定时打铃器论文.doc

摘要用单片机控制的自动打铃器,充分发挥单片机的体积小、价格便宜、功耗低、可靠性好等特点。单片机发展速度快，不断地进行更新换代。它将微机计算机的中央处理器CPU和外围芯片，如程序存储器ROM（或EPROM）数据存储器RAM，并行和串行接口，定时器/计数器，中断控制系统等部件集成在一个芯片之中，通过这些功能就能体现了利用单片机来控制打铃器的优势。 随着科技的发展，以单片机系统为控制中心，采用大规模集成电路生产的定时打铃产品是最新的发展趋势，具有性能稳定，走时更精确，操作简单、人性化，使用方便等特点。它还能播放音乐乐曲，兼作电子时钟显示，其外形美观大方，亮度清晰，赏心悦目，可取代传统时钟、日历、挂历等。文章介绍了一种以8051单片机为核心片，并带有数码管LED显示，时、分、秒和以指示灯做标志的按键校时自动打铃器。本设计是为了方便广大师生上、下课而设计的。自动打铃声器不须人工到时打铃，整个操做过程，全是由单片机程序控制，在初次使用或掉电时须人工校时。关键词：单片机、数码管、按键、打铃器abstractMCU control device of automatic bell, give full play to chip the size of small, cheap, low power consumption, reliability and so on. Microcontroller development speed, continue to carry replacement. Its central processing unit computer computer CPU and peripheral chips, such as program memory ROM (or EPROM) data memory RAM, parallel and serial interface, timer / counter, interrupt control system and other components in a single chip, these function can reflect the use of single-chip device to control the bell advantage.With the development of technology, single-chip microcomputer system for the control center, the use of large scale integrated circuit production time Bell is the latest product trends, with stable performance, travel time is more accurate, simple, user-friendly, easy to use and so on. It can also play music track, double electronic clock display, its elegant appearance, clear and bright, pleasing, can replace the traditional clock, calendar, calendar and so on.Article describes a core piece in 8051, with a digital LED display, hours, minutes, seconds, and to do the logo button lights automatically when the school bell device. This is designed to facilitate teachers and students, the class is designed. Ring does not automatically play when the bell to be artificial, do the whole operation process, the whole process is controlled by the microcontroller in power-down to be first used or when the artificial school.Keywords: microcontroller, digital tube, key、bell device目 录摘要 -1第一章课程设计任务书-3 1.1 设计内容及要求-31.2 定时打铃器硬件系统结构框-3第二章 设计总体方案-4 2.1 设计思路-4 2.2 设计原理及分析-42.3 总体设计框图 -=-4 2.4 AT89s52的简介-8第三章 硬件设计-73.1 设计原理总图-7 3.2 显示模块-83.3 时钟和复位-8 3.4 按键模块-9 3.5 响铃模块-10第四章 软件设计-10 4.1 流程图-10 4.2 总体程序概述-12第五章 调试过程及分析-13第六章 总结-14第七章 致谢-14参考文献-15附录 程序清单及注释-16第一章 课程设计任务书 1.1 设计内容及要求 （1）、以51系列单片机为核心设计； （2）、六位数码管显示时间； （3）、打铃时间可修改； （4）、打铃时间又键盘输入； （5）、系统时间可修改； （6）、合理设置按键，使各项功能完成方便； （7）、绘制出电路原理图和印刷电路版图； （8）、绘制程序流程图，编写控制程序； （9）、电路板的组装与调试；1.2 定时打铃器硬件系统结构框 第二章 总体设计方案2.1设计思路利用单片机及定时器设计的一个时钟，在每次秒加1的计时过程中，都与规定的时间作比较，如果相等就进行开关电铃，不等则返回。 定时打铃器主要由显示时钟模块、定时模块、校时模块、按键模块、响铃模块组成。