基于单片机的可编程作息时间控制器的设计.docx
《基于单片机的可编程作息时间控制器的设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的可编程作息时间控制器的设计.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
基于单片机的可编程作息时间控制器的设计
基于单片机的可编程作息时间控制器的设计
何欢
（伊犁师范学院电子与信息工程学院电子信息科学与技术09-2班，新疆伊宁市835000）
摘要：
本设计是作息时间控制器，由单片机最小系统、按键模块、数码管显示模块、铃声模块组成。
采用PIC16F877A单片机、主频4MHZ晶振，通过按键STATE、TEN、UNIT控制时间的校正时间和铃声设定；数码管显示模块用来显示时间，显示格式为“时分”，并能够根据需要显示年、月、日，由数码管小数点闪动作为秒计数；铃声模块进行到时提醒并出
相应动作：
发光二极管闪亮，同时播放音乐。
时钟芯片采用的是DS1302，此芯片是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，其内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，并通过简单的串行接口与单片机进行通信。
实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。
DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。
该设计采用C语言编写程序，由于汇编语言的移植性比较差，而C语言则比较灵活，许多子函数都可以直接移植过去。
关键词：
PIC16F877A单片机;晶振;液晶显示器;源程序
Basedonsinglechipmicrocomputercontrollerdesignofprogrammablecalendar
Hehuan
（ilinormalcollegeofelectronicandinformationengineeringcollegeofelectronicinformationscienceandtechnology09-2class,xinjiangyiningcity,835000）
Abstract：
Thisisthetimeschedulecontrollerdesignedbysinglechipmicrocomputerminimumsystemmodule,buttons,digitaltubedisplaymodule,alarmmodule.UsingPIC16F877AMCU,4MHZcrystalvibrationmainfrequency,throughthebuttonSTATE,TEN,UNITcontroltimecorrectiontimeandsetring;Digitaltubedisplaymoduleisusedtodisplaytime,displayformatof"time",andcanaccordingtoneedtodisplayyear,month,day,bythedigitaltubedecimalcountingflashingasseconds;Bellmoduletoremindandmakethecorrespondingaction:
light-emittingdiodes,playmusicatthesametime.
UsedclockchipDS1302,thischipisDALLAScompanytolaunchatricklechargingtheclockchip,containingareal-timeclock/calendarand31bytesstaticRAM,andcommunicatewithsinglechipmicrocomputerwithsimpleserialinterface.Real-timeclock/calendarcircuitprovidesseconds,minutes,andinformationday,date,month,year,numberofdayspermonthandleapyearthenumberofdayscanbeautomaticallyadjusted,clockoperationbyanAM/PMindicatordecidedtoadopt12or24hourformat.DS1302powerconsumptionislow,whileworkingtokeepdataandclockinformationwhenthepowerislessthan1mw.
ThisdesignUSEStheClanguageprogram,duetotheportabilityofassemblylanguage,butCismoreflexible,Manyfunctionscanbedirectlytransplantedinthepast.
Keywords:
PIC16F877AMCU;crystalsandliquidcrystaldisplay;thesourceprogram
第一章引言
1.1选题背景和意义
自从人类学会计时开始，计时方式由在木棍和骨头上刻标记，随着人类的智慧的发展，到后面使用计时工具不断的改进，由最开始的圭表、日晷、漏壶、漏箭、机械闹钟、秒表、沙漏、怀表、自摆钟、石英钟等。
现在，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设计时，译码代替机械式传动，LED显示器代替指针显示时间，减少了计时误差。
