電子時(shí)鐘日歷系統(tǒng)82558253講解

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1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告 姓 名：學(xué)號(hào)： 專 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 設(shè)計(jì)題目： 電子時(shí)鐘萬(wàn)年歷 成 員： 指導(dǎo)教師： 王凱 職稱： 副教授 2013年 10月 19 徐州 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ): 成績(jī): 指導(dǎo)教師簽字: 摘要 計(jì)時(shí)精確的電子時(shí)鐘日歷在我們生活中能處處能見(jiàn)到。鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生 活帶來(lái)了

2、極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。本次課程設(shè)計(jì)我們做的是 電子時(shí)鐘日歷，通過(guò)使用 LCD液晶顯示屏顯示時(shí)間，脈沖是通過(guò)可編程 8253芯片來(lái)提供 的，其時(shí)間是通過(guò) 8255 來(lái)控制顯示的， 4*4 數(shù)字鍵盤將要修改的時(shí)間提供給 8255 芯片， 然后8255芯片控制LCD液晶顯示屏修改顯示的時(shí)間。流程報(bào)告中有以下幾個(gè)方面：任務(wù) 設(shè)計(jì)與要求、總體方案、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、結(jié)論及試驗(yàn)體會(huì)。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2011級(jí)硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第16頁(yè) 1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 2 1.1 提出問(wèn)題 2 1.1.1 分析問(wèn)題 2 1.2.2解決問(wèn)題 2

3、 2總體方案 2 2.1 總體方案概述 3 2.2 8255芯片簡(jiǎn)介 5 2.3 8253芯片簡(jiǎn)介 8 2.4 液晶屏LCD簡(jiǎn)介 14 3硬件設(shè)計(jì) 10 1.1 實(shí)物連接圖 … 17 1.2 硬件電路圖連接 … 11 4軟件設(shè)計(jì) … 17 1.3 原理框圖 17 1.4 軟件設(shè)計(jì)模塊 20 1.5 軟件設(shè)計(jì)問(wèn)題分析 20 1.6 體流程圖 20 1.7 程序清單與注釋 21 1.8 驗(yàn)結(jié)果 43 5 結(jié)論 45 6 體會(huì) ………45 7參考文獻(xiàn) … 46 1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 1.1 提出問(wèn)題 電子時(shí)鐘日歷是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)

4、年、月、日，時(shí)、分、秒、星期，數(shù)字顯示的計(jì) 時(shí)裝置，由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用 ，使得數(shù)字鐘的精度，遠(yuǎn)遠(yuǎn) 超過(guò)老式鐘表，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表 原先報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)廣播、自動(dòng) 起閉路燈、定時(shí)開(kāi)關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些， 都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。通過(guò)對(duì)一個(gè)學(xué)期的微機(jī)原理與接口技術(shù)的學(xué)習(xí)，我們可以利 用我們所學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)電子時(shí)鐘日歷的工作過(guò)程。我們選擇 LCD顯示，8254定時(shí)功 能、8255基本輸入輸出的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子時(shí)鐘日歷的設(shè)計(jì)。

5、 1.1.1 分析問(wèn)題 (1):明確課題對(duì)程序功能，運(yùn)算精度等方面的要求及硬件條件 (2):把復(fù)雜問(wèn)題分解為若干模塊，確定各模塊處理方法，畫(huà)出流程圖。 (3):存儲(chǔ)器資源分配 (4):編制程序，根據(jù)流程圖精心選擇合適的指令和尋址方式來(lái)編制源程序 (5):對(duì)程序進(jìn)行匯編，調(diào)試和修改，直到程序運(yùn)行結(jié)果正確為止。 設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘，主要以單片機(jī)和液晶顯示屏 LCD為硬件基礎(chǔ)，載入用匯編語(yǔ)言編寫(xiě) 的程序，加入8253和8255設(shè)計(jì)出功能完善的電子時(shí)鐘。該電子時(shí)鐘通過(guò)按鍵可切換顯示時(shí) 問(wèn)與日期、月份、日期、年份星期等時(shí)間。 1.1.2解決問(wèn)題 電子時(shí)鐘主要由顯示模塊、修改時(shí)間模塊和時(shí)鐘

6、運(yùn)算模塊三大部分組成。其中對(duì)時(shí)模塊 和時(shí)鐘運(yùn)算模塊要對(duì)時(shí)、分、秒的數(shù)值進(jìn)行操作，并且秒計(jì)算到 60時(shí)，要自己清零并向 分進(jìn)1;分計(jì)算到60時(shí)，要自己清零并向時(shí)進(jìn)1;時(shí)計(jì)算到24時(shí)，要清零。這樣，才能 循環(huán)記時(shí) 利用8253可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器、8255可編程并行接口芯片和LCD顯示屏設(shè)計(jì)一個(gè)電子時(shí)鐘 日歷的電路，并編制一程序使得該萬(wàn)年歷能正常運(yùn)行。萬(wàn)年歷除了能夠完成正常的計(jì)時(shí)、 日歷、顯示功能外，還必須具備正常日期、星期、時(shí)間設(shè)定功能等。繪制相應(yīng)的硬件電路 原理圖并完成接線。編制相應(yīng)控制程序?qū)崿F(xiàn)電子鐘的計(jì)時(shí)、顯示等功能?？刂瞥绦蛟O(shè)計(jì)規(guī) 范，應(yīng)有適當(dāng)?shù)淖⑨?，表達(dá)清楚。萬(wàn)年歷的顯示是有 LCD

7、顯示屏來(lái)顯示得。 利用8253做定時(shí)器，運(yùn)用其兩個(gè)端口進(jìn)行級(jí)聯(lián)，可以輸出周期為一秒的脈沖，對(duì)其 產(chǎn)生的周期脈沖送入 8255進(jìn)行檢測(cè)，沒(méi)當(dāng)檢測(cè)到有信號(hào)是，也就是時(shí)間過(guò)去了一秒鐘。 采用8255芯片，利用LCD顯示時(shí)間，將8255的兩個(gè)輸出端口 A 口與B □實(shí)現(xiàn)其位選與段 選。在主程序中要分別對(duì) 8253、8255進(jìn)行初始化編程。8253的通道0工作于方式2,通 道1工作于方式3,對(duì)通道0輸入頻率為1MHz的時(shí)鐘信號(hào)，使通道0和通道1級(jí)聯(lián)，對(duì) 8253初始化編程，使其輸出周期為一秒的信號(hào)。時(shí)、分、秒分別對(duì)應(yīng) 6個(gè)存儲(chǔ)單元，分別 存放時(shí)、分、秒的個(gè)位和十位。當(dāng)有一秒的周期信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，將秒的個(gè)

8、位加 1,判斷是否 到10,如到了則十位加1,個(gè)位清零；再判斷十位是否到了 6,如十位到了 6則十位清零， 分的個(gè)位加1,同理對(duì)分、時(shí)作相應(yīng)處理。LCD顯示屏將顯示作為子程序，將時(shí)、分、秒、 年、月、日對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元的內(nèi)容分別取出并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼，利用緩沖區(qū)和延時(shí)子程序 進(jìn)行顯示。 時(shí)間的設(shè)定則是由8255基本輸入輸出功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，利用課本中鍵盤接口電路，來(lái)對(duì) 時(shí)間對(duì)年月日、時(shí)分秒以及星期的設(shè)定，然后利用 LCD顯示屏將設(shè)定好的時(shí)間顯示。 2總體方案 2.1 總體方案概述 本實(shí)驗(yàn)采用LCD液晶顯示屏作為實(shí)驗(yàn)芯片。采用8255來(lái)控制LCD的顯示時(shí)間，用8253 來(lái)定時(shí)刷新顯示的時(shí)間。

