基于單片機(jī)的作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)

1、 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 單片機(jī)原理及系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)：考勤（10）守紀(jì)（10）過(guò)程（30）設(shè)計(jì)報(bào)告（30）答辯（20）總成績(jī)（100） 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2014 年 1 月 13 日基于單片機(jī)的作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)1. 課程設(shè)計(jì)目的（1）進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理。（2）掌握單片機(jī)的接口技術(shù)和鍵盤掃描、數(shù)碼管顯示的原理及拓展使用方法。（3）通過(guò)課程設(shè)計(jì)，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，掌握單片機(jī)程序設(shè)計(jì)、調(diào)試，應(yīng)用電路設(shè)計(jì)、分析及調(diào)試檢測(cè)。2. 設(shè)計(jì)方案及原理本設(shè)計(jì)是作息時(shí)間控制器，設(shè)

2、計(jì)其實(shí)現(xiàn)的功能主要有：使用4位七段顯示器來(lái)顯示當(dāng)前的時(shí)間，由LED閃動(dòng)作為秒計(jì)數(shù)表示，顯示格式為“時(shí)分”， 并可顯示日期，顯示格式為“月日”，年份單獨(dú)顯示。由4個(gè)按鍵來(lái)作功能設(shè)置，可以設(shè)置現(xiàn)在的日期、時(shí)間及定時(shí)設(shè)置時(shí)間，一旦設(shè)置的時(shí)間到則作出相應(yīng)動(dòng)作：發(fā)光二極管閃亮，同時(shí)播放音樂(lè)。數(shù)碼管顯示模塊單片機(jī)最小系統(tǒng)按鍵控制模塊鬧鐘模塊 圖1 系統(tǒng)方框圖3. 硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)AT89C52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)FLASH閃存，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)

3、邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。3.2 按鍵控制模塊按鍵設(shè)定部分比較簡(jiǎn)單，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)按鍵少，所以在設(shè)計(jì)上采用了獨(dú)立按鍵方式，程序的編制上也采用了簡(jiǎn)單的掃描方式。按鍵控制模塊主要有由四個(gè)按鍵組成：K1、K2、K3、K4、。其中K1的功能是模式切換鍵；K2的作用是加一；K3的作用是鬧鐘使能；K4的作用是減一。圖2 按鍵控制模塊3.3 數(shù)碼管顯示模塊時(shí)間顯示模塊主要由四位七段數(shù)碼管來(lái)顯示，配合按鍵控制模塊的校正與設(shè)定時(shí)間，

4、相應(yīng)的顯示。時(shí)間正常顯示時(shí)，LED每閃動(dòng)60次，分鐘自動(dòng)加一；每六十分鐘小時(shí)自動(dòng)加一；每24小時(shí)天自動(dòng)加一。 圖3 數(shù)碼管顯示模塊3.4 鬧鐘模塊鬧鐘模塊快的主要功能即鬧鈴。當(dāng)設(shè)定時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間一致時(shí)，則鬧鐘自動(dòng)鬧鈴進(jìn)行提示，同時(shí)二極管閃亮一分鐘后，自動(dòng)退出響鈴狀態(tài)，若按K3鍵，鬧鐘退出響鈴狀態(tài)。圖4 鬧鐘模塊4. 軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)作息時(shí)間控制的動(dòng)作利用時(shí)間計(jì)時(shí)處理來(lái)做秒計(jì)數(shù)，當(dāng)所設(shè)置的時(shí)間到了，則發(fā)出一陣聲響。單片機(jī)定時(shí)器負(fù)責(zé)定時(shí)的計(jì)數(shù)，不會(huì)因?yàn)榘存I處理而中斷時(shí)間秒數(shù)的增加，時(shí)，分，秒數(shù)據(jù)是存在變量?jī)?nèi)并寫入七段顯示器的緩沖區(qū)內(nèi)，而由顯示器掃描程序中定時(shí)掃描而顯示出時(shí)間。4.1 主程序設(shè)計(jì) 在主