这种电子时钟具备现实时、分、秒的功能，还可以对时、分、秒进行校对，片选的灵活性好。
随着科学技术的发展，电子时钟正在迅速取代纸日历、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。
深受消费者的青睐且其产品琳琅满目。
但是他们核心部分都只有两点，一是采用高性能时钟芯片；二是大都采用单片机控制。
现在流行的串口时钟电路很多，如DS1302、DS18B20等。
这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的采用。
学校打铃方式也是经过几个不同的阶段，由过去直接靠靠老师凭直觉宣布上下课，随着学生人数规模不断的壮大，逐渐使用人敲锣或则摇铃的方式来确定上下课。
随着科技的发展，后面发展为了电铃方式，不仅省力，而且声音响亮。
但是都是人工控制，即时间到了，然后人去按电铃开关，电铃发出“叮、叮、叮”的响声，这种人工控制方式不仅繁琐，而且单调无味。
还有传统的点铃声作为上下课的作息时间信号，这种铃声单调乏味，会让学生产生了厌烦的情绪，甚至一些学生把铃声看成是考试的代名词，以至于一听到这种声音就产生紧张、恐惧心理。
现在摒弃传统的铃声，代之以现代化优美、怡人的环境音乐，让学生在一次次的铃声音乐中受到美的熏陶，体验音乐的魅力，形成愉悦的心境。
既激活学生的艺术细胞，又达到优化育人环境，陶冶学生情操，营造良好的校园氛围。
不管是人工控制电铃、教室灯、寝室灯或则其它，现在面临的问题越来越多，繁琐，需要专人看管，浪费劳动力，多花一个人的劳务费。
偶尔还会出现不能及时到位，从而出现拖延时间的状况，扰乱正常的教学计划，这次设计的学校时间控制系统可以很好的解决这些难题
1.2PIC16F877A单片机简介
单片微型计算机简称单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器、随机存储器、只读存储器、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。
由于单片机主要面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应测控功能领域应用的要求而诞生的。
随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O口、脉冲宽度调制器、监视定时器等，这些接口电路已经突破了微型计算机传统的体系结构，所以单片机也成为微型控制。
PIC16F877A单片机是对目前所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。
该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。
1.3设计要求及功能
本设计是作息时间控制器，其设计实现的功能主要有：
使用4位七段显示器来显示现在的时间，显示格式为“时分”，由LED闪动作为秒计数表示。
可以设定作息时间，并进行到时提示。
能够根据预先设定好的作息时间表自动启停控制电路，完成对外部设备的实时控制。
1.4本设计实现的功能
本设计实现的功能为：
使用七段显示器显示时间，显示格式为“时分”，并可显示日期，显示格式为“月日”，年份单独显示。
可以设定作息时间，进行到时提示，并作出相应动作：
发光二极管闪亮，同时播放音乐。
第二章整体设计
2.1系统整体设计
2.1.1设计要求：
1）时钟功能：
能显示年、月、日、星期、时、分、秒
2）调整功能：
能校正年份、日期、时间、星期等
3）打铃功能：
按指定时间表打铃、铃声为不同的声音，现场修改作息时间表
4）设置的作息时间表数据在单片机掉电后不会丢失
2.1.2根据设计要求画出系统框图（如图1所示）。
该控制系统是由微处理器、时钟控制芯片、蜂鸣器、LCD显示部分以及键盘输入部分所组成。
该系统采用PIC16F877A单片机作为处理器，用DS1302时钟芯片作时钟计时单元，它不仅可以计时，同时内部还有114个非易失RAM单元，可以保证时钟及内部RAM内的数据不受停电的影响，保护数据不丢失。
该系统还设有LCD1602液晶显示，可以实时显示时间，系统设有输入键盘，用以修改实时时钟。
图1系统框图
2.2控制系统时刻分析表
根据实际情况主要对上下课打铃开关量在一天内的控制时间列表如下：
时间
事件
动作
9：
30
第一节上课铃响
延时10S
10：
20
第一节下课铃响
延时10S
10：
30
第二节上课铃响
延时10S
11：
20
第二节下课铃响
延时10S
11：
40
第三节上课铃响
延时10S
12：
30
第三节下课铃响
延时10S
12：
40
第四节上课铃响
延时10S
13：
30
第四节下课铃响
延时10S
16：
00
第五节课上课铃响
延时10S
16：
50
第五节课下课铃响
延时10S
17：
00
第六节课上课铃响
延时10S
17：
50
第六节课下课铃响
延时10S
18：
00
第七节课上课铃响
延时10S
18：
50
第七节课下课铃响
延时10S
19：
00
第七节课上课铃响
延时10S
19：
50
第七节课下课铃响
延时10S
21：
30
上晚自习铃响
延时10S
23：
30
下晚自习铃响
延时10S
表1作息时间控制表
2.3处理器的选择
16F877A的主要特性：
具有高性能RISCCPU；具有8K*14个FLASH程序存储器，368*8个数据存储器（RAM）字节，256*8EEPROM数据存储器字节；拥有DC-20MHz时钟输入及DC-200ns指令周期的运行速度；具有可编程的代码保护，低功耗的睡眠方式；与引脚输出和PIC16C73B/74B/76/77兼容；处理器读/写访问程序存储器，运行电压范围在2.0V到5.5V；低功耗。
这些都是
升级会员 