9、在本實(shí)驗(yàn)中，先采用8253提供一個(gè)1秒的脈沖給8255,然后8255在定時(shí)的控制LCD 顯示屏顯示的時(shí)間。在修改顯示屏的時(shí)間，用4*4的數(shù)字鍵盤將要修改的時(shí)間提供給 8255, 讓后再讓8255控制LCD顯示屏顯示的時(shí)間。其中，時(shí)間是用 24小時(shí)制，年月日的形式輸 出的。其中判斷年是否為閏年等等問(wèn)題是通過(guò)軟件的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 卜曲是本實(shí)驗(yàn)的總體方案 8253 心片 「3 日聯(lián) 控制顯示的時(shí)間 1 顯示屏 提供修改的時(shí)間 4*4數(shù) 字鍵盤 流程圖說(shuō)明: 1.先采用8253提供一個(gè)1秒的脈沖給8255

10、,然后8255在定時(shí)白^控制LCD顯示屏顯示 的時(shí)間 2.用4*4的數(shù)字鍵盤將要修改的時(shí)間提供給 8255,讓后再讓8255控制LCD顯示屏顯示 的時(shí)間。 材料清單：LCDS晶顯示屏（ST7920A空制芯片）*1,8255芯片*1,8253芯片*1,4*4鍵盤*1 , 導(dǎo)線若干。 2.2 8255芯片簡(jiǎn)介 2.2.1 8255引腳圖解 圖831 8

11、255引腳 8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行 I/O接口芯片，有3個(gè)8位并行I/O 口。具有3個(gè)通道3種工作方 式的可編程并行接口芯片（40弓唧）。其各口功能可由 軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。 8255可作為 單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。 8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的 3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制 線接口。同時(shí)必須具有與外設(shè)連接的接口 A、B、C 口。由于8255可編程，所以必須具有邏輯控制部分， 因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。 1）與CPU連接部分 根據(jù)定義，8255能并行傳送8

12、位數(shù)據(jù)，所以其數(shù)據(jù)線為8根D0?D7。由于8255具有3個(gè)通道A、B、 C,所以只要兩根 地址線就能尋址A、B、C 口及控制寄存器，故地址線為兩根A0?A1。此外CPU要 X^8255進(jìn)行讀、寫(xiě)與片選操作,所以控制線為片選、復(fù)位、讀、寫(xiě)信號(hào)。各信號(hào)的 引腳編號(hào)如下: （1）數(shù)據(jù)總線DB:編號(hào)為D0?D7,用于8255與CPU傳送8位數(shù)據(jù)。 (2)地址總線AB:編號(hào)為A0?A1,用于選擇 A、B、C 口與控制寄存器。 (3)控制總線CB :片選信號(hào)、復(fù)位彳t號(hào)RST、寫(xiě)信號(hào)、讀信號(hào)。當(dāng) CPU要對(duì)8255進(jìn)行讀、寫(xiě) 操作時(shí)，必須先向8255發(fā)片選信號(hào)選中8255芯片，然后發(fā)讀信號(hào)或?qū)懶盘?hào)對(duì)

13、 8255進(jìn)行讀或?qū)憯?shù)據(jù)的操 作。 2)與外設(shè)接口部分 根據(jù)定義，8255有3個(gè)通道A、B、C與外設(shè)連接,每個(gè)通道又有 8根線與外設(shè)連接，所以8255可 以用24根線與外設(shè)連接，若進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，則 8255可同時(shí)控制24路開(kāi)關(guān)。各通道的 引腳編號(hào)如下: (1) A 口：編號(hào)為PA0?PA7,用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。 (2) B 口：編號(hào)為PB0?PB7 ,用于8255向外設(shè)輸入輸出8位并行數(shù)據(jù)。 (3) C 編號(hào)為PC0?PC7,用于8255向外設(shè)輸入車出8位并行數(shù)據(jù)，當(dāng)8255工作于應(yīng)答I/O 方式時(shí)，C 口用于應(yīng)答信號(hào)的通信。 3)控制器 8255將3個(gè)通道

14、分為兩組， 即PA0?PA7與PC4?PC7組成A組，PB0?PB7與PC0?PC3組成B 組。如圖7.5所示，相應(yīng)的控制器也分為 A組控制器與B組控制器，各組控制器的作用如下： (1) A組控制器：控制 A 口與上C 口的輸入與輸出。 (2) B組控制器：控制 B 口與下C 口的輸入與輸出。 2.1.2 8255的命令字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7:特征位 D6D5:A 組方式00=方式0 , 01=方式1, 1X=方式2 D4: A 口 0=輸出，1 =輸入 D3: C 口 C7~C4 0=輸出，1 =輸入D2:B組方式0=方式0, 1 =方式1 D

15、1: B 口 0=輸出，1 =輸入 D0:C 口 C3~C0 0=輸出，1 =輸入 D7位為“ 1”時(shí)，為方式選擇控制字的標(biāo)識(shí)位。 D6、D5位決定A端口的工作方式。 D4位決定A端口工作在輸入還是輸出方式。 D3位決定C端口高4位PC7?PC4是作為輸入端口，還是作為輸出端口。 D2位用來(lái)選擇B端口的工作方式。 D1位決定B端口作為輸入還是輸出端口。 D0位決定C端口低4位PC3?PC0作出為輸入，還是輸。 2.1.3 8255作方式 3種工作方式可用軟件編程對(duì)控制口設(shè)置來(lái)指定。三種基本的工作方式為： 方式0-基本的輸入輸 出，方式1 —選通輸入輸出方式， 方式2—雙向傳

16、送方式。 1）工作方式0（基本輸入輸出方式） 功能：方式0不使用聯(lián)絡(luò)信號(hào)，也不使用中斷， A 口和B 口可定義為輸入或輸出口， C 口分成兩個(gè) 部分（高四位和低四位），C 口的兩個(gè)部分也可分別定義為輸入或輸出。 在方式0,所有□輸出均有鎖存， 輸入只有緩沖，無(wú)鎖存， C 口還具有按位將其各位清 0或置1的功能。常用于與外設(shè)無(wú)條件的數(shù)據(jù)傳送 或接收外設(shè)的數(shù)據(jù)。 2）工作方式1（選通輸入^出方式） A 口借用C 口的一些信號(hào)線用作控制和狀態(tài)信號(hào)，組成 A組，B 口借用C 口的一些信號(hào)線用作控 制和狀態(tài)信號(hào)，組成 B組。在方式1下，C 口的某些位被占用。 方式1的輸出：當(dāng)A 口工作于

17、方式1且用作輸出口時(shí)，C 口的PC7線用作輸出緩沖器滿 OBF信號(hào), PC6用作外設(shè)收到數(shù)據(jù)后的響應(yīng)信號(hào) ACK , PC3用作中斷請(qǐng)求輸出信號(hào)線 INTR。 當(dāng)B 口工作于方式l且用作輸出口時(shí)，C 口的PC1線用作輸出緩沖器滿 OBF信號(hào)，PC2用作外設(shè) 收到數(shù)據(jù)后的響應(yīng)信號(hào) ACK, PC0用作中斷請(qǐng)求輸出信號(hào)線 INTR。 3）工作方式2 （雙向輸入^出方式） 功能：方式2是A組獨(dú)有的工作方式。外設(shè)既能在 A 口的8條引線上發(fā)送數(shù)據(jù)，又能接收數(shù)據(jù)。此 方式也是借用C □的5條信號(hào)線作控制和狀態(tài)線， A □的輸入和輸出均帶有鎖存。 2.3 8253芯片簡(jiǎn)介 2.3.1 8253

