基于单片机的作息时间控制钟系统设计

课程设计任务书分院信息科学与工程学院专业自动化学生姓名王利伟学号0803010319设计题目基于单片机的作息时间控制钟系统的设计——软件设计课程设计内容及要求：内容：1设计电路，选择器件2利用Protel画原理图3编程，调试4焊接电路，调试要求：1.系统时间设计，设计以24小时为周期的时间钟。2.LED数码管显示时间。3.设计键盘，通过键盘修改时间、设定闹铃。进度及安排：（10天）1．查资料（2天）2．设计电路画电路图（2天）3．编程与调试（2天）4．焊接硬件电路并调试（2天）5．写报告（2天）指导教师（签字）：年月日分院院长（签字）：年月日摘要单片机作息时间控制系统设计的目的和意义：随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出了很强的生命力。进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在国内越来越受到用户的重视和广泛使用。随着科技的进步和技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。以AT89S52为核心控制器件的作息时间控制钟，由键盘、声音输出模块、电源转换模块和存储模块四部分组成。它利用AT89S52的定时/计数器来计算时间，并用存储器记录数据，保证了系统的可靠性。AT89S52单片机是整个设计的核心控制器件，根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程。整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，是现代学校必不可少的设备。本次校园作息时间控制系统主要用于学校，对一些以24小时为周期的开关量进行自动控制。如上下课打铃及扩音设备的开与关。采用AT89S52单片机来实现对上述开关量的控制，利用24C02芯片来存储数据，设有六位数码管、可以实时显示时间、系统还设有输入键盘，用以修改实时时钟，体现了系统简单、工作稳定可靠、价廉、控制时间精确及系统体积小等优点。关键词：作息时间控制；AT89S52；24C02目录1绪论..............................................................11.1背景介绍...................................................................错误!未定义书签。1.2作息时间控制钟概述...............................................................................12硬件介绍....................................................................................................................22.1硬件仿真环境介绍...................................................................................22.2系统整体设计...........................................................................................22.3控制钟硬件设计.......................................................................................32.4系统整体电路图......................................................................................43作息时间控制钟软件设计.........................................................................................63.1总体介绍...................................................................................................63.2软件环境介绍...........................................................................................63.3流程图介绍...............................................................................................63.3.1系统主程序.......................................................................................63.3.2系统数据读写子程序.....................................................................103.3.3显示子程序.....................................................................................143.3.4报警扫描子程序.............................................................................193.3.5键盘扫描子程序.............................................................................203.3.6设置时钟子程序.............................................................................223.3.7T1定时器中断子程序...................................................................254系统调试..................................................................................................................285结论...........................................................................................................................296附录...........................................................................................................................246.1参考文献.........................................................................................306.2主要元件列表..................................................................................311绪论1.1背景介绍随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出了很强的生命力。进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。16位单片机的问世，使得单片机的科技含量及应用跃上一个新的台阶。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在国内越来越受到用户的重视和广泛使用。本设计是一个具有报时功能的作息时间控制钟。它利用AT89S52单片机的定时器计时，进行时间计算；在进行时间计算，分每加一时，都与规定的作息时间比较，如果相等则进行相应的控制或动作。由键盘和显示部分组成，系统扩展八个按键用于报时及校正时间。现代机关企业，特别是学校要求对时间加以控制，要按时打铃及播放广播，以保证学习与工作的正常运行。本设计实现了这些功能，给学校及其他机关企业带来方便，整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化。1.2作息时间控制钟概述科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。该系统以AT89S52为主体的设计，整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，是现代学校必不可少的设备。2硬件介绍2.1硬件仿真环境介绍：Protues软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。支持当前的主流单片机，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。1）提供软件调试功能2）提供丰富的外围接口器件及其仿真RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。这样很接近实际。在训练学生时，可以选择不同的方案，这样更利于培养学生。3）提供丰富的虚拟仪器利用虚拟仪器在仿真过程中可以测量外围电路的特性，培养学生实际硬件的调试能力。4）具有强大的原理图绘制功能2.2系统整体设计根据设计要求画出系统框图，如图1.1所示：图2.1系统总体框图单片机电源时钟复位电路键盘电路上拉电阻驱动电路响铃存储器数码管该系统是由微处理器、存储器、数码显示部分以及键盘输入部分所组成。该控制系统用LED数码管显示时、分、秒时间，可以显示实时时钟，显示闹铃时间，尽量减少时间积累误差，具有秒闪功能。显示电路采用了7407芯片来完成驱的功能，利用上拉电阻共同驱动数码管显示时间。系统采用AT89S52作为处理器，利用24C02芯片作为数据存储器，打铃时间点数据存储于非易失存储器存储24C02中，防止掉电丢失数据；能