单片机作息时间控制系统设计

单片机作息时间控制系统设计

目录

第一章绪论 (3)

1. 1 课题的提出及意义 (3)

1. 2 设计的任务及要求 (3)

第二章总体方案设计 (3)

2. 1 芯片比较 (3)

2.1.1 单片机选型 (3)

2.1.3存储器的选择 (7)

2.1.4 继电器的选择 (8)

2. 2总体设计及系统原理 (9)

第三章硬件设计 (10)

3. 1 单片机部分 (10)

3.1.1 AT89C52 (10)

3. 2 存储器部分 (13)

3. 5 电源与复位电路部分 (23)

3.5.1 电源部分 (23)

3.5.2复位电路 (23)

3. 6 电铃和继电器部分 (24)

3. 7 按键部分 (24)

第四章软件设计 (25)

4．1 主程序设计 (25)

4. 2 子程序设计 (27)

第五章系统安装与调试 (28)

5．1 软件调试 (28)

5．2 系统调试 (28)

参考文献 (29)

第一章绪论

1. 1 课题的提出及意义

单片机作息时间控制实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，实现代学校必不可少的设备。

1. 2 设计的任务及要求

1．作息时间能控制电铃

2．作息时间能启动和关闭放音机

单片机作息时间控制的功能如下：

●使用4位七段显示器来显示现在的时间。

●显示格式为“时分”

●由LED闪动来作秒计数表示

●具有4个按键来作功能设置，可以设置现在的时间及显示定时设置时间

●一旦时间到则发出一阵声响，同时继电器启动，可以控制放音机开启和

关闭。

第二章总体方案设计

2. 1 芯片比较

2.1.1 单片机选型

当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。常用的单片机有很多种：Intel8051系列、Motorola和M68HC系列、Atmel的AT89系列、台湾Winbond(华邦)W78系列、荷兰Pilips的PCF80C51系列、Microchip公司的PIC系列、Zilog 的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系列等。我们最终选用了ATMEL公司的AT89C52单片机。AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，功能强大AT89C52单片机适用于许多较为复杂控制应用场合。

2.1.2显示器接口芯片的选择

LED显示器接口芯片的选择常用的显示器接口芯片有CD4511，CD4513，MC14499，8279，MAX7219，74HC164等，它们的功能有：1.CPU接受来自键盘的

输入数据，并作预处理；2.数据显示的管理和数据显示器的控制。CD4511是BCD 锁存，7段译码，驱动器，但在显示6和9时，显示为b和q，不是很好看。CD4513是BCD锁存，7段译码,驱动器(消隐)，但现在市面上不好买。MC14499为串行输入BCD码——十进制译码驱动器，用它来构成单片机应用系统的显示器接口，可以大大减少I/O口线的占用数量。但是，由片内震荡器经过四分频的信号，经位译码后只能提供4个位控信号，使信号的采集受到限制；并且，MC19944的价格偏高，也不经济。同样，8279为INTEL公司生产的通用键盘/显示器接口芯片，其内部设有16*8显示数据RAM，若采用8279管理键盘和显示器，可以减少软件程序，从而减轻主机的负担，但我们同时也发现，由于其功能比较强大，不可避免将会使外围设备与操作过程复杂化，同时价格比较贵。对比一下MAX7219和74HC164其占用资源少，且不需复杂的驱动电路。但MAX7219虽然比较好用，且一片能驱动四个数码管，但对于我们设计的系统来说，不需要很多数码管，此外MAX7219相对74HC164的价格也比较贵，所以我们最终选用74HC164，下面对MAX7219作一下介绍。

特点：

(1) 采用3线串行接口传送数据；

(2) 内部有8字节显示静态RAM和6个特殊功能寄存器，相当于14个字节的RAM单元。它们是可寻址的，即可以有选择的任意写入；

(3) 只需一个外部电阻即可调节LED的段电流，并且允许程控方式LED通电的占空比而可方便的调节LED显示的亮度，或用于模拟亮度显示；

(4) 可LED显示器的扫描个数；

(5) 有不译码和B码两种显示模式，这种选择可做到位控，即各LED显示器可以有不同的显示方式：译码或不译码；

(6) 含硬件动态扫描显示控制，可设置低功耗方式，可进行图条显示。

引脚图(如图2-1)

图2-1

说明：

工作原理简介

数据（含地址）接收

MAX7219采用串行寻址方式，在传送的串行数据中包含有RAM的地址。按照时序的要求，单片机将16位二进制数逐位发送DIN端，在CLK上升延到来之前DIN必须有效，在CLK的每个上升延，DIN被串行逐位移入MAX7219内部的16位穿行寄存器中。设最先移入的数据是D15,最后移入的数据是D0,则移入16位串行寄存器的数据是D15--D0。为了有选择的将数据写入8个显示RAM或6个特

殊功能寄存器，D0—D15中，D8—D11四位作为RAM和特殊功能寄存器的地址，D0—D7作为写入显示数据或控制字。与并行数据传送相比，MAX7219串行接收D0—D15并存放到16位串行寄存器中的过程，相当于并行传送中，将并行数据和地址送到数据和地址总线上的过程。

数据装载

16位接收寄存器将收到的D0—D7位数据写入RAM或特殊功能寄存器是在数据装载信号控制下完成的。图3-8是MAX7219的数据接收装载（写入）时序图，由图可知，LOAD必须在15个CLK下降延前由高变低，在16个CLK同时或之后由低变高（上升延）。在LOAD的上升延，8位数据D0—D7写入以4位二进制数D8—D11位地址的RAM或特殊功能寄存器中。

显示扫描

当显示模式设定后，写入显示RAM的数据将在控制器的控制下，按设定的显示模式，以动态扫描方式进行显示。

MAX7219内部显示RAM及特殊功能寄存器

显示RAM（地址*1—*8）

地址为*1H的RAM数据控制接D0引脚的显示器，地址为*2H的RAM数据控制接D1引脚的显示器。

译码方式寄存器（地址：*9H）

该寄存器的8位二进制数的各位值分别控制着8个LED显示器的译码方式。当高电平时选择BCD-B码译码模式，当低电平时选择不译码模式。B码译码的显示自行与现实数据的关系如下：

显示数据

（十六进制） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

B码字型 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 – E H L P * 其中，*代表全灭。小数点不译码，它由显示数据的D7位控制。

扫描界限寄存器（地址：*BH）

该寄存器的D0—D3位数据设定值为0—7，设定值表示显示器动态扫描个数为1—8。

停机寄存器（地址：*CH）

当位D0=0时，MAX7219处于停机状态；当D0=1时，处于正常工作状态。

显示测试寄存器（地址：*FH）

当位D0=0时，MAX7219按设定模式正常工作；当D0=1时，处于测试状态。在该状态下，不管MAX7219处于什么模式，全部LED将按最大亮度接通显示。

亮度寄存器（地址：*AH）及两度的调解或控制

亮度可通过硬件和软件两种方法调解或控制。