作息時(shí)間控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程名稱 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課題名稱 作息時(shí)間控制 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí) <

2、/p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2011年 01 月 03 日</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書<

3、/p><p>　　課程名稱 單片機(jī)原理及應(yīng)用 </p><p>　　課 題 作息時(shí)間控制器 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

4、 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　審 批 </p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 2011年12月18日</p><p>　　任務(wù)完成日期2012年 1月 3日 </p><p><b>　

5、　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概論6</b></p><p>　　1.1 課題的提出及其意義6</p><p>　　1.2 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求7</p><p>　　第2章 整體設(shè)計(jì)方案7</p><p>　　2.1 總體思路7</p>

6、<p>　　2.2 方案確定8</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2 LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路9</p><p>　　3.3 按鍵電路9</p><p>　　3.4 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路10</p><p>　　3.5 繼電器電路11</p><p>

7、;　　第4章 軟件設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.2 I/O口的分配13</p><p>　　4.3 主程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.4 子程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.4.1 鍵盤掃描子程序的流程圖14</p><

8、p>　　4.4.2 時(shí)間比較子程序流程圖15</p><p>　　第5章 調(diào)試運(yùn)行16</p><p>　　5.1 硬件調(diào)試16</p><p>　　5.2 軟件調(diào)試17</p><p>　　5.3 操作說明17</p><p>　　5.4proteus仿真18</p><p>

9、;<b>　　第6章 總結(jié)18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p>　　附錄A 系統(tǒng)原理框圖21</p><p>　　附錄B 程序22</p><p><b>　　第1章 概論</b></p><p>

10、　　1.1課題的提出及其意義</p><p>　　作息時(shí)間控制器由單片機(jī)、LED數(shù)碼顯示器，鍵盤、蜂鳴器等基本元器件組成。具有時(shí)鐘調(diào)整功能，每到設(shè)定時(shí)間完成鈴聲與音樂的播放。作息時(shí)間控制器一般用于學(xué)校教學(xué)樓的時(shí)間控制。</p><p>　　1.2 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求</p><p>　　本課題是以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)具有定時(shí)和計(jì)數(shù)功能的智能化作息時(shí)間控制器。該控制

11、器要求有以下內(nèi)容：</p><p>　　(1)按作息時(shí)間接通/斷開電鈴；</p><p>　　(2)課間接通/斷開播放音樂設(shè)備；</p><p><b>　　(3)時(shí)鐘顯示。 </b></p><p>　　作息時(shí)間控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于學(xué)校等各種環(huán)境,在設(shè)計(jì)此系統(tǒng)時(shí),必須滿足如下五個(gè)要求</p><p&g

12、t;　　(1)確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　(2)進(jìn)行系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；</p><p>　　(3)完成必要的參數(shù)計(jì)算與元器件選擇；</p><p>　　(4)完成應(yīng)用程序設(shè)計(jì)；</p><p>　　(5)進(jìn)行部分單元電路幾應(yīng)用程序的調(diào)試；</p><p>　　第2章 整體設(shè)計(jì)方案</p><

13、;p>　　2.1 總體思路 </p><p>　　根據(jù)課題的內(nèi)容與要求自己的思路如下： </p><p>　?。?）首先定時(shí)部分通過單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0控制時(shí)間。</p><p>　?。?）時(shí)間的顯示利用4個(gè)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描來實(shí)現(xiàn)，每次顯示的延時(shí)時(shí)間調(diào)用延時(shí)1MS子程序?qū)崿F(xiàn)，不斷地調(diào)整延時(shí)時(shí)間使數(shù)碼管得顯示達(dá)到最佳。</p><

14、p>　?。?）數(shù)碼管的位碼由P2口控制，段碼由P0口控制。</p><p>　?。?）時(shí)間調(diào)整由K1和中斷子程序完成。</p><p>　　K1：當(dāng)前時(shí)間調(diào)整鍵</p><p>　　K2：響鈴時(shí)間調(diào)整鍵</p><p>　　K3：加1，即對(duì)當(dāng)前選擇數(shù)碼管數(shù)字加1</p><p><b>　　K4：確定鍵

