【正文】 課程設(shè)計任務(wù)書分院信息科學與工程學院專業(yè)自動化學生姓名設(shè)計題目基于單片機的作息時間控制鐘系統(tǒng)的設(shè)計——軟件設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容及要求：內(nèi)容： 1設(shè)計電路，選擇器件 2 利用Protel畫原理圖 3 編程，調(diào)試 4 焊接電路，調(diào)試要求： ，設(shè)計以24小時為周期的時間鐘。 。 ，通過鍵盤修改時間、設(shè)定鬧鈴。進度及安排：（10天） 1．查資料（2天） 2．設(shè)計電路畫電路圖（2天） 3．編程與調(diào)試（2天） 4．焊接硬件電路并調(diào)試（2天） 5．寫報告（2天）指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日分院院長（簽字）： 年 月 日摘 要單片機作息時間控制系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向小型化、智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機以其體積小、功能強、價格低廉、使用靈活等優(yōu)勢，顯示出了很強的生命力。進入21世紀以來，開發(fā)推出單片機的公司很多，各種高性能單片機芯片市場也異常活躍，新技術(shù)的不斷采用，更加使單片機的種類、性能以及應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大和提高。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在國內(nèi)越來越受到用戶的重視和廣泛使用。隨著科技的進步和技術(shù)不斷的提升。一塊大而復(fù)雜的模擬電路花費了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機，寫入簡單的程序，就可以使您以前的電路簡單很多。相信您在使用并掌握了單片機技術(shù)后，不管在您今后開發(fā)或是工作上，一定會帶來意想不到的驚喜。以AT89S52為核心控制器件的作息時間控制鐘，由鍵盤、聲音輸出模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和存儲模塊四部分組成。它利用AT89S52的定時/計數(shù)器來計算時間，并用存儲器記錄數(shù)據(jù)，保證了系統(tǒng)的可靠性。AT89S52單片機是整個設(shè)計的核心控制器件，根據(jù)從鍵盤接受的數(shù)據(jù)控制整個系統(tǒng)的工作流程。整體性好，人性化強、可靠性高，實現(xiàn)了對時間控制的智能化，擺脫了傳統(tǒng)由人來控制時間的長短的不便，是現(xiàn)代學校必不可少的設(shè)備。本次校園作息時間控制系統(tǒng)主要用于學校，對一些以24小時為周期的開關(guān)量進行自動控制。如上下課打鈴及擴音設(shè)備的開與關(guān)。采用AT89S52單片機來實現(xiàn)對上述開關(guān)量的控制，利用24C02芯片來存儲數(shù)據(jù)，設(shè)有六位數(shù)碼管、可以實時顯示時間、系統(tǒng)還設(shè)有輸入鍵盤，用以修改實時時鐘，體現(xiàn)了系統(tǒng)簡單、工作穩(wěn)定可靠、價廉、控制時間精確及系統(tǒng)體積小等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：作息時間控制； AT89S52； 24C02目 錄1 緒論 1 背景介紹 1 作息時間控制鐘概述 12 硬件介紹 2 硬件仿真環(huán)境介紹 2 系統(tǒng)整體設(shè)計 2 控制鐘硬件設(shè)計 3 系統(tǒng)整體電路圖 43作息時間控制鐘軟件設(shè)計 6 總體介紹 6 軟件環(huán)境介紹 6 流程圖介紹 6 系統(tǒng)主程序 6 系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀寫子程序 10 顯示子程序 14 報警掃描子程序 19 鍵盤掃描子程序 20 設(shè)置時鐘子程序 22 T1定時器中斷子程序 254 系統(tǒng)調(diào)試 285結(jié)論 296附錄 24 參考文獻 30 主要元件列表 311 緒論 背景介紹隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，以及設(shè)備向小型化、智能化發(fā)展，作為高新技術(shù)之一的單片機以其體積小、功能強、價格低廉、使用靈活等優(yōu)勢，顯示出了很強的生命力。進入21世紀以來，開發(fā)推出單片機的公司很多，各種高性能單片機芯片市場也異?；钴S，新技術(shù)的不斷采用，更加使單片機的種類、性能以及應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大和提高。16位單片機的問世，使得單片機的科技含量及應(yīng)用躍上一個新的臺階。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在國內(nèi)越來越受到用戶的重視和廣泛使用。本設(shè)計是一個具有報時功能的作息時間控制鐘。它利用AT89S52單片機的定時器計時，進行時間計算；在進行時間計算，分每加一時，都與規(guī)定的作息時間比較，如果相等則進行相應(yīng)的控制或動作。由鍵盤和顯示部分組成，系統(tǒng)擴展八個按鍵用于報時及校正時間?，F(xiàn)代機關(guān)企業(yè)，特別是學校要求對時間加以控制，要按時打鈴及播放廣播，以保證學習與工作的正常運行。本設(shè)計實現(xiàn)了這些功能，給學校及其他機關(guān)企業(yè)帶來方便，整體性好，人性化強、可靠性高，實現(xiàn)了對時間控制的智能化。 作息時間控制鐘概述科技的進步需要技術(shù)不斷的提升。一塊大而復(fù)雜的模擬電路花費了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機，寫入簡單的程序，就可以使您以前的電路簡單很多。