安全天数计数屏 毕业论文.doc

毕 业 设 计 姓 名： 学 号： 系 部： 电气工程系 专 业： 电气自动化 论文题目： 安全天数计数屏 指导教师： 职 称： 2012 年 5 月 任 务 书 任 务 下 达 日 期 ： 2012 年 5 月 日 毕业论文日期： 2012 年 5 月 日至 2010 年 5 月 日 毕业论文题目：安全天数计数屏 毕业论文专题题目：智能天数计数 led 显示屏 毕业论文主要内容和要求： 系统总体方案及硬件设计：包括单片机最小系统设计；系统单片机借口电路设计；led 数 码管电路设计： 软件设计：时间系统设计；数码管显示设计；按键控制设计；天数运行设计。 要附：源程序代码；系统原理图。 系主任签字： 指导教师签字： 摘 要 本设计是一个智能安全天数数码管显示屏，主要应用在工厂车间记录车间安全运行 天数。 本 设 计 采 用 stc89c52 是 一 种 低 功 耗 、 高 性 能 cmos8 位 微 控 制 器 ， 具 有 8k 在 系 统 可 编 程 flash 存 储 器 。 在 单 芯 片 上 ， 拥 有 灵 巧 的 8 位 cpu 和 在 系 统 可 编 程 flash， 使 得 stc89c52 为 众 多 嵌 入 式 控 制 应 用 系 统 提 供 高 灵 活 、 超 有 效 的 解 决 方 案 。 具 有 以 下 标 准 功 能 ： 8k 字 节 flash， 512 字 节 ram， 32 位 i/o 口 线 ， 看 门 狗 定 时 器 ， 内 置 4kb eeprom， max810 复 位 电 路 ， 三 个 16 位 定 时 器 /计 数 器 ， 一 个 6 向 量 2 级 中 断 结 构 ， 全 双 工 串 行 口 。 另 外 stc89x52 可 降 至 0hz 静 态 逻 辑 操 作 ， 支 持 2 种 软 件 可 选 择 节 电 模 式 。 空 闲 模 式 下 ， cpu 停 止 工 作 ， 允 许 ram、 定 时 器 /计 数 器 、 串 口 、 中 断 继 续 工 作 。 掉 电 保 护 方 式 下 ， ram 内 容 被 保 存 ， 振 荡 器 被 冻 结 ， 单 片 机 一 切 工 作 停 止 ， 直 到 下 一 个 中 断 或 硬 件 复 位 为 止 。 最 高 运 作 频 率 35mhz， 6t/12t 可 选 ， 介绍了以它为控制系统的智能安全天数 led 显示屏设计和开发过程。通过串行输入/输出 或者并行输出移位寄存器 74hc595 来控制数码管显示安全天数信息 该电子显示屏可以显示安全天数和年月日时分秒信息，显示采用动态显示， 。文中详 细介绍了智能安全天数 led 显示看板的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、 相应软件的程序设计，以及使用说明等。 单片机控制系统程序采用单片机 c 语言进行编辑，通过编程控制 8 段 led 数码管随 意显示，数码管显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在工厂、银行、 证券所、运动场馆场合显示环境参数实时，重大活动倒计时等等得到广泛的应用。 经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强 。 关键词： stc89c52 单片机； 数码管； 时间； 设置；天数。 目 录 1 概述 1 2 系统总体方案及硬件设计 2 2.1 总体设计 2 2.2 系统时钟电路设计 2 2.3 系统复位电路的设计 .2 2.4 安全天数显示屏的显示电路设计 3 2.5 时钟电路模块设计 3 3 软件设计 6 3.1 概述 6 3.2 主模块的设计 6 3.3 基本显示模块设计 7 3.4 时间、天数设置模块设计 .8 3.5 安全天数递总功能的实现 .9 4 课程设计体会 .10 5、参考文献 11 附录一 系统程序清单 .12 附录二 系 统原理图 .22 1 概述 本设计是工厂安全天数计数和时钟显示屏,由单片机 stc89c52 芯片、ds1302 时钟芯 片和 led 数码管为核心，辅以必要的电路，构成的一个设计。 时钟部分设计可采用数字电路实现，也可以采用单片机定时器来完成，但是使用时 钟芯片设计，时间运行会很精确误差很小。用数码管显示“年”，“月”，“日”， “时”，“分”，“秒”的现代计时装置。单片机具有集成度高、功能强、通用性好、 特别是它能耗低、价格便宜、可靠性高、抗干扰能力强和使用方便等独特的优点，所以 单片机现在广泛的应用到家用电器、机电产品、儿童玩具、机器人、办公自动化产品等 领域。所以在该设计中采用单片机利用 stc89c52 单片机简介 stc89c52 是一种低功耗、 高性能 cmos8 位微控制器，具有 8k 在系统可编程 flash 存储器。在单芯片上，拥有灵 巧的 8 位 cpu 和在系统可编程 flash，使得 stc89c52 为众多嵌入式控制应用系统提供高 灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节 flash，512 字节 ram， 32 位 i/o 口线，看门狗定时器，内置 4kb eeprom，max810 复位电路，三个 16 位 定时器/ 计 数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口。另外 stc89x52 可降至 0hz 静态逻辑 操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu 停止工作，允许 ram、定时器/ 计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，ram 内容被保存，振荡器被冻结，单 片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率 35mhz，12t 。 stc89c52 单片机结合八段显示器设计本系统，可以设置现在的时间运行及 天数计时，若日期每过一天则安全天数会总加一天，如果当天发生事故，也可从新设定 安全运行天数。 设计内容包括了 ds1302 时钟电路、数码管显示电路、按键电路以及供电电源等几部 分的设计。采用三个开关来控制设定当前系统时间和天数信息，分别为：k1、设置状态 按键；k2、数码管移位按键；k3、数码管加数按键。 准备中根据具体的要求，查找资料，然后设定程序，依据程序利用搭建的电路试验， 对出现的问题进行分析和反复修改源程序，最终得到正确并符合要求的结果。 第 2 页 2 系统总体方案及硬件设计 2.1 总体设计 天数计数应包括时钟信息、数码管显示电路、按键电路以及供电电源等几部分。按键 功能说明：k1，进入设置状态可设置当前时间和天数显示；k2，数码管移位选中要设置 的数码管；k3，当前的数码管进行加数。如图 1 安全天数显示屏的系统框图： 图 1 安全天数显示屏的系统框图 安全天数显示屏的主电路指的是图中虚线框内部分，主要涉及到 cpu 电路和按键按 钮电路。