王志朋-201223911301

1、 單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表設(shè)計(jì)課題 ： 基于89C51 的自動(dòng)打鈴器設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 ： 電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) ： 自動(dòng)F1208 學(xué)生姓名 ： 王志朋 學(xué) 號(hào) ： 201223911301 指導(dǎo)教師 ： 周剛 設(shè)計(jì)地點(diǎn) ： 31-517 設(shè)計(jì)時(shí)間 ： 2014-12-292015-01-09 指導(dǎo)教師意見：成績(jī): 簽名： 年 月 日 單片機(jī)系統(tǒng)課 程 設(shè) 計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱： 基于89C51的自動(dòng)打鈴器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 班 級(jí) ： 自動(dòng)F1208 學(xué) 生 姓 名 ： 王志朋 學(xué) 號(hào) ： 201223911301 指 導(dǎo) 教 師 ： 周剛 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 31-517 課程

2、設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014-12-292015-01-09 單片機(jī)系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名王志朋專業(yè)班級(jí)自動(dòng)F1208學(xué)號(hào)201223911301題 目基于89C51的自動(dòng)打鈴器設(shè)計(jì)課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來(lái)源老師擬定指導(dǎo)教師周剛主要內(nèi)容（參數(shù)）利用89c51單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)打鈴器，實(shí)現(xiàn)功能如下：1、 根據(jù)自己的需要設(shè)定打鈴時(shí)間，到設(shè)定時(shí)間能自動(dòng)打鈴。2、 8位LED動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，實(shí)現(xiàn)表24小時(shí)制計(jì)時(shí)和顯示的功能。3、 能設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。4、 可隨時(shí)更改打鈴時(shí)間。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天：熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求，查閱技術(shù)資料，確定設(shè)計(jì)方案。第3-4天：按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路。要求畫出單元電路圖

3、，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計(jì)要有詳細(xì)論述。第5-6天：軟件設(shè)計(jì)，編寫程序。第7-8天：實(shí)驗(yàn)室調(diào)試。第9-10天：撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計(jì)正確，篇幅合理。主要參考資料1 張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20042偉福LAB6000系列單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用說(shuō)明書3 閻石數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）北京：高等教育出版社，2006審查意見系（教研室）主任簽字： 年 月 日 目錄 一 引言1 二 總體方案設(shè)計(jì)1 2.1 硬件組成1 2.2 方案論證2三 硬件電路設(shè)計(jì)3 3.1 單片機(jī)性能介紹3

4、 3.2 模塊說(shuō)明5四 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)6五 總結(jié)7參考文獻(xiàn)8附錄A系統(tǒng)原理圖9附錄二源程序代碼10一、引言 單片機(jī)自1976年由Intel公司推出MCS-48開始，迄今已經(jīng)有三十幾年了，由于單片機(jī)集成度高、功能性強(qiáng)、可靠性強(qiáng)、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已滲透到人們生活的各個(gè)方面。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品，辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC機(jī)外圍，以及網(wǎng)絡(luò)通訊等剛打領(lǐng)域?yàn)榉奖闳藗兊娜粘Ｉ?、?yōu)化學(xué)校、機(jī)關(guān)等單位的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，采用以單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)打鈴器，此次設(shè)計(jì)利用了89C51的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，來(lái)完成時(shí)間的計(jì)時(shí)和校時(shí)功

5、能。用LED顯示器顯示時(shí)、分、秒。選用LED的亮滅來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)的電鈴實(shí)現(xiàn)打鈴，程序去控制單片機(jī)引腳電平的高低從而驅(qū)動(dòng)代替電鈴的LED和LED顯示。其中定時(shí)和計(jì)時(shí)功能是軟件為主，硬件為輔。而校時(shí)功能是軟件為輔，由外部鍵進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)加一與減一的操作。本系統(tǒng)有七個(gè)按鍵，分別是設(shè)置鍵、校準(zhǔn)時(shí)間鍵、調(diào)時(shí)鍵、調(diào)分鍵、調(diào)秒鍵，以保證時(shí)鐘與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間一致，打鈴時(shí)間鍵、停止響鈴鍵，可隨時(shí)調(diào)整打鈴時(shí)間，方便快捷。 用單片機(jī)控制的控制的自動(dòng)打鈴器，充分發(fā)揮單片機(jī)體積小，價(jià)格便宜，功耗低，可靠性好等特點(diǎn)，它可以進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)和定點(diǎn)打鈴，可以執(zhí)行不同的時(shí)間表（考試時(shí)間和日常作息時(shí)間）的打鈴，可以任意設(shè)置時(shí)間，方便了大家二、

