8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸.RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低跳變沿時,即/RD產(chǎn)生一個低脈沖且/CS=0時,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。WR:寫入信號，當這個輸入引腳為低跳變沿時,即/WR產(chǎn)生一個低

4、脈沖且/CS=0時,允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。D0D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。8255具有3個相互獨立的輸入/輸出通道端口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作。方式0基本輸入輸出方式；方式1選通輸入/出方式；方式2雙向選通輸入/輸出方式；PA0PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 工作于三種方式中的任何一種；PB0PB7:端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 不能工

5、作于方式二；PC0PC7:端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。'不能工作于方式一或二。A1,A0:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.當A1=0,A0=0時,PA口被選擇;當A1=0,A0=1時,PB口被選擇;當A1=1,A0=0時,PC口被選擇;當A1=1.A0=1時,控制寄存器被選擇.24C02A在本設(shè)計中的作用記錄掉電前的時間。功能分析E2PROM技術(shù)參數(shù)

6、1.寬范圍的工作電壓1.8v5.5v2.低電壓技術(shù)：1mA典型工作電流1uA典型待機電流3.儲存器組織結(jié)構(gòu)4.2線串行接口，完全兼容I2C總線5.施密特觸發(fā)輸入噪聲抑制6.硬件數(shù)據(jù)寫保護7.內(nèi)部與周期（最大5ms）8.自動遞增地址9.可按照字節(jié)寫10.esd保護大于2.5kV11.高可靠性：-擦寫壽命：100萬次 數(shù)據(jù)保持時間：100年12.無鉛工藝，符合RoHS標準8279在本設(shè)計中的作用驅(qū)動數(shù)碼管顯示時間值功能分析(1)可同時進行鍵盤掃描及文字顯示；(2)鍵盤掃描模式(Scanned Keyboard Mode)；(3)傳感器掃描模式(Scanned Sensor Mode)；(4)激發(fā)輸

7、入模式(Strobe Input Entry Mode)；(5)8乘8鍵盤FIFO(先進先出)；(6)具有接點消除抖動，2鍵鎖定及N鍵依此讀出模式；(7)雙排8位數(shù)或雙排16位數(shù)的顯示器；(8)右邊進入或左邊進入。16位字節(jié)顯示存儲器。技術(shù)參數(shù)RESET:復位輸入線，當該輸入端處于高電平時，所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成輸入方式。CS:芯片選擇信號線，當這個輸入引腳為低電平時,即/CS=0時,表示芯片被選中，允許8255與CPU進行通訊;/CS=1時,8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸.RD:讀信號線，當這個輸入引腳為低跳變沿時,即/RD產(chǎn)生一個低脈沖且/CS=0時

8、,允許8255通過數(shù)據(jù)總線向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，即CPU從8255讀取信息或數(shù)據(jù)。WR:寫入信號，當這個輸入引腳為低跳變沿時,即/WR產(chǎn)生一個低脈沖且/CS=0時,允許CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入8255。D0D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)總線，8255與CPU數(shù)據(jù)傳送的通道，當CPU 執(zhí)行輸入輸出指令時，通過它實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的讀/寫操作，控制字和狀態(tài)信息也通過數(shù)據(jù)總線傳送。8255具有3個相互獨立的輸入/輸出通道端口，用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作。方式0基本輸入輸出方式；方式1選通輸入/出方式；方式2雙向選通輸入/輸出方式；PA0PA7:端口A輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器，

9、 一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器。 工作于三種方式中的任何一種；PB0PB7:端口B輸入輸出線，一個8位的I/O鎖存器， 一個8位的輸入輸出緩沖器。 不能工作于方式二；PC0PC7:端口C輸入輸出線，一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器， 一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器。端口C可以通過工作方式設(shè)定而分成2個4位的端口， 每個4位的端口包含一個4位的鎖存器，分別與端口A和端口B配合使用，可作為控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入端口。'不能工作于方式一或二。A1,A0:地址選擇線,用來選擇8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.當A1=0,A0=0時,PA口被選擇;當A1=0,A0=1時,PB口被選擇;當A

10、1=1,A0=0時,PC口被選擇;當A1=1.A0=1時,控制寄存器被選擇.4.硬件總邏輯圖及其說明使用了E4區(qū)的24C02A，需要將P1.0和P1.1接到SDA和SCL使用了E5區(qū)的8279模塊，需要將CLK接時鐘，CS接A3區(qū)CS5片選，數(shù)碼管段選和位選對應插好使用了B4區(qū)的8255，需要將CS接A3區(qū)CS1，PA口接按鍵三、控制程序設(shè)計1.控制程序設(shè)計思路說明初始化讀取EEPROM中的數(shù)據(jù)，判斷時間是否被初始化過，如果不是，那么設(shè)置初始時間，并改寫初始化標志狀態(tài)；如果是，那么讀取時間來初始化時鐘芯片。走時讀取內(nèi)存中的時間數(shù)值，送入數(shù)碼管顯示，并送入EEPROM更新數(shù)值，遇到計時中斷后更新