15、</b></p><p>　?。?）利用端口P3.7驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，P3.6驅(qū)動(dòng)繼電器。</p><p><b>　　2.2 方案確定</b></p><p>　　首先由單片機(jī)為核心，4個(gè)獨(dú)立按鍵，時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，蜂鳴器，繼電器以及LED組成，下圖1-1是該課題設(shè)計(jì)方案的硬件圖。</p><p>　　圖 1-

16、1 系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)框圖</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1單片機(jī)選擇</b></p><p>　　選擇STC89C52單片機(jī)，它有四個(gè)8位并行I/O端口，分別記作P0、P1、P2和P3。每個(gè)端口都是8位準(zhǔn)雙向I/O口，共占32根管腳。每個(gè)端口包含一個(gè)鎖存器、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)輸入緩沖器。如圖1-2&

17、lt;/p><p>　　圖1-2 單片機(jī)STC89C52</p><p>　　3.2 LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　利用4位LED數(shù)碼管進(jìn)行時(shí)鐘顯示，第1，2位是分顯示,第3,4位是小時(shí)顯示，利用單片機(jī)的P0口段碼選擇，P2.0,P2.1,P2.2，P2.3對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行位選。</p><p>　　圖1-3 數(shù)碼管顯示電路</p&

18、gt;<p><b>　　3.3 按鍵電路</b></p><p>　　利用4個(gè)獨(dú)立鍵盤作為該系統(tǒng)的按鍵控制。4個(gè)鍵盤分別接至P3口的P3.0,P3.1,P3.2,P3.3。</p><p>　　K1：當(dāng)前時(shí)間調(diào)整鍵</p><p>　　K2：響鈴時(shí)間調(diào)整鍵</p><p>　　K3：加1，即對(duì)當(dāng)前選擇數(shù)碼

19、管數(shù)字加1</p><p><b>　　K4：確定鍵</b></p><p><b>　　圖1-4 按鍵電路</b></p><p>　　3.4 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　利用蜂鳴器模擬鈴聲，利用端口P3.7驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，每到下課或上課的時(shí)候，給P3.7一個(gè)高電平，蜂鳴器發(fā)出聲音，實(shí)現(xiàn)了打鈴

20、功能。圖1-5為蜂鳴器電路：</p><p>　　圖1-5 蜂鳴器電路</p><p>　　3.5 繼電器電路</p><p>　　利用繼電器的接通與關(guān)斷來模擬音樂播放，利用P1.5驅(qū)動(dòng)繼電器工作，當(dāng)?shù)酱笳n間時(shí)或放學(xué)時(shí)，給P3.6一個(gè)高電平則繼電器工作，即音樂播放開關(guān)閉合。圖1-6為繼電器電路。</p><p>　　圖1-6 繼電器電路&

21、lt;/p><p><b>　　第4章 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　進(jìn)行應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化設(shè)計(jì)，有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?) 每個(gè)模塊的程序結(jié)構(gòu)簡單，任務(wù)明確，易于編寫、調(diào)試和修改。</p><p>　?。?) 程序可讀性

22、好，對(duì)程序修改可局部進(jìn)行，其他部分可以保持不變。</p><p>　?。?) 對(duì)于使用頻率高的子程序可以建立程序庫，便于多個(gè)模塊調(diào)用。</p><p>　?。?) 便于分開合作，多個(gè)程序可同時(shí)進(jìn)行程序編寫和調(diào)試工作，加快件的開發(fā)進(jìn)度。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先要確定軟件設(shè)計(jì)方案，即確定該軟件應(yīng)該完成哪些功能；其次是規(guī)劃這些功能需要分成多少個(gè)功能模塊，以