5、控程序循環(huán)中主要工作為掃描是否有按鍵，若有按鍵則應(yīng)做相應(yīng)的功能處理，同時(shí)也掃描顯示器顯示時(shí)間數(shù)據(jù)，并檢查所設(shè)置的時(shí)間是否到了，時(shí)間計(jì)時(shí)處理程序是等過(guò)了1S后，則更新時(shí)間數(shù)據(jù)，將最新的時(shí)，分，秒的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并顯示在七段顯示器上。程序中是這樣判斷是否過(guò)了1S的：設(shè)一舊秒數(shù)變量，當(dāng)新舊秒數(shù)變量不一樣時(shí)，則表示已過(guò)了1S，要做相關(guān)程序時(shí)間處理了。圖5 主程序流程圖4.2 中斷子程序中斷子程序的主要功能：提供時(shí)間基準(zhǔn)。當(dāng)連續(xù)中斷20次時(shí)，即為一秒，此時(shí)秒加一；當(dāng)秒值為60時(shí)，分鐘加一，同時(shí)秒清零;當(dāng)分鐘值為60時(shí)，小時(shí)加一，同時(shí)分鐘值清零；當(dāng)小時(shí)為24時(shí)，天值加一，同時(shí)小時(shí)清零；由于每月天數(shù)不定

6、，1、3、5、7、8、10、12月為31天，當(dāng)計(jì)數(shù)到此類月份時(shí)，天值為32時(shí)，月值加一，同時(shí)天值為1；4、6、9、11月為30天，當(dāng)計(jì)數(shù)到此類月份時(shí)，天值為31時(shí)，月值加一，同時(shí)天值為1；如果是閏年，則2月為29天，當(dāng)計(jì)數(shù)到此類月份時(shí)，天值為30時(shí)，月值加一，同時(shí)天值為一；如果不是閏年，則2月為28天，當(dāng)計(jì)數(shù)此類月份時(shí)，天值為29時(shí)，月值加一，同時(shí)天值為一。當(dāng)月值為13時(shí)，則年值加一，同時(shí)月值為一。圖6 中斷子程序程序流程圖4.3 按鍵掃描子程序按鍵掃描子程序是程序計(jì)中相當(dāng)重要的一部分。按鍵掃描子程序的功能是：掃描是否有按鍵按下，若有鍵按下，則執(zhí)行相應(yīng)功能。5. 系統(tǒng)仿真圖6 系統(tǒng)仿真圖6.

7、總結(jié)本次課程設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合性運(yùn)用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自身知識(shí)的不足。這次課程設(shè)計(jì)收獲很多，體會(huì)也很深刻，并且對(duì)我們所學(xué)的東西也產(chǎn)生了濃厚的興趣。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也學(xué)會(huì)了很多新的東西，比如一些仿真軟件的應(yīng)用，最典型的就是PROTEUS軟件的應(yīng)用，以及與KEIL軟件的聯(lián)合使用。當(dāng)然最重要的是學(xué)到了關(guān)于基本電子設(shè)計(jì)的一些基本方法。除此之外，我覺(jué)得在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，很多自己解決不了的問(wèn)題，只有虛心請(qǐng)教別人才能有效的解決問(wèn)題，我覺(jué)得人與人之間的相互幫助很有必要，這樣不僅能幫助大家很快的解決問(wèn)題，還能提高我們每個(gè)人的實(shí)際水平。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少問(wèn)題，老師在我們做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，給予了我極

8、大的幫助，不僅從知識(shí)方面引導(dǎo)了我們的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)，在人生觀上也給了我們不少的啟示。在此，我對(duì)老師表示深深的謝意。 參考文獻(xiàn)1 王思明，張金敏，茍軍年等.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京:科學(xué)出版社,2012年2 吳金.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京:清華大學(xué)出版社,2002 年3 楊子文.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006 年附1 源程序代碼#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code a10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66

