嵌入式系统综合设计实训指导书.docx
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嵌入式系统综合设计实训指导书
2013版
嵌入式系统综合设计
实训指导书
计算机与通信工程学院
计算机应用教研室
章万静编
淮安信息职业技术学院
校园打铃系统的设计
1.1校园打铃系统概述
设计一个校园打铃系统，使用的是24小时计时制，能够设置多个打铃时间，同时要求能够在系统掉电时，时间能够继续，打铃时间的数据能够保持。
1.2系统设计要求
1、时钟功能：
能显示年、月、日、星期、时、分、秒、温度等信息
2、调整功能：
能校正年、月、日、时、分、秒、星期等信息
3、打铃功能：
按指定的时间发出声音，并且闪光
4、设置的作息时间数据在单片机掉电后不会丢失
1.3系统整体框图
图1系统总体设计图
1.4各功能模块介绍
1、最小系统
单片机最小系统包括单片机（STC89C52）、时钟电路、复位电路、工作电源电路、程序存储器选择电路五个部分。
2、时钟模块DS1302
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM数据。
实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年，一个月小与31天时可以自动调整，且具有闰年补偿功能。
工作电压宽达2.5～5.5V。
采用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
3、存储模块AT24C02
AT24C02提供2k位的串行电可擦写可编程只读存储器（EEPROM），组织形式为256字×8位字长，采用IIC总线接口。
4、温度采集模块DS18B20
DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。
因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
5、打铃模块
采用蜂鸣器和LED指示灯作为系统打铃的声光报警器。
6、液晶显示模块LCD1602
LCD1602液晶显示器可以显示2行16列，共32个字符。
7、键盘输入模块
采用16键的矩阵式键盘，分别定义为0-9的数字键与其他的功能键。
图2矩阵式键盘
1.5LCD1602显示介面设计
2
0
1
1
-
0
8
-
2
2
S
u
n
2
3
：
1
2
：
4
9
♫
±
2
6
.
7
º
C
当前时间显示介面（“♫”为打铃标志符号）
2
0
1
1
-
0
8
-
2
2
S
u
n
2
3
：
1
2
：
4
9
±
2
6
.
7
º
C
修改时间显示介面
S
e
t
u
p
r
i
n
g
b
e
l
l
t
i
m
e
r
0
1
2
3
：
1
2
：
4
9
设置打铃时间显示介面
1.6矩阵键盘功能划分
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Del
Sav
♫
¤
▶
▼
“♫”的功能：
开启打铃功能或关闭打铃功能的切换。
开启打铃功能时在“当前时间显示介面”中显示“♫”的标志符号；关闭打铃功能时在“当前时间显示介面”中不显示“♫”的标志符号。
（打铃标志符号可以自己确定）
“¤”的功能：
当前时间显示介面、修改时间显示介面或设置打铃时间显示介面的切换。
“Del”的功能：
只能在“设置打铃时间显示介面”中有效。
在“设置打铃时间显示介面”中可以删除当前设置的打铃时间。
“Sav”的功能：
在“修改时间显示介面”和“设置打铃时间显示介面”中有效，分别保存修改的当前时间或设置的打铃时间。
“▶”的功能：
在“修改时间显示介面”和“设置打铃时间显示介面”中有效，为光标右移功能。
“▼”的功能：
只在“设置打铃时间显示介面”中有效，为进入下一个打铃时间设置界面。
1.7系统流程图
图3打铃系统程序框图
1.8进度安排
时间
项目
内容与要求
备注
第1天
上午
重点基础知识讲授
1.实训的性质、任务及要求；
2.实训所需器材设备及其正确使用方法；
分组
下午
最小应用系统
组建最小应用系统
第2天
上午
液晶显示器LCD1602
掌握液晶显示器的使用方法，完成与单片机的硬件连接电路
下午
液晶显示器LCD1602
完成显示控制的软件设计
第3天
上午
液晶显示器LCD1602
完成液晶显示的软硬联合仿真
下午
时钟芯片DS1302
掌握时钟芯片的使用方法，完成与单片机的硬件连接电路
第4天
上午
时钟芯片DS1302
完成时间读写和显示的软件设计
下午
时钟芯片DS1302
完成时间显示的软硬联合仿真
第5天
上午
温度传感器DS18B20
掌握温度传感器的使用方法，完成与单片机的硬件连接电路
下午
温度传感器DS18B20
完成温度的转换、读取和显示的软件设计
第6天
上午
温度传感器DS18B20
完成温度显示的软硬联合仿真
下午
矩阵键盘
键盘的硬件电路
第7天
上午
矩阵键盘
键盘的软件控制及联合仿真
下午
矩阵键盘
键盘的软件控制及联合仿真
第8天
上午
数据存储芯片AT24C02
掌握数据存储芯片的使用方法，完成与单片机的硬件连接电路
下午
数据存储芯片AT24C02
完成软件设计
第9天
上午
数据存储芯片AT24C02
完成软硬联合仿真
下午
软件集成、调试
软件集成、调试及优化
第10天
上午
软硬件联合仿真
项目的整体软硬件联合调试与仿真
学生清理实训场地，整理归还实训器材设备
下午
总结,答辩
学生清理实训场地，整理归还实训器材设备
1.9上交资料
1、硬件原理图
2、源代码
3、每天一个小节（4个），一个周总结
4、实训报告
1、设计题目
2、设计目标
3、总体设计
4、详细设计
5、软件设计
6、小结、总结
7、设计评估
1.10Proteus仿真元器件
元器件名称
仿真元器件名称
元器件库
需要修改的属性
修改前的值
修改后的值
STC89C52
AT89C52
MicroprocessorICs
无
LCD1602
LM016L
Optoelectronics
无
DS1302
DS1302
MicroprocessorICs
无
DS18B20
DS18B20
DataConverters
Granulanity
1
0.1
AT24C02
M24C08
MemoryICs
蜂鸣器
BUZZER
Speakers&Sounders
12V
5V
排阻
RESPACK-8
Resistors/ResistorPacks
变阻器
POT-LOG
Resistors/Variable
纽扣电池
BATTERY
Miscellaneous
Voltage
9V
3V
晶振
CRYSTAL
Miscellaneous
Frequency
1MHz
32.768KHz
LCD1602介绍
DS1302介绍
DS18B20介绍
AT24C02介绍
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