23、及每一個(gè)程序模塊的具體任務(wù)是什么。</p><p>　　其系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的模塊應(yīng)該遵循下述原則：</p><p>　　(1) 每個(gè)模塊應(yīng)具備獨(dú)立的功能，能產(chǎn)生一個(gè)明確的結(jié)果。</p><p>　　(2) 模塊之間的控制參數(shù)應(yīng)盡量簡單，數(shù)據(jù)參數(shù)應(yīng)盡量少?？刂茀?shù)是指模塊進(jìn)入和退出的條件及方式，數(shù)據(jù)參數(shù)是指模塊間信息的交換方式、交換量的多少及交換的頻繁程度。</p

24、><p>　　(3) 模塊的長度適中。模塊語句的長度通常是在20-100句之間比較合適，模塊太長，調(diào)試和分析會(huì)有難度，修改時(shí)也會(huì)增加難度；模塊太短，信息交換太過頻繁，不利于模塊功能的體現(xiàn)。根據(jù)自己的總體思路，確定了各個(gè)模塊的功能，該系統(tǒng)總共分為6個(gè)模塊，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖1-7所示</p><p>　　4.2 I/O口的分配</p><p>　　P3.0-3.3 控制

25、鍵盤端口</p><p>　　P0.0-0.7 LED數(shù)碼管的段選</p><p>　　P2.0-2.3 LED數(shù)碼管的位選</p><p>　　P3.6 繼電器驅(qū)動(dòng)</p><p>　　P3.7 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)</p><p><b>　　4.3 主程序設(shè)計(jì)</b></p>

26、;<p>　　圖1-8 主程序流程圖</p><p><b>　　4.4 子程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　該系統(tǒng)的子程序主要有3個(gè)分別是時(shí)間比較子程序，鍵盤掃描子程序（其中包括對(duì)時(shí)間的調(diào)整），時(shí)鐘顯示子程序。</p><p>　　4.4.1 鍵盤掃描子程序的流程圖：</p><p>　　主程序不斷在

27、掃描鍵盤狀態(tài)，當(dāng)有鍵盤被按下時(shí)，對(duì)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整</p><p>　　圖1-9 鍵盤掃描流程圖</p><p>　　4.4.2 時(shí)間比較子程序流程圖： </p><p>　　程序運(yùn)行時(shí)，提取實(shí)時(shí)的時(shí)鐘值跟設(shè)定值比較如果相等則蜂鳴器或繼電器打開，不等則繼續(xù)提取查詢。</p><p>　　圖2-1 時(shí)間比較流程圖</p><p&

28、gt;<b>　　第5章 調(diào)試運(yùn)行</b></p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試，包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，是一個(gè)很重要的步驟。硬件調(diào)試和軟件調(diào)試并不能完全分開，許多硬件錯(cuò)誤事在軟件調(diào)試過程中被發(fā)現(xiàn)和糾正的，一般方法是先排除明顯的硬件故障，在進(jìn)行軟硬件綜合調(diào)試。</p><p><b>　　5.1 硬件調(diào)試</b></p><

29、;p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)者完成了繪圖制板工作，并且拿到印制電路板，準(zhǔn)備焊接元器件及插座，進(jìn)行聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試之前，應(yīng)做好下述工作：</p><p>　?。?）未焊接元器件管座或元件之前，首先用眼睛和萬用表直接檢查線路板各處是否有明顯的斷路、短路的地方，尤其是要注意電源是否短路。這一步雖然簡單，而且枯燥，但非常重要。否則未檢查就焊上元件或管座，以至發(fā)現(xiàn)短路、開路、故障時(shí)，卻常因管座、元件遮蓋住線路難以進(jìn)行故障定位，甚至還

30、要將已焊好的管座再拔下來，造成的麻煩可想而知的。</p><p>　　（2）元件在焊接過程中要逐一檢查，例如二極管、三極管、電容的極性，電阻的阻值和擺放的位置是否正確。</p><p>　?。?）元器件焊接完畢后，還有仔細(xì)檢查元件面各元件之間裸露部分有無相互接觸現(xiàn)象，焊接面的各焊點(diǎn)間有無連接或著是否出現(xiàn)虛焊。</p><p>　?。?）完成上述檢查后，先空載上電（未

