微機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)與自動(dòng)報(bào)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程名稱微機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)成績(jī)課 題數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)與自動(dòng)報(bào)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日班 級(jí)： 13030 學(xué) 號(hào)： 1303 姓 名： # 地 點(diǎn)： B-312 批 次： 第一批 時(shí) 間： 2016年3月 微機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)與自動(dòng)報(bào)時(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 時(shí)間：2016年3月1. 課設(shè)題目及成員分工1.1 課設(shè)題目：數(shù)字時(shí)鐘與自動(dòng)報(bào)時(shí)系統(tǒng)1.2 小組成員介紹及分工學(xué)號(hào)姓名 任務(wù)分工組長(zhǎng)1410030總體設(shè)計(jì)，硬件電路的測(cè)試、連接、調(diào)試組員130088參與設(shè)計(jì)，軟件編程1303014參與設(shè)計(jì)，軟件測(cè)試，調(diào)整130305參與設(shè)計(jì)，資料查找，報(bào)告書寫2. 課設(shè)內(nèi)容及要求2.1 課程設(shè)計(jì)目的

2、：1、了解以微機(jī)為核心的總線方式訪問總線設(shè)備的原理，提高接口擴(kuò)展硬件電路的連接能力；2、你阿姐數(shù)字時(shí)鐘和語(yǔ)音報(bào)時(shí)的工作原理，提高應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試的綜合能力；3、加深對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、并行接口芯片和語(yǔ)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。2.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘，能夠動(dòng)態(tài)時(shí)間顯示，整點(diǎn)語(yǔ)音報(bào)時(shí)；2、利用定時(shí)器產(chǎn)生精確的時(shí)鐘源， 通過中斷或者查詢的方式將時(shí)鐘源數(shù)值傳送到微機(jī)控制臺(tái)；3、微機(jī)控制臺(tái)在進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理后，控制并行接口芯片進(jìn)行 DLED 的動(dòng)態(tài)掃描，正確的顯示時(shí)鐘；4、當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行后，數(shù)碼管顯示時(shí)分秒，每到整點(diǎn)，喇叭播放報(bào)時(shí)音。2.3 系統(tǒng)功能和設(shè)計(jì)要求1、

3、基本功能要求：a.系統(tǒng)顯示界面：1. 在 DLED 數(shù)碼管上進(jìn)行實(shí)時(shí)刷新顯示；2. 使用 8255 掃描數(shù)碼管，顯示時(shí)分秒，小時(shí)和分鐘分別為兩位顯示，秒使用 LED3的 DP 顯示，0.5s 亮，0.5s 滅。b.自動(dòng)報(bào)時(shí)要求：1. 通過編程實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音錄制，播放，可以隨時(shí)修改報(bào)時(shí)音內(nèi)容；2. 報(bào)時(shí)音以 12 時(shí)制錄制，12 個(gè)報(bào)時(shí)音以連續(xù)地址存放在 ISD1420 芯片內(nèi)，錄音順序如表 2.1 所示：表 2.1 錄音順序表地址報(bào)音時(shí)地址報(bào)音時(shí)00十二點(diǎn)整06六點(diǎn)整01一點(diǎn)整07七點(diǎn)整02二點(diǎn)整08八點(diǎn)整03三點(diǎn)整09九點(diǎn)整04四點(diǎn)整10十點(diǎn)整05五點(diǎn)整11十一點(diǎn)整2、發(fā)揮部分：1.增加“語(yǔ)音提醒

4、”功能，自行設(shè)計(jì)提醒時(shí)間和播放的錄音內(nèi)容。打開“語(yǔ)音提醒”功能后，數(shù)字鐘運(yùn)行到設(shè)定的時(shí)刻，喇叭發(fā)聲提醒事先錄制的語(yǔ)音；2. 增加“秒表計(jì)時(shí)”功能，啟動(dòng)該功能后可在 DLED 上進(jìn)行 00.0099.99 秒計(jì)時(shí)；3. 增加“時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換”功能，根據(jù)設(shè)定的時(shí)區(qū)表隨時(shí)轉(zhuǎn)換相應(yīng)時(shí)區(qū)的時(shí)刻。 3. 課設(shè)實(shí)現(xiàn)方案3.1 總體設(shè)計(jì)思路1、數(shù)字時(shí)鐘部分：1.利用 CLOCK 分頻器提供的信號(hào)作為可編程定時(shí)器 8254 的時(shí)鐘源，通過 8254 進(jìn)行 16分頻，產(chǎn)生 0.5 秒的精確時(shí)鐘；2.監(jiān)控時(shí)鐘通過查詢獲取時(shí)鐘，根據(jù)時(shí)鐘計(jì)算出時(shí)分秒，然后驅(qū)動(dòng) 4 位數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示出時(shí)間；3.基本 I/O 驅(qū)動(dòng)器 74LS2

