单片机作息时间控制器课程设计

单片机作息时间控制器课程设计

湖南工程学院

课程设计

课程名称微机原理与应用

课题名称单片机作息时间控制器

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湖南工程学院

课程设计任务书

课程名称微机原理与应用

课题单片机作息时间控制器

专业班级自动化0702

学生姓名罗琦

学号200701020216

指导老师王迎旭、李晓秀、林国汉

审批

任务书下达日期2010年 6 月7日任务完成日期2010年 6 月20日

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目录

第一章引言 (7)

1.1简介及技术要求 (7)

1.2计时方案 (7)

1.3键盘/显示方案 (7)

第二章硬件设计 (8)

2.1 电路原理图 (8)

2.2 系统工作流程 (9)

2.3 系统使用说明 (10)

第三章系统软件设计 (10)

3.1 软件设计 (10)

3.2 系统工作流程 (11)

第四章程序模块设计. (15)

4.1主程序模块 (16)

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4.2定时中断服务程序模块 (18)

4.3扫描显示模

块 (22)

4.4键扫描子程

序 (23)

4.5键值处理子程序 (27)

4.6移位键处理程序模块 (30)

第五章调试及分析 (32)

第六章课程总结………………………………………………………

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参考文献 (34)

附录 (35)

第1章引言

因为单片机的种类多，而型号杂，也是我们学习中的困难，所以就MCS—51系列的产品来说，就是一个典型的学习方法。对于类似汇编的单片机编程过程，也是一个十分有趣的过程。为了更好的说明，我以上介绍先从应用电路切入，同时介绍它们的使用方法，以便能快速掌握它们的应用。

1.1简介及技术要求

校园作息时间控制系统主要用于学校，对一些以24小时为周期的开关量进行自动控制。如上下课打铃及扩音设备的开与关、教学楼照明的定时开与关、学生宿舍灯及校园路灯的定时开关的控制。技术要求如下：

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（1）定时准确，月误差《=10%。

（2）有显示和校时功能。

（3）具备到时响铃功能。

1.2计时方案

采用软件控制利用MCS-51 系列单片机内部的定时/计数器进行中数年定时，配合软件延时实现时、分、秒的计时。该方案节省硬件成本，且能够使读者在定时/计数器的使用、中数年及程序设计方面得到锻炼与提高，因此本系统将采用软件方法实现计时。

1.3键盘/显示方案

对于实时时钟而言，显示显然是另一个重要的环节。如前所述，通常有两种显示方式：

动态显示和静态显示。

直接利用MC51单片机的P0和P2口，LED动态显示。

该方案硬件连接简单，但动态扫描的显示方式需占用CPU较多的时间，在单片机没有太多实时测控任务的情况下可以采用。

第2章硬件设计

考虑到在停电时本机仍需正常走时，故单片机选用COMS低功耗产品如MCS51，由于LED显示电路耗电量较大，可将其电源与

单片机电源分开，从而使得在停电时蓄电池仅对单片机供电，而

不对显示电路供电，延长电池的供电时间。选用典型的并口扫描

显示输出。用MCS51的P0口和P2口作为段码和位码输出口，并

由2片ULN2003作为每个端口的反相驱动。利用P1口的低六位

作为6个功能键的键盘线，P3口部分口作为冬季或夏季作息时间

的选择线、临时报时处理设置线和打铃输出控制（输出部分加光

电隔离）。

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2.1电路原理框图

报时钟电路的核心是MCS51单片机，其内部带有4KB的程序ROM，无须外扩程序存储器。电脑时钟没有大量的运算和暂存数据，现有的128B片内RAM已能满足要求，也不必外扩片RAM。系统配备5位LED 显示和6*1键盘，用P1口作为键盘接口电路，P2口作为5位LED 显示的位选通口，P0口则作为字形码输出口。采用共阴极LED数码管，P0口、P2口和数码管之间串接了反相驱动芯片ULN2003，因此P2口输出高电平选中相应的位，而P0口输出低电平点亮相应的段。P3。2接用户自设定报时/作息时间报时的选择开关，开关闭合（P3。2为低电平）时，仅对用户自设定的时间点进行报时；开关断开时，则进行固定的作息时间表报时。

P3。3端口接夏令/冬令作息时间表，P3。3=1时选择择冬令作息时间表。

P3。4端口外接光电隔离器，驱动扩音机电源的控制开关，低电平有效。

图2.1 单片机原理框图2.2系统工作流程

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本单片机报时控制系统具备以下功能：

时钟显示。5位LED从左到右依次显示时、分，采用24H计时。

图2.2 时间显示图

（4）键盘功能。采用4个独立按键，包括：移位键、加1键、减1键、校时置入键。

（5）移位键：（P1。0=0）每按动移位键一次，小数点从左向右移动1位。

（6）加1键：（P1。1=0）对小数点所在位的数什进行十进制加1。（7）减1键：（P1。2=0）对小数点所在位的数值进行十进制减1。（8）校时置入键：（P1。3=0）将显示的时间值置入实时时钟的计时缓冲区。

图2.3 键盘功能

（9）扬声器驱动电路：

图2.4 扬声器驱动电路2.3 系统的使用说明

（1）时间显示。通电后，系统自动进入时钟显示，从00：00：00：开始计时，此时可以设定当前时间。

（2）时间校对。按下“移位”键，小数点从左向右移动，每按动1次，小数点便移动1位；要修改设置哪一位，只需将小数点移

到该位，便可用“加1键”或“减1键”对该位进行数字设定；

时间的校对设定一共有5位，从左到右依次为星期、小时十位、