基于單片機的作息時間控制器設計

1、 單片機原理及系統(tǒng)課程設計報告 單片機原理及系統(tǒng)課程設計評語：考勤（10）守紀（10）過程（30）設計報告（30）答辯（20）總成績（100） 專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2014 年 1 月 13 日基于單片機的作息時間控制器設計1. 課程設計目的（1）進一步熟悉和掌握單片機的最小系統(tǒng)結構及其工作原理。（2）掌握單片機的接口技術和鍵盤掃描、數(shù)碼管顯示的原理及拓展使用方法。（3）通過課程設計，提高綜合運用所學知識的能力，掌握單片機程序設計、調試，應用電路設計、分析及調試檢測。2. 設計方案及原理本設計是作息時間控制器，設

2、計其實現(xiàn)的功能主要有：使用4位七段顯示器來顯示當前的時間，由LED閃動作為秒計數(shù)表示，顯示格式為“時分”， 并可顯示日期，顯示格式為“月日”，年份單獨顯示。由4個按鍵來作功能設置，可以設置現(xiàn)在的日期、時間及定時設置時間，一旦設置的時間到則作出相應動作：發(fā)光二極管閃亮，同時播放音樂。數(shù)碼管顯示模塊單片機最小系統(tǒng)按鍵控制模塊鬧鐘模塊 圖1 系統(tǒng)方框圖3. 硬件設計3.1單片機AT89C52提供以下標準功能：8K字節(jié)FLASH閃存，256字節(jié)內部RAM，32個I/O口線，3個16位定時/計數(shù)器，一個6向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，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。空閑方式停止CPU工作，但允許RAM，定時/計數(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硬件復位。3.2 按鍵控制模塊按鍵設定部分比較簡單，因為本系統(tǒng)按鍵少，所以在設計上采用了獨立按鍵方式，程序的編制上也采用了簡單的掃描方式。按鍵控制模塊主要有由四個按鍵組成：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)碼管顯示模塊時間顯示模塊主要由四位七段數(shù)碼管來顯示，配合按鍵控制模塊的校正與設定時間，

4、相應的顯示。時間正常顯示時，LED每閃動60次，分鐘自動加一；每六十分鐘小時自動加一；每24小時天自動加一。 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。當設定時間與當前時間一致時，則鬧鐘自動鬧鈴進行提示，同時二極管閃亮一分鐘后，自動退出響鈴狀態(tài)，若按K3鍵，鬧鐘退出響鈴狀態(tài)。圖4 鬧鐘模塊4. 軟件設計單片機作息時間控制的動作利用時間計時處理來做秒計數(shù)，當所設置的時間到了，則發(fā)出一陣聲響。單片機定時器負責定時的計數(shù)，不會因為按鍵處理而中斷時間秒數(shù)的增加，時，分，秒數(shù)據(jù)是存在變量內并寫入七段顯示器的緩沖區(qū)內，而由顯示器掃描程序中定時掃描而顯示出時間。4.1 主程序設計 在主

5、控程序循環(huán)中主要工作為掃描是否有按鍵，若有按鍵則應做相應的功能處理，同時也掃描顯示器顯示時間數(shù)據(jù)，并檢查所設置的時間是否到了，時間計時處理程序是等過了1S后，則更新時間數(shù)據(jù)，將最新的時，分，秒的數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字數(shù)據(jù)并顯示在七段顯示器上。程序中是這樣判斷是否過了1S的：設一舊秒數(shù)變量，當新舊秒數(shù)變量不一樣時，則表示已過了1S，要做相關程序時間處理了。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：提供時間基準。當連續(xù)中斷20次時，即為一秒，此時秒加一；當秒值為60時，分鐘加一，同時秒清零;當分鐘值為60時，小時加一，同時分鐘值清零；當小時為24時，天值加一，同時小時清零；由于每月天數(shù)不定