18、芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu) 內(nèi)部總線 CLKq GATE。 OLTo CLKt GAT Ei OLTi CLK? GATE? OLT? 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 intel8253是NMOS工藝制成的可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，有幾種芯片型號(hào)，外形引腳及功能都是兼容 的，只是工作的最高計(jì)數(shù)速率有所差異，例如 8253 (2.6MHz), 8253-5(5MHz) 8253內(nèi)部有三個(gè)計(jì)數(shù)器， 分別稱為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2,他們的機(jī)構(gòu)完全相同。 每個(gè)計(jì)數(shù) 器的輸入和輸出都決定于設(shè)置在 控制寄存器中的控制字,互相之間工作完全獨(dú)立。每個(gè)計(jì)數(shù)器通 過(guò)三個(gè)引腳和

19、外部聯(lián)系，一個(gè)為時(shí)鐘輸入端 CLK , 一個(gè)為門控信號(hào)輸入端 GATE ,另一個(gè)為輸出端 OUT。 每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一個(gè) 8位的控制寄存器，還有一個(gè)16位的計(jì)數(shù)初值寄存器 CR、一個(gè)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件 CE 和一個(gè)輸出鎖存器OL。 執(zhí)行部件實(shí)際上是一個(gè)16位的減法計(jì)數(shù)器，它的起始值就是初值 寄存器的值,而初始值寄存器的 值是通過(guò)程序設(shè)置的。輸出 鎖在盥的值是通過(guò)程序設(shè)置的。輸出 鎖存器OL用來(lái)鎖存計(jì)數(shù)執(zhí)行部件 CE 的內(nèi)容，從而使 CPU可以對(duì)此進(jìn)行讀操作。順便提一下， CR、CE和OL都是16位寄存器，但是也可 以作8位寄存器來(lái)用。 2.3.2 8253芯片工作原理 8253具有3個(gè)獨(dú)立

20、的計(jì)數(shù)通道， 采用減1計(jì)數(shù)方式。在門控信號(hào)有效時(shí)， 每輸入1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，通道 作1次計(jì)數(shù)操作。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖是已知周期的 時(shí)鐘信號(hào) 時(shí),計(jì)數(shù)就成為定時(shí)。 一、8253內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8253芯片有24條引腳，封裝在雙列直插式陶瓷管殼內(nèi)。 1 .數(shù)據(jù)總線緩沖器 數(shù)據(jù)總線 緩沖器與 系統(tǒng)總線 連接,8位雙向，與CPU交換信息的通道。這是 8253與CPU之間的 數(shù)據(jù)接口，它由8位雙向三態(tài) 緩沖存儲(chǔ)器 構(gòu)成,是CPU與8253之間交換信息的必經(jīng)之路。 2 .讀/寫(xiě)控制 表 8253端口選擇 ho A0 1 端口 II L。. 0 通道0 ]| .電道1」 HI 0 通

21、道2 士 1 1控制II | 讀/寫(xiě)控制分別連接系統(tǒng)的IOR#和IOW# ,由CPU控制著訪問(wèn)8253的內(nèi)部通道。接收 CPU送入 的讀/寫(xiě)控制信號(hào)，并完成對(duì)芯片內(nèi)部各功能部件的控制功能， 因此，它實(shí)際上是8253芯片內(nèi)部的控 制器。A1A0 :端口選擇信號(hào)，由CPU輸入。8253內(nèi)部有3個(gè)獨(dú)立的通道，加上控制字 寄存器，構(gòu)成8253 芯片的4個(gè)端口，CPU可對(duì)3個(gè)通道進(jìn)行讀/寫(xiě)操作3對(duì)控制字寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作。 這4個(gè)端口地址由最 彳氐2位地址碼A1和A0來(lái)選擇。如表所示。 3 .通道選擇 (1) CS# ——片選信號(hào)，由CPU輸入，低電平有效，通常由 端口地址的高位地址

22、譯碼形成。 (2) RD#、WR# ——讀/寫(xiě)控制命令，由 CPU輸入， 低電平有效。RD#效時(shí)，CPU讀取由A1A0 所選定的通道內(nèi)計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。 WR#有效時(shí)，CPU將計(jì)數(shù)值寫(xiě)入各個(gè)通道的計(jì)數(shù)器中， 或者是將方 式控制字寫(xiě)入控制字 寄存器中。CPU^^8253的讀/寫(xiě)操作。 4 .計(jì)數(shù)通道0?2 每個(gè)計(jì)數(shù)通道內(nèi)含1個(gè)16位的初值 寄存器、減1計(jì)數(shù)器和1個(gè)16位的（輸出）鎖存器。8253內(nèi)部包 含3個(gè)功能完全相同的通道， 每個(gè)通道內(nèi)部設(shè)有一個(gè)16位計(jì)數(shù)器，可進(jìn)行二進(jìn)制或十進(jìn)制 （BCD碼）計(jì) 數(shù)。采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)， 寫(xiě)入的初值范圍為0000H~0FFFFH ,最大計(jì)數(shù)值是0000H

23、，代表65536。采 用BCD碼計(jì)數(shù)時(shí)，寫(xiě)入的初值范圍為 0000~9999 ,最大計(jì)數(shù)值是0000 ,代表10000。與此計(jì)數(shù)器相對(duì) 應(yīng)，每個(gè)通道內(nèi)設(shè)有一個(gè)16位計(jì)數(shù)值 鎖存器。必要時(shí)可用來(lái)鎖存計(jì)數(shù)值。 （特別說(shuō)明：8253計(jì)數(shù)器的值 先減1再判斷是否為0,為0就中斷了，所以最大初始值為 0,這樣減1以后，不為0,所以為最大的，取 決于CF標(biāo)志位） 當(dāng)某通道用作計(jì)數(shù)器時(shí)，應(yīng)將要求計(jì)數(shù)的次數(shù)預(yù)置到該通道的計(jì)數(shù)器中、被計(jì)數(shù)的事件應(yīng)以脈沖 方式從CLK端輸入， 每輸入一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器內(nèi)容減“ 1”，待計(jì)數(shù)值計(jì)到“ 0”。 OUT端將有 輸出。表示計(jì)數(shù)次數(shù)到。當(dāng)某個(gè)通道用作 定時(shí)器時(shí)。由

24、CLK輸入一定頻率的 時(shí)鐘脈沖。根據(jù)要求 定時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短確定所需的計(jì)數(shù)值。并預(yù)置到計(jì)數(shù)器中，每輸入一個(gè) 時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)器內(nèi)容減“ 1”， 待計(jì)數(shù)值計(jì)到“ 0”。OUT將有輸出，表示定時(shí)時(shí)間到。允許從CLK輸入的時(shí)鐘頻在1?2MHz范圍內(nèi)。 因此，任一通道作計(jì)數(shù)器用或作 定時(shí)器用，其內(nèi)部操作完全相同， 區(qū)別僅在于前者是由計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行減 “1”計(jì)數(shù)。 而后者是內(nèi)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行減“ 1”計(jì)數(shù)。作計(jì)數(shù)器時(shí)， 要求計(jì)數(shù)的次數(shù)可直接作為計(jì)數(shù) 器的初值預(yù)置到減“ 1”計(jì)數(shù)器中。作 定時(shí)器時(shí),計(jì)數(shù)器的初值即定時(shí)系數(shù)應(yīng)根據(jù)要求定時(shí)的時(shí)間進(jìn) 行如下運(yùn)算才能得到： 定時(shí)系數(shù)=需要定時(shí)的時(shí)間/時(shí)鐘脈沖周期 ①

