電子設(shè)計綜合訓(xùn)練之作息時間控制器(編輯修改稿)
2025-08-03 16:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 端口（P1口）~ I/O端口（P2口）~ I/O端口（P3口） 時鐘與復(fù)位電路的設(shè)計 單片機工作的時間基準是有時鐘電路提供的。在單片機的XTAL1和XTAL2兩個引腳，接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機的時鐘電路，如原理圖所示。電路中，電容C4和C5對晶振頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍為（3010）pF。石英晶體選擇12MHz，選擇不同的石英晶體，其結(jié)果只是機器周期不同，影響計數(shù)器的計數(shù)初值。 單片機的復(fù)位方式有上電自動復(fù)位和手動復(fù)位兩種。本設(shè)計系統(tǒng)采用上電自動復(fù)位和手動復(fù)位組合電路，如原理圖中單片機的RST引腳連接R1（）、C3（10），按鍵S2可以選擇專門的復(fù)位按鍵，也可以選擇輕觸開關(guān)。只要Vcc上升時間不超過1ms，它們都能很好的工作。 LED顯示電路設(shè)計 單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，通常都需要進行人機對話，這包括人對應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入，以及應(yīng)用系統(tǒng)向人們顯示運行狀態(tài)與運行結(jié)果等。 LED顯示電路由段驅(qū)動電路和位驅(qū)動電路組成。由于單片機的并行口不能驅(qū)動LED顯示器，必須采用專門的驅(qū)動電路芯片，使之產(chǎn)生足夠大的電流，顯示器才能正常工作。如果驅(qū)動電路能力差，即負載能力不夠，顯示器亮度就低，而且驅(qū)動電路長期在超負荷下運行容易損壞。 LED顯示器的顯示控制方式分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種，若選擇靜態(tài)顯示，則LED驅(qū)動器的選擇較為簡單，只要驅(qū)動器的驅(qū)動能力與顯示器的電流相匹配即可，而且一般只需考慮斷的驅(qū)動；動態(tài)顯示則不同，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段和位選信號共同配合完成的，因此，要同時考慮段和位的驅(qū)動能力，而且段的驅(qū)動能力決定位的驅(qū)動能力。 本系統(tǒng)采用并行驅(qū)動動態(tài)顯示。采用單片機P2口的低4位作為LED的位碼輸出信號，P0口作為段碼輸出信號。該驅(qū)動電路如原理圖所示，P0口作為段碼輸出信號需外接上拉電阻。圖23為4位共陰極數(shù)碼管帶時鐘的引腳圖圖23 4位共陰極數(shù)碼管帶時鐘的引腳分布 4位共陰極數(shù)碼管帶時鐘的引腳分布，正面逆時針方向依次為1—12。段碼引腳連線為 A11 B7 C4 D2 E1 F10 G5 D53 D63位碼引腳連線為 按鍵電路設(shè)計 作息時間控制器系統(tǒng)在工作時應(yīng)具備兩項基本功能：一是隨時改變定時（作息時間）時間；二是隨時對當前時間進行調(diào)整。要實現(xiàn)這一功能，可以接入鍵盤輸入電路。 鍵盤結(jié)構(gòu)可以分為獨立式鍵盤和行列式鍵盤（矩陣式）兩類，本系統(tǒng)只需4個按鍵，因此選擇獨立式按鍵。如原理圖所示，電路有4按鍵組成，按鍵采用輕觸開關(guān)，分別命名為KEYKEYKEYKEY4。KEY1和KEY2配合完成對時間的調(diào)整，KEY3實現(xiàn)功能切換，KEY4實現(xiàn)查看作息時間。 蜂鳴器電路設(shè)計 設(shè)計要求定時時間到，要有到時提示?？梢赃x擇一只蜂鳴器（HA）作為三極管VT1的集電極負載，當VT1導(dǎo)通時，蜂鳴器發(fā)出嗚叫聲；VT1截止時，蜂鳴器不發(fā)聲。R5是限流電阻。圖24 為蜂鳴器驅(qū)動電路。圖24 蜂鳴器驅(qū)動電路 。=0時，VT1導(dǎo)通，使蜂鳴器的兩個管腳間獲得將近5V的直流電壓，蜂鳴器中有電流通過，而產(chǎn)生蜂鳴聲； =1時，VT1截止，蜂鳴器的兩個管腳間的直流電壓接近于0，蜂鳴器不發(fā)生。3 軟件設(shè)計 硬件部分設(shè)計制作完成后，關(guān)鍵是程序的編寫。程序主要包括一下幾個部分：主程序、LED動態(tài)顯示子程序、時鐘計時子程序、鍵盤判斷與處理子程序。 主程序設(shè)計 程序按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計，所有功能都可通過調(diào)用子程序完成，主程序較簡單，內(nèi)容一般包括：主程序的起始地址、有關(guān)內(nèi)存單元及相關(guān)部件的初始化和一些程序調(diào)用等。其設(shè)計框圖如圖31所示。主程序定義變量、設(shè)置顯示時間和定時時間初值定時器0、定時器1初始化，開中斷，并啟動TR0、TR1開始計時執(zhí)行小時、分鐘處理子程序調(diào)用實時時間調(diào)整子成序調(diào)用作息時間調(diào)整子程序作息時間到否？報警30秒圖31 主程序設(shè)計框圖 本系統(tǒng)的設(shè)計中，使用了兩個中斷：a） T0中斷：采用T0定時中斷工作方式，產(chǎn)生100ms的單位時間。b） T1中斷：采用T1定時中斷工
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