11、內(nèi)存中的時間，當按鍵被按下，根據(jù)按鍵調(diào)整時間參數(shù)2.程序流程圖3.控制程序SDABITP1.0SCLBITP1.1;24C02的片選地址：100HA24C02_WRITEEQU0A8HA24C02_READEQU0A9HTIMEEQU30H;時間數(shù)據(jù)緩沖區(qū)MS50DATA31H;存放多少個50msSECDATA32H;秒MINDATA33H;分HOURDATA34H;時HOUR_MAXDATA35H;12/24時制KSDATA36HBUFFERDATA37H;顯示緩沖區(qū)COM_ADDXDATA0F003HPA_ADDXDATA0F000HEXTRNCODE(Display8)ORG0000HL

12、JMPMAINORG000BHLJMPINT_Timer0ORG0100H;=;主程序代碼區(qū);=MAIN:MOVSP,#60HMOVMS50,#00HLCALLI2C_INIT;I2C總線初始化MOVDPTR,#COM_ADD;8255初始化MOVA,#90H;PA輸入MOVXDPTR,AMOVTH0,#76;定時中斷計數(shù)器初值MOVTL0,#00;定時50msMOVTMOD,#01H;定時器工作方式1MOVIE,#82H;允許定時器0中斷SETBTR0;開定時器T0MOVR7,#06H;讀取6個數(shù)據(jù)到內(nèi)存MOVR0,#TIME;設(shè)置存取地址L_R:MOVA,R0LCALLRead_ByteM

13、OVR0,AINCR0DJNZR7,L_RMOVA,TIMEMOVKS,#10;初始化按鍵消抖計數(shù)器CJNEA,#01H,INIT_M;判斷是否已經(jīng)進行過時間初始化JMPMainLoopINIT_M:;初始化時間MOVSEC,#59MOVMIN,#59MOVHOUR,#12MOVTIME,#01H;記錄初始化信息MainLoop:MOVR0,#TIMEMOVA,#TIMELCALLWrite_Page;A24C02存時間LCALLDisplay;調(diào)用顯示W(wǎng)AIT:JBF0,CHANGED;每50MS進行一次顯示更新MOVR0,#MS50MOVA,KSCLRCSUBBA,MS50CJNEA,#0

14、0H,WAIT;判斷當前時間是否等于按鍵消抖計數(shù)器數(shù)值MOVA,KSCJNEA,#10,KS_10;更改按鍵消抖計數(shù)器值，在250MS后再進行按鍵掃描MOVKS,#0;消抖JMPKSCANKS_10:MOVKS,#10KSCAN:MOVDPTR,#PA_ADDMOVXA,DPTR;讀入按鍵狀態(tài)MOVR0,AANLA,#01HCJNEA,#00H,TEST_SW;初始化按鍵JMPINIT_MTEST_SW:;切換時制按鍵MOVA,R0ANLA,#02HCJNEA,#00H,TEST_HPMOVA,HOUR_MAXCJNEA,#24,SET_24MOVHOUR_MAX,#13JMPWAITSET_

15、24:MOVHOUR_MAX,#24JMPWAITTEST_HP:;小時增加調(diào)整鍵MOVA,R0ANLA,#08HCJNEA,#00H,TEST_MPJMPHOUR_PTEST_MP:;分鐘增加調(diào)整鍵MOVA,R0ANLA,#20HCJNEA,#00H,TEST_HMJMPMIN_PTEST_HM:;小時減小調(diào)整鍵MOVA,R0ANLA,#04HCJNEA,#00H,TEST_MMJMPHOUR_MTEST_MM:;分鐘減小調(diào)整鍵MOVA,R0ANLA,#10HCJNEA,#00H,RETURNJMPMIN_MCHANGED:CLRF0JMPMainLoop;=RETURN:;2K尋址中繼，避

16、免CJNE無法返回到WAITJMPWAIT;時間調(diào)整代碼塊MIN_P:MOVR1,#MININCR1;分加一CJNER1,#60,RETURNMOVR1,#00HJMPWAITHOUR_P:MOVR1,#HOURINCR1;時加一JMPWAITMIN_M:MOVR1,#MINDECR1;分減一CJNER1,#0FFH,RETURNMOVR1,#59JMPWAITHOUR_M:MOVR1,#HOURDECR1;時減一MOVA,HOUR_MAXCJNEA,#24,HM_T12;是否為24小時制CJNER1,#0FFH,RETURNJMPHM_MHM_T12:CJNER1,#00H,RETURNHM

17、_M:MOVR1,HOUR_MAXDECR1JMPWAITINT_Timer0:MOVTL0,#0MOVTH0,#76PUSHACCPUSH01HMOVR1,#MS50INCR1;50MS單元加一SETBF0CJNER1,#20,HOUR_EXTRAMOVR1,#00H;恢復初值INCR1INCR1;秒加一CJNER1,#60,HOUR_EXTRAMOVR1,#00HINCR1INCR1;分加一CJNER1,#60,HOUR_EXTRAMOVR1,#00HINCR1INCR1;時加一HOUR_EXTRA:;時制判斷并準備退出MOVR1,#HOURMOVA,HOUR_MAXSETBCSUBBA,