相信您在使用并掌握了單片機技術(shù)后，不管在您今后開發(fā)或是工作上，一定會帶來意想不到的驚喜。該系統(tǒng)以AT89S52為主體的設(shè)計，整體性好，人性化強、可靠性高，實現(xiàn)了對時間控制的智能化，擺脫了傳統(tǒng)由人來控制時間的長短的不便，是現(xiàn)代學校必不可少的設(shè)備。2 硬件介紹 硬件仿真環(huán)境介紹：Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。支持當前的主流單片機，如51系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列、68000系列等。 　　1）提供軟件調(diào)試功能 　　2）提供豐富的外圍接口器件及其仿真 　　RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。這樣很接近實際。在訓練學生時，可以選擇不同的方案，這樣更利于培養(yǎng)學生。 　　3） 提供豐富的虛擬儀器 　　利用虛擬儀器在仿真過程中可以測量外圍電路的特性，培養(yǎng)學生實際硬件的調(diào)試能力。 　　4） 具有強大的原理圖繪制功能 系統(tǒng)整體設(shè)計 根據(jù)設(shè)計要求畫出系統(tǒng)框圖，：上拉電阻 單片機數(shù)碼管電源驅(qū)動電路時鐘存儲器復(fù)位電路響鈴鍵盤電路 該系統(tǒng)是由微處理器、存儲器、數(shù)碼顯示部分以及鍵盤輸入部分所組成。該控制系統(tǒng)用LED數(shù)碼管顯示時、分、秒時間，可以顯示實時時鐘，顯示鬧鈴時間，盡量減少時間積累誤差，具有秒閃功能。顯示電路采用了7407芯片來完成驅(qū)的功能，利用上拉電阻共同驅(qū)動數(shù)碼管顯示時間。系統(tǒng)采用AT89S52作為處理器，利用24C02芯片作為數(shù)據(jù)存儲器，打鈴時間點數(shù)據(jù)存儲于非易失存儲器存儲24C02中，防止掉電丟失數(shù)據(jù)；能逐個檢查、修改、刪除已設(shè)置的打鈴時間點和增加打鈴時間點。系統(tǒng)還設(shè)有輸入鍵盤，用以校正實時時鐘，設(shè)定鬧鈴時間，鍵盤設(shè)計簡單、易于操作。輸出驅(qū)動電路部分，利用220V電源為系統(tǒng)提供供電，利用繼電器驅(qū)動，便于控制220V的電鈴。同時利用直流——交流轉(zhuǎn)換模塊為整個系統(tǒng)提供電源，更方便實際應(yīng)用。 控制鐘硬件設(shè)計。鍵盤部分顯示部分單片機控制部分響鈴部分 硬件系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)以單片機為基本核心，利用24C02芯片可以記錄40個鬧鈴時間，并且可以長時間記錄時間，不會造成時間混亂，可以滿足正常的作息時間設(shè)置，簡單實用，可以滿足正常的生活。根據(jù)學校作息時間，可以得到需要打鈴的時間如下表所示： 作息時間控制表時間事件動作8：00第一節(jié)課上課鈴響；延時20S8：45第一節(jié)課下課鈴響；延時20S8：55第二節(jié)課上課鈴響；延時20S9：40第二節(jié)課下課鈴響；延時20S10：00第三節(jié)課上課鈴響；延時20S10：45第三節(jié)課下課鈴響；延時20S10：55第四節(jié)課上課鈴響；延時20S11：40第四節(jié)課下課鈴響；延時20S13：00第五節(jié)課上課鈴響；延時20S13：45第五節(jié)課下課鈴響；延時20S13：55第六節(jié)課上課鈴響；延時20S14：40第六節(jié)課下課鈴響；延時20S14：50第七節(jié)課上課鈴響；延時20S15：35第七節(jié)課下課鈴響；延時20S15：45第八節(jié)課上課鈴響；延時20S16：30第八節(jié)課下課鈴響；延時20S16：40第九節(jié)課上課鈴響；延時20S17：25第九節(jié)課下課鈴響；延時20S17：35第十節(jié)課上課鈴響；延時20S18：20第十節(jié)課下課鈴響；延時20S 系統(tǒng)整體電路圖系統(tǒng)的整體的電路圖如下圖所示： 3 作息時間控制鐘軟件設(shè)計硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。軟件在硬件平臺上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強可弱，差別可能很大。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時，對軟件進行全面測試也是檢驗錯誤排除故障的重要手段。本程序用匯編語言設(shè)計。：Keil uVision2是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng)c語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期,他還能嵌入?yún)R編，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達到接近于匯編的工作效率。 　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面，使您能在很短的時間內(nèi)就能學會使用keil c51來開發(fā)您的單片機應(yīng)用程序 。 　　另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 流程圖介紹軟件設(shè)計以定時器TT2定時、內(nèi)存讀取、時鐘顯示、鍵盤掃描、報警程序為主程序。在設(shè)計中利用單片機時鐘計時集成電路完成計時的任務(wù)，并500ms向單片機發(fā)一個中斷，中斷子程序有時鐘顯示及時間比較，如比較相等，則說明作息時間已到，發(fā)出指令控制電鈴開、關(guān)操作。 系統(tǒng)主程序根據(jù)控制鐘的設(shè)計要求，設(shè)計的程序的主流程圖如圖所示： 開始 設(shè)置定時器TT2 調(diào)用讀取存儲器內(nèi)容程序 顯示時間初值