自动打铃装置设计.doc

单片机与接口技术 课程设计（）题目： 自动打铃装置 目 录第1章 课程设计目的与要求11.1 课程设计目的11.2 课程设计的实验环境11.3 课程设计的预备知识11.4 课程设计要求1第2章 课程设计内容2第3章 课程设计的考核23.1 课程设计的考核要求23.2 课程性质与学分2第4章 设计34.1 系统硬件框图设计说明4.2 输出电路设计4.3 按键及显示电路设计4.4 CPU最小系统设计4.5 电源电路设计4.6 主程序、按键、显示、定时及控制子程序设计4.7 元件列表4.8 课程设计总结课程设计目的与要求1.1 课程设计目的“单片机与接口技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计与制造出具有较复杂功能的小型单片机系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。 能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。 培养独立思考、独立收集资料、独立设计规定功能的单片机系统的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。1.2 课程设计的实验环境利用windows操作系统及应用软件进行绘图和编程。1.3 课程设计的预备知识熟悉单片机与接口技术课程的相关知识及电子线路CAD工具软件。1.4 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第二章给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容： 1、对设计课题进行简要阐述，并说明设计任务及具体要求。 2、论述系统设计方案，并画出总体电路结构图及功能分割图。3、能够较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务。4、各功能模块设计说明、设计实现过程及源程序。 5、能够较熟练地应用一种编辑软件编写程序，掌握单片机系统软件设计的基本方法6、课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。7、课程设计总结8、字数4000左右，有系统电气原理图。9、严格执行辽宁工学院课程设计（）管理规定目录页：并按“目录格式”要求进行排版。正文页：并按“正文格式”要求进行排版。参考文献页：并按“参考文献格式”要求进行排版。课程设计内容设计技术参数1、 入口电压AC220V；2、 出口电压AC220V，可驱动AC220V/200W的多个电铃负载；3、 数码管显示器可显示时、分、秒；4、 通过按键调整时间5、每次打铃时间10秒工作量1、系统硬件框图设计说明2、系统电气原理图设计3、AC220V打铃电源输出子程序4、显示子程序5、内部计时中断服务子程序设计6、主程序设计工作计划第一天第二天第三天第四天第五天AC220V输出驱动电路按键及显示电路设计cpu最小系统设计电源的设计主程序、按键、显示、定时程序设计第3章 课程设计的考核3.1 课程设计的考核要求课程设计采用五级(优、良、中、及格、不及格)评分制。3.2 课程性质与学分单片机与接口技术课程设计的课程性质：考查 学分：2、第4章 设计41系统硬件框图设计说明本设计要求用AT89C51单片机实现学校的自动打铃控制，系统框图如下：图1.1 系统总体框图42输出电路设计时钟显示电路秒个位秒十位分个位分十位时个位时十位Cpu音响控制输出控制功效执行机构输出电路是位于输出信号与执行机构之间的电路，应根据两者的要求以及执行机构的功率要求进行设计，这力执行机构为打铃电路，下图所示驱动使定时器产生定时为2-3S的“嘀嘀嘟嘟”的音响输出电路，定时器1产生定时信号，定时器2和3接成振荡器。由于两级振荡器选用的RC常数不同，形成不同的音频震荡信号，因此，电路产生不同频率的音响信号。43按键及显示电路设计本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等4部分组成。通过内部定时产生中断，从而驱动电铃打铃。设定51单片机工作在定时器工作方式1，每100ms产生一次中断，利用软件将基准100ms单元进行累加，当定时器产生10次中断就产生1S信号，这时秒单元加1，同理，对分单元和时单元计数，从而产生秒，分，时的值，通过六位七段显示器进行显示。当时钟时间与设置时间一致时，驱动电路动作进行打铃，每次打铃10秒。本系统是通过MCS - 51 内部定时器T0 产生中断来实现计时的。T0 工作在定时器工作方式1 ,每100 ms 产生一次中断,利用软件将基准100 ms (1/ 10 s) 单元进行累加计数。当定时器产生10 次中断后就产生了1 秒信号,这时秒单元加1 ,同理,可对分单元和时单元计数,从而产生秒、分、时的时间值,并通过连接在8155A 口、B 口上的六位七段显示器进行显示。为了提高对32个地址的寻址能力，可以把时钟或RAM寄存器规定为多字节方式，在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始，必须管按数据传送的次序电先的8个寄存器。但是当以多个字节写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节，不管是否写了全部31字节，所写的每个字节都将传送至RAM。时钟暂停：秒寄存器的位7定义位时钟暂停位，当它为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式，通常在对DS1302进行写操作时，停止振荡，当它为0时时钟将开始启动。8051通过串口向DS1302写数据的程序框图如图:其中,Px可以是8051单片机的任何一位I/O口,注意因为DS1302的数据发送或接收时序和8051的串行口不完全一致,困此,需要在TXD的输出端加反相器,另外,接收数据时,不能以串行口的接收方式接收,必须将串行口当作普通I/O口进行数据接收.DS1302的晶振选用32.768KHZ，电容推荐值为6PF，因为振荡频率较低，也可以不接电容， 对计时精度影响不大。显示程序设计本显示采用的是动态显示，段控和位控都经过反相器，显示的字形代码是共阳的显示代码，位控信号输出时是高电平有效。在校时时，采用的是点亮小数点信位调节器节标志，哪位小数点亮表示调整的是该位的值。