基于单片机的作息时间控制器系统设计.doc
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重庆三峡学院
《基于单片机的作息时间控制器系统设计》
学院（系）：
电子与信息工程学院
年级专业：
2011级电信（仪器仪表）
学号：
0112110332
学生姓名：
文静
指导教师：
谢辉
教师职称：
教授
成绩：
制作日期2014年10月29日
目录
摘要 1
关键词 1
第一章 引言 2
1.1课题背景 2
1.1.1选题背景 2
第二章设计方案论证 2
2.1设计要求 2
2.2设计方案选择 3
2.2.1方案一：
数字电路设计的作息时间控制器系统 3
2.2.2方案二：
基于单片机的作息时间控制器系统设计 3
2.2.3方案确定 3
2.3基本方案 4
2.3.1设计课题简要概述 4
2.3.2系统软硬件划分 4
2.3.3单片机选型 4
2.4总体设计框图 4
第三章硬件电路设计 5
3.1基本原理概述 5
3.2主要原件参数及功能简介 5
3.2.1主控器STC89C52 5
3.2.2DS1302 6
3.3单元电路的设计 7
3.3.1显示电路设计 7
3.3.2键盘接口电路设计 8
3.3.3响铃电路设计 8
3.4总体运行进程 9
第四章软件电路设计及流程图 9
4.1基本原理概述 9
4.1.1中断服务程序设计 10
4.1.2显示程序设计和按键判断与按键处理程序设计 10
4.2流程图 11
4.2.1系统主程序流程图 11
4.2.2系统定时中断流程图 12
第五章系统程序设计 13
5.1程序设计概要 13
5.2源程序清单 13
第六章作息时间器硬件原理图 60
第七章实训总结 61
参考文献 62
附录 63
附录1原理电路图 63
附录2元件清单 64
附录3实物图 64
基于单片机的作息时间控制器系统设计
重庆三峡学院电子与信息工程学院文静
摘要
基于单片机的作息时间器系统，是以一片8位单片机为核心的实时时钟及控制系统。
我们知道单片机的外接石英晶体振荡器能提供稳定、准确的基准频率，并经12分频后向内部定时器提供实时基准频率信号，设定定时器工作在中断方式下，连续对此频率信号进行分频计数，便可得秒信号，再对秒信号进行计数便可得到分、时等实时时钟信息。
如果石英晶体振荡器的频率信号为6MHZ，设定定时器定时工作方式1下，定时器为3CBOH，则定时器每100ms产生1次中断，在定时器的中断定时处理程序中，每10次中断，则向秒计数器加1，秒计数器计数到60则向分计数器进位（并建立分进位标志），分计数器计数到60，则向时计数器进位，如此周而复始的连续计数，便可获得时、分、秒的信号，建立一个实时时钟。
接下来便可以进行定时处理和打铃输出，当主程序检测到有分进位标志时，便开始比较当前时间（小时与分、存放在RAM中）与信息时间表上的作息时间（小时与分，存放在ROM）是否相同，如有相同者，则进行报时处理并控制打铃，如有不相同则返回主程序，如此便实现了报时控制的要求。
关键词
单片机、时间设置电路、计时电路、显示电路、定时打铃控制电路
第一章引言
1.1课题背景
1.1.1选题背景
随着科技的不断发展，各种芯片都得到了很好的发展，80C51同样如此，从开始的无人问津到现在的随处可见，红绿灯，记分牌，电子秒表，遥控器，电饭煲，电视等只要是电子产品，都会和芯片有关，其实芯片并不是什么神秘的高科技，它只是里面装了一些己编好的程序而己．而这里要介绍的是用汇编语言来编程的一个系统，它能够让一个学校或企业集团实现打铃自动化，总之，一个需要时间系统的机构实现自动提醒功能。
当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。
目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。
而本文是用STC89C52单片机设计的一个自动打铃系统。
第二章设计方案论证
2.1设计要求
它可以作为时钟电路来显示时间，进行设置，定时打铃。
按照自顶向下设计方法划分自动打铃系统的功能。
可分为：
时间设置电路，计时电路，显示电路和定时打铃控制电路等。
以江苏信息职业技术学院的打铃情况设计
内容
时间
起床
6:
30
早自习
7:
30-8:
10
第一节课
8:
20-9:
00
第二节课
9:
10-9:
50
第三节课
10:
00-10:
40
第四节课
10:
50-11:
30
第五节课
13:
30-14:
10
第六节课
14:
20-15:
00
第七节课
15:
20-16:
00
第八节课
16:
10-16:
50
晚自习
19:
00-20:
30
熄灯
22:
30
2.2设计方案选择
2.2.1方案一：
数字电路设计的作息时间控制器系统
利用函数信号发生器来进行脉冲信号输出，利用74160N来设置十进制和六进制的进位输出。
利用数码显示器来显示时间，利用或门、与门、非门、与非门、等电路元件进行组合实现打铃的控制。
2.2.2方案二：
基于单片机的作息时间控制器系统设计
单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。
利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，没产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。
建立完一个实时时钟后接下来进行定时处理和打铃输出，当主程序检测到有分进位标志时，便开始比较当前时间与信息时间表上的作息时间是否相同，相同者，则进行报时处理并控制打铃，不相同则返回主程序。
2.2.3方案确定
方案一的设计只能事先设定打铃时间不能完全自动打铃，且在修改打铃时间上存在一定的困难。
而方案二中的设计能完全实现自动化，诠释了我们这次毕业设计的主题。
并在修改打铃时间上有了很大的方便，只需修改一部分程序便能实现不同的需要。
因此我选择方案二进行设计。
2.3基本方案
2.3.1设计课题简要概述
作息时间控制器系统装置用于工厂、学校等地的时间控制，本设计是按照学校作息时问设定的，模拟了电了钟显示时、分、秒。
还根据学校的作息时间按时打铃，本系统有4个按钮，分别用来调时、调分、秒和强制打铃及强制关铃，以保证始终与标准时间相吻合。
首先设计出本系统的硬件基本框图，根据框图设计电气原理图，简要概述基本原理，按照设计技术参数设计出各部分程序。
2.3.2系统软硬件划分
由于需要最小系统设计，因此，极大地介于系统的硬件成本，所有能用软件实现的功能都用软件完成，如按键的去抖，采用延时，显示部分用动态显示等，这样硬件部分的设计可以采用单片机最小系统，所谓最小系统时仅有程序存储器和时钟及复位电路的单片机系统。
2.3.3单片机选型
根据课题的具体内容，任务要求，计时、校时、定时、键盘显示等功能，经多方面考虑，所选系统选项用．与MSC-51单片机完全兼容的STC89C52低功耗单片机。
2.4总体设计框图
图一整体框图
第三章硬件电路设计
3.1基本原理概述
本系统主要由主控模块，时钟模
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