硬件课程设计报告书.doc

学号:0120510340608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,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。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1PCF8563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,(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2PCF8563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3PCF8563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4CD4052功能说明图1PCF8563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总线的起始信号。停止信号:时钟线保持高电平期间,数据线电平从低到高的跳变作为I2C总线的停止信号。图2总线时序图3写周期时序图4起始/停止时序器件寻址:主器件通过发送一个起始信号启动发送过程,然后发送它所要寻址的从器件的地址。8位从器件地址的高4位固定为1010。接下来的3位A2A1A0为器件的地址位,用来定义哪个器件以及器件的哪个部分被主器件访问。从器件8位地址的最低位,作为读写控制位。“1”表示对从器件进行读操作,“0”表示对从器件进