显示子程序的第一部分是拆字，显示缓冲区是2FH2AH；第二部分是查字形代码，输出段控和位控信号，由于采用的是动态显示，所以每输出一位的段控和位控信号要延时一定的时间，使LED显示器显示的字符是稳定的。显示电路电路图如下：图1.3 LED显示电路按键电路电路图如下：键盘接口设计由于按键盘只有3个，采用独立式按钮,分别与8051的P10.P11.P12相连,用普通按钮10K上拉电阻，用查询法完成读键功能。 图1.4 按键电路44 CPU最小系统设计具体CPU最小系统电路图如下图1.5 CPU最小系统电路图单片机是在一块芯片上集成了 、口、定时 计数器，使其具备了一台微型计算机的特征。设计的最小系统包括CPU选择和存储器扩展。本设计采用AT89c51作为CPU， AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。能在额定功率下安全，可靠的工作。为了确保CPU更可靠的工作本设计采用MAX610芯片构成不间断稳压电源，其芯片输入电压220V或110V，输出5V或(1.39)V 可调。4.5电源电路图如下： 图1.6 电源电路图.主程序、按键、显示、定时及控制子程序设计由流程图设计主程序、按键、显示、定时及控制子程序如下：） 主程序 2）按键子程序ORG0000H INT1或INT0中断服务程序: LJMP MAIN; 转主程序 INT0 中断服务程序ORG0003H ORG0050HLJMP INT0 ; 转INT0 中断 INT0 : CLR EX0ORG000BH JNB P3. 2 , LJMP CLOCK; 转定时器T0 中断 INC 28HORG0013H MOV A ,28HLJMP INT1 ; 转INT1 中断主程序: ADD A , # 00HMAIN:MOV A , # 03H DA AMOV R0 , # 20H MOV 28H ,AMOVX R0 ,A SUBB A , # 60HMOV SP , # 5AH JC DSUP2MOV 2BH , # 60H MOV 28H , # 00HMOV 2CH , # 60H DSUP2 :LCALL DSUPMOV 2DH , # 24H SETB EX0MOV TMOD , # 01H INT1 中断服务程序:MOV TH0 , # 3CH INT1 :CLR EX1 MOV IE , # 87H JNB P3. 3 , SETB TR0 INC 29HLOOP :LCALL DSUP MOV A ,29HLJMP LOOP ADD A , # 00H SUBB A , # 24H 编JC DSUP3MOV 29H , # 00HDSUP3 :LCALL DSUPSETB EX1RET3）显示子程序显示子程序:DSUP :MOV R0 , # 4FH MOVX R1 ,A MOV A ,27H MOV A ,R2 ACALL PTDS MOV R1 , # 22H MOV A ,28H MOVX R1 ,AACALL PTDS MOV R3 , # 00H MOV A ,29H DSUP4 :DJNZ R3 ,DSUP4 ACALL PTDS INC R0 MOV R0 , # 4AH CLR CMOV R2 , # 0DFH MOV A ,R2 MOV DPTR , # SEGPT RR A DSUP1 :MOV A , # 00H MOV R2 ,AMOV R1 , # 21H JB ACC. 7 ,DSUP1MOVX R1 ,A RETMOV A , R0 PTDS:MOV R1 ,AMOVC A , A + DPTR ACALL PTDS1 MOV A ,R1 SWAP A SEGPT：DB OCOH,OF9H,OA4H,OBOH,99H ,92H,82H,OF8H,90H,80H ; MOV R0 ,A DEC RORG 23A0H PTDS1 :ANL A , # OFH4）控制子程序控制程序包括主程序、中断服务程序和查看数据区控制程序。程序所用到的AT89C51单片机内部RAM：30H37H为时间计数和计数基制单元；38H3BH 为数据暂存单元。8155中的256个字节的RAM 为AT89C51单片机的外部扩展数据存储器，地址为00HFFH，其中：10HCFH为时间控制数据区；4AH4FH 为显示缓冲区。控制程序如下: MOV P1 ,ALOOP1 :MOV DPTR , # 100CH LOOP3 :RETMOV 2EH ,DPL 5）定时子程序 LOOP4 :MOV DPL ,2EH T0 中断服务程序;MOV R3 , # 04H CLOCK:PUSH PSWMOV R1 , # 2AH PUSH ACCLOOP2 : INC DPTR SETB RS0DJNZ R3 ,LOOP2 MOV TL0 , # 0B7HMOV 2EH ,DPL MOV TH0 , # 3CHMOV R3 , # 03H INC 26HCLR A CJNE A , # 0AH ,DONEMOVC A , A + DPTR MOV 26H , # 00HJZ LOOP3 CJNE A , # 0AH ,DONEMOV 3AH ,A MOV 26H , # 00HLOOP5 : INC DPTR MOV R0 , # 27HDEC R1 MOV R1 , # 28H CLR A LOOP0 :MOV A , R0MOVC A , A + DPTR ADD A , # 01HMOV 3BH ,A DA AMOV A , R1 MOV R0 ,ACJNE A ,3BH ,LOOP4 MOV 38H , R1DJNZ R3 ,LOOP5 CJNE A ,38H ,DONE0MOV A ,3AHCPL AMOV R0 , # 00H DONE0 :ACALL LOOP1INC R0 DONE0 :ACALL LOOP1INC R1 DONE:POP ACCDJNZ R3 ,LOOP0 POP PSW RET元件列表1 AT89C51 1片 6.按键 3个 2 DS1302 1片 7.电阻 若干3 74LS164 1片 8.电容 若干4 数码显示管 6片 9.三极管 若干48课程设计总结在课程设计过程中也遇到了许多困难，我掌握了单片机接口设计的技巧，在查阅资料的过程中，学会了许多书本上学不到的东西，并且使自己的动手能力得到了加强，这次课程设计是我们学习完单片机及应用技术之后一次较为综合的设计，毫无疑问，每个人理论与实践的能力都得到了前所未有的锻炼，经过为期3余天的查阅资料、自己总结、与同学探讨等渠道，查到一些关于片子的资料，详细