9、,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;/*sbit K1=P14;sbit K2=P15;sbit K3=P16;sbit K4=P17;sbit sd=P36;sbit BEEP=P37;uchar m=0,h=0,sec=0,cnt=0,x,y,qian,bai,shi,ge;uchar set_h=0;uchar set_m=0;uchar month=1;uchar day=5;uchar th0_f;uchar tl0_f;uint year=2014; void delay(uchar t);/延時(shí)函數(shù)void scankey(void);/按鍵掃描函數(shù)void in

10、it(void); /初始化函數(shù)void display(void);/顯示函數(shù)void set_time(void);/設(shè)定時(shí)間顯示輔助函數(shù)void set_day(void);/設(shè)定日期顯示輔助函數(shù)void m_choose(void); /月份選擇函數(shù)void bianhuan(void); /年份顯示輔助函數(shù)void bianhuan1(void);/時(shí)間顯示輔助函數(shù)changedata(uchar *song,uchar *diao,uchar *jie);/音樂(lè)符號(hào)串解釋函數(shù) void play(uchar *songdata);/奏樂(lè)函數(shù)/蟲兒飛uchar code chonge

11、rfei= "33_3_45|3-2-|11_1_23|3.,7_,7_-" ",632-,632-,6321_1-" ; uchar code freq36*2= 0xA9,0xEF,/00220HZ ,1 /0 0x93,0xF0,/00233HZ ,1# 0x73,0xF1,/00247HZ ,2 0x49,0xF2,/00262HZ ,2# 0x07,0xF3,/00277HZ ,3 0xC8,0xF3,/00294HZ ,4 0x73,0xF4,/00311HZ ,4# 0x1E,0xF5,/00330HZ ,5 0xB6,0xF5,/0034

12、9HZ ,5# 0x4C,0xF6,/00370HZ ,6 0xD7,0xF6,/00392HZ ,6# 0x5A,0xF7,/00415HZ ,7 0xD8,0xF7,/00440HZ 1 /12 0x4D,0xF8,/00466HZ 1# /13 0xBD,0xF8,/00494HZ 2 /14 0x24,0xF9,/00523HZ 2# /15 0x87,0xF9,/00554HZ 3 /16 0xE4,0xF9,/00587HZ 4 /17 0x3D,0xFA,/00622HZ 4# /18 0x90,0xFA,/00659HZ 5 /19 0xDE,0xFA,/00698HZ 5#

13、/20 0x29,0xFB,/00740HZ 6 /21 0x6F,0xFB,/00784HZ 6# /22 0xB1,0xFB,/00831HZ 7 /23 0xEF,0xFB,/00880HZ 1 0x2A,0xFC,/00932HZ 1# 0x62,0xFC,/00988HZ 2 0x95,0xFC,/01046HZ 2# 0xC7,0xFC,/01109HZ 3 0xF6,0xFC,/01175HZ 4 0x22,0xFD,/01244HZ 4# 0x4B,0xFD,/01318HZ 5 0x73,0xFD,/01397HZ 5# 0x98,0xFD,/01480HZ 6 0xBB,0

14、xFD,/01568HZ 6# 0xDC,0xFD,/01661HZ 7 /35 ; /* /音樂(lè)符號(hào)串解釋函數(shù)changedata(uchar *song,uchar *diao,uchar *jie) uchar i,i1,j; char gaodi;uchar banyin; uchar yinchang; uchar code jie78=0,12,14,16,17,19,21,23; *diao=*song; for(i=0,i1=0;) gaodi=0; banyin=0; yinchang=4; if(*(song+i)='|') | (*(song+i)=

15、9; ') i+; switch(*(song+i) case ',': gaodi=-12;i+; break; case '': gaodi=12;i+; break; if(*(song+i)=0) *(diao+i1)=0; *(jie+i1)=0; return; j=*(song+i)-0x30; i+; j=jie7j+gaodi; yinc: switch(*(song+i) case '#': i+;j+; goto yinc; case '-': yinchang+=4; i+; goto yinc;