25、設(shè)置通道：向方式控制字 寄存器端口寫(xiě)入方式 選擇控制字,用于確定要設(shè)置的通道及工作方式； ②計(jì)數(shù)/定時(shí)：向通道寫(xiě)入計(jì)數(shù)值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)操作； ③讀取當(dāng)前的計(jì)數(shù)值：向指定通道讀取當(dāng)前計(jì)數(shù)器值時(shí)， 8253將計(jì)數(shù)器值存入鎖存器，從鎖存器 向外提供當(dāng)前的計(jì)數(shù)器值，計(jì)數(shù)器則繼續(xù)作計(jì)數(shù)操作。 ④計(jì)數(shù)到：當(dāng)計(jì)數(shù)器減1為0時(shí)，通過(guò)引腳OUTi向外輸出“到”的 脈沖信號(hào)。 計(jì)數(shù)初值輸入存放在初值 寄存器中，計(jì)數(shù)開(kāi)始或重裝入時(shí)被復(fù)制到計(jì)數(shù)器中。 鎖存器在非鎖存狀態(tài),其值隨計(jì)數(shù)器的變化而變化；一旦鎖存了計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值，直到鎖存器值 被讀取后才能解除鎖存狀態(tài)。 M3 1*h 脩 岫：葡U* 工修欣

26、O : o L。1 E昨?qū)懚? 第1 A ! X | | 工非方式$ 1 1 1 0 工帝T式1 J I 1> [ 1 I UM 1冢匕 尊敢舵式雄岬 工 BCD常匕身 5.方式選擇控制字 8253的初始化編程就是對(duì)其工作方式的確定。具體實(shí)現(xiàn)就是在 8253上電后，由CPU向8253的|| 制寄存器寫(xiě)入一個(gè)控制字,就可以規(guī)定 8253的工作方式、計(jì)數(shù)值的長(zhǎng)度以及計(jì)數(shù)所用的數(shù)制等，另外 根據(jù)要求將計(jì)數(shù)值寫(xiě)入 8253的相應(yīng)通道。 8253的一個(gè)方式控制字只決定一個(gè)技術(shù)通道的工作模式。 二、8253的通道工作方

27、式 8253中各通道可有6種可供選擇的工作方式， 以完成定時(shí)、計(jì)數(shù)或脈沖發(fā)生器等多種功能。 8253 的各種工作方式如下： 1 .方式0:計(jì)數(shù)結(jié)束則中斷 工作方式0被稱為計(jì)數(shù)結(jié)束 中斷方式。當(dāng)任一通道被定義為工作方式 0時(shí)，OUTi輸出為低電平； 若門控信號(hào)GATE為高電平，當(dāng)CPU利用輸出指令向該通道寫(xiě)入計(jì)數(shù)值 WR#有效時(shí)，OUTi仍保持低 電平，然后計(jì)數(shù)器開(kāi)始減“ 1”計(jì)數(shù)， 直到計(jì)數(shù)值為“ 0"，此刻O(píng)UTi將輸出由低電平向高電平跳變， 可用它向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，OUTi端輸出的高電平一直維持到下次再寫(xiě)入計(jì)數(shù)值為止。 在工作方式0情況下，門控信號(hào) GATE用來(lái)控制減“

28、1”計(jì)數(shù)操作是否進(jìn)行。當(dāng) GATE=1時(shí)，允許 減“ 1”計(jì)數(shù)；GATE=0時(shí)，禁止減“ 1”計(jì)數(shù)； 計(jì)數(shù)值將保持 GATE有效時(shí)的數(shù)值不變， 待GATE 重新有效后，減“ 1”計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行。 顯然，利用工作方式0既可完成計(jì)數(shù)功能， 也可完成定時(shí)功能。當(dāng)用作計(jì) 數(shù)器時(shí)，應(yīng)將要求計(jì)數(shù)的次數(shù)預(yù)置到計(jì)數(shù)器中， 將要求計(jì)數(shù)的事件以脈沖方式從 CLKi端輸入，由 它對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行減“ 1”計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值為 0,此刻O(píng)UTi輸出正跳變， 表示計(jì)數(shù)次數(shù)到。當(dāng)用 作定時(shí)器時(shí),應(yīng)把根據(jù)要求定時(shí)的時(shí)間和 CLKi的周期計(jì)算出定時(shí)系數(shù)，預(yù)置到計(jì)數(shù)器中。從 CLKi, 輸入的應(yīng)是一定頻率的 時(shí)鐘脈沖，由它對(duì)

29、計(jì)數(shù)器進(jìn)行減“ 1”計(jì)數(shù)， 定時(shí)時(shí)間從寫(xiě)入計(jì)數(shù)值開(kāi)始，到 計(jì)數(shù)值計(jì)到“ 0”為止，這時(shí) OUTi輸出正跳變，表示定時(shí)時(shí)間到。 有一點(diǎn)需要說(shuō)明，任一通道工作在方式 0情況下， 計(jì)數(shù)器初值一次有效，經(jīng)過(guò)一次計(jì)數(shù)或定時(shí)后 如果需要繼續(xù)完成計(jì)數(shù)或定時(shí)功能，必須重新寫(xiě)入計(jì)數(shù)器的初值。 2 .方式1:單脈沖發(fā)生器 工作方式1被稱作可編程單脈沖發(fā)生器。進(jìn)入這種工作方式， CPU裝入計(jì)數(shù)值n后OUTi輸出高 電平，不管此時(shí)的GATE輸入是高電平還是低電平， 都不開(kāi)始減“ 1”計(jì)數(shù)，必須等到 GATE由低電 平向高電平跳變形成一個(gè)上升沿后， 計(jì)數(shù)過(guò)程才會(huì)開(kāi)始。 與此同時(shí)，OUTi輸出由高電平向低電平跳

30、變， 形成了輸出單脈沖的前沿，待計(jì)數(shù)值計(jì)到“ 0"， OUTi輸出由低電平向高電平跳變，形成輸出單 脈沖的后沿， 因此，由方式l所能輸出單脈沖的寬度為 CLKi周期的n倍。 如果在減“ 1”計(jì)數(shù)過(guò)程中， GATE由高電平跳變?yōu)榈碗姾酰@并不影響計(jì)數(shù)過(guò)程，仍繼續(xù)計(jì)數(shù)； 但若重新遇到 GATE的上升沿，則從初值開(kāi)始重新計(jì)數(shù)， 其效果會(huì)使輸出的單脈沖加寬，如教材圖 9-22(b)中的第2個(gè)單脈沖。 這種工作方式下，計(jì)數(shù)值也是一次有效，每輸入一次計(jì)數(shù)值，只產(chǎn)生一個(gè)負(fù)極性單脈沖。 3 .方式2:速率波發(fā)生器 工作方式2被稱作速率波發(fā)生器。進(jìn)入這種工作方式， OUTi輸出高電平，裝入計(jì)數(shù)值

