作息钟系统 单片机课程设计.docx

1、作息钟系统 单片机课程设计作息钟系统一、概述1.1课题简介随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势，显示出了很强的生命力。本设计就是采用AT89C52芯片，设计一个具有报时功能的作息时间控制钟。利用单片机的定时器功能来计时，时间数据经过单片机由数码管输出显示，当与设定时间相一致时，进行报时。该控制器可广泛用于学校、工厂等进行时间提醒。1.2课题研究的目的和意义本课题利用单片机来进行功能设定，让我们对单片机的功能，设计要求以及其他的一些必备要求有了一定的了解，通过实践，提高了我们的动手与整体把

2、握的能力。二、硬件系统 2.1主要元器件选用 本系统主要由单片机（AT89C52）、反相器（74LS04）、按键、蜂鸣器、PNP三极管、四联共阴极LED数码显示器等一系列电路组成，对时间进行定时，完成到设定时间报时的功能。2.2电路分析本课题选用AT8952单片机，它是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器（ROM）和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，AT8952单片机在电子行业中有着广泛的应用。它的主要性能参数为：与MCS51 产品指令和引脚完全兼容8k 字节可重擦写Flash 闪速存储器 1000 次擦写周期全静

3、态操作：0Hz24MHz三级加密程序存储器2568 字节内部RAM32个可编程I/O 口线3个16 位定时/计数器8个中断源可编程串行UART 通道低功耗空闲和掉电模式 PDIP封装的AT89C52引脚图 晶振，如图2-2 在本次课程设计中，采用了外部振荡，在AT89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，输入端为芯片引脚XTAL1(19脚)，输出端为引脚XTAL2（18脚），在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。根据经验，选取电容为30pF，这样电路就会 图2-2晶振电路 稳定。本次课程中选取了12M的晶振，即一个机器周期为1S。 蜂鸣

4、电路其电路图如左图所示蜂鸣电路接有电阻、三极管和蜂鸣器，构成一定的电路。电阻选用10k，起保护电路作用，PNP型三极管能放大电流信号。三极管其发射极接正 图2-3蜂鸣电路 极，集电极与蜂鸣器相接，当时间到达设定的时间时，芯片发出信号，经三极管放大后，启动蜂鸣器，蜂鸣器发出声音。 显示电路，如图2-4显示器采用四联共阴极LED数码显示器，以其正面对着自己，从左边开始数为1,2等依次下去的，其中四个数码管分别由P1口P1.0P1.3控制，为1,12,5,9口。字段直接由CPU P2口的8为双向口线控制，但考虑到所买器材为共阴数码管，所以接反相器图2-4显示电路 计数电路和其他，如图2-5这部分电路

5、图中有8个LED灯和8个保护电阻，阻值均为10k。其中P0.0口所接的LED用来计秒，闪灭一下各计1s。闪烁60次后，显示器的秒位增加一，P0.1P0.7口所接的7个LED灯在蜂鸣器发出蜂鸣声的同时发光。图2-5计数电路和其他按键图2-6按键电路四个按钮按从上到下的次序记为SW1、SW2、SW3、SW4，开机显示0600（表示6点）。时间校对：每按动一次SW2，小时自动加1，持续按住不放，小时持续自动加1；每按一次SW3，分钟自动加1，持续按住不放，分钟自动连续加1，当分钟显示为59时，再按动SW3，分钟将变为00。设定闹铃时间：先按SW1，屏幕出现CLR-，再按SW2，屏幕闪，再按SW1，开

6、始设闹铃，按SW2设小时，按SW3设分钟。时间设好后，再按SW1 出现-00 ，若再按SW3保存闹铃时间，再按SW2恢复时间显示，若按SW1则放弃设置闹铃。闹铃设置完成。闹铃时间到，蜂鸣器响，LED灯亮，按SW4，蜂鸣器停止蜂鸣。三、软件系统3.1软件设计说明及RAM资源分配软件采用 MCS_51汇编语言编写，使用T0产生50ms时钟信号，通过软件计数器产生时、分、秒信号。单片机内部RAM资源分配如下表：RAM单元资源分配RAM单元资源分配10H50ms17H显示缓冲区时十位11H秒计数18H定时分单元12H分计数19H定时时单元13H时计数1AH控制码单元14H显示缓冲区分个位1B1FH备用

7、15H显示缓冲区分十位20H6FH时间表格16H显示缓冲区时个位70H7FH堆栈区3.2流程图：Y四、调试4.1电路调试硬件电路调试过程采用了proteus软件。在调试过程中发现：在仿真时发现数码管不显示任何数据，于是把程序部分分成多段子程序逐步进行仿真，发现问题存在于数码管为共阴极，未对输出信号进行取反，加了74LS04反相器进行驱动，问题解决。在蜂鸣器发出蜂鸣后需断开电源才可以使其停下，在实际应用中不是很方便，就在原先设计的3个按键的基础上添加了一个用于关蜂鸣器的按键。4.2实物调试在焊接实物时，把焊接想的过于理想化，忽略了现实中焊接连线的困难，后来采用了排针，只需将线连接就可以，在焊好以

