硬件课程设计报告书.doc

学号:
08
课程设计
题目
实时时钟显示设计
学院
计算机科学与技术学院
专业
计算机科学与技术
班级
计算机0608班
姓名
欧阳志刚
指导教师
王莹
2009
年
12
月
31
日
课程设计任务书
学生姓名: 欧阳志刚专业班级: 计算机00608班
指导教师: 王莹工作单位: 计算机科学与技术学院
题目: 实时时钟显示设计
初始条件:
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;
ZG211有程序设计集成开发环境,程序设计语言为C语言;
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)
学****使用ZG211硬件综合实验平台,程序设计集成开发环境;
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。
查阅和学****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****课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。
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。
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。
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17周:
熟悉ZG211硬件综合实验平台,KEILC UVISION2 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。
设计硬件电路原理图,。
第18周:
使用C语言或汇编语言设计和调试接口程序。
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
实时时钟显示设计
设计目的
掌握IO 口操作;
掌握显示及键盘芯片的运用;
了解中断的运用;
了解I2C 总线操作。
设计设备
PC 机一台;ZG-211 单片机系统实验板一块;实验连接线若干
芯片:CH451,89S52,CD4052,PCF8563
配套并口编程线一根
配套电源一个
需求分析
能正常操作LED 数码显示
能通过中断方式接收按键信息
能通过I2C 总线方式与PCF8563 芯片交换数据
能正确解释并显示从PCF8563 芯片取出的日期和时间数据
设计原理
在单片机应用系统中的实时时钟信号,一般都由专门的时钟芯片来提供,单片机只需要定期读取时钟芯片中固定地址中的时钟信息即可。本实验板采用的是PCF8563 时钟芯片。
PCF8563 芯片的引脚说明见表1。
表1 PCF8563 引脚说明
该芯片有16 个8位寄存器:一个可自动增量的地址寄存器, 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,一个报警器和一个掉电检测器。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。PCF8563 芯片在第一次运行时需要设置控制寄存器和状态寄存器,见表2,一般均设置为0。
表2 PCF8563 控制/状态寄存器描述
在PCF8563 芯片中,秒、分钟、小时、日、月、年编码格式为BCD。星期不以BCD 格式
编码。具体格式见表3。
表3 PCF8563 寄存器位描述
实验只使用PCF8563 的时间读取功能,只需对该芯片地址02H-08H 的内存进行读写操作,
其它地址的内存保持为默认值,实验板上提供电池,可以在掉电后保持时钟正常工作。实验板上PCF8563 的相关连接原理图如图1 所示。其中CD4052 芯片的操作见表4
表4 CD4052 功能说明

图1 PCF8563 原理图
I2C 协议
I2C 总线用两条线(SDA 和SCL)在芯片和模块间传递信息。SDA 为串行数据线,SCL
为串行时钟线。
。
,当时钟线为高电平时,数据线必须保持稳定状态不允许。有跳
变时钟线为高电平时,数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。
起始信号:
时钟线保持高电平期间,数据线电平从高到低的跳变作为I2C