6、，1、3、5、7、8、10、12月為31天，當計數(shù)到此類月份時，天值為32時，月值加一，同時天值為1；4、6、9、11月為30天，當計數(shù)到此類月份時，天值為31時，月值加一，同時天值為1；如果是閏年，則2月為29天，當計數(shù)到此類月份時，天值為30時，月值加一，同時天值為一；如果不是閏年，則2月為28天，當計數(shù)此類月份時，天值為29時，月值加一，同時天值為一。當月值為13時，則年值加一，同時月值為一。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中相當重要的一部分。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)行相應功能。5. 系統(tǒng)仿真圖6 系統(tǒng)仿真圖6.

7、總結本次課程設計是對所學知識的一次綜合性運用。在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自身知識的不足。這次課程設計收獲很多，體會也很深刻，并且對我們所學的東西也產(chǎn)生了濃厚的興趣。在設計過程中，也學會了很多新的東西，比如一些仿真軟件的應用，最典型的就是PROTEUS軟件的應用，以及與KEIL軟件的聯(lián)合使用。當然最重要的是學到了關于基本電子設計的一些基本方法。除此之外，我覺得在這次設計的過程中，很多自己解決不了的問題，只有虛心請教別人才能有效的解決問題，我覺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題，還能提高我們每個人的實際水平。在本次設計過程中遇到不少問題，老師在我們做設計的過程中，給予了我極

8、大的幫助，不僅從知識方面引導了我們的設計思路，同時，在人生觀上也給了我們不少的啟示。在此，我對老師表示深深的謝意。 參考文獻1 王思明，張金敏，茍軍年等.單片機原理及應用系統(tǒng)設計M.北京:科學出版社,2012年2 吳金.8051單片機實踐與應用M.北京:清華大學出版社,2002 年3 楊子文.單片機原理及應用M.西安:西安電子科技大學出版社,2006 年附1 源程序代碼#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code a10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07

9、,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);/延時函數(shù)void scankey(void);/按鍵掃描函數(shù)void init(void); /初始化函

10、數(shù)void display(void);/顯示函數(shù)void set_time(void);/設定時間顯示輔助函數(shù)void set_day(void);/設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);/時間顯示輔助函數(shù)changedata(uchar *song,uchar *diao,uchar *jie);/音樂符號串解釋函數(shù) void play(uchar *songdata);/奏樂函數(shù)/蟲兒飛uchar code chongerfei= 33_3_45|3

11、-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,/00349HZ ,5# 0x4C,0xF6,/00370HZ ,6 0xD7,0xF6

12、,/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# /20 0x29,0xFB,/00740HZ 6 /21 0x6F,0xFB,

13、/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,0xFD,/01568HZ 6# 0xDC,0xFD,/01661HZ 7 /3

14、5 ; /* /音樂符號串解釋函數(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)= ) i+; switch(*(song+i) case ,: gaodi=-12;i+; break;

15、 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; case _: yinchang/=2; i+; goto yinc; case .: yinchang=yinchang+yinchang/2; i+; goto yinc; *(diao+i1)

16、=j; *(jie+i1)=yinchang; i1+; /* /奏樂函數(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;diaodatai!=0;i+) tl0_f=freqdiaodatai*2; th0_f=freqdiaodatai*2+1; for(c=0;cjiedatai;c+) for(n=0;n24;n+) scankey(); if(y=0) T

17、R1=0; return; display(); TR1=0; for(n=0;n=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&x!=0)|x=7)&cnt=10)P0&=0x00;delay(20);void m_choose(void)switch(month)ca

18、se 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(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 5:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;brea

19、k;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:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 11:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;br

20、eak;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 bianhuan(void)qian=year/1000;bai=year%1000/100;shi=year%100/10;ge=year%10;void bianhuan1(void)

21、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)while(K2=0);switch(x)case 0:break;case 1:h+;if(h=24)h=0;bianhuan1();break;case 2:m+;if(m=60)m=0;bianhuan1();break;case 3:set_h