16、case '_': yinchang/=2; i+; goto yinc; case '.': yinchang=yinchang+yinchang/2; i+; goto yinc; *(diao+i1)=j; *(jie+i1)=yinchang; i1+; /* /奏樂(lè)函數(shù) void play(uchar *songdata) uchar i,c,j=0; uint n; uchar diaodata40; uchar jiedata40; changedata(songdata,diaodata,jiedata); TR1=1; for(i=0;diao

17、datai!=0;i+) tl0_f=freqdiaodatai*2; th0_f=freqdiaodatai*2+1; for(c=0;c<jiedatai;c+) for(n=0;n<24;n+) scankey(); if(y=0) TR1=0; return; display(); TR1=0; for(n=0;n<500;n+); TR1=1; TR1=0; void time0(void) interrupt 1TH0=0x3c;TL0=0xb0;cnt+; if(y=1&&(set_h=h&&set_m=m)sd=sd;else

18、sd=1;if(cnt=20)sec+;cnt=0;if(sec=60)sec=0;m+;if(m=60)m=0;h+;if(h=24)h=0;day+;switch(month)case 1:if(day=32)month+;day=1;break;case 2:if(year%4=0)if(day=30)month+;day=1; elseif(day=29)month+;day=1;break;case 3:if(day=32)month+;day=1;break;case 4:if(day=31)month+;day=1;break;case 5:if(day=32)month+;da

19、y=1;break;case 6:if(day=31)month+;day=1;break;case 7:if(day=32)month+;day=1;break;case 8:if(day=32)month+;day=1;break;case 9:if(day=31)month+;day=1;break;case 10:if(day=32)month+;day=1;break;case 11:if(day=31)month+;day=1;break;case 12:if(day=32)month+;day=1;break;if(month=13)month=1;year+; if(x=0)b

20、ianhuan1(); timer1() interrupt 3 TL1=tl0_f;TH1=th0_f; /調(diào)入預(yù)定值 BEEP=BEEP; /取反音樂(lè)輸出IO void main(void)init();while(1)display(); scankey();if(y=1&&(set_h=h&&set_m=m)play(chongerfei); else BEEP=0;void init(void)BEEP=0;TMOD=0x11;TH0=0x3c;TL0=0xb0;EA=1;ET0=1;TR0=1;ET1=1;TR1=0;void display(voi

21、d)P2=0xfe;P0=aqian;if(x%2=1&&cnt>=10)P0&=0x00;delay(20);P2=0xfd;P0=abai;if(x%2=1&&cnt>=10)P0&=0x00;else if(x=0&&cnt>=10)P0|=0x80;delay(20);P2=0xfb;P0=ashi;if(x%2=0&&x!=0)|x=7)&&cnt>=10)P0&=0x00;delay(20);P2=0xf7;P0=age;if(x%2=0&&

22、;x!=0)|x=7)&&cnt>=10)P0&=0x00;delay(20);void m_choose(void)switch(month)case 1:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 2:if(year%4=0)if(day=30)day=1;else if(day=0)day=29; elseif(day=29)day=1;else if(day=0)day=28;break;case 3:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 4:if

23、(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 5:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 6:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 7:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 8:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 9:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 10:i

24、f(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 11:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 12:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;void set_time(void) qian=set_h/10; bai=set_h%10; shi=set_m/10; ge=set_m%10;void set_day(void) qian=month/10; bai=month%10; shi=day/10; ge=day%10;void bianhu

25、an(void)qian=year/1000;bai=year%1000/100;shi=year%100/10;ge=year%10;void bianhuan1(void) qian=h/10; bai=h%10; shi=m/10; ge=m%10;void scankey(void)if(K1=0)delay(20);if(K1=0) while(K1=0); x+; if(x=3)set_time(); else if(x=5)set_day(); else if(x=7)bianhuan(); else if(x=8)x=0;bianhuan1(); if(K2=0) delay(20);if(K2=0)w