5、44 作為可編程定時(shí)器 8254 的時(shí)鐘監(jiān)控端口。2、自動(dòng)報(bào)時(shí)部分：1.通過調(diào)用電腦系統(tǒng)的蜂鳴器函數(shù)beep()實(shí)現(xiàn)報(bào)時(shí)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(shí)間顯示數(shù)碼管的段和位3.2 硬件設(shè)計(jì)方案1、總體布局：該系統(tǒng)主要使用的 QTH-2008PCI 實(shí)驗(yàn)箱和個(gè)人 PC 機(jī)，涉及到的芯片有通用可編程并行接口 8255、可編程定時(shí)器 8254、驅(qū)動(dòng)器 74LS244、32Hz 的時(shí)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(shí)鐘的時(shí)分秒，語(yǔ)音芯片 ISD1420 主要用于錄音。2、硬件連接圖：總體硬

6、件連接圖如圖 3.1 所示： 圖3.13、詳細(xì)設(shè)計(jì)：如圖3.1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(shí)器8253部分：8255 部分：a. 輸入部分：8255 的 8 位數(shù)據(jù)信號(hào)線與總線的數(shù)據(jù)信號(hào)線相連，兩個(gè)地址 A0、A1分別接總線的 LA0、LA1，RD 和 WR 信號(hào)分別接總線的 IORD 和 IOWR 信號(hào)， 片選信號(hào) CS2 接總線的地址 0020H。PC 口的 PC4、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(shí)鐘模式下分鐘的減，KEY7 主要用于從時(shí)鐘模式切換到特殊功能狀態(tài)，

7、KEY2 主要用于秒表的啟動(dòng)和暫停，KEY3 主要用于秒表的退出。b. 輸出部分：8255 的 PA 口 8 條信號(hào)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(yǔ)音芯片 ISD1420 的 REC、PLAYE、PLAYL 相連。8254 部分：c. 輸入部分：8254 的 8 位數(shù)據(jù)信號(hào)線與總線的數(shù)據(jù)信號(hào)線相連，兩個(gè)地址 A0、A1分別接總線的 LA0、LA1，RD 和 WR 信號(hào)分別接總線的 IORD 和 IOWR 信號(hào)， 片選信號(hào) CS1 接總線的地址 0000H。通道 0 中 CLK0 作為輸入連接 32H

8、z 的時(shí)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(shí)鐘源 CLOCK1，門控位 GET1 連接按鍵 KEY8。d. 輸出部分：通道 0 中的輸出 OUT0 連接驅(qū)動(dòng)器 74LS244 的輸入口 A1，通道 1 中的輸出 OUT1 連接驅(qū)動(dòng)器 74LS244 的輸入口 A2。e. 驅(qū)動(dòng)器 74LS244 部分：按鍵 KEY5 連接驅(qū)動(dòng)器 74LS244 的輸入口 A3，輸出口 Y1、Y2、Y3 連接總線的數(shù)據(jù)信號(hào)線 LD1、LD2、LD3，片選信號(hào) CS4 連接總線的地址0060H。其中，按鍵 KEY5 主要用于在時(shí)鐘狀態(tài)下調(diào)節(jié)分

9、鐘部分的加。3.3 軟件設(shè)計(jì)方案1、開發(fā)環(huán)境：對(duì)于軟件開發(fā)環(huán)境，我們采用的 PC 機(jī)中的 VC+ 6.0 軟件，新建了一個(gè) C+ 的工程，將與總線驅(qū)動(dòng)有關(guān)的文件加進(jìn)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 3.2 所示：圖 3.2 程序流程圖4. 完成內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.1 本系統(tǒng)實(shí)際完成的功能：1、數(shù)字時(shí)鐘顯示功能：對(duì)程序進(jìn)行編譯，運(yùn)行后，數(shù)碼管 DLED 正常顯示所設(shè)定的時(shí)間，小數(shù)點(diǎn)作為秒單位以預(yù)定的 0.5 秒的頻率閃爍。四位數(shù)碼管可正常顯示時(shí)和分；如果按下按鍵 KEY7，就會(huì)退出時(shí)鐘模式，進(jìn)入特殊模式，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的語(yǔ)音提醒功能、秒表定時(shí)功能、時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換功能等。2、自動(dòng)報(bào)時(shí)

