帶有電子鐘的計數(shù)器論文

帶有電子時鐘的多功能計數(shù)器帶有電子時鐘的多功能計數(shù)器 摘要摘要 本系統(tǒng)是以 89C51 單片機為核心 并輔以鍵盤 LED 顯示 蜂鳴器報警以 及計數(shù)器觸發(fā)模塊等電路構(gòu)成一個多功能計數(shù)器 該計數(shù)器中不僅附有電子時 鐘功能 還可以通過鍵盤來設(shè)置與系統(tǒng)有關(guān)的各項參數(shù) 而且系統(tǒng)還擁有記憶 報警次數(shù)及報警時間等幾個記憶功能 這些都使得系統(tǒng)具有良好得人機交互界 面 一 方案論證與比較一 方案論證與比較 觸發(fā)計數(shù)的脈沖的讀入方式 方案一 通過單片機的 I O 口直接讀入 通過程序掃描單片機的 I O 口來確定是否有計數(shù)脈沖產(chǎn)生 方案二 通過單片機的外部中斷讀入 通過計數(shù)脈沖源觸發(fā)單片機的外部中斷 使單片機接收產(chǎn)生的計數(shù)脈沖 方案一中需要掃描程序反復(fù)檢測或經(jīng)常性的定時檢測 I O 口 這樣不僅占用 了大部分的機時 使單片機的利用率降低 而且及時性也不夠好 而方案二則 有效解決方案一的缺點 因此選用方案二 二 系統(tǒng)設(shè)計 二 系統(tǒng)設(shè)計 1 總體設(shè)計 1 系統(tǒng)框圖 單片 機 LED顯 示 鍵盤 計數(shù)脈 沖 蜂鳴器 報警 2 電路說明 鍵盤模塊 顯示模塊和報警電路都是以單片機最小系統(tǒng)實現(xiàn) 即在本單 片機的 I O 口上實現(xiàn) 并無其它擴展接口器件 計數(shù)脈沖產(chǎn)生模塊 使一個機械開關(guān)通過閉或合的狀態(tài)改變來產(chǎn)生計數(shù) 脈沖 2 方案實現(xiàn) 1 計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路 如圖為計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路 在硬件設(shè)計中 為了消除機械開關(guān)在閉或開的過 程中產(chǎn)生的抖動 特別加入了硬件消抖電路 并且在后續(xù)電路中加入一個施 密特觸發(fā)器 CD40106 在電位反相的同時 也達到了整形的目的 2 蜂鳴器報警電路 如圖為蜂鳴器驅(qū)動電路 蜂鳴器一端接 VCC 另一端通過三極管 9012 接 P0 4 口 當 P0 4 口有低電平時 三極管導(dǎo)通 驅(qū)動蜂鳴器工作 3 顯示電路 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 RP2 1K a bf c g d e dp a bf c g d e dp a bf c g d e dp a bf c g d e dp com1 6 com2 8 com3 9 com4 12 a 11 b 7 c 4 d 2 e 1 f 10 g 5 dp 3 DPY1 Q1 9012 Q2 9012 Q3 9012 Q4 9012 VC C CO M 1CO M 2CO M 3CO M 4 A B C D E F G DP 數(shù)碼管顯示電路如圖所示 段選端口接到復(fù)用端口 P1 數(shù)碼管的公共端 COM1 COM4 是經(jīng) PNP 三極管 9012 接單片機的 P0 0 P0 3 口上的 屬于共 陽極的接法 當 COM 端有低電平時 選中數(shù)碼管的某個位 4 鍵盤電路 1 2 3 4 5 6 7 8 9 RP3 10K VCC P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 如圖是鍵盤模塊 8 個按鍵一端分別接 P2 0 7 口 并通過 10K 的電阻上拉 另一端地 沒有按鍵狀態(tài)下 P2 口為高電平 當有按鍵按下時 為低電平狀 態(tài) 5 計數(shù)的實現(xiàn) 在計數(shù)脈沖源產(chǎn)生計數(shù)脈沖時觸發(fā)單片機的外部中斷 在此外部中斷的中斷 服務(wù)程序中 對脈沖進行計數(shù) 并且判斷是否達到預(yù)定數(shù)值以進行報警 6 電子時鐘的實現(xiàn) 電子時鐘是基于定時器編程構(gòu)造的 利用定時器的定時功能 先作一個最小 的時基 在最小時基的基礎(chǔ)上 累加計時 例如 