其中时钟模块和校时模块要对时、分、秒的数值进行操作，并且秒计算到60时，要自己清零并分进1；分计算到60时，要自己清零并时进1；时计算到24时，要清零。采用6只LED数码管，分别表示。定时模块，是通过按键对定时的时、分的值进行输入，时钟时间与定时时间比较，时间到响铃。2.2设计原理及分析 校时模式按下K1，将模式选择为校时模式，K2，K3，K4分别为时钟加1键，分钟加1键，秒钟加1键。定时模式按下K2，将模式选择为定时模式，K2为定时器组选择键，K5，K6分别为定时器时钟加1键和定时器分钟加1键，K5为定时器状态选择键，每按K2一次，此组的定时器状态改变一次。2.3总体设计框图复位电路 VCC P2.0P2.7P3.4P3.7P1.0P1.4 P2.0P3.2P3.7 XTAL1XTAL2 P1.489S52按键指示灯显示电路晶振蜂鸣器+5V2.4 单片机AT89S52简介At89s52 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。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52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。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，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， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 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。8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S52 P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻 辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0不具有内部上拉电阻。 在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验 时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能 P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用） P1.7 SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR） 时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。 在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p3 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。 P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 端口引脚 第二功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断0) P3.3 INT1(外中断1) P3.4 TO(定时/计数器0) P3.5 T1(定时/计数器1) P3.6 WR(外部数据存储器写选通) P3.7 RD(外部数据存储器读选通) 此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。 RST复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。 ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。 对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。 如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。 PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。 EA/VPP外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。 如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。第三章 硬件设计3.1 电路原理设计总图各模块电路设计3.2 显示时钟模块 根据设计要求系统需要6个共阳LED数码管，数码管显示电路使用8051的动态显示功能。6个LED八段（a、b、c、d、e、f、g、d p），数码管分别显示：“时”、“分”、“秒”，用二级管的“点”作为时、分的间隔。该系统采用共阳极数码管，对于共阳极数码管，其公共端必须接高电平。3.3 时钟和复位模块3.4 按键模块采用8个独立按键，其中电阻是上拉电阻，起到保护的作用，这种接法简单有效，受到广泛的使用。3.5 响铃模块响铃电路（接P1.0）：当前时间与程序设定时间相同时，P1.0端输出低电平的方波，即打铃。每次响铃时间为60S。第四章 软件设计4.1 程序流程图主流程图开始定时器溢出中断计时程序比较打铃程序显示定时校时响铃校时K1有按下吗显示小时+1是24小时吗清小时为0K2有按下吗K3有按下吗分+1是60分吗清分为0定时设置K4有按下吗显示小时+1是24小时吗清小时为0K5有按下吗K6有按下吗分+1是60分吗清分为0定时器组4.2 总体程序概述程序可以分为7个子程序：1. 初始化程序，2.时间处理程序，3.中断程序，4.显示程序，5.定时时间程序，6.键盘扫描程序，7.