單片機課設自動打鈴器設計方案

1、 設計方案論證 第1章 設計的應用意義1.1 設計方案選擇1.2 總體設計框圖1.3 硬件電路設計章2 第 單元電路設計與原理分析1 2 軟件設計章 第3 程序流程圖1 3 源程序清單2 3 設計總結(jié) 4章第 參考文獻 1附錄 2附錄 引言與摘要 為方便人們的日常生活，優(yōu)化學校，機關等單位的計時系統(tǒng)，采用以單片機為基礎設計了一種的自動打鈴器。本電路有電源，顯示電路，按鍵控制電路，功放電路四部分組成。這次設計利用了單片機AT89C51的定時和計數(shù)功能，來完成時間的計時，校時功能。用LM12864液晶顯示時，分，秒。選用蜂窩器模擬現(xiàn)實的電鈴實現(xiàn)打鈴，其中計時和定時功能是軟件為主，硬件為輔。而校時功

2、能是軟件為輔，由外部按鍵控制，實現(xiàn)加一與減一的 操作。用單片機控制的自動打鈴器，充分發(fā)揮單片機體積小，價格便宜，功耗低可靠性好等特點?？捎糜趯W校作息，方便了廣大師生。 第1章設計方案論證 11 設計的應用意義 “單片機與接口技術”課程設計是在教案及實驗基礎上，對課程所學理論知識的深化和提高。因此，要求學生能綜合應用所學知識，設計與制造出具有較復雜功能的小型單片機系統(tǒng)，并在實踐的基本技能方面進行一次系統(tǒng)的訓練。 能夠較全面地鞏固和應用“單片機”課程中所學的基本理論和基本方法，并初步掌握小型單片機系統(tǒng)設計的基本方法。 培養(yǎng)獨立思考、獨立收集資料、獨立設計規(guī)定功能的單片機系統(tǒng)的能力；培養(yǎng)分析、總結(jié)及

3、撰寫技術報告的能力。 12 設計方案選擇 設計課題簡要概述 自動打鈴裝置用于工廠，學校等地的時間控制，本設計是按照學校作息時間設定的，模擬了電子鐘顯示時，分，秒。還根據(jù)學校的作息時間按時打鈴，本系統(tǒng)有兩個按鈕，分別用來調(diào)時，周分，以 保證時鐘與標準時間相吻合。首先設計出本系統(tǒng)的硬件基本框圖，根據(jù)框圖設計電氣原理圖，簡要概述基本原理，按照設計技術參數(shù)設計出各部分程序。 系統(tǒng)軟硬件劃分 由于要依據(jù)最小系統(tǒng)設計，因此，極大地節(jié)約系統(tǒng)的硬件成本，所有能用軟件實現(xiàn)的功能都用軟件完成，如按鍵的去抖，采用延時，顯示部分用動態(tài)顯示等，這樣硬件部分的設計可以采用單片機最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)是僅有程序存儲器和時鐘

4、及復位電路的為時過 早片機系統(tǒng)。 單片機選型根據(jù)課題的具體內(nèi)容，任務要求，計時，校時，定時，鍵盤顯示等功能，經(jīng)多方考慮，所 低功耗單片機。AT89C5151系統(tǒng)單片機完全兼容的以本系統(tǒng)選項用與MCS 總體設計框圖3 1 時鐘電路 鍵盤電路 驅(qū)動電路電源 AT89C51 CPU 電鈴顯示電路 整體框圖 章硬件電路設計第2 單元電路設計與原理分析12 基本原理概述本系統(tǒng)主要由主控模塊，時鐘模塊，顯示模塊，鍵盤接口模塊等4部分組成。通過內(nèi)部定時產(chǎn)生中斷，從而驅(qū)動電鈴打鈴。設定51單片機工作在定時器工作方式1，每100ms產(chǎn)生一次中斷，利用軟件將基準100ms單元進行累加，當定時器產(chǎn)生10次中斷就產(chǎn)生

5、1S信號，這時秒單元加1。同理，對分單元和時單元計數(shù)，從而產(chǎn)生秒，分，時的值，通過六位七段顯示器進行顯示。由于動態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)鎖存等硬件，接口較復雜，考慮顯示只 的顯示。LED有六位，且系統(tǒng)沒有其他復雜的處理任務，所以采用動態(tài)掃描實現(xiàn)本系統(tǒng)采用三個按鍵，1鍵為功能鍵，另外兩個做控制鍵。按一下1鍵進入時間設置，然后按2鍵進行時調(diào)整，按3鍵進行分調(diào)整，按兩下1鍵進入打鈴時間設定，在分別用2鍵3鍵進行調(diào)整，調(diào)整完后按下1鍵便退出調(diào)整，時鐘繼續(xù)走動。當時鐘時間與設置時間 秒。一致時，驅(qū)動電路動作進行打鈴，每次打鈴10 元件參數(shù)及功能簡介 AT89C511.主控制器AT89C51分司生產(chǎn)的AT89C5

