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还可以根据学校、工厂等单位的作息时间表按时打铃、播放音乐、广播体操和其他节目等。
以单片机控制作为设计的创新点让整个系统结构简单、体积小巧、可靠性高、操作简单、扩展性强。
关键词
作息时间控制;
51单片机;
LM016L显示屏;
供电电路
DesignTimeClockBasedonMCU
WuNingtutorProfessorZhouPeng
Abstract
Asingle-chipmicrocomputerisdesignedinordertorealizethecontrolfunction.BecausethemicrocontrollerisCPU,memory,inputintegratedonasinglechipofamicrocomputerrequiredoutputcomponentsandclockcircuit,therefore,itandstronganti-interferenceability,featurescanachievereliableoperationinusingAT89C52singlechip,LM016LLCDscreenandinnovationbythesinglechipcanbedirectlydriven,providesmoredisplaycontentsthanthemarketmostoftheLEDdigitaldisplay.Inadditionthesystemalsosetup5buttonscanbeadjustedatanytimetocoincidewiththecurrenttime,toensurethestandardtime.Intheaspectofsoftwaredesign,innovationsystemisthebiggestcandisplayyear,month,dayofinformation,andcanautomaticallyidentifytheleapyear,monthandmonthly.Alsoaccordingtotheschools,factoriesandotherunitsscheduleontimebell,playingmusic,broadcastgymnasticsandotherprograms.
SCMcontrolasadesigninnovationsothatthewholesystemissimpleinstructure,smallvolume,,expansionandstrong.
Keywords
Timeschedulecontrol;
51microcontroller;
LM016Ldisplay;
Thepowersupplycircuit
第一章绪论1
1.1课题研究意义1
1.2国内外研究现状1
1.3研究内容2
第二章核心芯片及元件介绍3
2.1AT89C52简介3
2.1.1AT89C52芯片的引脚4
2.1.2AT89C52特点7
2.2LM016L显示屏8
2.2.1显示屏主要技术参数:
9
2.2.2引脚功能说明9
2.2.3显示屏的指令说明及时序11
2.2.4显示屏的RAM地址映射13
第三章硬件电路设计15
3.1总体电路设计:
15
3.2硬件系统各部分电路设计15
3.2.1系统复位电路的设计15
3.2.2系统时钟电路的设计:
16
3.2.3闹铃电路设计:
17
3.2.4显示电路设计:
18
3.2.5定时调试按键电路设计19
3.2.6电源电路设计20
第四章软件设计21
4.1主模块设计21
4.2显示模块设计22
4.3时间设定模块设计22
4.4闹铃功能的实现23
第五章软件仿真及结果分析25
5.1单片机仿真图25
5.2电源仿真图26
5.3响铃实现仿真图26
5.4性能及结果误差分析27
第六章结论与展望28
6.1结论28
6.2展望28
致谢30
参考文献31
附录32
基于单片机的作息时间钟的设计
伍宁指导老师周鹏教授
第一章绪论
1.1课题研究意义
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。
相信在使用并掌握了单片机技术后,不管在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AT89C52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。
本设计是一个具有报时功能的作息时间控制钟。
它利用AT89C52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。
由处理芯片,供电电路,控制按键,显示部分组成,系统扩展五个按键用于报时及校正时间。
1.2国内外研究现状
现今,高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器,由于电子钟,石英表,石英钟都采用了石英技术,因此走时精度高,稳定性好,使用方便,不需要经常调校。
数字式电子钟用集成电路计时时,译码代替机械式传动,LED显示器代替指针显示时间,减小了计时误差。
这种电子钟具备显示时、分、秒的功能,还可以对时、分、秒进行校对,片选的灵活性好。
随着科学技术的迅速发展,电子时钟正迅速取代纸质日历、年历和一般机械电子时钟。
电子时钟走时准确、功能多样、外观时尚、使用方便。
但它们的核心部分都有两个共同点,一是采用高性能时钟芯片;
二是大都采用单片机控制。
这些电路的接口简单、价格低廉。
1.3研究内容
综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并仿真、由硬件实现,从而加深对单片机软硬知识的理解,获得初步的应用经验,为走出校门从事单片机应用的相关工作打下良好基础。
以往的作息时间控制系统只具备基本时钟(显示当前时间的小时及分钟)功能,而且采用数字电路实现,致使电路非常复杂,计时精度不高,功能简单。
本设计的系统具备如下特点:
(1)基本时钟功能之外,还可以显示年、月、日、星期等信息,具备自动识别闰月,每月的天数。
(2)通过单片机控制,既保证了系统结构简单,又保证了控制时间的精度和可靠性,且通过外扩电路还可以实现多种功能。
(3)设置了五按钮的控制按键,以保证调时间、日期、星期,同时设置了单片机复位按钮。
(4)具备供电电路,直接将市电转换成单片机需要的直流5v电压。
带有备用电源,停电后时钟依旧工作时间不停止。
第二章核心芯片及元件介绍
2.1AT89C52简介
图1AT89C52接口图
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,其主要功能特性如下:
(1兼容MCS51指令系统
(2)8kb可反复擦写(大于1000次)FlashROM;
(3)32个双向IO口;
(4)256x8bit内部RAM;
(5)3个16位可编程定时计数器中断;
(6)时钟频率0-24MHz;
(7)2个串行中断,可编程UART串行通道;
(8)2个外部中断源,共8个中断源;
(9)2个读写中断口线,3级加密位;
(10)低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能;
(11)有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求引脚。
2.1.1AT89C52芯片的引脚
8位通用微处理器,主要管脚有:
XTAL1(19脚)和XTAL2(18脚)为振荡器输入输出端口,外接12MHz晶振。
RSTVpd(9脚)为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路。
VCC(40脚)和VSS(20脚)为供电端口,分别接+5V电源的正负端。
P0~P3为可编程通用IO脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0端口(32~39脚)被定义为N1功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13脚定义为IR输入端,10脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS(18脚)和SCLS(19脚)端口,12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU的相应功能端,用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。
P0口:
一组8位漏极开路型双向IO口,也即地址数据总线复用口。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。
P1口:
一个带内部上拉电阻的8位双向IO口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。
作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
表1P1.0和P1.1的第二功能
表1p1.0和p1.1功能
引脚号
功能特性
P1.0
T2,时钟输出
P1.1
T2EX(定时计数器2)
P2口:
P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向IO口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX@DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。
在访问8位地址的外部数据存储器(如执行MOVX@RI指令)时,P2口输出P2锁存器的内容。
Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和一些控制信号。
P3口:
P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向IO口。
P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此