31、插芯片），檢查電路電路板各引腳及插件上的電位是否正常，特別是單片機(jī)引腳上的各點(diǎn)電位是否正常。若一切正常，將芯片插入各管座，再通</p><p>　　電檢查各點(diǎn)電壓是否達(dá)到要求，邏輯電平是否符合電路或器件的邏輯關(guān)系。若有問題，掉電后再認(rèn)真檢查故障原因。</p><p>　　在完成上述聯(lián)機(jī)調(diào)試準(zhǔn)備工作后，在斷電情況下用，用串行口線將試驗(yàn)板與PC機(jī)相連，下載綜合程序，然后操作實(shí)驗(yàn)板上的按鍵，仔細(xì)

32、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，反復(fù)調(diào)試，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。</p><p><b>　　5.2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)除了需要硬件支持以外，同樣離不開軟件。CPU真正可執(zhí)行的是機(jī)器碼，用匯編語言或C語言等高級(jí)語言編寫的程序必須轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼才能被執(zhí)行，轉(zhuǎn)換的方法有手工匯編和機(jī)器匯編兩種，前者比較麻煩，已不太實(shí)用了。機(jī)器匯編是指通過匯編軟件將程序變?yōu)闄C(jī)器碼

33、的編譯方法。這種匯編軟件稱為編譯器。本次系統(tǒng)開發(fā)用到了目前流行的Keil編譯器。</p><p><b>　　5.3 操作說明</b></p><p>　　接通電源后，開發(fā)板上的4個(gè)LED燈顯示分別為時(shí)鐘的十位，個(gè)位，分鐘的十位和個(gè)位，按鍵K1為當(dāng)前時(shí)間調(diào)整鍵，K2為響鈴時(shí)間調(diào)整鍵，K3加一鍵，K4為確定鍵</p><p>　　5.4prote

34、us仿真</p><p><b>　　第6章 總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過兩周的課程設(shè)計(jì)，我深刻的體會(huì)到做一個(gè)實(shí)際產(chǎn)品的不易，盡管自身能力比較差，但是從中卻學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的東西，比如如何寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，如何到網(wǎng)上查找芯片，對(duì)比芯片的好壞等等。</p><p>　　在這兩個(gè)星期的學(xué)習(xí)時(shí)間中，我遇到了相當(dāng)多的困難，通過查找資料，問

35、同學(xué)，老師解決了一大部分。通過這次的課程設(shè)計(jì)，自己的實(shí)踐能力也有了很大的提高，以前學(xué)的都是理論知識(shí)感覺學(xué)不了多久自己很快就忘了，覺得沒多大用，只有像課程設(shè)計(jì)這樣的學(xué)習(xí)才能把很好的把實(shí)踐與理論很好的結(jié)合在一起，把我們所學(xué)的知識(shí)不斷的牢固，這才是我們每個(gè)人所看到的。</p><p>　　兩個(gè)星期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)對(duì)我們學(xué)習(xí)單片機(jī)起了很大的作用，但是還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，自己以后會(huì)在課余時(shí)間去努力學(xué)習(xí)該門課程，希望能學(xué)到更多的知識(shí)

36、，不斷地豐富自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王迎旭.《單片機(jī)原理及及應(yīng)用》.機(jī)械工業(yè)出版社.2004年。</p><p>　　[2]劉樂善等.《微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用》.華中科技大學(xué)出版社.2008年。</p><p>　　[3]周慈航.《單片機(jī)應(yīng)用成學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù)》.北京航

37、空航天大學(xué)出版社.2002年</p><p>　　附錄A 系統(tǒng)原理框圖</p><p><b>　　附錄B 程序</b></p><p>　　;-------------------------------------------主程序</p><p><b>　　ORG 0000H</b>&l

38、t;/p><p><b>　　SJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0003H</b></p><p>　　SJMP T0_INT</p><p><b>　　ORG 0030H</b></p><p>　　MAIN:SW1 EQU

39、 P3.1</p><p>　　SW2 EQU P3.2</p><p>　　SW3 EQU P3.3</p><p>　　SW4 EQU P3.4</p><p>　　MIAO EQU 30H</p><p>　　FEN EQU 31H</p><p>　　SHI EQU 32H</p&