31、 n后如果 GATE為高電平，則立即開(kāi)始計(jì)數(shù)，OUTi保持為高電平不變； 待計(jì)數(shù)值減到“ 1”和“ 0”之間，OUTi 將輸出寬度為一個(gè) CLKi周期的負(fù)脈沖，計(jì)數(shù)值為“ 0”時(shí)，自動(dòng)重新裝入計(jì)數(shù)初值 n,實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)， OUTi將輸出一定頻率的負(fù)脈沖序列， 其脈沖寬度固定為一個(gè) CLKi周期，重復(fù)周期為CLKi周期的n 倍。 如果在減“ 1”計(jì)數(shù)過(guò)程中，GATE變?yōu)闊o(wú)效(輸入0電平)，則暫停減“ 1”計(jì)數(shù)，待GATE恢復(fù)有效 后，從初值n開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。這樣會(huì)改變輸出脈沖的速率。 如果在操作過(guò)程中要求改變輸出脈沖的速率， CPU可在任何時(shí)候，重新寫(xiě)人新的計(jì)數(shù)值， 它不會(huì) 影響正在

32、進(jìn)行的減“ 1”計(jì)數(shù)過(guò)程，而是從下一個(gè)計(jì)數(shù)操作用期開(kāi)始按新的計(jì)數(shù)值改變輸出脈沖的速 率。 4 .方式3:方波發(fā)生器 工作方式3被稱作方波發(fā)生器。任一通道工作在方式 3,只在計(jì)數(shù)值n為偶數(shù)，則可輸出重復(fù)周期 為n、占空比為1 : 1的方波。 進(jìn)入工彳^方式3, OUTi輸出低電平， 裝入計(jì)數(shù)值后，OUTi立即跳變?yōu)楦唠娖?。如果?dāng) GATE為 高電平， 則立即開(kāi)始減“ 1”計(jì)數(shù)，OUTi保持為高電平，若 n為偶數(shù)，則當(dāng)計(jì)數(shù)值減到 n/2時(shí)，OUTi 跳變?yōu)榈碗娖?，一直保持到?jì)數(shù)值為“ 0”，系統(tǒng)才自動(dòng)重新置入計(jì)數(shù)值 n,實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。這時(shí) OUTi 端輸出的周期為nXCLKi周期，占空

33、比為1:1的方波序列； 若n為奇數(shù)， 則OUTi端輸出周期為 nXCLKi周期，占空比為((n+1)/2)/((n-1)/2)的近似方波序列。 如果在操作過(guò)程中， GATE變?yōu)闊o(wú)效，則暫停減“ 1”計(jì)數(shù)過(guò)程，直到 GATE再次有效，重新從 初值n開(kāi)始減“ 1”計(jì)數(shù)。 如果要求改變輸出方波的速率， 則CPU可在任何時(shí)候重新裝入新的計(jì)數(shù)初值 n,并從下一個(gè) 計(jì)數(shù)操作周期開(kāi)始改變輸出方波的速率。 5 .方式4:軟件觸發(fā)方式計(jì)數(shù) 工作方式4被稱作軟件觸發(fā)方式。進(jìn)入工作方式 4, OUTi輸出高電平。 裝入計(jì)數(shù)值 n后，如果 GATE為高電平，則立即開(kāi)始減“ 1”計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值減到“

34、0”為止，OUTi輸出寬度為一個(gè) CLKi 周期的負(fù)脈沖。由 軟件裝入的計(jì)數(shù)值只有一次有效,如果要繼續(xù)操作， 必須重新置入計(jì)數(shù)初值 no如 果在操作的過(guò)程中， GATE變?yōu)闊o(wú)效，則停止減“ 1”計(jì)數(shù)， 到GATE再次有效時(shí)，重新從初值開(kāi)始 減“ 1”計(jì)數(shù)。 顯然，利用這種工作方式可以完成定時(shí)功能， 定時(shí)時(shí)間從裝入計(jì)數(shù)值 n開(kāi)始，則OUTi輸出負(fù)脈沖 (表示定時(shí)時(shí)間到)，其定時(shí)時(shí)間=nXCLK周期。 這種工作方式也可完成計(jì)數(shù)功能，它要求計(jì)數(shù)的事 件以脈沖的方式從 CLKi輸入，將計(jì)數(shù)次數(shù)作為計(jì)數(shù)初值裝入后， 由CLKi端輸入的計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行減“ 1” 計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值為“ 0"，由OUT

35、t端輸出負(fù)脈沖(表示計(jì)數(shù)次數(shù)到)。當(dāng)然也可利用 OUTj向CFU 發(fā)出中斷請(qǐng)求。 因此工作方式4與工作方式0很相似，只是方式0在OUTi端輸出正階躍信號(hào)、方式 4在 OUTi端輸出負(fù)脈沖信號(hào)。 6 .方式5:硬件觸發(fā)方式計(jì)數(shù) 工作方式5被稱為硬化觸發(fā)方式。進(jìn)入工彳^方式5, OUTi輸出高電平， 皿觸發(fā)信號(hào)由GATE端 引入。因此，開(kāi)始時(shí) GATE應(yīng)輸入為0,裝入計(jì)數(shù)初值n后，減“ 1”計(jì)數(shù)并不工作，一定要等到硬 件觸發(fā)信號(hào)由GATE端引入一個(gè)正階躍信號(hào)，減“ 1”計(jì)數(shù)才會(huì)開(kāi)始，待計(jì)數(shù)值計(jì)到“ 0"， OUTi將 輸出負(fù)脈沖，其寬度固定為一個(gè) CLKi周期，表示定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)次數(shù)到。

36、 這種工作方式下，當(dāng)計(jì)數(shù)值計(jì)到“ 0”后，系統(tǒng)將自動(dòng)重新裝入計(jì)數(shù)值 n,但并不開(kāi)始計(jì)數(shù)， 一 定要等到由GATE端引入的正跳沿，才會(huì)開(kāi)始進(jìn)行減“ 1”計(jì)數(shù)， 因此這是一種完全由 GATE端引入 的觸發(fā)信號(hào)控制下的計(jì)數(shù)或定時(shí)功能。如果由 CLKi輸入的是一定頻率的 時(shí)鐘脈沖，那么可完成定時(shí)功 能，定時(shí)時(shí)間從 GATE上升沿開(kāi)始，到 OUTi端輸出負(fù)脈沖結(jié)束。如果從 CLKi端輸入的是要求計(jì)數(shù)的 事件，則可完成計(jì)數(shù)功能，計(jì)數(shù)過(guò)程從 GATE上升沿開(kāi)始，到 OUTi輸出負(fù)脈沖結(jié)束。GATE可由外部 電路或控制現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生，故硬件觸發(fā)方式由此而得名。 如果需要改變計(jì)數(shù)初值， CPU可在任何時(shí)候用

37、輸出指令裝入新的計(jì)數(shù)初值 m,它將不影響正在 進(jìn)行的操作過(guò)程， 而是到下一個(gè)計(jì)數(shù)操作周期才會(huì)按新的計(jì)數(shù)值進(jìn)行操作。 從上述各工作方式可看出， GATE作為各通道的門控信號(hào)，對(duì)于各種不同的工作方式， 它所起的作用各不相同。在 8253的應(yīng)用中，必須正確使用 GATE信號(hào)，才能保證各通道的正常操 作。 7 .讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值 ⑴直接讀計(jì)數(shù)器：輸出 鎖存器在非鎖存狀態(tài)會(huì)跟隨計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的變化而變化,直接讀計(jì)數(shù)器是從 鎖存器得到計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。但由于計(jì)數(shù)器處于工作狀態(tài)，讀出值不一定能穩(wěn)定。 ⑵先鎖存再讀取：①通過(guò)方式選擇控制字對(duì)指定通道（SC1、SC0）的計(jì)數(shù)值鎖入鎖存器 （RL1RL0=