6、總體方案設(shè)計(jì) 2.1硬件組成 AT89C51 顯示電路鍵盤電路時(shí)鐘電路 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路復(fù)位電路 圖2-1 硬件方框圖它可以作為時(shí)鐘電路來(lái)顯示時(shí)間，進(jìn)行設(shè)置，定時(shí)打鈴。本系統(tǒng)主要有主控模塊89C51，時(shí)鐘模塊，顯示模塊，鍵盤接口模塊等部分組成，通過(guò)外部產(chǎn)生中斷，從而驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作。2.2 方案論證 單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將時(shí)字節(jié)清零。建立完一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘后接下來(lái)進(jìn)行定時(shí)處

7、理和打鈴輸出，當(dāng)主程序檢測(cè)到有分進(jìn)位標(biāo)志時(shí)，便開始比較當(dāng)前時(shí)間與信息時(shí)間表上的作息時(shí)間是否相同，相同者，則進(jìn)行報(bào)時(shí)處理并控制打鈴，不相同則返回主程序。 三、硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 單片機(jī)性能介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 圖 3-1引腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。 P0口：P

8、0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口

9、緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為

10、低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)3.2 模塊說(shuō)明 （一） 按鈕控制模塊 圖3-2 按鈕控制三個(gè)按鈕的一端分別接地，另一端接單片機(jī)一個(gè)端口的三個(gè)引腳，當(dāng)某一個(gè)按鈕按下的時(shí)候，其對(duì)應(yīng)的

11、引腳就由高電平變成低電平，然后通過(guò)單片機(jī)掃描讀取引腳的電平來(lái)判斷按鈕是否按下。采用動(dòng)態(tài)掃描方式，通過(guò)一組單片機(jī)端口驅(qū)動(dòng)并聯(lián)在一起的LCD發(fā)光管的一端(共陰或共陽(yáng)端)，LCD發(fā)光管的另一腳接通用I/O口，控制其亮滅。該方法能驅(qū)動(dòng)較多的LCD，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機(jī)的資源（2） 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)模塊 圖3-3 蜂鳴器 采用無(wú)源式蜂鳴器，蜂鳴器根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器；而兩種蜂鳴器又分為有源蜂鳴器和無(wú)源蜂鳴器，本設(shè)計(jì)只是通過(guò)簡(jiǎn)單延時(shí)達(dá)到驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的效果。按鈕S1：設(shè)置時(shí)間及日期按鈕。按鈕S2：增加。按鈕S3：減少。使用過(guò)程中注意按鈕的使用，及反應(yīng)時(shí)間。（三）顯示器模塊 圖3-3

12、LCD1062 液晶顯示是通過(guò)液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)的。液晶顯示模塊(LCD Module)是一種將液晶顯示器件，連接件，集成電路，PCB板，背光源，結(jié)構(gòu)件裝配在一起的組件。四、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 五、總結(jié)第一，鞏固和加深了對(duì)單片機(jī)基本知識(shí)和理解，提高了綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。第二，增強(qiáng)了根據(jù)課程需要選學(xué)參考資料，查閱手冊(cè)，圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過(guò)獨(dú)立思考，深入研究有關(guān)問(wèn)題，學(xué)會(huì)自己分析解決問(wèn)題的方法。第三，通過(guò)實(shí)際方案的分析比較，設(shè)計(jì)計(jì)算，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握了簡(jiǎn)單使用電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。第四，在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，光有理論知識(shí)是不夠的，還必須懂一些實(shí)踐中的知識(shí)。所以在課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐

13、中，我們應(yīng)將實(shí)驗(yàn)課與課堂教學(xué)結(jié)合起來(lái)，鍛煉自己的理論聯(lián)系實(shí)際的能力與實(shí)際動(dòng)手能力。第五，掌握了比較常用的儀器的使用方法，提高了動(dòng)手能力。第六，培養(yǎng)了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度。 總之，經(jīng)過(guò)近幾天的課程設(shè)計(jì)，我充分認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合的重要性。經(jīng)過(guò)半年多的理論基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，我成功的將理論運(yùn)用如實(shí)踐，并成功的運(yùn)用單片機(jī)，以前只是在路上看見那些交通燈，但是并沒(méi)有認(rèn)真的研究交通燈的內(nèi)部控制原理，還有單片機(jī)上那些芯片的功能和引腳圖平常也不是常接觸，通過(guò)這次系統(tǒng)設(shè)計(jì)讓我清楚如果想做一個(gè)產(chǎn)品該怎樣思考。此次課程設(shè)計(jì)持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)我的耐心是一種極大的考驗(yàn)，同時(shí)學(xué)校的支持力度也應(yīng)該加強(qiáng)，而不應(yīng)該對(duì)學(xué)生的提問(wèn)

14、表示不解，對(duì)有些程序的編寫要及時(shí)的給予指導(dǎo)，當(dāng)然學(xué)生也要積極的配合老師的工作，努力將自己所學(xué)的知識(shí)盡可能的運(yùn)用到對(duì)方案的設(shè)計(jì)中去。參考文獻(xiàn)1 單片機(jī)技術(shù)與項(xiàng)目實(shí)例 李海濱. 北京: 中國(guó)電力出版社，20092 蔣敏，單片微機(jī)萬(wàn)年歷設(shè)計(jì)，職大學(xué)報(bào)2002年第2期3 張迎新單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)（第2版）M北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20044 51單片機(jī)技術(shù)指導(dǎo) 周向紅. 華中科技大學(xué)出版社， 20085 中國(guó)電子網(wǎng)http:/www.21IC.com6 邸春芳，電腦實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，(西南石油學(xué)院電子信息工程學(xué)院)7 劉峰周炳峻李曉靜，遙控電腦萬(wàn)年歷的改造，河北，應(yīng)用與改造8 維普資訊9

15、王法能編單片機(jī)原理及應(yīng)用科學(xué)出版社200410 曹琳琳單片機(jī)原理及接口技術(shù)北京：國(guó)防科技大學(xué)出版社 2000年附錄A系統(tǒng)原理圖- 17 -附錄B程序代碼#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define datasend P0 sbit lcden=P34; /LCD使能端 sbit lcdrs=P35; /LCD 數(shù)據(jù)/指令（H/L）選擇端 sbit s1=P10; /定義功能按鍵 sbit s2=P11; /定義時(shí)分秒 +1 按鍵 sbit s3=P12; /定義時(shí)分秒 -1 按鍵sbit knock=P2

16、0; uchar mytable0= Hello ;uchar mytable1=Good moring;uchar code line0= 2013-04-10 ; /初始化顯示 uchar code line1= AM00:00:00 ;uchar code month0=31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; /平年月 uchar code month1=31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31; /閏年月 uchar count,hour,minute,second,year=1,month=1,date=1;uchar

17、s1num; /s1num：定義功能鍵按下次數(shù)變量 void delay_ms(int ms)int i,j;for(i=ms;i0;i-) for(j=0;j0;x-) for(y=110;y0;y-);void write_com(unsigned char c) /寫命令子函數(shù) lcdrs=0; /低電平選擇為 寫指令 lcden=0; datasend=c; /把指令寫入P1口 delay(5); /參考時(shí)序圖 lcden=1; /開使能 delay(5); /讀取指令 lcden=0; /關(guān)閉使能 void write_data(unsigned char d) /寫數(shù)據(jù)子函數(shù) lc

