課程設計-基于單片機的自動打鈴系統(tǒng)設計.doc

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1、 常 熟 理 工 學 院課程設計(論文)電氣與自動化工程學院單片機技術課程設計題 目： 自動打鈴系統(tǒng)設計姓 名： 學 號： 班 級： 指導教師： 起止日期： 2013年 4月 11 日 第一章 目錄 第一章.目錄.1 第二章.課程設計任務書.2 第三章.總體設計方案.3 第四章.操作及使用說明.6 第五章.硬件原理圖.8第六章.程序流程.9第七章.調(diào)試.運行及其結果.10第8章 .收獲及體會.10第九章.參考文獻.11 第十章.代碼及元件清單.12 第二章.單片機技術課程設計任務書題目：自動打鈴系統(tǒng)設計一、課程設計任務本課題要求應用以51單片機為核心設計一自動打鈴系統(tǒng)，能完成基本計時和顯示功能

2、，用LCD顯示時間、鈴聲可用蜂鳴器發(fā)出。二、課程設計目的通過本次課程設計使學生掌握：1）掌握以單片機為核心的控制系統(tǒng)的分析和設計的基本方法；2）控制程序的設計及實現(xiàn)方法；3）提高學生對單片機實時控制系統(tǒng)的設計和調(diào)試能力。三、課程設計要求基本計時和顯示功能(用24小時制顯示)。包括上下午標志，時、分的數(shù)字顯示，秒信號指示，并能設置當前時間(含上、下午，時，分)。能實現(xiàn)基本打鈴功能，規(guī)定：上午8：00上課鈴：打鈴10秒、停2秒、再打鈴10秒。下午5：30下課鈴：打鈴10秒、停2秒、再打鈴10秒。四、課程設計內(nèi)容1、人機對話“界面”的設計；2、內(nèi)存端口及外設的設置；3、硬件電路原理圖、軟件清單。 第

3、三章.總體設計方案設計方案選擇方案一：數(shù)字電路設計的自動打鈴系統(tǒng)利用函數(shù)信號發(fā)生器來進行脈沖信號輸出，利用74160N來設置十進制和六進制的進位輸出。利用數(shù)碼顯示器來顯示時間，利用或門、與門、非門、與非門、等電路元件進行組合實現(xiàn)打鈴的控制。 方案二：基于單片機的自動打鈴系統(tǒng)設計單片機內(nèi)部存儲器設三個字節(jié)分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結合實現(xiàn)1秒定時中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲器內(nèi)相應的秒值加1；若秒值達到60，則將其清零，并將相應的分字節(jié)值加1；若分值達到60，則清零分字節(jié)，并將時字節(jié)值加1；若時值達到24，則將時字節(jié)清零。建立完一個實時時鐘后接下來進行定時處理和打鈴輸出，當主程

4、序檢測到有分進位標志時，便開始比較當前時間與信息時間表上的作息時間是否相同，相同者，則進行報時處理并控制打鈴，不相同則返回主程序。 方案確定方案一的設計只能事先設定打鈴時間不能完全自動打鈴，且在修改打鈴時間上存在一定的困難。而方案二中的設計能完全實現(xiàn)自動化，詮釋了我們這次畢業(yè)設計的主題。并在修改打鈴時間上有了很大的方便，只需修改一部分程序便能實現(xiàn)不同的需要。因此我選擇方案二進行設計?；痉桨?.設計課題簡要概述自動打鈴裝置用于工廠、學校等地的時間控制，本設計是按照學校作息時問設定的，模擬了電了鐘顯示時、分、秒。還根據(jù)學校的作息時間按時打鈴，本系統(tǒng)有4 個按鈕，分別用來調(diào)時、調(diào)分、秒和強制打鈴及

5、強制關鈴，以保證始終與標準時間相吻合。首先設計出本系統(tǒng)的硬件基本框圖，根據(jù)框圖設計電氣原理圖，簡要概述基本原理，按照設計技術參數(shù)設計出各部分程序。.2.系統(tǒng)軟硬件劃分由于需要最小系統(tǒng)設計，因此，極大地介于系統(tǒng)的硬件成本，所有能用軟件實現(xiàn)的功能都用軟件完成，如按鍵的去抖，采用延時，顯示部分用動態(tài)顯示等，這樣硬件部分的設計可以采用單片機最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)時僅有程序存儲器和時鐘及復位電路的單片機系統(tǒng)。 3.單片機選型根據(jù)課題的具體內(nèi)容，任務要求，計時、校時、定時、鍵盤顯示等功能，經(jīng)多方面考慮，所選系統(tǒng)選項用與MSC-51單片機完全兼容的AT89C51 低功耗單片機。 AT89C51單片機性能介紹

