可编程作息时间控制器设计

信息工程学院课程设计信息工程学院课程设计报告书题目:可编程作息时间控制器设计专业：电子信息科学与技术班级：学号：学生姓名指导教师：2013年5月13日信息工程学院课程设计信息工程学院课程设计任务书学号学生姓名专业（班级）设计题目可编程作息时间控制器设计设计技术参数0.5v低电压驱动蜂鸣器5V外部稳压电源供电1602LCD显示日期和时间LED提示闹钟到来设计要求(1)按照给定的时间模拟控制，实现广播、上下课打铃、灯光控制（屏幕显示）。(2)具备日期和时钟显示。工作量文字报告字数大约在2000字，页数在20页左右工作计划(1)整体设计构思（2)查阅有关资料（3）编写调试程序（4）画出电路图（5）装载程序，查看结果参考资料[1]《单片机原理及应用（第二版）》张毅刚彭喜元彭宇北京高等教育出版社[2]刘和平.单片机编程与入门.重庆大学出版社,2002.68-99,111-122[3]陈明荧.89C51单片机课程设计实训教材.清华大学出版社,2003.38-67,102-118指导教师签字教研室主任签字年月日信息工程学院课程设计信息工程学院课程设计成绩评定表学生姓名：学号：专业（班级）：电子课程设计题目：可编程作息时间控制器设计指导教师评语：成绩：指导教师：年月日信息工程学院课程设计摘要本设计是可编程作息时间控制器设计，由单片机AT89C51芯片和LCD、LED显示器，辅以必要的电路，构成一个单片机四路可调闹钟。电子钟可采用数字电路实现，也可以采用单片机来完成。LCD显示“时”，“分”，LED亮灯来表示闹钟的到来，定时时间到能发出警报声。现在是自动化高度发达的时代，特别是电子类产品都是靠内部的控制电路来实现对产品的控制，达到自动运行的目的，这就需要我们这里要做的设计中的电器元件及电路的支持。在这次设计中主要是用AT89S51来进行定时，也结合着其他辅助电路实施控制，在定时的时候，按一下控制小时的键对小时加一；按一下控制分钟的键对分钟加一；到达预设的时间，此电路就会发出报警声音提示已经到点。关键字：四路可调闹钟AT89C51LCD信息工程学院课程设计目录1任务提出与方案论证...................................................................................................................11.1单片机型号的选择............................................................................................................11.2按键的选择........................................................................................................................11.3显示器的选择....................................................................................................................11.4计时部分的选择................................................................................................................12总体设计.......................................................................................................................................22.1系统总框图.........................................................................................................................22.2原理及工作过程说明.........................................................................................................22.3系统电路图.........................................................................................................................33详细设计........................................................................................................................................43.1主程序部分的设计.............................................................................................................43.2独立式键盘的接口电路.....................................................................................................43.31602LCD液晶显示器........................................................................................................53.4闹钟子函数.........................................................................................................................94总结.............................................................................................................................................10参考文献.........................................................................................................................................11信息工程学院课程设计11任务提出与方案论证1.1单片机型号的选择通过对多种单片机性能的分析，最终认为AT89C51是最理想的电子时钟开发芯片。AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程序存储器和1000次擦写循环，数据保留时间为10年，是最好的选择。1.2按键的选择本次设计按照题目要求使用独立式按键。由于按键较少，在修改时间或设置闹铃时间时就不能直接输入，只能通过加或减完成，稍为麻烦一些，但其程序简单。1.3显示器的选择选用1602LCD液晶显示器。1.4计时部分的选择如果使用时钟芯片，系统就不怕掉电且时间精确。但这种芯片比较贵，况且，设计本系统主要是为了学习单片机程序的编写和调试以及设计硬件电路的一些方法，因此采用软件的方法来计时而没有采用价格较高的时钟芯片。信息工程学院课程设计22总体设计2.1系统总框图2.2原理及工作过程说明制作一个可编程作息时间控制器闹钟，当4路闹钟中的任一路到时，均会点亮灯、打铃。如有需求，可对程序进行调整，增加闹钟的路数及到时后的处理方式。定时闹钟的基本功能如下。(1)显示时钟时间，格式为“时时：分分”，并可重新设置。(2)显示闹铃时间，格式为“时时：分分”，且显示闪烁以便与时钟时间相区分。闹铃时间可重新设置。(3)程序执行后工作指示灯LED闪烁，表示时钟工作为时钟显示模式．LCD显示的初始时间为“23:58”。按下K2，闪烁显示的“00:00”为闹铃的时间，单击K3又返回时钟显示模式。时钟从“23:58”开始计时，定时时间“00:00”到时，继电器开关接通，控制电器的开启，且可发出声响（可控）。时钟与闹铃时问的设置可通过4个功能按键Kl～K4实现，具体说明如下。(1)时钟时间的设置：首先单击Kl进入时钟设置模式。此时每单击一下Kl，则小时增l，信息工程学院课程设计3单击一下K2，则分钟增1，再单击K3则设置完成，返回时钟显示模式。此时小时和分钟均已发生变化。(2)闹铃的时间设置：首先单击，K3进入闹铃的设置模式。此时每单击一下Kl，则小时增1，单击一下K2，则分钟增l，最后单击．K3则设置完成，返回闹铃显示模式。此时闹铃的小时和分钟均已发生变化。(3)K4的功能：闹钟更换。(4)K2单独的功能：显示闹铃时间。2.3系统电路图vddGNDvddGNDrwvddrserseXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51R11kX1CRYSTALC130pFC230pFC330pFD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3LCD1LM016L12345678161514131211109RN1RX8VCCVDDVCCBUZ1BUZZERD2LED-REDR215R3300SW1SW-SPST信息工程学院课程设计43详细设计3.1主程序部分的设计程序部分主要采用了程序结构的模块化设计，避免了一些函数的不必要的重复书写，使程序变得单间易懂。程序在执行时，主程序要须通过调用子函数就可完成相应的功能。主程序流程图如下图3-1。图3-1主程序流程图3.2独立式键盘的接口电路XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51