18、drs=1; /高電平選擇為 寫數(shù)據(jù) datasend=d; /把數(shù)據(jù)寫入P0口 delay(5); /參考時(shí)序圖 lcden=1; /開使能 delay(5); /讀取數(shù)據(jù) lcden=0; /關(guān)閉使能 void write_hms(uchar add,uchar dat) /時(shí)分秒寫函數(shù) add：輸入位置設(shè)置變量 dat：輸入時(shí)分秒數(shù)據(jù) uchar sw,gw; /定義十位，個(gè)位變量 sw=dat/10; gw=dat%10; write_com(0x80+0x40+add); /從第二行(add)位開始寫數(shù)據(jù) write_data(0x30+sw); /寫入十位 write_data(0

19、x30+gw); /寫入個(gè)位 void write_ymd(uchar add,uchar dat) /年月日寫函數(shù) add：輸入位置設(shè)置變量 dat：輸入時(shí)分秒數(shù)據(jù) uchar sw,gw; /定義十位，個(gè)位變量 sw=dat/10; gw=dat%10; write_com(0x80+add); /從第一行(add)位開始寫數(shù)據(jù) write_data(0x30+sw); /寫入十位 write_data(0x30+gw); /寫入個(gè)位 void t0() interrupt 1 /定時(shí)器0中斷子程序 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;

20、 count+; void gethms() /時(shí)分秒處理子程序 int i; second+; if( hour=8)&(minute=0)|(hour=17)&(minute=30) if(second=0)&(second=12)&(second=22) for(i=0;imonth1month-1) date=month1month-1; else if(datemonth0month-1) date=month0month-1; write_ymd(10,date); /日輸出顯示 write_ymd(7,month); /月輸出顯示 write_com(0x80+0x08); /光

21、標(biāo)閃爍位定為月個(gè)位 break; case 6: year+; /年+ if(year=100) year=1; /復(fù)位 write_ymd(4,year); /年輸出顯示 write_com(0x80+0x05); /光標(biāo)閃爍位定為年個(gè)位 break; if(s3=0) /時(shí)分秒 -1 模塊 delay(5); if(s3=0) while(s3=0); switch(s1num) case 1: second-; /秒- if(second=255) second=59; /復(fù)位 write_hms(8,second); /秒輸出顯示 write_com(0x80+0x40+0x09);

22、/光標(biāo)閃爍位定為秒個(gè)位 break; case 2: minute-; if(minute=255) minute=59; /復(fù)位 write_hms(5,minute); /分輸出顯示 write_com(0x80+0x40+0x06); /光標(biāo)閃爍位定為分個(gè)位 break; case 3: hour-; if(hour=255) hour=23; /復(fù)位 write_hms(2,hour); /時(shí)輸出顯示 write_com(0x80+0x40+0x03); /光標(biāo)閃爍位定為時(shí)個(gè)位 break; case 4: date-; /日- if(year%4=0) if(date=0) date

23、=month1month-1; else if(date=0) date=month0month-1; write_ymd(10,date); /日輸出顯示 write_com(0x80+0x0b); /光標(biāo)閃爍位定為日個(gè)位 break; case 5: month-; /月- if(month=0) month=12; if(year%4=0) /判斷日和月的配對(duì)關(guān)系 if(datemonth1month-1) date=month1month-1; else if(datemonth0month-1) date=month0month-1; write_ymd(10,date); /日輸出

24、顯示 write_ymd(7,month); /月輸出顯示 write_com(0x80+0x08); /光標(biāo)閃爍位定為月個(gè)位 break; case 6: year-; /年- if(year=0) year=99; /復(fù)位 write_ymd(4,year); /年輸出顯示 write_com(0x80+0x05); /光標(biāo)閃爍位定為年個(gè)位 break; void initialize() /LCD初始化函數(shù) uchar num; lcden=0; write_com(0x38); /設(shè)置16x2顯示，5x7點(diǎn)陣顯示，8位數(shù)據(jù)接口 write_com(0x0c); /00001DCB，D(開關(guān)顯示)，C(是否顯示光標(biāo))，B(光標(biāo)閃爍，光標(biāo)不顯示) write_com(0x06); /000001N0，N(地址指針+-1) write_com(0x01); /