基于單片機(jī)可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)與制作

華中理工大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書教育中心專業(yè)年級(jí)學(xué)號(hào)姓名教育中心主任課題來(lái)源自選要求師溝通匯報(bào)一次。3、畢業(yè)論文嚴(yán)格遵循《華理網(wǎng)院畢業(yè)論文指導(dǎo)手冊(cè)》規(guī)范進(jìn)行。課題主要(內(nèi)容及進(jìn)度畢業(yè)論文環(huán)節(jié)動(dòng)員、公布指導(dǎo)教師名單：月日提交論文的修改稿：月日-月日論文答辯(2)以正確、合理的專業(yè)知識(shí)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際調(diào)研情況(3)要求對(duì)電氣控制線路圖、系統(tǒng)圖、流程圖、布置圖、生產(chǎn)(5)按照學(xué)院規(guī)定時(shí)間逐步地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，并按照畢業(yè)設(shè)計(jì)4.實(shí)驗(yàn)(上機(jī)、調(diào)研)部分要求內(nèi)容：(2)調(diào)查了解有關(guān)環(huán)節(jié)中存在的技術(shù)、工藝問(wèn)題和解決這些問(wèn)5.文獻(xiàn)查閱要求：1、任務(wù)書應(yīng)附于完成的設(shè)計(jì)(論文)中，并與設(shè)計(jì)(論文)一并提交答辯系主任簽名：主要的設(shè)計(jì)方案為：1.硬件設(shè)計(jì)電阻R1、三極管Q1,放大驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器放音，SPEAKER可選用40或8Ω揚(yáng)聲器，作要求如下(1)時(shí)鐘顯示：16位LED從左到右依次顯示年、月、日、周、時(shí)、分、秒，采用24計(jì)時(shí)。(2)按鍵控制功能：采用4個(gè)獨(dú)立鍵盤，其中一個(gè)為功能鍵；一個(gè)為數(shù)字調(diào)整鍵；一(3)時(shí)間顯示：通電后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入時(shí)鐘顯示，從始計(jì)時(shí)，此時(shí)可以調(diào)整和設(shè)置顯示的時(shí)間。按動(dòng)小時(shí)調(diào)整鍵后小時(shí)將會(huì)加1,同時(shí)也得到一個(gè)可編程作息時(shí)間控制器.4、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作計(jì)劃：2009年12月1日至2010年3月5日2010年3月5日至2010年3月12日2010年3月12日至2010年3月19日2010年3月19日至2010年3月26日2010年3月26日至2010年4月2日2010年4月2日至2010年4月9日疑2010年4月9日至2010年4月16日2010年4月16日至2010年4月23日完成畢業(yè)答辯,準(zhǔn)備畢業(yè)答辯指導(dǎo)教師(簽名)注：1)開題報(bào)告由學(xué)生填寫，須經(jīng)指導(dǎo)教師審批3)立題依據(jù)包括立題的必要性可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)與制作關(guān)鍵詞： 6ABSTRACT 7 一.設(shè)計(jì)要求與方案探討 設(shè)計(jì)目的與意義 設(shè)計(jì)要求 主控制芯片的選擇方案探討 二硬件設(shè)計(jì)…………………系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)框圖…………系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)概述……………………主控制系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)……………三、軟件設(shè)計(jì) 程序流程框圖 子程序的設(shè)計(jì) 讀、寫子程序 2硬件調(diào)試 軟件調(diào)試 調(diào)試結(jié)果分析與結(jié)論 調(diào)試結(jié)果分析 調(diào)試結(jié)論………………參考文獻(xiàn)………………………前言隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對(duì)時(shí)間的要求越來(lái)越二十一世紀(jì)的今天，最具代表性的計(jì)時(shí)產(chǎn)品就是電子數(shù)字鐘—電子萬(wàn)歷),使計(jì)時(shí)產(chǎn)品的走時(shí)日差從分級(jí)縮小到1/600萬(wàn)秒，從原有傳統(tǒng)指針本文通過(guò)對(duì)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)按鍵開關(guān)可調(diào)整年、月、日、周、時(shí)、分、秒，且具有測(cè)溫功能、定點(diǎn)報(bào)時(shí)的小時(shí)制的時(shí)間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，詳細(xì)介紹了單片機(jī)應(yīng)用單片機(jī)匯編語(yǔ)言系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)了各種功能。從而使自身明白使用單片機(jī)匯編語(yǔ)言和語(yǔ)言之間的效率、整體性問(wèn)題。系統(tǒng)由單片機(jī)、獨(dú)立式按鍵、時(shí)鐘芯片、數(shù)碼管、蜂鳴器等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)小時(shí)制年、月、日、周、時(shí)、分、秒等時(shí)鐘顯示。同時(shí)也可進(jìn)行年、月、日、周、時(shí)、分、秒的校準(zhǔn)、定點(diǎn)報(bào)時(shí)和數(shù)碼管顯示。一、設(shè)計(jì)要求與方案論證1.1設(shè)計(jì)目的與意義(1)在學(xué)習(xí)了《數(shù)字電子技術(shù)》和《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》課程后，為了加問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)讓學(xué)生接觸專用時(shí)鐘芯片DS1302,并會(huì)用DS1302芯片開發(fā)時(shí)鐘系統(tǒng)，(6)通過(guò)課程設(shè)計(jì)，掌握以單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，了解表(7)通過(guò)實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握系統(tǒng)化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。