8、后，进行调试，刚开始的时候，显示器不显示，其他的器件也没反应，查看电路，及焊的情况，在比较薄弱的地方加了一层焊锡，再次进行测试，还是没反应，用万用表进行测量，发现火线和零线之间没有电压，再查看电路时发现AT89C52的20脚和40脚的正负极接反，将其接正后，在调试，显示数据。五、课程小结在本次课程实践中，以团队的形式，我们共同的完成了一个课题，从刚开始的设想到后来的完成实物，从查书开始一步一步进行，期间经历了很多困难，有时候会让人崩溃的想放弃，但最后坚持了下来。在此次实践中，我感触最深就是在焊接时，因为刚开始时过于理想化的设想，让我在排版的时候出现了一些错误，使得在后来焊接的时候比较麻烦，在发

9、现需要交叉线较多的情况下，放弃了继续使用导线连接，直接用排针连接，这样减少了许多可能会出现的错误，比如说短路，虚焊等，但因为先前排版时候的错误，使得在按键的地方放不下排针，因此只能用导线慢慢连接，因此导致了连线比较乱，这给了我个启示，在以后的实践中，一定先要统筹全局，要考虑到全面的版图，不能以一部分一部分为单位，慢慢焊接。另外，在焊接好电路以后的调试过程中，因为刚开始的显示器并没有显示，让我的心情有点急躁，并没有静下心来慢慢排除故障，但这无济于事，后来慢慢比对电路，向别人请求帮助后，查出了故障，再改正。通过本次课程设计，让我们再一次体会了学在课堂，精于实践的真理，熟能生巧。多做多练成为应用型人

10、才很重要，也有助于日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。致谢：在这两个星期的课程实践中，经历了种种困难，经过团队的不断努力和请求他人的帮助下，我们顺利的完成了我们的设计，在此，我对我的指导老师庄志红老师和热心帮助过我的同学表示衷心致谢。六、参考文献单片机原理及应用技术 范力旻主编 电子工业出版社 单片机原理及接口技术实践教程 胡建主编 机械工业出版社 单片机课程设计指导 杨居毅主编 清华大学出版社附录1. 总电路图2. 元器件清单序号名称代号型号数量1芯片U1ST89C5212晶振X112MHz13电容C1，C230pf24电解电容C310uf15电阻R1-R810086电阻R9，R1

11、010K27三极管Q1PNP18蜂鸣器BUZ1-19发光二极管LED1-LED8LED810按钮SW1SW4 _411反相器U2，U374LS04212数码管-共阴数码管13.参考程序SPEAK BIT P3.7 DIS EQU P1 Control EQU P0 SW1 EQU P3.2 SW2 EQU P3.3 SW3 EQU P3.4 SW4 EQU P3.5 MS EQU 10H Secs EQU 11H Minute EQU 12H Hour EQU 13H T_Minute EQU 18H T_Hour EQU 19H TControl EQU 1AH DAITI EQU 1BH

12、ORG 0000H LJMP Main ORG 000BH LJMP T0INTMain: MOV SP,#70H MOV IE,#10000010B MOV TMOD,#01H MOV MS,#20 MOV Secs,#0 MOV Minute,#0H MOV Hour,#6H MOV T_Minute,#0MOV T_Hour,#6MOV DAITI,#20HSETB P0.0SETB SPEAKCLR F0CLR B.1MOV R7,#80 MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH SETB TR0 LOOP: MOV R1,#Minute LCALL Split LCALL

13、 DISP LCALL Verify NOP LCALL Setup MOV A,Secs CJNE A,#5,$+3 JNC LOOP LCALL Compare SJMP LOOPT0INT: PUSH ACC MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH DJNZ MS,T0Exit CPL P0.0 MOV MS,#20 MOV A,Secs INC A MOV Secs,A CJNE A,#60,T0Exit MOV Secs,#0 MOV A,Minute ADD A,#1 DA A MOV Minute,A CJNE A,#60H,T0Exit MOV Minute,#0

14、 MOV A,Hour ADD A,#1 MOV Hour,A CJNE A,#24H,T0Exit MOV Hour,#0 T0Exit: POP ACC RETICompare: MOV R0,#20HNextTime:LCALL DISP MOV A,R0 CJNE A,Hour,CLP1 INC R0 MOV A,R0 CJNE A,Minute,CLP2 INC R0 MOV A,R0 CPL A MOV Control,ASTART: CLR SPEAK MOV A,#255 SJMP AMAGAMAG: DEC A CJNE A,#0,AMAG SETB SPEAK CLR P0

15、.1 CLR P0.2 CLR P0.3 CLR P0.4 CLR P0.5 CLR P0.6 CLR P0.7 JNB SW4,STOP LJMP STARTSTOP: MOV R6,#40 DJNZ R6,$ SETB SPEAK SETB P0.1 SETB P0.2 SETB P0.3 SETB P0.4 SETB P0.5 SETB P0.6 SETB P0.7 INC R0 RETCLP1: INC R0 CLP2: INC R0 MOV A,R0 JNZ CLP3 RETCLP3: INC R0 CJNE R0,#6FH,NextTime RETVerify: JB SW3,VL

