【正文】 ，工作的忙碌性和繁雜讓人容易忘記當(dāng)前時間。對于學(xué)校來說作息時間尤為重要。可編程時間控制器可實現(xiàn)對時間控制的智能化，擺 脫由人控制時間的長短不同的不便，并且可以在必要時人工切入控制， 完美的滿足作息時間控制。在選取設(shè)計方案和采取元器件方面，該系統(tǒng)本著簡單實用經(jīng)濟的思想，盡量簡化電路，以 最經(jīng)濟的方式達(dá)到設(shè)計要求。 研究內(nèi)容及采方法 （ 1）主要研究內(nèi)容 單片機 系統(tǒng) 課程設(shè)計 5 用 C 語言編寫作息時間控制程序，按照給定的時間模擬控制，上下課打鈴、燈光控制（屏幕顯示），并且具備日期和時鐘顯示。 （ 2）主要采用方法 程需要用到延時程序，所以把延時程序單獨做成一個子程序，然后在需要的時候調(diào)用它，使得時間顯示 程序更加精煉，此時日期和時鐘顯示功能已經(jīng)完成；而后設(shè)計燈光控制（屏幕顯示），采用比較跳轉(zhuǎn)的方式即可，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時間區(qū)域時通過比較來判斷是亮燈還是滅燈；隨后是上下課打鈴的模擬，需要調(diào)用 DOS顯示功能，將設(shè)定好的時間在屏幕上顯示出來，然后調(diào)用 PC 機內(nèi)部時鐘，判斷時鐘與給定時間是否相同，進而判斷是否響鈴，若響鈴則調(diào)用設(shè)定好的響鈴程序，并實現(xiàn)屏幕模擬顯示；給定時間修改是調(diào)用鍵盤 I/O 中斷功能號，獲取鍵值的方法來進入，先確定應(yīng)該修改哪個響鈴，再將新的響鈴時間數(shù)據(jù)存入要修改時鐘的緩沖區(qū)，并將其覆蓋來實現(xiàn)；模擬手動控制 、用揚聲器模擬打鈴，同樣采用調(diào)用鍵盤 I/O 中斷功能號，獲取鍵值的方法，判斷是否與設(shè)定的手動按鍵相同，若相同則進入手動控制，進入后調(diào)用響鈴程序，而后自動退出響鈴，開始其他響應(yīng)功能。硬件成本相 對較高，軟件編程簡單。綜合兩者特點，此次設(shè)計精度不高，而且根據(jù)設(shè)計思想的經(jīng)濟性，采用第一種方案。程序執(zhí)行后工作指示燈 LED 閃動，表示程序開始執(zhí)行，同時顯示系統(tǒng)時間。當(dāng)四路鬧鐘中的任一路到時，均會點亮燈、打鈴。 硬件電路及芯片介紹 AT89C51 單片機 本設(shè)計的核心硬件就是 8051 芯片，這里選擇了 AT89C51,AT89C51 是一種帶4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案 。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時， P0 輸出原 碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2 口為一個內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是 由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址“ 1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。如果微處 理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。 EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 HD44780 具有簡單而功能較強的指令集 ，可以實現(xiàn)字符移動、閃爍等功能。 HD44780 控制器由兩個 8 位寄存器、指令寄存器（ IR）和數(shù)據(jù)寄存器（ DR）、忙標(biāo)志（ BF）、顯示數(shù)據(jù) RAM（ DDRAM）、字符發(fā)生器 ROM（ CGROM）、字符發(fā)生器 RAM（ CGRAM）、地址計數(shù)器（ AC）。 BF 為 1 時，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)。 CGROM 由 8 位字符碼生成 5*7 點陣字符 160 種和 5*10 點陣字符 32 種， 8 位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)系，可以查看參考文獻(xiàn) [3]中的表 4?？梢宰远x 8 個 5*7 點陣字符或者 4 個 5*10 點陣字符。 LM016L 液晶模塊的引腳功能見表： 單片機 系統(tǒng) 課程設(shè)計 10 圖 LCD1602 引腳圖 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 3 腳： VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 將 respack8 的 1 口接電源， 2~8 口順序和 P3 口相連接，并和 LCD 的數(shù)據(jù)口D1~D7 相接， VSS 接地， VDD 接電源， VEE 接滑動變阻器， RS 口接 口，RW 口接 口， E 口接 口。這時，可將每個按鍵接在一根 I/O 接口線上，這種方式的連接稱為獨立式鍵盤。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根 I/O 接口線， I/O 接口線浪費較大。在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。當(dāng) I/O 接口內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可以不配置上拉電阻。 圖 蜂鳴器接線圖 單片機 系統(tǒng) 課程設(shè)計 12 （ 3） respack8:上拉電阻鍵 K1~K4 分別與單片機的 ~ 口相接。發(fā)光二極管 D1 和 口相連接用以顯示秒計時，發(fā)光二極管和 口相連接用以顯示鬧鐘時的廣播， 按鍵 K1~K4 分別與單片機的 ~口相接，以實現(xiàn)按鍵的多功能使用。本章節(jié)系統(tǒng)的介紹了可編程作息控制器的主程序和主要功能子程序的設(shè)計流程，具體的代碼見附錄。主要完成 LCD 初始化，單片機初始化，鍵盤掃描和顯示時間等功能。但是無論按下鍵位還是松開鍵位都會產(chǎn)生抖動。抖動消除有兩種方法：硬件消除和軟件消除。軟件消除是利用延時來跳過抖動過程。流程圖如下 單片機 系統(tǒng) 課程設(shè)計 15 圖 時鐘調(diào)節(jié)流程圖 鬧鐘時間調(diào)節(jié)程序設(shè)計 按下 K3 鍵進入鬧鐘模式，此時顯示器第二行顯示鬧鐘時間， K1 和 K2 可調(diào)節(jié)鬧鐘的時間，設(shè)置完畢后，按下 K3 鍵完成設(shè)置此時會顯示設(shè)置好的鬧鐘時間，250ms 過后，自動返回時鐘模式。這次課程設(shè)計的制作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。我從資料的收集中，掌握了很多單片機、 LED 數(shù)碼管的知識，讓我對我所學(xué)過的知識有所鞏固和提高，并且讓我對當(dāng)今單片機、 LED 的最新發(fā)展技術(shù)有所了解。在今后的日子里，我仍然要不斷地充實自己，爭取在所學(xué)領(lǐng)域有所作為。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。也練就了我的耐心，做什么事都在有耐心。 單片機 系統(tǒng) 課程設(shè)計 18