38、00）,鎖存器一旦鎖存了當(dāng)前計(jì)數(shù)值， 就不再隨計(jì)數(shù)器變化直到被讀取。 ②讀計(jì)數(shù)器通道（有 鎖存器）。 2.4液晶屏LCD 2.4.1 工作原理 簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，屏幕能顯示的基本原理就是在兩塊平行板之間填充 逶昆材料，通過(guò)電壓 來(lái)改變液晶材料內(nèi)部分子的排在列狀況，以達(dá)到遮光和透光的目的來(lái)顯示深淺不一，錯(cuò)落 有致的圖象，而且只要在兩塊平板間再加上三元色的濾光層，就可實(shí)現(xiàn)顯示彩色圖象。 認(rèn)識(shí)了它的結(jié)構(gòu)和原理，了解了它的技術(shù)和工藝特點(diǎn)，才能在選購(gòu)時(shí)有的放矢，在應(yīng)用和維護(hù)時(shí) 更加科學(xué)合理。液晶是一種有機(jī)復(fù)合物， 由長(zhǎng)棒狀的分子構(gòu)成。在自然狀態(tài)下，這些棒狀分子的長(zhǎng)軸大 致平行。LCD第一個(gè)特點(diǎn)是必

39、須將液晶灌入兩個(gè)列有細(xì)槽的平面之間才能正常工作。這兩個(gè)平面上的 槽互相垂直（90度相交），也就是說(shuō)，若一個(gè)平面上的分子南北向排列， 則另一平面上的分子?xùn)|西向排列， 而位于兩個(gè)平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種 90度扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所 以光線經(jīng)過(guò)液晶時(shí)也被扭轉(zhuǎn) 90度。但當(dāng)液晶上加一個(gè)電壓時(shí)，分子便會(huì)重新垂直排列，使光線能直射 出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。 LCD的第二個(gè)特點(diǎn)是它依賴極化濾光片和光線本身，自然光線是朝四面八 方隨機(jī)發(fā)散的，極化濾光片實(shí)際是一系列越來(lái)越細(xì)的平行線。 這些線形成一張網(wǎng)， 阻斷不與這些線平行 的所有光線，極化濾光片的線正好與第一個(gè)垂直，所以能

40、完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。 只有兩個(gè)濾 光片的線完全平行，或者光線本身已扭轉(zhuǎn)到與第二個(gè)極化濾光片相匹配，光線才得以穿透。 LCD正是 由這樣兩個(gè)相互垂直的極化濾光片構(gòu)成， 所以在正常情況下應(yīng)該阻斷所有試圖穿透的光線。 但是，由于 兩個(gè)濾光片之間充滿了扭曲液晶，所以在光線穿出第一個(gè)濾光片后，會(huì)被液晶分子扭轉(zhuǎn) 90度，最后從 第二個(gè)濾光片中穿出。另一方面，若為液晶加一個(gè)電壓， 分子又會(huì)重新排列并完全平行,使光線不再 扭轉(zhuǎn)，所以正好被第二個(gè)濾光片擋住?？傊?，加電將光線阻斷，不加電則使光線射出。當(dāng)然，也可以改 變LCD中的液晶排列，使光線在加電時(shí)射出，而不加電時(shí)被阻斷。但由于液晶屏幕幾

41、乎總是亮著的, LED 技術(shù)參數(shù) 對(duì)比度 LCD造時(shí)選用的控制IC、濾光片和定向膜等 配件，與面板的對(duì)比度有關(guān)，對(duì)一般用 戶而言，對(duì)比度能夠達(dá)到350:1就足夠了，但在專業(yè)領(lǐng)域這樣的對(duì)比度平還不能滿足用戶 的需求。相對(duì)CRT顯示器輕易達(dá)到500: 1甚至更高的對(duì)比度而言，只有高檔液晶顯示器 才能達(dá)到這樣如此程度。市場(chǎng)上 三星、華碩、LG等一線品牌如今 LCD顯示器均可以達(dá)到 1000: 1對(duì)比度這一級(jí)別，但是由于對(duì)比度很難通過(guò)儀器準(zhǔn)確測(cè)量，所以挑的時(shí)候還是要 自己親自去看才行。 亮度 LCD是一種介于固態(tài)與液態(tài)之間的物質(zhì)，本身是不能發(fā)光的，需借助要額外的光源才 行。因此，燈管數(shù)

42、目關(guān)系著液晶顯示器亮度。最早的液晶顯示器只有上下兩個(gè)燈管，發(fā)展 到現(xiàn)在，普及型的最低也是四燈，高端的是六燈。四燈管設(shè)計(jì)分為三種擺放形式：一種是 四個(gè)邊各有一個(gè)燈管，但缺點(diǎn)是中間會(huì)出現(xiàn)黑影，解決的方法就是由上到下四個(gè)燈管平排 列的方式，最后一種是“ U型的擺放形式，其實(shí)是兩燈變相產(chǎn)生的兩根燈管。六燈管設(shè) 計(jì)實(shí)際使用的是三根燈管，廠商將三根燈管都彎成" U型，然后平行放置，以達(dá)到六根 燈管的效果。 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2011級(jí)硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第17頁(yè) 響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間指的是液晶顯示器對(duì)于輸入 信號(hào)的反應(yīng)速度,也就是液晶由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn) 暗的反應(yīng)時(shí)間(亮度從10%-->90%或者9

43、0%-->10%勺時(shí)間),通常是以毫秒(m為單位。 要說(shuō)清這一點(diǎn)我們還要從人眼對(duì)動(dòng)態(tài)圖像的感知談起。人眼存在“視覺(jué)殘留”的現(xiàn)象，高 速運(yùn)動(dòng)的畫(huà)面在人腦中會(huì)形成短暫的印象。動(dòng)畫(huà)片、電影等一直到現(xiàn)在最新的游戲正是應(yīng) 用了視覺(jué)殘留的原理，讓一系列漸變的圖像在人眼前快速連續(xù)顯示，便形成動(dòng)態(tài)的影像。 人能夠接受的畫(huà)面顯示速度一般為每秒 24張，這也是電影每秒24幀播放速度的由來(lái)，如 果顯示速度低于這一標(biāo)準(zhǔn)，人就會(huì)明顯感到畫(huà)面的停頓和不適。按照這一指標(biāo)計(jì)算，每張 畫(huà)面顯示的時(shí)間需要小于 40ms這樣，對(duì)于液晶顯示器來(lái)說(shuō)，響應(yīng)時(shí)間 40ms就成了一道 坎，高于40ms的顯示器便會(huì)出現(xiàn)明顯的畫(huà)面閃爍現(xiàn)象，讓

44、人感覺(jué)眼花。要是想讓圖像畫(huà) 面達(dá)到不閃的程度，則就最好要達(dá)到每秒 60幀的速度。 可視角度 LCD的視角度是一個(gè)讓人頭疼的問(wèn)題，當(dāng)背部光源通過(guò)偏極片、液晶和取向?qū)又螅?輸出的光線便具有了方向性。也就是說(shuō)大多數(shù)光都是從屏幕中垂直射出來(lái)的，所以從某一 個(gè)較大的角度觀看液晶顯示器時(shí)，便不能看到原本的顏色，甚至只能看到全白或全黑。為 了解決這個(gè)問(wèn)題，制造廠商們也著手開(kāi)發(fā)廣角技術(shù)，到目前為止有三種比較流行的技術(shù)， 分另I」是：TN+FILM IPS(IN-PLANE-SWITCHIN⑼口 MVA(MULTI-DOMAVERTICAIalignMENT)。 3區(qū)另【J LED LED^發(fā)光二極管