(8)通過(guò)完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序開發(fā)的完整過(guò)程，使學(xué)生了解開發(fā)一單設(shè)計(jì)要求：系統(tǒng)基本方案探討方案一采用芯片作為硬件核心，采用,內(nèi)部具有存儲(chǔ)空間能于的超低壓工作與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼AT89C51是一種高效微控制器，但是運(yùn)用于電路設(shè)計(jì)中時(shí)由于不具備在線編程技術(shù)當(dāng)在對(duì)電路進(jìn)行硬件與軟件調(diào)試時(shí)，由于對(duì)程序的錯(cuò)誤修改或?qū)Ψ桨付€(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，個(gè)中斷源，同樣具有的功能，且具有采用作為主控制系統(tǒng)時(shí)鐘芯片的選擇方案探討：方案一：可以采用DS1302時(shí)鐘芯片，DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。但增加了主電源/后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。采用液晶顯示屏液晶顯示屏的顯示功能強(qiáng)大需要專門的驅(qū)動(dòng)電貴需要的接口線多所以在此設(shè)計(jì)中不會(huì)采用液晶顯示屏采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管價(jià)格適中對(duì)于顯示數(shù)字最合適而綜上各方案所述對(duì)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的方案選定采用AT89S52作為主控制二硬件設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)方案圖DS1302時(shí)鐘系統(tǒng)塊鍵盤系統(tǒng)溫度采集系統(tǒng)進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或數(shù)據(jù)。掉電自動(dòng)保存功能；溫度的采集由構(gòu)成；顯示部份由21個(gè)數(shù)碼管，系統(tǒng)主控制電路的設(shè)計(jì)腳完全兼容。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash,256字節(jié)RAM,32位I/O2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口通信。有四個(gè)口功能如下：8個(gè)TTL邏器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)時(shí)器/計(jì)數(shù)器2振和微調(diào)電容的一端在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入接外部晶振和微調(diào)電容的另一端在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出第引腳為復(fù)位輸入端接上電容電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路引腳為接地端引腳為電時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)報(bào)警計(jì)時(shí)等功能，此設(shè)計(jì)采用了DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31×8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。下圖DS1302與89s52的連接圖，其中，時(shí)鐘的顯示用LCD。gg濾噩xpF顯示系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)如圖一5所示，采用LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，由21個(gè)數(shù)碼管，3-8譯碼器74LS138接1K限流電阻，再接8550三極管接到共陽(yáng)數(shù)碼管的輸出端作為選通位碼，每位選擇相應(yīng)的列。741s47接2400限流電阻，再接共行的LED數(shù)碼管的s動(dòng)態(tài)掃描顯示電路電路1.1引腳功能及結(jié)構(gòu)串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門口：口是一個(gè)位漏極開路的雙向口。作為輸出口，每位能驅(qū)當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，口也被作為低位地址數(shù)據(jù)復(fù)在編程時(shí)，口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指1口：1口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的位雙向口，1輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)個(gè)時(shí)可以作為輸入將輸出電流()。此外，1和1分別作定時(shí)器計(jì)數(shù)器的外部計(jì)數(shù)輸入(1)和時(shí)器計(jì)數(shù)器的觸發(fā)輸入(11),具體如下表所示。在編程和校驗(yàn)時(shí)，1口接收低位地址字節(jié)。1(定時(shí)器計(jì)數(shù)器的外部計(jì)數(shù)輸入),時(shí)鐘輸出11(定時(shí)器計(jì)數(shù)器的捕捉重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制)1(在系統(tǒng)編程用)1(在系統(tǒng)編程用)1(在系統(tǒng)編程用)緩沖器能驅(qū)動(dòng)個(gè)時(shí)可以作為輸入將輸出電流()。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用1位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(例如執(zhí)拉發(fā)送1。