主机的设计具体地说有：1）系统时钟电路设计；2）系统复位电路设计；3）按 键电路设计；4）时钟读取设计。 2.2 系统时钟电路设计 对于时间要求很高的系统，只要按图进行设计就能使系统可靠起振并稳定运行。本设 计采用高精度时钟芯片 ds1302，时钟晶振使用 32.768khz，利用单片机读写时钟芯片的 时间。 2.3 系统复位电路的设计 智能系统一般应有手动或上电复位电路。复位电路的实现通常有两种方式：）rc 复位电路；）专用 监控电路。前者实现简单，成本低，但复位可靠性相对较低；后 者成本较高，但复位可靠性高，尤其是高可靠重复复位。对于复位要求高、并对电源电 压进行监视的场合，大多采用这种方式,本次课程设计采用了上电按钮电平复位电路。 复位、时钟等电 路 按钮电路 18 个数码管显示电路 ds1302 时钟电路 电源系统 第 3 页 2.4 安全天数显示屏的显示电路设计 本次课程设计采用了 18 位数码管显示电路。在 18 位 led 显示时,为了简化电路 ,采 用动态显示的方式， 18 个 led 显示器采用 74hc595 驱动显示,每个数码管对应接一个 74hc595 芯片，译码显示电路将“天数”“年”，“月”，“日”，“时”，“分”， “秒”计数器的输出状态八段显示译码器译码，通过 18 位 led 八段显示器显示出来。 2.5 时钟电路模块设计 ds1302 是 dallas 公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时， 时钟/日历和 31 字节静态 ram，可通过简单的串行接口与单片机进行通信，秒分时日日 期月年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，可通过 am/pm 指示决定采用 24 或 12 小时格式，保持数据和时钟信息时功率小于 1mw。 如下图所示：ds1302 与单片机的连接也仅需要 3 条线：ce 引脚、sclk 串行时钟引脚、 i/o 串行数据引脚，vcc2 为备用电源，外接 32.768khz 晶振，为芯片提供计时脉冲。 vcc_5v：为电路中的主电源；vcc2，也就是 bt1 为备份电源。当 vcc2vcc1+0.2v 时， 由 vcc2 向 ds1302 供电，当 vcc2 #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define shake 10 sbit addkey=p30; sbit movekey=p31; sbit setkey=p13; sbit sd=p14; sbit rck=p16; sbit slk=p15; uchar dis_data20=0; uchar currentday,count,elect,set_sign,num,seat,blink; int cdays; uchar data disp_code12=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90, 0xff,0xbf; uchar zu15= 第 12 页 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4 ; void delay(uint z) while(z-); void delay_1ms(unsigned int ms) unsigned int i; while(ms-) for(i=0;i= shake num+; if(num 9) num = 0; else add_flg = add_num = 0; void moveset() static bit move_flg; static uchar move_num; if(!movekey) move_num +; if(move_num = shake dis_dataseat = num; seat+; if(set_sign = 1) if(seat 13) seat = 2; if(seat 17 ) seat = 14; num = dis_dataseat ; else move_flg = move_num = 0; void setup() static bit set_flg; static uchar set_num; 第 15 页 if(!setkey) set_num+; if(set_num = shake if(elect = 0) elect = 1; count = 0; set_sign = 1; else if(elect = 2) dis_dataseat = num; if(set_sign = 1) read_year= dis_data2*16 + dis_data3; mon=dis_data4*16 + dis_data5; day=dis_data6*16 + dis_data7; read_hour= dis_data8*16 + dis_data9; read_min=dis_data10*16 + dis_data11; read_sec=dis_data12*16 + dis_data13; ds1302_initial(); read_day = (day/16)*10+(day%16); read_mon = (mon/16)*10+(mon%16); currentday=read_day; sector_erase(cdays_addr); byte_program(cdays_addr,cdays/100); byte_program(cdays_addr+1,cdays%100); byte_program(cdays_addr+2,currentday); else 第 16 页 cdays = dis_data14 * 1000 + dis_data15 * 100 + dis_data16 * 10 + dis_data17; sector_erase(cdays_addr); byte_program(cdays_addr,cdays/100); byte_program(cdays_addr+1,cdays%100); byte_program(cdays_addr+2,currentday); set_sign = elect = 0; else set_sign+; else set_num = set_flg = 0; if(elect = 1) count+; if(count = 150) count = 0; if(set_sign = 1) seat = 2; num = dis_dataseat; else dis_data14=cdays/1000%10; dis_data15=cdays%1000/100; dis_data16=cdays%100/10; dis_data17=cdays%100%10; seat = 14; num = dis_datase