6、AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，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廉的方案。引腳說明： VCC：供電電壓。 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口

7、作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 P1口：P1口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，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，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口當用于外部程序存儲器或

8、16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當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 /

9、INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。89C51各部分引腳圖如下： 引腳圖 第四章.操作及使用說明按鈕控制模塊三個按鈕的一端分別接地，另一端接單片機一個端口的三個引腳，當某一個按鈕按下的時候，其對應的引腳就由高電平變成低電平，然后通過單片機掃描讀取引腳的電平來判斷按鈕是否按下。采用動態(tài)掃描方式，通過一組單片機端口驅動并聯(lián)在一起的LCD發(fā)光管的一端(共陰或共陽端)，LCD發(fā)光管的另一腳

10、接通用I/O口，控制其亮滅。該方法能驅動較多的LCD，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源 按鈕控制 蜂鳴器 蜂鳴器驅動模塊 采用無源式蜂鳴器，蜂鳴器根據(jù)結構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源蜂鳴器，本設計只是通過簡單延時達到驅動蜂鳴器的效果。按鈕S1：設置時間及日期按鈕。按鈕S2：增加。按鈕S3：減少。使用過程中注意按鈕的使用，及反應時間。顯示器模塊 LCD1062液晶顯示是通過液晶顯示模塊實現(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，結構件裝配在一起的組件。 第五章.硬件原理圖 第六章. 程序流程及

11、代碼清單 第七章.調(diào)試.運行及其結果實現(xiàn)計時和顯示功能（24小時制），可設置當前時間（包括上下午標志，時、分的數(shù)字顯示），能在上午8：00和下午5:30定點打鈴，且每次打鈴均為響鈴10s，停2s，再響10s。 系統(tǒng)誤差及性能分析 經(jīng)測試該簡易自動打鈴系統(tǒng)在一天內(nèi)會出現(xiàn)時間誤差，該誤差主要是由于晶振自身的誤差所造成的。另外在中斷的過程中，只會在第一次計時時產(chǎn)生時間的偏移，而它所產(chǎn)生累積誤差很大。 第八章.收獲體會通過這次課程設計，我得到了很多收獲和體會，懂得了團隊合作的重要性和必要性，以及工程設計的大體過程。第一，鞏固和加深了對單片機基本知識和理解，提高了綜合運用所學知識的能力。第二，增強了根據(jù)

12、課程需要選學參考資料，查閱手冊，圖表和文獻資料的自學能力。通過獨立思考，深入研究有關問題，學會自己分析解決問題的方法。第三，通過實際方案的分析比較，設計計算，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握了簡單使用電路的分析方法和工程設計方法。第四，在這次課程設計過程中，光有理論知識是不夠的，還必須懂一些實踐中的知識。所以在課程設計的實踐中，我們應將實驗課與課堂教學結合起來，鍛煉自己的理論聯(lián)系實際的能力與實際動手能力。第五，掌握了比較常用的儀器的使用方法，提高了動手能力。第六，培養(yǎng)了嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和科學態(tài)度?？傊@次課程設計，培養(yǎng)了我們綜合應用單片機原理及應用的理論知識和理論聯(lián)系實際的能力；在設計的過程中還培養(yǎng)了我

13、們的團隊精神，同學共同協(xié)作，一齊商量討論，解決了許多問題。這一切都令我們受益匪淺，在今后的學習工作中我們會一如既往，不斷努力。 經(jīng)過近幾天的課程設計，我充分認識到理論知識和實踐結合的重要性。經(jīng)過半年多的理論基礎的學習，我成功的將理論運用如實踐，并成功的運用單片機，以前只是在路上看見那些交通燈，但是并沒有認真的研究交通燈的內(nèi)部控制原理，還有單片機上那些芯片的功能和引腳圖平常也不是常接觸，通過這次系統(tǒng)設計讓我清楚如果想做一個產(chǎn)品該怎樣思考。此次課程設計持續(xù)的時間較長，對我的耐心是一種極大的考驗，同時學校的支持力度也應該加強，而不應該對學生的提問表示不解，對有些程序的編寫要及時的給予指導，當然學生也