6、1單片機用高性能的靜態(tài)80C51設計，由先進工藝制造，并帶有非易失性FLASH程序存儲器，它是一種高性能，低功耗的8位CMOS微處理芯 片，市場應用最多，主要性特點有： 。字節(jié)內(nèi)部RAMFLASH4K的程序存儲器，256有 電源控制模式：時鐘可停止和恢復，空閑模式，掉電模式。 個中斷源。6 個中斷優(yōu)先級。4 口。位I/O個48 。UART全雙工增強型 計數(shù)器/位定時16個2 DS13022時鐘電路 ）性能特性1實時時鐘可對秒，分，時等進行計數(shù)，存在高速數(shù)據(jù)暫存的31*8位RAM，最少引腳的串行I/O口；2.55.5V電壓工作范圍。2.5V耗電小于300nA；用于時鐘或RAM數(shù)據(jù)讀/寫 線接口；

7、可選的慢速充電的能力。的單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送方式；簡單的3DS1302時鐘芯片包括實時時鐘和31字節(jié)的靜態(tài)RAM，它經(jīng)過一個簡單的串行接口與微處理器通信，實時時鐘提供秒，分，時等信息，時鐘運行可以采用24H，或帶AM/PM的12H格式，采用三線接口與CPU進行同眇通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時 后備電源雙電源引腳；/DS1302有主電源RAM鐘信號或數(shù)據(jù)。2） 工作原理DS1302在任何數(shù)據(jù)傳送時必須先初始化，把RST引腳置為高電平，然后把8位地址和命令裝入移位寄存器，數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿被輸入，無論是讀周期還是寫周期開始8位指定40個寄存器中哪個將被訪問到，在開始8個時鐘周期

8、，把命令字節(jié)裝入撳位寄存器之后，另外的時鐘周期在闈時操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作時寫入數(shù)據(jù)，時鐘脈沖的個數(shù)在單 字節(jié)數(shù)。248，在多字節(jié)方式下為8加字節(jié)數(shù)，最大可達8位字節(jié)下為8加為了提高對32個地址的尋址能力，可以把時鐘或RAM寄存器規(guī)定為多字節(jié)方式，在多字節(jié)方式中，讀或?qū)憦牡刂?的位0開始，必須管按數(shù)據(jù)傳送的次序電先的8個寄存器。但是當以多個字節(jié)寫RAM時，為了傳送數(shù)據(jù)不必寫所有31字節(jié)，不管是否寫了全部31 。RAM字節(jié)，所寫的每個字節(jié)都將傳送至時鐘暫停：秒寄存器的位7定義位時鐘暫停位，當它為1時，DS1302停止振蕩，進入低功耗的備份方式，通常在對DS1302進行寫操作時，停止振蕩，當它為

9、0時時鐘將開始啟 動。 :寫數(shù)據(jù)的程序框圖如圖DS1302通過串口向8051 Vcc1 Vcc2 8051 DS1302 PRST X TXD SCLK RXD XI/O 2 的數(shù)據(jù)發(fā)送或接收時序注意因為DS1302I/O口,8051其中,Px可以是單片機的任何一位不能以,另外,接收數(shù)據(jù)時的輸出端加反相器,因此,需要在TXD,和8051的串行口不完全一致 .必須將串行口當作普通I/O口進行數(shù)據(jù)接收串行口的接收方式接收,，因為振蕩頻率較低，也可以不接電6PF的晶振選用32.768KHZ，電容推薦值為DS1302 對計時精度影響不大。容， 顯示電路設計3顯示部分采用普通的共陽數(shù)碼管顯示，采用動態(tài)掃

10、描，以減少硬件電路，數(shù)碼管分別為來驅(qū)動數(shù)74LS164十時，時，十分，分，十秒，秒顯示，顯示時采用串行口輸出段碼，用 。碼管掃描只需7ms位移單向874LS164為TTL觸發(fā)器，用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位，74LS164內(nèi)部為8個D端。每TXDCPU位寄存器，可實現(xiàn)串行輸入并行輸出，為時鐘輸入端，可連接到串行口位二進制數(shù)全8端時，移位寄存器移一位，8個時鐘脈沖過后個時鐘信號的上升沿加到CP。當它為0MR腳為復位端，當該位為低電平時，移位寄存器各位復部移入74LS164中，8Q1Q8并行輸出分別接數(shù)碼管的各段對應腳上，在給出高電平時時鐘脈沖才起作用。個脈沖，第一個脈沖1的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)到達最高位，再

