完整版伍宁毕业设计论文定稿.docx

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完整版伍宁毕业设计论文定稿

郑州航空工业管理学院

毕业论文（设计）

2013届通信工程专业73班级

题目基于单片机的作息时间钟的设计

姓名伍宁学号

指导教师周鹏职称教授

二О一三年5月20日

内容摘要

单片机是为了实现控制功能而设计的一种微型计算机。

由于单片机是在一块芯片上集成了一台微型计算机所需要的CPU、输入输出部件和时钟电路等，因此，它具有体积小，使用灵活、成本低、易于产品化和抗干扰能力强，可以在恶劣的环境下实现可靠工作的特点。

设计的作息时间系统硬件上采用了AT89C52单片机，并且采用了单片机可以直接驱动的LM016L液晶显示屏，比市场上大部分LED数码显示管提供更多显示内容。

此外系统还设置了5个按钮可以随时调整当前时间，以保证与标准时间相吻合。

在软件设计方面，系统最大的创新点是不仅能够实现显示年、月、日信息外，而且可以自动识别闰年、闰月及每月的天数。

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