45、Light Emitting Diode 的英文縮寫(xiě)。 LED應(yīng)用可分為兩大類：一是 LED單管應(yīng)用，包括背光源LER紅外線LED等；另外 就是LED顯示屏，中國(guó)在LED基礎(chǔ)材料制造方面與國(guó)際還存在著一定的差距，但就 LED顯 示屏而言，中國(guó)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)水平基本與國(guó)際同步。 LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有： 耗電少、使用壽命長(zhǎng)、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。 LCD顯示器的原文是Liquid Crystal Display ,取每字的第一個(gè)字母組成，中文多稱 「液晶平面顯示器」或「液晶顯示器」。其工作原理就是利用液晶

46、的物理特性：通電時(shí)排 列變得有序，使光線容易通過(guò)；不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過(guò)，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是讓液晶 如閘門般地阻隔或讓光線穿透。 LCD的好處有： 與CRT顯示器相比，LCD的優(yōu)點(diǎn)主要包 括零輻射、低功耗、散熱小、體積小、圖像還原精確、字符顯示銳利等。 3硬件設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 2011級(jí)硬件課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第49頁(yè) 3.1實(shí)物連接圖 本實(shí)驗(yàn)采用可編程芯片8255,8253作為實(shí)驗(yàn)芯片。用LCD液晶顯示屏來(lái)顯示時(shí)間，用 4*4鍵盤來(lái)修改時(shí)間。本實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)箱硬件電路圖連接如下： 4軟件設(shè)計(jì) 4.1原理流程圖 因?yàn)槲邑?fù)責(zé)時(shí)間及鍵盤的編寫(xiě)，所以流程圖只列下面

47、兩個(gè)，其他不在多余贅述 4.4.1 “時(shí)”加一流程圖 k 開(kāi)始 、 否 時(shí)加一 上述流程圖是對(duì)萬(wàn)年歷中“時(shí)”加一的流程圖，年月日以及分秒與之類似，不在重復(fù) “時(shí)”減一流程圖 否 判斷個(gè)位是否小于零 判斷十位是否為零 個(gè)位置零，十位減一 時(shí)置為23 結(jié)束 上述流程圖是對(duì)萬(wàn)年歷中“時(shí)”減一的流程圖，年月日以及分秒與之類似，不在重復(fù) 4.1.2鍵盤原理流程圖 4.2軟件模塊實(shí)現(xiàn)主體功能： 1) LCD顯示屏上顯示的時(shí)間是與現(xiàn)實(shí)時(shí)間是一致的。 2)可通過(guò)4*4數(shù)字鍵盤來(lái)修改LCD顯示屏上的時(shí)間 3) 8255實(shí)現(xiàn)鍵盤掃描判斷鍵是否按下 4)

48、 8253加入1m脈沖5v電壓實(shí)現(xiàn)脈沖送入 8255 4.3 軟件設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析 軟件在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要問(wèn)題就是鍵盤掃描以及如何加時(shí)間、鍵盤很好的加減時(shí)間、月 份的30 31或更特殊的時(shí)間的設(shè)定。怎樣通過(guò)編程 8255,來(lái)接收8253的脈沖，判斷脈沖， 進(jìn)而刷新顯示的時(shí)間；其次就是通過(guò) 4*4數(shù)字鍵盤的輸入給8255芯片，然后使得LCD顯 示屏上的時(shí)間更變。 4.4 主體流程圖 （如下圖） 8253 心片 編程實(shí)現(xiàn) 提供1秒的脈沖 刷新時(shí)間

49、 2系統(tǒng)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)與調(diào)試 1在主程序中要分別對(duì)8254和8255初始化編程。具體如下: 8254控制字: MOV DX,283H MOV AL,00110101B ；寫(xiě)入控制字，0通道，方式2 OUT DX,AL MOV DX,280H MOV AL,00 OUT DX,AL MOV AL,50 OUT DX,AL MOV DX,283H MOV AL,01110111B ;1 通道，方式 3 OUT DX,AL MOV DX,281H MOV AL,00 OUT DX,AL MOV AL,02 OUT DX,AL

50、 8255控制字： MOV DX,PORT_KZ ;8255 初始化 MOV AL,80H OUT DX,AL 4.5 程序清單與注釋 PORT_A EQU 288H PORT_B EQU 289H PORT_C EQU 28AH PORT_KZ EQU 28BH DATA SEGMENT ; 0 1 2 3 4 5 6 7 TABLE1 DB 77H,7BH,7DH,7EH,0B7H,0BBH,0BDH,0BEH ; 8 9 A B C D E F DB 0D7H,0DBH,0DDH,0DEH,0E7H,0EBH,0EDH,0EEH HZ_SEC02 DW 0A3B0

51、H HZ_SEC01 DW 0A3B0H HZ_MIN02 DW 0A3B0H HZ_MIN01 DW 0A3B0H HZ_HOU02 DW 0A3B0H HZ_HOU01 DW 0A3B0H HZ_TIM DW 0A1C3H HZ_SYM DW 0A1C3H HZ_YEAR02 DW 0A3B0H HZ_YEAR01 DW 0A3B0H HZ_MON02 DW 0A3B1H HZ_MON01 DW 0A3B0H HZ_DAY02 DW 0A3B1H HZ_DAY01 DW 0A3B0H HZ_DATE DW 0A3AFH HZ_WEEK DW 0A3B1H H

52、Z_WEEK01 DW 0D0C7H HZ_WEEK02 DW 0C6DAH HZ_X DW 0A1EFH HZ_W DW 0CDF2H HZ_N DW 0C4EAH HZ_R DW 0C8D5H HZ_L DW 0C0FAH HZ_ADR DB ? DATA ENDS STACK1 SEGMENT STACK DW 50 DUP(0) TOP_STAC LABEL WORD STACK1 ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,STACK1 MOV SS,AX LEA SP,TOP_ST

53、AC MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV DX,PORT_KZ ;8255初始化 MOV AL,80H OUT DX,AL CALL CLEAR ;LCD 清除 CALL FUCTION_A ;日期顯示 ;8253的編程 MOV DX,283H MOV AL,00110101B ; 寫(xiě)入控制字，0通道，方式2 OUT DX,AL MOV DX,280H MOV AL,00 OUT DX,AL MOV AL,50 OUT DX,AL MOV DX,283H MOV AL,01110111B ;1 通道，方式 3 OUT DX,AL MOV

54、DX,281H MOV AL,00 OUT DX,AL MOV AL,02 OUT DX,AL MAIN: CALL DELAY_SEC ; 一秒的延時(shí) ；判斷是否有根按下 MOV DX,PORT_KZ MOV AL,10000010B ;A 口輸出，B 口輸入，C 口輸出 OUT DX,AL MOV DX,PORT_A ;A 口為行，向所有的行輸出 0 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,PORT_B RET_TO_1: MOV AL,0FEH MOV CL,AL NEXT_ROW_1: MOV DX,PORT_A OUT DX,A

55、L MOV DX,PORT_B IN AL,DX AND AL,0FH CMP AL,0FH ; 判斷是否有鍵按下 JNE JP_1 CMP CL,0EFH JE FUC ROL CL,01 MOV AL,CL JMP NEXT_ROW_1 JP_1: CALL JP FUC: CALL FUCTION_00 ;時(shí)間的進(jìn)位 CALL FUCTION_01 ;日期的進(jìn)位 CALL FUCTION_02 ;星期的進(jìn)位 CALL FUCTION_A ;日期顯示 JMP MAIN 秒的個(gè)位加一 判斷是否為十，是跳轉(zhuǎn)到秒進(jìn)位子程序 FUCTION_00 PROC