11、來個脈沖后，最先進入74LS164 的第一位。就會從最高位移出，進入下一個74LS164 鍵盤接口設計410K用普通按鈕相連的分別與個，采用獨立式按鈕由于按鍵盤只有3,8051P10.P11.P12, 上拉電阻，用查詢法完成讀鍵功能。 程序設計 第3章 程序流程圖1 3 開始 初始化參數(shù)設置 調(diào)用鍵盤子程序 調(diào)用顯示子程序 調(diào)用控制子程序 主程序流程圖 開始 保護現(xiàn)場1 單元加100msN =0？ms單元010單元清零，秒單元加ms100N ？單秒元=601 加單元清單元零，分秒N =60？分單元1 加單元，單分元清零 N=時單 N時單元清退出 定時中斷程序流程圖 開始 向緩沖區(qū)放數(shù) 指向緩沖

12、區(qū)首地址 關顯示 口查段碼，送段碼指向A 口送出碼指向B1ms 延時 單元緩向指下一個沖向指 顯示下一六位顯示返回 顯示程序流程圖 源程序清單2 3 K-KEY EQU P1.0 ；控制按鍵 M-KEY EQU P1.1 ；分按鍵 H-KEY EQU P1.2 ；時按鍵 S-DATA DATA 50H ；秒單元數(shù)據(jù)存儲地址 M-DATA DATD 51H ；分單元數(shù)據(jù)存儲地址 H-DATA DATA 52H ；時單元數(shù)據(jù)存儲地址 MOV SP,#70H ；堆棧區(qū)地址從70H開始 MOV DPTR,#0FB00H MOV A,#03H ；設8155的PA，PB口為輸出方式 MOVX DPTR,A

13、 START:LCALL KEY ；調(diào)用鍵盤設置子程序 LCALL DIS ；調(diào)用顯示子程序 LCALL CONTROL ；調(diào)用控制子程序 AJMP START ；循環(huán)調(diào)用 KEY:JB M-KEY，H-SET ；分設置鍵壓下嗎？如果沒壓下，則判斷時設置鍵 LCALL DELL ；調(diào)用鍵盤防抖動子程序 JB M-KEY,H-SET INC M-DATA ；如果分設置健壓下，則分單元加1 MOV A,M-DATA CJNZ A,#60,M-DIS ；分單元=60，則清0 MOV M-DATA,#00H M-DIS:MOV A,M-DATA LCALL HEX-BCD ；調(diào)用HEX至BCD碼轉(zhuǎn)換子

14、程序 MOV 69H,A MOV 6AH,B M-REP:LCALL DIS ；調(diào)用顯示子程序 JNB M-KEY,M-REP ；等待分設置鍵釋放 H-SET：JB H-KEY，HEX-BCD ；判斷時設置鍵是否壓下？ LCALL DELL ；調(diào)用鍵盤防抖動子程序 JB H-KEY，HEX-BCD INC H-DATA ；如時設置鍵壓下，則時單元加1 MOV A，H-DATA CJNZ A，#24，H-DIS ；時單元=24，則清0 MOV H-DATA，#10H H-DIS：MOV A，H-DATA LACLL HEX-BCD ；調(diào)用HEX至BCD碼轉(zhuǎn)換子程序 MOV 79H，A MOV 7

15、AH，B H-REP：LCALL DIS ；調(diào)用顯示子程序 JNB H-KEY，H-REP ；等待時設置鍵釋放 HEX-BCD：MOV B，#10 DIV AB RET DELL：MOV R6，#20H ；延遲10ms子程序 DEL1：MOV R7，#0FFH DJNZ R7， DJNZ R6，DEL1 RET CLOCK：PUSH ACC ；參數(shù)入棧保護 PUSH PSW CLR TR0 MOV TL0，#0B0H ；定時參數(shù)重新設置 MOV TH0，#03CH SETB TR0 INC 4FH ；100ms單元內(nèi)容加1 MOV A，4FH CJNZ A，#10，D0 ；100ms單元內(nèi)容=

16、10，則秒單元加1 MOV 4FH，#00H ；100ms單元清0 MOV A，S-DATA ADD A，#01H ；秒單元加1 MOV S-DATA，A CJNE A，#60，D0 ；秒單元內(nèi)容=60，則清0 MOV S-DATA，#00H MOV A，M-DATA ADD A，#01H ；分單元加1 MOV M-DATA，A CJNE A，#60，D0 ；分單元=60，則清0 MOV M-DATA，#00H MOV A，H-DATA ADD A，#01H ；時單元加1 MOV H-DATA，A CJNE A，#24，D0 ；時單元=24，則清0 MOV H-DATA，#00H D0：POP

