课程设计--实时时钟显示例程设计.docx

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题 目: 实时时钟显示例程设计初始条件：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）学习使用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。查阅和学习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。查阅和学习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 日实时时钟显示例程设计1 设计目的与要求设计目的掌握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。1.2设计要求能正常操作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 。实验成果的标志按下1 号按键，显示测量得到的日期；按下2 号按键，显示测量得到的时间；2 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2-7。该芯片有16 个８位寄存器：一个可自动增量的地址寄存器，一个内置32.768KHZ 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2-8，一般均设置为0。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2-9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2-6 所示。3 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。1．只有在总线空闲时才允许启动数据传送。2．在数据传送过程中，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。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A2 A1 A0 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”表示对从器件进行写操作。在主器件发送起始信号和从器件地址字节后，PCF8563 监视总线并当其地址与发送的从地址相符时响应一个应答信号（通过SDA 线）。PCF8563 再根据读写控制位（R/W）的状态进行读或写操作。应答信号：I2C 总线数据传送时每