14、要積極的配合老師的工作，努力將自己所學的知識盡可能的運用到對方案的設計中去。感謝王小英老師的細心指導、和伙伴之間的配合。 第九章.參考文獻1 張鑫.單片機原理及應用M.北京：電子工業(yè)出版社，2005.8.2 康光華.電子技術基礎.模擬部分M.北京：高等教育出版社，2006.1.3 康光華.電子技術基礎.數(shù)字部分M.北京：高等教育出版社，2006.1.4 祁偉, 楊亭. 單片機C51程序設計教程與實驗M.北京：北京航空航天大學出版社，2006. 5 樓然苗.李光飛.單片機課程設計指導M.北京：北京航空航天大學出版社，2007.46 單片機學習網(wǎng) 第十章.代碼及元件清單代碼：#include#de

15、fine 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; /定義時分秒 +1 按鍵 sbit s3=P12; /定義時分秒 -1 按鍵sbit knock=P20; uchar mytable0= Hello ;uchar mytable1=Good moring;uchar code line0= 2013-04-10 ; /初始

16、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 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-) f

17、or(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); /參考時序圖 lcden=1; /開使能 delay(5); /讀取指令 lcden=0; /關閉使能 void write_data(unsigned char d) /寫數(shù)據(jù)子函數(shù) lcdrs=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); /參考時序圖 lcden=1; /開使能 delay(5); /讀取數(shù)據(jù)

18、 lcden=0; /關閉使能 void write_hms(uchar add,uchar dat) /時分秒寫函數(shù) add：輸入位置設置變量 dat：輸入時分秒數(shù)據(jù) uchar sw,gw; /定義十位，個位變量 sw=dat/10; gw=dat%10; write_com(0 x80+0 x40+add); /從第二行(add)位開始寫數(shù)據(jù) write_data(0 x30+sw); /寫入十位 write_data(0 x30+gw); /寫入個位 void write_ymd(uchar add,uchar dat) /年月日寫函數(shù) add：輸入位置設置變量 dat：輸入時分秒數(shù)據(jù)

19、 uchar sw,gw; /定義十位，個位變量 sw=dat/10; gw=dat%10; write_com(0 x80+add); /從第一行(add)位開始寫數(shù)據(jù) write_data(0 x30+sw); /寫入十位 write_data(0 x30+gw); /寫入個位 void t0() interrupt 1 /定時器0中斷子程序 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; count+; void gethms() /時分秒處理子程序 int i; second+; if( hour=8)&(minute=0)|(hour=17

20、)&(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(0 x80+0 x08); /光標閃爍位定為月個位 break; case 6: year+; /年+ if(year=100) year=1; /復位 write_ymd(4,year)

21、; /年輸出顯示 write_com(0 x80+0 x05); /光標閃爍位定為年個位 break; if(s3=0) /時分秒 -1 模塊 delay(5); if(s3=0) while(s3=0); switch(s1num) case 1: second-; /秒- if(second=255) second=59; /復位 write_hms(8,second); /秒輸出顯示 write_com(0 x80+0 x40+0 x09); /光標閃爍位定為秒個位 break; case 2: minute-; if(minute=255) minute=59; /復位 write_h

22、ms(5,minute); /分輸出顯示 write_com(0 x80+0 x40+0 x06); /光標閃爍位定為分個位 break; case 3: hour-; if(hour=255) hour=23; /復位 write_hms(2,hour); /時輸出顯示 write_com(0 x80+0 x40+0 x03); /光標閃爍位定為時個位 break; case 4: date-; /日- if(year%4=0) if(date=0) date=month1month-1; else if(date=0) date=month0month-1; write_ymd(10,da

23、te); /日輸出顯示 write_com(0 x80+0 x0b); /光標閃爍位定為日個位 break; case 5: month-; /月- if(month=0) month=12; if(year%4=0) /判斷日和月的配對關系 if(datemonth1month-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(0 x80+0 x08); /光標閃爍位定為月個位

24、 break; case 6: year-; /年- if(year=0) year=99; /復位 write_ymd(4,year); /年輸出顯示 write_com(0 x80+0 x05); /光標閃爍位定為年個位 break; void initialize() /LCD初始化函數(shù) uchar num; lcden=0; write_com(0 x38); /設置16x2顯示，5x7點陣顯示，8位數(shù)據(jù)接口 write_com(0 x0c); /00001DCB，D(開關顯示)，C(是否顯示光標)，B(光標閃爍，光標不顯示) write_com(0 x06); /000001N0，N

25、(地址指針+-1) write_com(0 x01); /清屏指令 每次顯示下一屏內(nèi)容時，必須清屏 write_com(0 x80+0 x10); /第一行，前頭空5格顯示 for(num=0;num11;num+) /顯示6個字符 write_data(mytable0num); delay(10); write_com(0 x80+0 x50); /第二行，從第一格開始顯示 for(num=0;num16;num+) /顯示16個字符 write_data(mytable1num); delay(10); for(num=0;num16;num+) write_com(0 x1c); /0