17、 PSW ；出棧，出中斷程序 POP ACC RETI DIS：MOV R0，#4FH ；準備向緩沖區(qū)放數(shù) MOV A，27H ACALL PTDS ；放秒值 MOV A，28H ；放分值 ACALL PTDS MOV A，29H ACALL PTDS ；放時值 MOV R0，#4AH ；指向緩沖區(qū)首地址 MOV R2，#0FFH ；左邊第一位開始顯示 MOV DPTR，#SEGPT ；指向字形碼表首 DIS1：MOV A，#00H MOV 20H，DPL MOV 21H，DPH ；熄滅碼 MOV DPTR，#4001H ；取顯示緩沖區(qū)中的數(shù) MOV A，#0FFH MOVX DPTR,A M

18、OV DPL,20H MOV DPH,21H MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR ；查表，找字形碼 CPL A MOV DPTR,#4002H MOVX DPTR,A ；送出字形碼 MOV A,R2 ；取字位碼 MOV DPTR,#4001H ；字位口地址 MOVX DPTR,A MOV DPL,20H MOV DPH,21H ；顯示一位數(shù) MOV R3,#00H DIS2:DJNZ R3,DIS2 ；延時一段時間 INC R0 ；修改顯示緩沖區(qū)指針 CLR ；為移位作準備 MOV A,R2 ；取字位碼 RL A ；右移一位，為顯示下一位作準備 MOV R2,A ；存位碼 JB AC

19、C.7,DIS1 ；不到最后一位，則繼續(xù) RET PTOS:MOV R1,A ；暫存 ACALL DIS1 ；低4位先放入緩沖區(qū) MOV A,R1 ；取了原數(shù) SWAP A ；高4位放入低4位中 RTDS1:ANL A,#0FH ；放進顯示緩沖區(qū) MOV R0,A DEL R0 ；緩沖區(qū)地址指針減1 RET SEGPT: DB 3FH , 06H, 5BH, 4FH, 66H, DB6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH；時間表 DL: MOV DPTR, #P0 MOVX A, DPTR INC A MOVC A, A+PC TAB: DB 320H, 352H, 384H, 3B6

20、H, DB 3F2H, 44CH, 47EH, 4B0H, DB 532H, 58CH, 596H, 5F0H, DB 604H, 65EH, 668H, 6C2H, DB 76CH, 79EH, 7B0H, 802H, 設計總結(jié)章第4 經(jīng)過一學期的學習，使我對單片機有了初步的認識，了解了一些軟件編程的技巧。通過本次課程設計，使我學會了課堂上學不到的知識。對單片機又有了更深的認識，掌握單片機設計步驟，知道這門課程在工作中的重要性。在課程設計過程中也遇到了許多困難,但在老師和同學們的同共努力下都得到解決,最終看到了成果.我感謝老師這半年來對我們細心的 .,相信定會為日后工作打下堅實基礎教導,使我

21、熟悉了一些軟件方面的知識課程設計加深了學生對所學課程理論的理解，擴展了教案中的實驗內(nèi)容和要求，積累了實踐體驗和經(jīng)驗，讓我們提前感受到畢業(yè)設計的大致過程，進而能順利進入畢業(yè)設計， 提高畢業(yè)設計質(zhì)量和學生實際應用能力。由于只是水平的局限和時間的倉促，設計中可能會存在著一些不足，我真誠地接受老 師和同學的批評和指正。最后由衷地感謝老師的悉心指導和同學的熱心幫助！ 參考文獻 梅麗鳳等編著單片機原理及接口技術 1 李光飛等編著 2單片機課程設計實例 陸子明等編著 3單片機設計與應用基礎教程 黃仁欣主編單片機原理及應用技術 4 楊金巖主編單片機數(shù)據(jù)傳輸接口擴展技術58051 姜志海主編 單片微型計算機原理及應用6 唐金元著 7自動打鈴器電路設計 何亞軍著基于單片機控制的高精度定時打鈴器的設計 8 李朝青單片機原理及接口技術（修訂版） 9 ：整體電路原理圖1附錄123456 VCCD?R?RES2ZENER3Q?NPN1VCCVCCDU?R?R?R?R?GNDRES2RES2RES2RES2S?U?139SW-PB0P0P103S?8211P112P073343P0P122634SW-PB6P035P135S?358447P0P1463105P059P1R?111113731DPYDPYDPYDPYDPYDPYSW-PBaaaaaa21P161P061R?228222322aaaaaabbbb