打铃程序 第五章 调试过程及分析调试过程及分析 此次课程设计是利用单片机设计一个定时打铃器，通过单片机控制对键盘和数码管的管理，设计出一个可以任意打铃的一组时间点，并可以对时间和定时进行校时的打铃器。当时间走到定时点时，侧打铃一分钟，而后自动关闭，实现了打铃的目的。 硬件电路图还是比较简单的，主要有单片机、显示电路、按键电路、打铃电路。在protel 99 se 把总体的电路图绘制出来，并制成PCB板子，原件的安装都很容易。 软件是这个课题设计最重要的部分，直接关系到设计的最终成果。将编写好的源程序输入电脑，编译后出现很多错误，这些错误有许多是平时的实验遇到过的，于是进行逐条跟踪法，对每条程序检查。其中有输入的符号格式不正确，零和字母O弄混淆了，字母写错等原因。 考虑到此次程序比较复杂，若要是将整个编程编完再上机调试，那难道会很大，调试起来也不会有清晰的思路，所以将软件设计划分多个子程序来完成，先将设计的子程序逐个调试好，再将其组合完整的程序进行调试。时钟程序是整个设计的核心，是定时打铃的时间基准，没有准确走时定时打铃也就没有实用价值了。设计要程序运行显示00.00.00，分别显示时、分、秒。在调试过程中，时分秒的位置出现了错误，把端口给弄错了。还有就是走时和显示的时间间隔有些错误，是把延时时间给计数错误了。针对以上问题，通过对端口的修改以及精确的算出延时时间，都慢慢一步一步的解决遇到的不足和问题。 在前期的程序编写和几次的上机调试，使我又获得了很多新的知识，因为前期编写程序时查了很多资料学到很多知识，这些天的调试更获得很新的知识，因为程序中的错误，为了修改必须向同学很老师请教，或者自己查阅。在这个过程中无意识的获得了很多的知识。第六章 总结总结经过近这几周的努力，在老师和同学的帮助下，我基本上完成了设计任务。通过这次课程设计，我充分认识到了自学的重要性，以及学以致用的道理。我在图书馆查阅了大量的资料，同时也认识到了图书馆的重要作用。在今后的学习过程中，应该多到图书馆看一些专业方面的书籍，以丰富自己的知识。也使我加深了对单片机知识的了解和应用和对线路Protel 99 的理解和应用。由于知识水平的局限和时间的仓促，设计中可能会存在着一些不足，我真诚的接受老师和同学的批评和指正。通过本次设计，我系统的了解了时钟的设计流程，尤其是硬件和软件的设计方法，掌握了键盘显示及打铃器的控制，还有他们的硬件电路原理，和编程方式。开拓了思路，锻炼了实践动手能力，提高了工作能力和分析问题，解决了问题的能力，达到了本次课题设计的目的。由于一些原因，系统功能实现不够完善，使用不是很方便。这些都是需要完善的地方，改系统离实际使用也还有相当的距离，需要进行不断地补充和完善。通过5周的课程设计，对过去学过的知识有了进一步巩固，也学到了很多课堂上学不到的知识。特别是对各种元器件的性能和设计方法有个更深刻的了解。但是。由于对单片机课程的了解不深，在软件编程及硬件设计中还是能力不够，对比较复杂的编程不能够很快及时的完成，让自己进一步明白了自己在这方面知识的短浅，激励自己在日后的学习中应该更加努力。第七章 致谢致谢为期5周的毕业设计已经接近尾声，本次设计是我们学生在校期间的最后一次学习，我十分重视设计的全部过程。本次设计我能够顺利的完成。首先我要感谢带我们毕业设计的钟伟、唐勇老师带我们的做毕业设计，虽然他们工作极其繁忙，但他从来未忽视我们，无论我们什么时候有问题，他都会认真耐心的给我们讲授，还借给我们相关的辅导材料及查阅资料；其次感谢我们系的各位老师，对我的设计都给予了一定的指导；最后，感谢我们这个班的全部成员，在一起的共同探讨与研究，团结向上互相帮助。参考文献1 李朝青单片机原理及接口技术（修订版） 北京航空航天大学出版社，19982 李广弟单片机基础 北京航空航天大学出版社3 何立民单片机应用技术大全 北京航空航天大学出版社4 张毅刚单片机原理及接口技术 哈尔滨工业大学出版社5 谭浩强单片机课程设计 清华大学出版社6 胡汉才单片机原理及其接口技术 清华大学出版社 7 王福瑞单片微机测控系统设计大全 北京航天航空大学出版社 8 楼然苗51 系列单片机设计实例 北京航空航天大学出版社9 李 刚51 系列单片机系统设计与应用技巧 北京航空航天大学出版社10张立红单片微型机算计机原理与应用 中国劳动社会保障出版社11万福君单片微机原理系统设计与应用 中国科学技术大学出版社12冯毛官单片计算机原理与应用 西安交通大学出版社13郝波 数字电路 电子工业出版社14杨志忠数字电子技术 高等教育出版社15谭建生数字电路与逻辑设计电子工业出版社附录 程序清单及注释4.3 程序清单 程序初始化#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code a11=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40;/此表为 LED 的字模, 共阴数码管 0-9 uchar code c10=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;/定时组，时uchar code b10=0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;/定时组，分uchar *show1=c;uchar *show=b;/*定义并初始化变量*/uchar seconde=0;/秒uchar minite=0;/分uchar hour=0; /时uchar y; uchar y1;uchar d;uchar e;uchar bjcs;/报警次数sbit led1=P35; sbit led2=P34; sbit led3=P33; sbit led4=P32; sbit led5=P31; sbit led0=P30; sbit k1=P20; /调整时间sbit k2=P21; /调整时间时sbit k3=P22; /调整时间分sbit k4=P23; /调定时sbit k5=P24; /调整定时时sbit k6=P25; /调整定时分sbit dl=P14; /打铃端口void delay(