廚房提醒器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、（課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（2013/2014 學(xué)年第 二 學(xué)期）課程名稱 ： 單片機(jī)應(yīng)用課程設(shè)計(jì) 題 目 ： 廚房提醒器 專業(yè)班級(jí) ： 電氣工程及其自動(dòng)化1123班 一 、設(shè)計(jì)目的 11、設(shè)計(jì)目的和技術(shù)要求廚房提醒器是一個(gè)在日常生活中很常見(jiàn)的器件，市面上的廚房提醒器千奇百怪，但其原理基本上是統(tǒng)一的，我們可以利用這個(gè)原理來(lái)自己動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)廚房提醒器。原始數(shù)據(jù)及主要任務(wù)：采用AT89S51作為控制單元，實(shí)現(xiàn)廚房提醒器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)鍵盤輸入電路；設(shè)計(jì)顯示電路；合理分配地址，編寫系統(tǒng)程序；利用protel設(shè)計(jì)硬件電路原理圖，軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試技術(shù)要求：設(shè)置提醒器德開(kāi)始鍵、清除鍵、分十位加一鍵、分個(gè)位加一鍵，秒十位加一

2、鍵、剛通電時(shí)和按下清除鍵時(shí)，均可使顯示器顯示00：00.按下開(kāi)始鍵，則按照設(shè)定的時(shí)間減一定時(shí)。當(dāng)顯示器再次顯示為00：00時(shí)，則蜂鳴器提醒定時(shí)到； 4個(gè)數(shù)碼管分別用于顯示分十位、分個(gè)位、秒十位和秒個(gè)位。二、 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)2111、AT89S511) 圖1-AT89S51的引腳圖2) 引腳說(shuō)明XTAL1 ：接外部晶振的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是一反相放大器輸入端，這個(gè)放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。它采用外部振蕩器時(shí)，些引腳應(yīng)接地。 XTAL2 ：接外部晶振的一個(gè)引腳。在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，則此引腳接外部振蕩信號(hào)的輸入。 RST ：AT89

3、C51的復(fù)位信號(hào)輸入引腳，高電位工作，當(dāng)要對(duì)芯片又時(shí)，只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89C51便能完成系統(tǒng)復(fù)位的各項(xiàng)工作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器的內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)。 P0口(P0.0P0.7)是一個(gè)8位漏極開(kāi)路雙向輸入輸出端口，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)時(shí)，它是地址總線（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作一般雙向IO口用。P0口每一個(gè)引腳可以推動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。 P2口(P2.0P2.7)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/0端口(準(zhǔn)雙向并行I/O口)，當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，它是高8位地址。外部不擴(kuò)展而單片應(yīng)用時(shí)，則作一般雙向IO口用。每一個(gè)引腳可以

4、推動(dòng)4個(gè)LSTL負(fù)載。 P1口(P1.0P1.7)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/0端口(準(zhǔn)雙向并行I/O口)，其輸出可以推動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。僅供用戶作為輸入輸出用的端口。 P3口(P3.0P3.7)口是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/0端口(準(zhǔn)雙向并行I/O口)，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部隨機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋?.12、CD45111)圖2-CD4511引腳圖2）引腳說(shuō)明BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。LT：3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全

5、為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級(jí)，通常用以驅(qū)動(dòng)LED。各引腳的名稱：其中7、1、2、6分別表示A、B、C、D；5、4、3分別表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分別表示 a、b、c、d、e、f、g。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸

6、出，還有兩個(gè)引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。 鎖存功能：譯碼器的鎖存電路由傳輸門和反相器組成,傳輸門的導(dǎo)通或截止由控制端LE的電平狀態(tài)。 譯碼：CD4511譯碼用兩級(jí)或非門擔(dān)任，為了簡(jiǎn)化線路，先用二輸入端與非門對(duì)輸入數(shù)據(jù)B、C進(jìn)行組合，得出四項(xiàng)，然后將輸入的數(shù)據(jù)A、D一起用或非門譯碼。 消隱：BI為消隱功能端，該端施加某一電平后，迫使B端輸出為低電平，字形消隱。22單元電路221時(shí)鐘設(shè)計(jì)圖3-時(shí)鐘電路圖采用6MHZ的晶振,產(chǎn)生的機(jī)器周期為2S，接在芯片的18、19引腳上。在復(fù)位端口加低電平。222、顯示設(shè)計(jì)圖4-顯示電路需要顯示時(shí)間選用共陰極的數(shù)碼管是通過(guò)CD4511譯碼器驅(qū)動(dòng)，接有3