40、gt;<p>　　;-----------------------------------------------鍵盤掃描子程序</p><p>　　KEY_WAIT:JNB SW1,SET_T</p><p>　　JNB SW2,SET_N</p><p>　　SW3_OK:JNB SW3,ADD_1</p><p>　　SW

41、4_OK:JNB SW4,SURE</p><p>　　SET_T:LCALL DELAYMS</p><p>　　MOV R0,#7AH</p><p><b>　　MOV A,@R0</b></p><p>　　JMP SW3_OK</p><p>　　SET_N:LCALL DELAYMS&

42、lt;/p><p>　　MOV R0,#60H</p><p><b>　　MOV A,@R0</b></p><p>　　JMP SW3_OK</p><p>　　ADD_1:LCALL DELAYMS</p><p><b>　　MOV R1,#4</b></p>

43、<p>　　CJNE R1,#0,NEXT</p><p>　　CJNE A,#2,QINQ_0</p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p>　　JMP SW4_OK</p><p>　

44、　NEXT:CJNE R1,#1,NEXT1</p><p>　　CJNE A,#9,QINQ_0</p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p>　　JMP SW4_OK</p><p>　　NEXT1

45、:CJNE R1,#2,NEXT2</p><p>　　CJNE A,#5,QINQ_0</p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p>　　JMP SW4_OK</p><p>　　NEXT2:CJNE

46、 R1,#3,NEXT</p><p>　　CJNE A,#9,QINQ_0</p><p><b>　　INC A</b></p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p>　　JMP SW4_OK</p><p>　　QINQ_0:MOV A,#0&

47、lt;/p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p>　　JMP SW4_OK</p><p>　　SURE:LCALL DELAYMS</p><p>　　RETURE:RET</p><p>　　;---------------------------------------

48、-----------當(dāng)前時(shí)間計(jì)時(shí)</p><p>　　T0_INT:PUSH ACC</p><p><b>　　PUSH PSW</b></p><p><b>　　CLR EA</b></p><p>　　MOV TMOD,#01H</p><p>　　MOV TH0,

49、#240</p><p>　　MOV TL0,#96</p><p><b>　　INC LEDHC</b></p><p>　　MOV A,LEDHC</p><p>　　CJNE A,#250,SONGLED</p><p>　　MOV LEDHC,#00H</p><p&

50、gt;<b>　　INC MIAO</b></p><p>　　MOV A,MIAO</p><p>　　CJNE A,#60,SONGLED</p><p>　　MOV MIAO,#00H</p><p><b>　　INC FEN</b></p><p>　　CJNE A

51、,#60,SONGLED</p><p>　　MOV FEN,#00H</p><p><b>　　INC SHI</b></p><p>　　CJNE A,#24,SONGLED</p><p>　　MOV SHI,#00H</p><p>　　EXIT:POP PSW</p>&

52、lt;p><b>　　POP ACC</b></p><p><b>　　SETB EA</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　;---------------------------------------------------------------LE

53、D顯示程序</p><p>　　XIANSHI:MOV R0,#7AH ;送字符首地址</p><p>　　MOV R2,#04H ;燈個(gè)數(shù)</p><p>　　SEL_LED:MOV A,@R0</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;

54、查表</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　MOV R1,#0FEH ;燈位初值</p><p><b>　　MOV A,@R1</b></p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><

55、;p>　　LCALL DELAYMS ;延時(shí)1ms</p><p>　　INC R0 ;修改字符指針</p><p><b>　　MOV A,@R1</b></p><p>　　RL A ;移動(dòng)燈位</p><p>　　D

56、JNZ R2,SEL_LED ;4位是否顯示完</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;-------------------------------------------------------------延時(shí)1ms子程序</p><p>　　DELAYMS:MOV R7,#02H</p&g

57、t;<p>　　MOV R6,#0F8H</p><p><b>　　DJNZ R6,$</b></p><p>　　DJNZ R7,DELAYMS</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;-----------------------------------