10、功能：運(yùn)行程序，選擇自動(dòng)錄音功能，每到整點(diǎn)就會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí)3、語(yǔ)音提醒功能：運(yùn)行程序，進(jìn)入特殊模式，選擇語(yǔ)音提醒功能，然后數(shù)字鐘運(yùn)行到設(shè)定的時(shí)刻，就會(huì)自動(dòng)蜂鳴4、秒表計(jì)時(shí)功能：運(yùn)行程序，進(jìn)入特殊模式，選擇秒表計(jì)時(shí)功能，按下對(duì)應(yīng)的按鍵 KEY2，啟動(dòng)秒表定時(shí)，在數(shù)碼管 DLED 上就會(huì)顯示秒表計(jì)時(shí)，然后再次按下對(duì)于的按鍵 KEY2，秒表計(jì)時(shí)就會(huì)停止。按下相應(yīng)的按鍵 KEY3，就會(huì)使秒表計(jì)時(shí)功能停止，然后退出。5、時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換功能：在此功能中，我們定義了東 0 區(qū)到東 11 區(qū)共 12 個(gè)區(qū)時(shí)，對(duì)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(dá)等。

11、運(yùn)行程序，輸入對(duì)應(yīng)的區(qū)時(shí)數(shù)字，就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的時(shí)區(qū)轉(zhuǎn)換功能。 團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)總結(jié)：（共同編寫）1、經(jīng)過本次實(shí)驗(yàn)，我們非常清楚的掌握了一個(gè)完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，更加清晰的體會(huì)了要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)去看待問題，解決問題。2、通過本次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)硬件系統(tǒng)中一些芯片，如 8255、8254、ISD1420 等，有了一個(gè)更好的掌握，更加清楚了它們的用途，并學(xué)會(huì)了硬件連線和編程使用，感覺收獲很大。3、通過本次實(shí)驗(yàn)，我們對(duì) VC+ 6.0 軟件有了一個(gè)更加深入的了解，并用它成功的寫出了整個(gè)系統(tǒng)的程序，運(yùn)行通過，下載到實(shí)驗(yàn)箱中，硬件系統(tǒng)可以按照預(yù)先設(shè)定的功能進(jìn)行工作。4、通過本次實(shí)驗(yàn)，我們體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，大家分

12、工協(xié)作，相互討論，互幫互助，最終順利的完成了本次實(shí)驗(yàn)。6. 遇到的問題及解決辦法1、軟件方面：a. 新建工程時(shí)添加文件問題：在新建工程時(shí)，我們添加原有的文件出現(xiàn)了問題，我們仔細(xì)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(cuò)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(cuò)誤，我們仔細(xì)查找原因，最終找到了錯(cuò)誤，改正之后運(yùn)行通過。c.單線程處理時(shí)鐘進(jìn)度，在整點(diǎn)響鈴時(shí)，時(shí)鐘停止，運(yùn)用算法進(jìn)行彌補(bǔ)，也是不足支出。驗(yàn)收后，課下學(xué)會(huì)了用多線程進(jìn)行處理。d.在數(shù)碼顯示時(shí)未能注意到數(shù)碼管的刷新頻率太低，導(dǎo)致顯示有閃爍現(xiàn)象。個(gè)人收獲、體會(huì)和建議： 通過本次微機(jī)課程設(shè)計(jì)，深切了解體

13、會(huì)到一個(gè)項(xiàng)目或一件產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到完成再到檢驗(yàn)的完整過程，從中收獲頗大，作為本次課設(shè)的組長(zhǎng)及硬件設(shè)計(jì)者，收獲亦多，課設(shè)活動(dòng)的整體安排計(jì)劃分工，的確給組長(zhǎng)帶來(lái)了不少問題，在了解大家的長(zhǎng)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(jì)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(shí)踐中真正理解了8255、8254等器件的功能，編程方法，對(duì)系統(tǒng)與外設(shè)、總線與接口等方面有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)以后工作與學(xué)習(xí)提供了巨大的幫助，這是一次非常好的課設(shè)，期待有機(jī)會(huì)可以再嘗試，收獲更多。8. 附錄序：本次實(shí)驗(yàn)的主要源程#include Std

14、Afx.h#include #include QTH9054fun.h#include #ifdef _DEBUG#define new DEBUG_NEW#undef THIS_FILEstatic char THIS_FILE = _FILE_;#endifCWinApp theApp;using namespace std;void Init8254()ULONG adr8254=0x00;ULONG adr,dat;adr=adr8254+3;/選計(jì)數(shù)器0作為時(shí)鐘發(fā)生器dat=0x37;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8254;dat=0x32;/32 分頻IO8b

15、Write(adr,dat);dat=0;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8254+3;/選計(jì)時(shí)器1作為秒表計(jì)數(shù)器dat=0x77;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8254+1;dat=0x10;IO8bWrite(adr,dat);dat=0x00;IO8bWrite(adr,dat);void Init8255()ULONG adr8255=0x20;ULONG adr,dat;adr=adr8255+3;dat=0x88;IO8bWrite(adr,dat);IO8bWrite(adr8255+2,0xff);void Player(int h,i