7、30歐姆的保護(hù)電阻而成的。223、位選設(shè)計(jì)圖5-位選電路四個(gè)數(shù)碼管在顯示時(shí)需要選通，采用AT89S51的P2口作為位選信號(hào)的輸出端，低電平有效。由于P2口有8個(gè)輸出端，當(dāng)端口為低電平使對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管選通。共陰極的數(shù)碼管是高電平有效，所以采用NPN的三極管。224、復(fù)位設(shè)計(jì)圖6-復(fù)位電路復(fù)位鍵直接加在單片機(jī)的復(fù)位端，當(dāng)按鍵S1被按下時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位。225、報(bào)警設(shè)計(jì)圖7-報(bào)警電路蜂鳴器接在P0.7口上，當(dāng)觸發(fā)時(shí)P0.7產(chǎn)生高電平使其導(dǎo)通，蜂鳴器響，報(bào)警。226、開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)圖8-開(kāi)關(guān)電路開(kāi)關(guān)接在P1口上，P1.0P1.3，按鍵按下后相應(yīng)的按鍵由高電平變?yōu)榈碗娖剑a(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)。227、系統(tǒng)原理圖圖9-原理圖

8、23廚房提醒器的設(shè)計(jì)程序框圖主程序置數(shù)碼管初始值0T0中斷無(wú)效秒十位設(shè)置鍵定時(shí)器初始化有效否判斷是否為20次定時(shí)設(shè)置秒十位 無(wú)效是分個(gè)位設(shè)置鍵有效減1處理設(shè)置分個(gè)位 否是否到時(shí)無(wú)效分十位設(shè)置鍵是有效 置P1.5為0蜂鳴器響設(shè)置分十位 數(shù)據(jù)送入對(duì)應(yīng)寄存器無(wú)效掃描開(kāi)始鍵有效RETI 定時(shí)器初始化 開(kāi)T0中斷無(wú)效數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描 掃描清除鍵 有效 數(shù)碼管清0蜂鳴器無(wú)效24 廚房提醒器程序#include#define uchar unsigned charsbit buzzer=P07; /蜂鳴器uchar t=0,tt=0,m=0,s=0;bit alarm=0;void led(uchar i,u

9、char j);/按鍵部分void delay()uchar i,j;for(i=20;i0;i-)for(j=40;j0;j-);uchar key_test()uchar i=0;if(P1!=0xff)delay();if(P1!=0xff)switch(P1&0xff)case 0xfe: i=1;break;case 0xfd: i=2;break;case 0xfb: i=3;break;case 0xf7: i=4;break;case 0xef: i=5;break;while(P1!=0xff)led(m,s);return i;/顯示部分void delay1()uchar

10、 i,j;for(i=6;i0;i-)for(j=50;j0;j-);void led(uchar i,uchar j)uchar k;uchar wei4=0x01,0x02,0x04,0x08;/位選uchar table4=0,0,0,0;table0=i/10;table1=i%10;table2=j/10;table3=j%10;for(k=0;k8;TL0=(65536-50000)&0XFF;t=0;if(i=5)&(m!=0)|(s!=0) /開(kāi)始TR0=1;bell();/基準(zhǔn)定時(shí)器void timer0_init()TMOD=0X01;TH0=(65536-50000)8;

11、TL0=(65536-50000)&0XFF;ET0=1;EA=1;/蜂鳴器控制定時(shí)器void timer1_init()TMOD|=0X10;TH1=(65536-50000)8;TL1=(65536-50000)&0xff;ET1=1;void main()timer0_init();timer1_init();buzzer=0;while(1)control();led(m,s);void timer0()interrupt 1TH0=(65536-50000)8;TL0=(65536-50000)&0XFF;t+;if(t=20)t=0;s-;if(s=255)s=59;m-;if(m