在使用位地址(如)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，口輸出鎖存在編程和校驗(yàn)時(shí)，口也接收高位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。緩沖器能驅(qū)動(dòng)個(gè)邏輯電平。對(duì)端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入將輸出電流()?？谝嘧鳛樘厥夤δ?第二功能)使用，如下表所示。端口引腳第二功能定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器——當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低位字節(jié)。一般情況下，仍以時(shí)鐘振蕩頻率的輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)脈沖。對(duì)存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖()。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器()區(qū)中的單元的位置位，可禁止操作。該位置位后，只有一條和指令才能將——程序儲(chǔ)存允許()輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)由外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次——外部訪問(wèn)允許，欲使僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器(地址為),端必須保持低電平(接地)。需注意的是：如果加密位被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存端狀態(tài)。2.1引腳功能及結(jié)構(gòu)對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此如果它為0,則不能把數(shù)據(jù)寫入DS1302中，位6如果0,則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為1表示存取RAM數(shù)據(jù)；位5至位1指示操作單元的地址；最低有效位(位0)如為0表示要進(jìn)行寫操作，為1表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從1表的控制字格式在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302,數(shù)據(jù)輸入從低位即位0開始。同樣，在緊跟8位的控制指令字0位到高位7。2.4DS1302的寄存器DS1302有12個(gè)寄存器，其中有7個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放發(fā)寄存器及與RAM相關(guān)的寄存器等。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫其命令控制字為COH～FDH,其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；另一類DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電..主程序流程框圖開始開始分離日期時(shí)間顯示值返回圖主程序流程圖..計(jì)算陽(yáng)歷程序流程圖開始開始Y當(dāng)前月加1N月加YN計(jì)算陽(yáng)歷天數(shù)結(jié)束，總天數(shù)中的數(shù)據(jù)圖一計(jì)算陽(yáng)歷程序流程圖總天數(shù)中加入號(hào)..時(shí)間調(diào)整程序流程圖加鍵有效減鍵有效加鍵有效減鍵有效日減1星期加1星期減1小時(shí)加1小時(shí)減1分鐘加1分鐘減1圖時(shí)間調(diào)整程序流程圖..陰歷程序流程圖R2減1月個(gè)位天數(shù)N下個(gè)月為Y值圖陰歷程序流程圖讀、寫寫程序送數(shù)據(jù)給送地址給四軟件硬件聯(lián)調(diào)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得以下參數(shù)如表所示程序中定時(shí)參數(shù)在以下簡(jiǎn)稱:數(shù)碼管顯示方式靜態(tài)閃爍拉幕式在硬件調(diào)試程序時(shí)可以不加電容器，只加一個(gè)32.768kHz的晶振即可。只是選擇晶振時(shí)，不同的晶振，誤差也較大。另外，還可以在上面的電路中加入DS18B20,同時(shí)顯示實(shí)時(shí)溫度。只要占用CPU一個(gè)口線即可。具有3-4線串行接口，可與任何單片機(jī)、IC接口。功耗低，顯示狀態(tài)時(shí)電流為2μA(典型值),省電模式時(shí)小于1μA,工作電壓為2.4V～3.3V,顯調(diào)試結(jié)果分析與結(jié)論最后經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)調(diào)試與分析可以對(duì)電路的原理及功能更加熟悉同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力同時(shí)在軟件的編程方面得到更到的提高對(duì)編程能力得到加強(qiáng)同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固五、論文總結(jié)1劉勇編數(shù)字電路電子工業(yè)出版社20042陳正振編電子電路設(shè)計(jì)與制作廣西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系20073楊子文編單片機(jī)原理及應(yīng)用西安電子科技大學(xué)出版社20064王法能編單片機(jī)原理及應(yīng)用科學(xué)出版社20045張友德、趙志英等編單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)上海：復(fù)旦大學(xué)出版2003第四版6錢曉揭.16/32位微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言及接口技術(shù)M].機(jī)械工程出版社2005年7吳金.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2002年社2003年年年2010年4月10日f(shuō)蘭西hh胖A0s園水登232353989a同0550對(duì)主程序充電，充方式式讀出日緩存存緩存序清零指示燈亮緩存ANLA,#11110000BMOVB,#64HMOVA,#CONFIG12