56、 INC HZ_SEC02 ; CMP HZ_SEC02,0A3BAH JE TIM_NEXT_01 RET TIM_NEXT_01: INC HZ_SEC01 ; MOV HZ_SEC02,0A3B0H CMP HZ_SEC01,0A3B6H JE TIM_NEXT_02 RET TIM_NEXT_02: INC HZ_MIN02 ; MOV HZ_SEC01,0A3B0H CMP HZ_MIN02,0A3BAH JE TIM_NEXT_03 RET TIM_NEXT_03: INC HZ_MIN01 ; MOV HZ_MIN02,0A3B0H CMP HZ

57、_MIN01,0A3B6H JE TIM_NEXT_04 RET TIM_NEXT_04: INC HZ_HOU02 ; MOV HZ_MIN01,0A3B0H CMP HZ_HOU01,0A3B2H JE TIM_NEXT_05 JMP TIM_NEXT_07 TIM_NEXT_05: CMP HZ_HOU02,0A3B4H JE TIM_NEXT_06 JMP TIM_NEXT_07 TIM_NEXT_06: MOV HZ_HOU01,0A3B0H MOV HZ_HOU02,0A3B0H INC HZ_DAY02 ; INC HZ_WEEK ; RET

58、TIM_NEXT_07: CMP HZ_HOU02,0A3BAH JE TIM_NEXT_08 RET TIM_NEXT_08: INC HZ_HOU01 ; 秒的十位加一 個(gè)位置零 判斷是否為六，是跳轉(zhuǎn) 分的個(gè)位加一 判斷是否為十，是跳轉(zhuǎn) 分的十位加一 ;判斷是否大于六，是跳轉(zhuǎn) 時(shí)的十位加一 判斷是否為二，是跳轉(zhuǎn) 判斷時(shí)的個(gè)位是否為四，是跳轉(zhuǎn) 日期加一 星期加一 判斷時(shí)的個(gè)位是否為十，是跳轉(zhuǎn) （個(gè)位為十）十位加一，個(gè)位置零 MOV HZ_HOU02,0A3B0H RET FUCTION_00 ENDP FUCTION_01 PROC CALL CMP_

59、MON CALL MON_COUNT CALL YEAR_WALK RET FUCTION_01 ENDP CMP_MON PROC CMP HZ_MON01,0A3B0H JE MON01_EQU_0 JMP MON01_EQU_1 MON01_EQU_0: CMP HZ_MON02,0A3B1H JE GO_TO_31 CMP HZ_MON02,0A3B2H JE GO_TO_2MON CMP HZ_MON02,0A3B3H JE GO_TO_31 CMP HZ_MON02,0A3B4H JE GO_TO_30 CMP HZ_MON02,0A3B5H JE

60、GO_TO_31 CMP HZ_MON02,0A3B6H JE GO_TO_30 CMP HZ_MON02,0A3B7H JE GO_TO_31 CMP HZ_MON02,0A3B8H JE GO_TO_31 CMP HZ_MON02,0A3B9H JE GO_TO_30 MON01_EQU_1: CMP HZ_MON02,0A3B0H JE GO_TO_31 CMP HZ_MON02,0A3B1H JE GO_TO_30 CMP HZ_MON02,0A3B2H JE GO_TO_31 GO_TO_31: CALL COUNT_31 ;31 JMP TO_E

61、ND GO_TO_30: CALL COUNT_30 ;30 判斷是否是個(gè)位的月份 二月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 天的子程序 天的子程序 JMP TO_END GO_TO_2MON: CALL MON_2_COUNT 二月的子程序 JMP TO_END TO_END: RET CMP_MON ENDP COUNT_30 PROC CMP HZ_DAY01,0A3B3H ;判斷大十位是否為3,是跳轉(zhuǎn) JE NEXT_30_01 JMP NEXT_30_03 NEXT_30_01: CMP

62、 HZ_DAY02,0A3B1H ;判斷大個(gè)位是否為1,是跳轉(zhuǎn) JE NEXT_30_02 JMP NEXT_30_03 NEXT_30_02: MOV HZ_DAY01,0A3B0H MOV HZ_DAY02,0A3B1H INC HZ_MON02 ; 月加一 NEXT_30_03: CMP HZ_DAY02,0A3BAH JE NEXT_30_04 RET NEXT_30_04: MOV HZ_DAY02,0A3B0H INC HZ_DAY01 RET COUNT_30 ENDP COUNT_31 PROC CMP HZ_DAY01,0A3B3H ;判斷大

63、十位是否為3,是跳轉(zhuǎn) JE NEXT_31_01 JMP NEXT_31_03 NEXT_31_01: CMP HZ_DAY02,0A3B2H ;判斷大個(gè)位是否為2,是跳轉(zhuǎn) JE NEXT_31_02 JMP NEXT_31_03 NEXT_31_02: MOV HZ_DAY01,0A3B0H 道天數(shù)為 01 MOV HZ_DAY02,0A3B1H INC HZ_MON02 ; 月份加一 RET NEXT_31_03: CMP HZ_DAY02,0A3BAH 個(gè)位是否為十，是跳轉(zhuǎn) JE NEXT_31_04 RET NEXT_31_04: MOV HZ_DAY

64、02,0A3B0H ;個(gè)位置零，十位力口一 INC HZ_DAY01 RET COUNT_31 ENDP MON_2_COUNT PROC CMP HZ_DAY02,0A3B8H JE MON_2_NEXT MOV HZ_DAY02,0A3B8H MOV HZ_DAY01,0A3B2H MON_2_NEXT: INC HZ_MON02 MOV HZ_DAY02,0A3B1H MOV HZ_DAY01,0A3B0H RET MON_2_COUNT ENDP MON_COUNT PROC CMP HZ_MON01,0A3B1H 判斷月的十位是否為一 JE MON_

65、NEXT_01 JMP MON_NEXT_03 MON_NEXT_01: CMP HZ_MON02,0A3B3H JE MON_NEXT_02 JMP MON_NEXT_03 MON_NEXT_02: MOV HZ_MON01,0A3B0H MOV HZ_MON02,0A3B1H INC HZ_YEAR02 RET MON_NEXT_03: CMP HZ_MON02,0A3BAH JE MON_NEXT_04 RET MON_NEXT_04: MOV HZ_MON02,0A3B0H INC HZ_MON01 RET MON_COUNT ENDP YEAR

66、_WALK PROC CMP HZ_YEAR02,0A3BAH JE YEAR_NEXT_01 RET YEAR_NEXT_01: MOV HZ_YEAR02,0A3B0H INC HZ_YEAR01 RET YEAR_WALK ENDP FUCTION_02 PROC CMP HZ_WEEK,0A3B8H ; 是否大于7,大于跳轉(zhuǎn) JE WEEK_NEXT01 JMP WEEK_END WEEK_NEXT01: MOV HZ_WEEK,0A3B1H ;置一 JMP WEEK_END WEEK_END: RET FUCTION_02 ENDP FUCTION_A PROC ;萬(wàn)年訂顯示80H~87H LEA BX,HZ_X MOV BYTE PTR HZ_ADR,81H CALL LCD_DISP MOV BYTE PTR HZ_ADR,86H CALL LCD_DISP LEA BX,HZ_W MOV BYTE PTR HZ_ADR,82H CALL LCD_DISP LEA BX,HZ_N MOV BYTE P