12、=0)&(s=0)TR0=0;alarm=1;void timer1()interrupt 3TH1=(65536-50000)8;TL1=(65536-50000)&0xff;tt+;if(tt=10)buzzer=!buzzer;if(tt=20)buzzer=!buzzer;tt=0;25檢測(cè)與調(diào)試硬件調(diào)試：硬件調(diào)試是利用DVCC實(shí)驗(yàn)與開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、基本測(cè)試儀器（萬(wàn)用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。靜態(tài)調(diào)試：是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測(cè)。第一步：目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。第二步：用萬(wàn)用表測(cè)試。先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)

13、中有疑問(wèn)的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步：加電檢測(cè)。給板加電，檢測(cè)所有插座或是器件的電源端是否符合要求的值 第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。 動(dòng)態(tài)調(diào)試：是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)，與該元件無(wú)關(guān)的 器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無(wú)故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)

14、行調(diào)試。由分到合的調(diào)試既告完成。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無(wú)關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)定位故障元件了。軟件調(diào)試：軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)程序的匯編、連接、執(zhí)行來(lái)發(fā)現(xiàn)程序中存在的語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的過(guò)程?？梢岳梅抡嫫骷右哉{(diào)試，對(duì)系統(tǒng)單個(gè)單元進(jìn)行調(diào)試，當(dāng)單元電路成功后，在對(duì)整個(gè)程序調(diào)試，最后在用功CPU芯片調(diào)試。當(dāng)加電后，晶體管顯示的為00：00，按照操作當(dāng)相應(yīng)的秒十，分個(gè)，分十按鍵按下時(shí)，P1口的電平由高變低，相應(yīng)的位進(jìn)行加以操作，當(dāng)按下清除鍵時(shí)，數(shù)碼管恢復(fù)為初始的00:00狀態(tài)，再次進(jìn)行按鍵操作，當(dāng)按下

15、開(kāi)始鍵后，其他按鍵都不產(chǎn)生作用，開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，數(shù)碼管也相應(yīng)的做出變化，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到00：00時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警，與要求相同，調(diào)試成功。三、 總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，我注意到了我課堂上學(xué)的內(nèi)容一旦拿到實(shí)際中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，知道自己原來(lái)要學(xué)習(xí)的還有那么多，書本上的理論掌握的也有很多的不足，理論與實(shí)踐在結(jié)合的過(guò)程中出現(xiàn)了許多意料以外的問(wèn)題，還好有老師的耐心講解，學(xué)到很多東西。經(jīng)過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)資料的查詢和小組成員的不懈努力，我們逐步的解決了所遇到的問(wèn)題。通過(guò)廚房提醒器的單片機(jī)設(shè)計(jì)，使我對(duì)于單片機(jī)課本中所學(xué)到的各個(gè)器件特點(diǎn)在實(shí)際工程中應(yīng)怎樣合理地設(shè)計(jì)有了比較深入的了解，在設(shè)計(jì)原理圖的時(shí)候必須對(duì)所用各個(gè)器件的各個(gè)

16、特點(diǎn)都充分的了解，才能畫出合理的protel圖，從老師所給的說(shuō)明書中，找到能夠行使相應(yīng)功能的器件，并將其合理的排版與連接，接著就是實(shí)際操作焊板了，上一次接觸電路板已經(jīng)是一年前的事情了，剛拿到手里是不免有些生疏，尤其是器件在電路板上的排版，我們組的器件比較多，所以本持著節(jié)省合理的原則，我們完成了板的安裝與焊接，焊接過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)很多的問(wèn)題 ，虛寒，短路等問(wèn)題層出不窮，但在老師的幫忙與小組討論后終于順利的完成了焊接，接著是調(diào)試的工作，調(diào)試過(guò)程中數(shù)碼管與程序都出過(guò)問(wèn)題，我們問(wèn)過(guò)老師與實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)都一一克服了。想完成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)并不是一件簡(jiǎn)單的事情，protel原理圖的設(shè)計(jì)、PCB圖的設(shè)計(jì)、電路板的安裝設(shè)