定時20ms作為最小的時 基 50個20ms累計就是1s 說明一秒時間到 1min是在1s的基礎(chǔ)上累計的 60個1s累計為1min 1h是在1min的基礎(chǔ)上累計的 60個1min累計得到 1h 24h為一個周期 重復(fù)計時 7 記憶功能 系統(tǒng)中要記住報警次數(shù)及報警時間 這些數(shù)值的記憶可以通過程序內(nèi)部為它 們分配相應(yīng)的記憶單元即可 3 系統(tǒng)電路圖 4 軟件系統(tǒng) 1 主程序流程圖 初始化 開始 菜單選擇 計數(shù) 數(shù)值 報警 次數(shù) 預(yù)報 警數(shù) 值 時間 上次 報警 時間 返回 由于系統(tǒng)程序較大 而且要求實時處理的隨機事件較多 因此采用了由系統(tǒng) 標志統(tǒng)籌整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的程序設(shè)計方法 所有子程序調(diào)用一次后立即返 回主程序 提高了系統(tǒng)的工作效率 2 子程序 這里的子程序有 鍵盤掃描子程序 顯示子程序 延時子程序等幾個 具 體見系統(tǒng)程序 三 系統(tǒng)調(diào)試三 系統(tǒng)調(diào)試 1 硬件調(diào)試 本系統(tǒng)硬件調(diào)試主要是調(diào)試計數(shù)脈沖產(chǎn)生電路 使用電壓表 測量施密特 觸發(fā)器的輸入和輸出電壓 使之滿足系統(tǒng)要求 2 軟件調(diào)試 本系統(tǒng)程序采用匯編程序編寫 程序規(guī)模較大 在調(diào)試時采用先調(diào)試各個 子程序模塊 然后再調(diào)試整個系統(tǒng) 有效提高了調(diào)試效率 3 軟硬件綜合調(diào)試 將軟硬件與硬件結(jié)合 通過硬件運行程程序 修改掉有問題的部分 并進 行系統(tǒng)優(yōu)化 四 功能及使用說明 1 本系統(tǒng)可顯示計數(shù)數(shù)值 報警次數(shù)數(shù)值 預(yù)報警數(shù)值 當前時間以及上次 報警時的時間 2 通過按鍵 KEY5 可以切換顯示 默認狀態(tài)下顯示的是計數(shù)數(shù)值 最高位數(shù) 值為 0 按一次 KEY5 改變顯示為報警次數(shù)值 最高位數(shù)值為 1 再按一次 KEY5 改變顯示為預(yù)報警數(shù)值 最高位數(shù)值為 2 以上最高位的 0 1 和 2 分別指示的是不同顯示內(nèi)容 我稱之為顯示模式 0 顯示模式 1 和顯示模 式 2 3 在顯示模式 2 下 可以通過按鍵 KEY1 KEY2 和 KEY3 來調(diào)整預(yù)報警數(shù) 值 最在可設(shè)設(shè)為 999 同樣在模式 0 下 所能計的數(shù)值最大也是 999 4 在顯示模式 2 下 再按一次 KEY5 鍵 將顯示時鐘時間 在此模式下可通 過 KEY1 KEY2 KEY3 和 KEY4 來調(diào)準時鐘時間 5 在上 4 操作后 再按一次 KEY5 可以顯示上一次報警時的時間 如再次按 下 KEY5 這時又將回復(fù)到默認顯示狀態(tài) 6 通過按鍵 KEY10 可進行加一計數(shù) 7 當計數(shù)到預(yù)報警數(shù)值時 會觸發(fā)警報 這時可通過按鍵 KEY6 來使系統(tǒng)停 止報警 8 KEY7 是系統(tǒng)復(fù)位鍵 可以使計數(shù)值和報警次數(shù)清零 注意事項 注意事項 1 只有工作在模式 0 下才能使系統(tǒng)正確計數(shù) 否則將出錯 2 只有在沒有人或物經(jīng)過時才能查看模式 1 或 2 或時間 否則系統(tǒng)將運行錯 誤 五 結(jié)論五 結(jié)論 本系統(tǒng)以 89C51 單片機為核心 并輔以鍵盤 LED 顯示 蜂鳴器報警以及計 數(shù)器觸發(fā)模塊等電路完成了一個多功能計數(shù)器 系統(tǒng)的參數(shù)可設(shè)置功能以及重 要數(shù)據(jù)的記錄功能 使系統(tǒng)功能完整 本作品中計數(shù)脈沖是通過一個按鍵來產(chǎn) 生的 如果將之換為紅外傳感器或熱釋電傳感器等器件后 該系統(tǒng)便可以作為 實際的人數(shù)計數(shù)器使用 如圖書館里的人數(shù)統(tǒng)計 參參 考考 文文