18、R1JNCExitIntMOVA,HOUR_MAXCJNEA,#24,Z_01MOVR1,#00HJMPExitIntZ_01:MOVR1,#01HExitInt:POP01HPOPACCRETI;十六進制轉(zhuǎn)BCD碼HexToBCD:MOVB,#10DIVABMOVR0,BINCR0MOVR0,AINCR0RET;準備數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)Display:MOVR0,#BUFFERMOVA,SECACALLHexToBCDMOVA,MINACALLHexToBCDMOVA,HOURACALLHexToBCDMOVR0,#10H;第七位不顯示INCR0MOVR0,#10H;第八位不顯示INCR0MOV

19、R0,#BUFFERLCALLDisplay8RET;=;24C02代碼區(qū);=A24C02_Init:MOVR3,#TIMEMOVR2,#01HMOVR0,#TIMEA24C02_Write_1:MOVR0,02HINCR0INCR2CJNER0,#TIME+08H,A24C02_Write_1MOVR0,#TIMEMOVA,R3LCALLWrite_PageRET;I2C總線初始化I2C_INIT:SETBSCLSETBSDARET;寫操作，分字節(jié)寫和頁寫模式;字節(jié)寫，一次寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)，A-寫入地址，B-數(shù)據(jù)Write_Byte:PUSHACC;A中地址壓棧MOVA,#A24C02_WR

20、ITE;寫操作指令LCALLStart;開始信號LCALLWrite_8bits;寫入8位數(shù)據(jù)LCALLAcknowledge;查詢接收端應答信號POPACC;寫入A中地址LCALLAcknowledgeMOVA,BLCALLWrite_8bits;寫入B中數(shù)據(jù)LCALLAcknowledgeLCALLStop;結(jié)束信號LCALLAckPolling;等待寫操作完成RET;頁寫，一次寫入8個字節(jié)數(shù)據(jù)，A中存放起始寫入地址，R0中存放數(shù)據(jù)首地址Write_Page:PUSH07HMOVR7,#8PUSHACC;A中地址壓棧MOVA,#A24C02_WRITE;寫操作指令LCALLStartLCA

21、LLWrite_8bits;寫入8位數(shù)據(jù)LCALLAcknowledge;查詢接收端應答信號POPACC;寫入A中地址LCALLWrite_8bitsLCALLAcknowledgePUSHACCWrite_Page_1:MOVA,R0;緩沖區(qū)數(shù)據(jù)逐一寫入LCALLWrite_8bitsLCALLAcknowledgeINCR0DJNZR7,Write_Page_1;寫8次LCALLStopCLRALCALLAckPolling;等待寫操作完成POPACCPOP07HRET;等待寫操作完成AckPolling:MOVA,#A24C02_Write;寫操作指令LCALLStart;開始信號LCA

22、LLWrite_8bitsSETBSDA;從機應答SETBSCL;應答占用一個脈沖LCALLDelay_TimeJBSDA,AckPolling;接收端應答標志：將SDA置低CLRSCLLCALLStop;停止信號RET;讀操作，分為字節(jié)讀和連續(xù)讀取操作;字節(jié)讀，一次讀取一個字節(jié)，A-讀取地址Read_Byte:PUSHACC;A中地址壓棧LCALLStart;開始信號MOVA,#A24C02_Write;寫操作指令LCALLWrite_8bitsLCALLAcknowledgePOPACCLCALLWrite_8bitsLCALLAcknowledge;立即讀，讀取當前內(nèi)部地址的數(shù)據(jù)，一個字

23、節(jié)Read_Current:LCALLStart;開始信號，下面讀取數(shù)據(jù)MOVA,#A24C02_Read;讀操作指令LCALLWrite_8bitsLCALLAcknowledgeLCALLRead_8bits;讀取數(shù)據(jù)，放在A中LCALLStop;停止信號RET;寫入8位數(shù)據(jù)Write_8bits:PUSH07HMOVR7,#8Write_8bits_1:CLRSCL;數(shù)據(jù)在SCL為低時SDA上的數(shù)據(jù)可以改變，此時送上欲寫數(shù)據(jù)NOPRLCAMOVSDA,CLCALLDelay_Time;延時SETBSCLLCALLDelay_TimeDJNZR7,Write_8bits_1CLRSCLPOP07HRET;讀取8位數(shù)據(jù)Read_8bits:PUSH07HMOVR7,#8Read_8bits_1:CLRSCLLCALLDelay_TimeSETBSCLMOVC,SDARLCADJNZR7,Read_8bits_1CLRSCLPOP07HRET;I2C總線開始信號Start:SETBSDA;I2C總線開始信號：SCL為高時，SDA由高->低SETBSCLLCALLDelay_TimeCLRSDALCALLDelay_TimeRET;I2C總線結(jié)束信號Stop:CLRSDA;I2C總線操作結(jié)束信號：SCL為高時，SDA由低->高