1、1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 2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3设 计 内 容 与 设 计 要 求设计内容：本课题要求以单片机为核心，设计一个具有定时和计数功能的智能化作息时间控制器。该控制器要求有以下功能：1、 按作息时间接通/ 断开电铃；2、 课间接通/断
2、开播放音 乐设备；3、 时钟显示。设计要求：1）确定系统设计方案；2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应用程序设计；*5）进行部分单元电路几应用程序的调试；4主 要 设 计 条 件作息时间控制器常用于学校教学楼的时间控制，利用单片机内部定时器实现时间基准定时，并配合“ 启动” 、“复位” 等按键的操作完成铃声、音乐的开/停控制，显 示的内容要求有时、分、秒各两位。说 明 书 格 式1. 课程设计任务书2. 目录3. 系统总体方案选择与说明4. 系统结构框图与工作原理5. 各单元硬件设计说明及计算方法6. 软件设计与说明（包括流程图）7. 调试结果与必要的调试说明
3、8. 使用说明9. 程序清单10、总结11、参考文献附录附录 A 系统原理图附录 B 程序清单评分表5进 度 安 排设计时间两周第一周：星期一 讲课，布置课题任务， 借阅有关资料；星期二 上午：讲课及课题介绍；下午：分组进行总体方案讨论，初步确定设计方案；星期三 上午：方案论证与检查；下午：分组进行总体设计，硬、软件功能分配；星期四 硬、软件流程设计与计算； 星期五 小系统焊接与调试；第二周：星期一 分单元调试调试；星期二 写说明书初稿；星期三 检查设计情况，修改说明书；星期四 整理资料，准备答辩；星期五 交设计资料，答辩。参 考 文 献6参考文献1张迎新.单 片微型计算机原理、应用及接口技术
4、.国防工业出版社2房小翠.单 片机实用系统设计技术. 国防工业出版社3何立民.单 片机应用系统设计.北航出版社4王迎旭.单 片机原理及及应用.机械工业出版社.2004 年、目 录第一章 引 言71.1 简介及技术要求 71.2 计时方案 71.3 键盘/显示方案7第二章 硬件设计 8 2.1电路原理图 82.2 系统工作流程 92.3 系统使用说明 10第三章 系统软件设计 103.1 软件设计 103.2 系统工作流程 11第四章 程序模块设计. 154.1 主程序模块 164.2 定时中断服务程序模块 184.3 扫描显示模块 2274.4 键扫描子程序 234.5 键值处理子程序 274
5、.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 33参考文献 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MCS51 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：（1） 定时
6、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8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
7、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） 。2.1 电路原理框图报时钟电路的核心
8、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9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
9、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。键盘部分显示部分单片机控制部分响铃及扩音部分图 2.1 单片机原理框图2.2 系统工作流程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。10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。