16、nt n)/報(bào)時(shí)模塊int t=h*10+n;for( int i = 0; i t; i+)Beep(500,500);Sleep(500);int w=-1,x=-1,y=-1,z=-1;/鬧鐘變量int h=0,n=8,m=5,l=9,shiqu=8;/初始時(shí)間變量 時(shí)區(qū) int clk_flag = 0;/定時(shí)開關(guān)void Clock()/設(shè)置定時(shí)部分Beep(500,500);cout 請(qǐng)輸入指定時(shí)間(x x x x):wxyz;clk_flag = 1;void Second()/秒表計(jì)時(shí)ULONG wei410=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82

17、,0xf8,0x80,0x90; /0 1 2 3 4 5 6 7 8 9ULONG adr8255=0x20;ULONG adr,dat;int i=0,j=0,l=0,m=0,n=0;while(1)int key;int key1;int state;while(state=IO8bRead(0x60)&(0x04)=0x00)adr=adr8255+1;dat=0x80;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4n;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;dat=0x40;IO8bWrite(adr,dat

18、);adr=adr8255;dat=wei4m-0x80;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);if(state=1) break;adr=adr8255+1;dat=0x20;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4l;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;dat=0x10;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4i;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);j+;while(state=IO8bRead(0x60)&(0x04)=0x04

19、)key=IO8bRead(adr8255+2)&(0x80);key1=IO8bRead(adr8255+2)&(0x40);adr=adr8255+1;dat=0x80;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4n;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255+1;dat=0x40;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4m-0x80;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);if(state=0) break;adr=adr8255+1;dat=0x20;IO8bWrite(adr,d

20、at);adr=adr8255;dat=wei4l;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255+1;dat=0x10;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4i;IO8bWrite(adr,dat);j+;if(j=2 & key=0)i += 10;j=0;if(j=2)j=0;if(i=10)i=0;l+;if(l=10)l=0;m+;if(m=10)n+;m=0;if(n=10)n=0;if(key1=0)break;void shiqubiao()cout當(dāng)前時(shí)區(qū)為：shiqu時(shí)區(qū)endl;cout請(qǐng)輸入您需要查詢的時(shí)區(qū)endl;

21、cout時(shí)區(qū)0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8 +9 +10 +11 +12endl;cout城市 倫敦 布魯塞爾 雅典 德黑蘭 莫斯科 卡拉奇 阿拉木圖 曼谷 北京 首爾 關(guān)島 悉尼 馬加丹 opt;shi = h*10 + n - shiqu + opt;shiqu = opt;h = shi / 10;n = shi % 10;void shizhong()ULONG adr8254=0x00;ULONG adr8255=0x20;ULONG adrisd=0x40;ULONG adr,dat;ULONG wei410=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0

22、x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;int i=0,j=0,k1=0,k=0,k2=0,k3=0,key2,key3,key4,key5;while(1)if(!(IO8bRead(adr8255+2)&(0x20) break;while(IO8bRead(0x60)&(0x02)=0x00)/顯示時(shí)分模塊/位選信號(hào) 通過B高位端口/顯示數(shù)字信號(hào) 通過A端口adr=adr8255+1; /數(shù)碼1dat=0x80;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4h;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1; /

23、數(shù)碼2dat=0x40;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4n;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;/數(shù)碼3dat=0x20;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4m;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;/數(shù)碼4dat=0x10;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4l;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);j+;/低電平判定while(IO8bRead(0x6

24、0)&(0x02)=0x02)/通過C端口獲取 Keykey2=IO8bRead(adr8255+2)&(0x80);key3=IO8bRead(adr8255+2)&(0x40);key4=IO8bRead(adr8255+2)&(0x10);key5=IO8bRead(0x60)&(0x08);adr=adr8255;dat=0x80;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255+1;dat=0x80;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4h;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;dat=

25、0x40;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4n-0x80;/點(diǎn)是亮的IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;dat=0x20;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4m;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);adr=adr8255+1;dat=0x10;IO8bWrite(adr,dat);adr=adr8255;dat=wei4l;IO8bWrite(adr,dat);Sleep(1);j+;/高電平判定/時(shí)鐘自我調(diào)整部分if(j=2)/滿足則加ii

26、+;j=0;if(i=60)/分鐘計(jì)時(shí)個(gè)位i=0;l+;if(l=10)/分鐘計(jì)時(shí)十位l=0;m+;if(m=6)n+;m=0;Player(h,n); /整點(diǎn)放音i += 10*h+n;if(n=10)h+;n=0;if(h=1 & n = 2)h=0;n=0;if(w=h & x=n & y=m & z=l & clk_flag = 1) /定時(shí)語(yǔ)音提醒Beep(1000,1000);i+;clk_flag = 0;if(k1!=key3)/增加一小時(shí)n+;k1=key3;int s;s=h*10+n;if(s11)s=s-12;if(s=9)h=0;n=s;elseh=1;n=s-10;if(k!=key2)/減一小時(shí)n-;k=key2;int s;s=h*10+n;if(s11)s=s-12;