26、001(S/C)(R/L)*; S/C：高電平移動字符，低電平移動光標； R/L：高電平左移，低電平右移 delay(300); delay(1000); write_com(0 x01); /清屏指令 每次顯示下一屏內(nèi)容時，必須清屏 write_com(0 x80); /第一行，頂格顯示 for(num=0;num12;num+) /初始化第一行顯示 2009-01-01 write_data(line0num); delay(10); write_com(0 x80+0 x40); /第二行，頂格顯示 for(num=0;num10;num+) /初始化第二行顯示 00：00：00 wri

27、te_data(line1num); delay(10); TMOD=0 x01; /定時器0中斷初值設置 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1; TR0=1; void main() initialize(); /初始化 while(1) keyscan(); /按鍵掃描 if(count=20) /定時1s 運行模塊 count=0; gethms(); /時分秒數(shù)據(jù)處理 getymd(); /年月日數(shù)據(jù)處理 元件清單： 類型規(guī)格數(shù)量備注芯片AT89C511片蜂鳴器無源1個LCD顯示器LM160L1個按鍵開關3個

28、電源5V2個排阻1K1個 g an employment tribunal claimEmployment tribunals sort out disagreements between employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think

29、that you have been dismissed unfairly.For more information about dismissal and unfair dismissal, seeDismissal.You can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer has taken against you. However, if you win your case, the tribunal may

30、 reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.Remember that in most cases you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. If your application is received after this time limit, t

31、he tribunal will not usually accept it.If you are worried about how the time limits apply to you, take advice from one of the organisations listed underFurther help.Employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under a

32、n oath or affirmation.Most people find making a claim to an employment tribunal challenging. If you are thinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underFurther help.If you are being represented by a solicitor at the

33、 tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you win the case. This is known as adamages-based agreement. In England and Wales, your solicitor cant charge you more than 35% of your compensation if you win the case.If you are thinking about sign

34、ing up for a damages-based agreement, you should make sure youre clear about the terms of the agreement. It might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a Citizens Advice Bureau. To find your nearest CAB, including those that give advice by e-mail, click onnearest CAB.For

35、 more information about making a claim to an employment tribunal, seeEmployment tribunals.The (lack of) air up there Watch mCayman Islands-based Webb, the head of Fifas anti-racism taskforce, is in London for the Football Associations 150th anniversary celebrations and will attend Citys Premier Leag

36、ue match at Chelsea on Sunday.I am going to be at the match tomorrow and I have asked to meet Yaya Toure, he told BBC Sport.For me its about how he felt and I would like to speak to him first to find out what his experience was.Uefa hasopened disciplinary proceedings against CSKAfor the racist behav

37、iour of their fans duringCitys 2-1 win.Michel Platini, president of European footballs governing body, has also ordered an immediate investigation into the referees actions.CSKA said they were surprised and disappointed by Toures complaint. In a statement the Russian side added: We found no racist i

38、nsults from fans of CSKA.Age has reached the end of the beginning of a word. May be guilty in his seems to passing a lot of different life became the appearance of the same day; May be back in the past, to oneself the paranoid weird belief disillusionment, these days, my mind has been very messy, in

39、 my mind constantly. Always feel oneself should go to do something, or write something. Twenty years of life trajectory deeply shallow, suddenly feel something, do it.一字開頭的年齡已經(jīng)到了尾聲。或許是愧疚于自己似乎把轉瞬即逝的很多個不同的日子過成了同一天的樣子；或許是追溯過去，對自己那些近乎偏執(zhí)的怪異信念的醒悟，這些天以來，思緒一直很凌亂，在腦海中不斷糾纏?？傆X得自己自己似乎應該去做點什么，或者寫點什么。二十年的人生軌跡深深淺淺

40、，突然就感覺到有些事情，非做不可了。The end of our life, and can meet many things really do?而窮盡我們的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可？During my childhood, think lucky money and new clothes are necessary for New Year, but as the advance of the age, will be more and more found that those things are optional; Junior high school, though

41、t to have a crush on just means that the real growth, but over the past three years later, his writing of alumni in peace, suddenly found that isnt really grow up, it seems is not so important; Then in high school, think dont want to give vent to out your inner voice can be in the high school children of the feelings in a period, but was eventually infarction when graduation party in the throat, later again stood on the pitch he has sweat profusely, looked at his thro