16、P3 CLR EA CLR TR0 VLP1: MOV A,Minute ADD A,#1 DA A MOV Minute,A CJNE A,#60H,VLP2 MOV Minute,#0 VLP: MOV R6,#40 MOV R1,#Minute LCALL Split LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW3,VLP1 MOV Secs,#0 SETB EA SETB TR0 RETVLP3: JB SW2,Vexit CLR EA CLR TR0 VLP4: MOV A,Hour ADD A,#1 DA A MOV Hour,A CJNE A,#24H,VLP5 M

17、OV Hour,#0 VLP5: MOV R6,#40 MOV R1,#Minute LCALL Split LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW2,VLP4 MOV Secs,#0 SETB EA SETB TR0 VExit: RETSetup: JNB SW1,SLP0 RETSLP0: MOV R6,#20 MOV 14H,#10H MOV 15H,#0AH MOV 16H,#11H MOV 17H,#0CH LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW1,SLP0SLP1: MOV R6,#20 MOV 14H,#10H MOV 15H,#0AH

18、MOV 16H,#11H MOV 17H,#0CH LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JB SW3,SLP2 LCALL Clear MOV R6,#50 MOV 14H,#10H MOV 15H,#0AH MOV 16H,#11H MOV 17H,#0CH LCALL DISP DJNZ R6,$-3 RETSLP2 : JB SW2,SLP1 SETB F0 SETB B.1SLP21: MOV R6,#50 MOV 14H,#10H MOV 15H,#0AH MOV 16H,#11H MOV 17H,#0CH LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JB SW1,SLP

19、21SLP22: MOV R6,#50 MOV 14H,#10H MOV 15H,#0AH MOV 16H,#11H MOV 17H,#0CH LCALL DISP DJNZ R6,$-3SLP23: JNB SW1,SLP22SLP3: MOV R1,#T_Minute LCALL Split LCALL DISP JB SW3,SLP6SLP4: MOV A,T_Minute ADD A,#1 DA A MOV T_Minute ,A CJNE A,#60H,SLP5 MOV T_Minute,#0SLP5: MOV R6,#60 MOV R1,#T_Minute LCALL Split

20、LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW3,SLP4SLP6: JB SW2,SLP9SLP7: MOV A,T_Hour ADD A,#1 DA A MOV T_Hour,A CJNE A,#24H,SLP8 MOV T_Hour,#0SLP8: MOV R6,#60 MOV R1,#T_Minute LCALL Split LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW2,SLP7 SLP9: JB SW1,SLP3SLP10: MOV R1,#T_Minute LCALL Split LCALL DISP JNB SW1,SLP10 MOV TControl

21、,#0 JB SW3,SLP12SLP11: MOV A,TControl INC A MOV TControl,ASLP12: MOV A,TControl ANL A,#0FH MOV 14H,A MOV A,TControl SWAP A ANL A,#0FH MOV 15H,A MOV 16H,#10H MOV 17H,#10H MOV R6,#50H LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW3,SLP11 JNB SW1,SLP15SLP13: JB SW2,SLP12 LCALL STORESLP14: MOV R6,#50H LCALL DISP DJNZ R6

22、,$-3 JNB SW2,SLP14 CLR F0 CLR B.1 RETSLP15: MOV R6,#50H LCALL DISP DJNZ R6,$-3 JNB SW1,SLP15 CLR F0 CLR B.1 RETClear: MOV R1,#20H CLRP1: CLR A MOV R1,A INC R1 CJNE R1,#70H,CLRP1 RETSTORE: MOV R1,DAITI CJNE R1,#6AH,$+3 JC STLP1 MOV R1,#20H MOV DAITI,R1STLP1: MOV R1,T_Hour INC R1 MOV R1,T_Minute INC R

23、1 MOV R1,TControl INC R1 MOV DAITI,R1 RETSplit: MOV R0,#14H MOV A,R1 ANL A,#0FH MOV R0,A INC R0 MOV A,R1 SWAP A ANL A,#0FH MOV R0,A INC R0 INC R1 MOV A,R1 ANL A,#0FH MOV R0,A INC R0 MOV A,R1 SWAP A ANL A,#0FH MOV R0,A RETDISP: PUSH 00H MOV R0,#14H MOV R2,#11111110B MOV DPTR,#WordTab JNB F0,DISP0 DJN

24、Z R7,DISP1 CPL B.1 MOV R7,#60 SJMP DISP1DISP0: CLR B.1DISP1: ORL DIS,#00001111B MOV R3,#20 DJNZ R3,$ MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR NEXTB: XRL A,#0xff MOV P2,A INC R0 JB B.1,HIDE MOV A,R2 ANL DIS,A XRL DIS,#0xff HIDE: MOV R3,#10 MOV R4,#255 DJNZ R4,$ DJNZ R3,$-4 MOV A,R2 RL A MOV R2,A JB ACC.4,DISP1DExit: POP 00H RETWordTab: DB 3FH,06H,5BH,4FH DB 66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H DB 40H,38HEND4.实物图如下图所示