文档介绍：多功能数字钟的设计与实现
一、实验目的
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二、实验内容与要求
使用微机实验平台实现数字钟。
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24小时制时间显示。
可以随时进行时间校对。
整点报时。
闹钟功能,要求设置起闹时间时,不影响时钟的正常走时。

校时时相应位闪烁。
能够设置多个起闹点。
三、实验报告要求

:原理图(接线图)及简要说明

(包括遇到的问题及解决的方法)
四、系统总体设计
根据设计要求,初步思路如下:
计时单元由定时/计数器8253的通道0来实现。定时采用硬件计数和软件技术相结合的方式,即通过8253产生一定的定时时间,然后再利用软件进行计数,从而实现24小时制定时。8253定时时间到了之后产生中断信号,8253在中断服务程序中实现时、分、秒的累加。
时间显示采用实验平台上的6个LED数码管分别显示时、分、秒,采用动态扫描方式实现。
校时和闹铃定时通过键盘电路和单脉冲产生单元来输入。按键包括校时键、闹钟定时键、加1键和减1键等。
报警声响用蜂鸣器产生,将蜂鸣器接到8255的一个端口,通过输出电平的高低来控制蜂鸣器的发声。
系统硬件设计主要利用微机实验平台上的电路模块。硬件电路主要由键盘电路、单脉冲产生单元、8253定时计数器、8255并行接口单元、8259中断控制器、LED显示电路和蜂鸣器电路等等。系统的硬件电路设计框图如图1所示。
微机系统
8253
8255
8259
数码管显示
电路
键盘电路
蜂鸣器电路
单脉冲发生
单元

图1 硬件电路框图
五、硬件设计
根据设计思路,硬件电路可通过实验平台上的一些功能模块电路组成,由于实验平台上的各个功能模块已经设计好,用户在使用时只要设计模块间电路的连接,因此,硬件电路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图2所示。硬件电路由定时模块、按键模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。
单脉冲发生单元
键盘电路
PA0
8255 PB0
PC
Q6
OUT0
8253 GATE0
Clk0
地址 CS1
译码 CS2
电路 CS3
CS4
路
数码管显示模块
IRQ2
IRQ3
IRQ5
PC BUS
图2 系统硬件电路图
蜂鸣器
单脉冲发生单元

各个模块的详细说明:

定时模块主要是实现硬件定时1s,由8253的计数器0来实现。Clk0接实验平台分频电路输出Q6,f=46875hz。GATE0接8255的PA0,由8255的PA0输出来控制计数器的起停。OUT0接8259的IRQ2,定时完成请求中断,进入中断服务程序。软件在中断服务程序中实现时分秒的累加。

实验平台上提供一组六个LED数码管。插孔CS1用于数码管段选的输出选通,插孔CS2用于数码管位选信号的输出选通。本设计用6个数码管来动态显示时分秒,动态显示的定时时间由软件延时。

按键模块包括有2个单脉冲发生单元的按键