单片机大作业.docx

课题名称简易楼道灯电费计价系统院、系、部自动化与电气工程学院专 业电气工程及其自动化班 级姓 名学 号指导教师单片机大作业1.作业背景城市居民楼内一般安装有楼道灯，方便夜间居民上下楼，其工作特点是人来灯亮，人走灯灭。以热释电型楼道灯为例，其基本工作原理是：热释电传感器能检测人体是否进入感应范围，当人体未进入感应范围，即离楼道灯还有一定距离时，传感器输出低电平；当人体进入感应范围，即靠近楼道灯时，传感器输出高电平。根据传感器的输出，单片机可决定是否点亮楼道灯。由于楼道灯属本单元全体居民共用，为便于电费结算，现要求设计一套简易楼道灯电费计价系统，系统能自动计算楼道灯在一个月内的总点亮时间，并据此计算出应缴电费额度。2.作业要求系统由电源电路、热释电传感器、单片机、按键以及显示器组成，楼道灯供电为220市电，功率2kW（实际灯泡功率一般不会这么大。考虑到实验演示时间有限，故假设此灯泡功率为该值）。其中电源采用5V，热释电传感器的输出采用按键按下与否进行模拟，单片机采用51，显示器采用4位数码管，电价按5.86元/千瓦时（实际电价一般为0.58。考虑到实验演示时间有限，故假设电价为该值），要求电费计算精度精确到0.01元。用户可用按键查询本月楼道灯总点亮时间（精度0.01小时），以及本月总电费。3.硬件部分（1）仿真电路图（2）实物电路图： （3）元器件列表STC89C52RC一个按钮开关3个四位共阳数码管1个12M晶振1个CS9012三极管1个二极管1个ZS230-25G灯泡1个HK4 100F-DC5V-SHG继电器1个接线端子1个3906PNP三极管4个电容、电阻若干（4）电路介绍：1起振电路：由一个12M晶振和两个20pF的电容组成，接在单片机STC89C52的18、19脚间，为整个电路提供时钟脉冲，一个机器周期为1us。2复位电路：由一个0.1nF的电容和一个100的电阻，电容两端并联一个按钮开关S6组成复位电路，接在单片机第9脚上，按下开关S6，电路复位。同时，将31脚接至VCC，采用 内部存储器。3数码管显示电路：采用四位7段共阳数码管位选线接至P2.0-P2.3，段选线接至P0口。4外部中断连线：按钮开关S1控制定时器T0开关状态，按下S1，模拟人来，则控制灯亮；按钮开关S2接至P3.3，控制外部中断INT1，按下S2，数码管显示当月灯亮总时间。4.软件部分（1）程序流程图YN声明变量、设置初始值开始设置定时器方式输出设置定时值、启动定时器T1若按下S1？设置定时值、启动定时器T0调用计费显示函数主程序NT1_1month当月灯亮总时间清零溢出？计数1个月？返回设置定时值、启动定时器T1Y 定时1个月中断子程序YNT0_30s设置灯灭设置定时值、启动定时器T0溢出？计数30s？Y返回N定时30s中断子程序NY声明变量、设置初始值读取数组数据、处理数据输出延时2ms、下一个扫描码Ndisptime4次扫描？返回Y灯亮总时间显示函数声明变量、设置初始值读取数组数据、处理数据输出延时2ms、下一个扫描码Ndispmoney4次扫描？返回Y计费显示函数（2）程序代码：#include #define SEG P0/段选线接至P0 #define SCANP P2/位选线接至P2sbit LAMP=P12;/灯接至P1.2sbit S1=P34;/开关S1接至P3.4sbit S2=P33;/开关S2接至P3.3，外部中断INT1，显示时间（h）#define count 50000/声明计数值，0.05s#define TH (65536-count)/256/声明计数高8位#define TL (65536-count)%256/声明计数低8位char count_T0=0;/计数T0中断次数char count_T1=0;/计数T1中断次数void debouncer(void);void delay1ms(int);/声明动态显示延时x（ms）函数void dispmoney(void);/声明计费显示函数char code TAB11=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;char dispm4=0,0,0,0;/设置计费显示初值char dispt4=0,0,0,0;/设置计时显示初值char seconds=0;char scan=1;int t=0;/ 声明灯在一个月内的总点亮时间t变量int l=0;char p=0;char q=0;main()IE=0x8e;/允许T0、INT1、T1中断TMOD=0x11;/T0采用Mode1、T1采用Mode1TH1=TH;TL1=TL;TR1=1;/定时器T1启动LAMP=1;/设置灯初始为熄灭状态while(1)if(S1=0)/开关S1若按下，模拟传感器检测到人来debouncer();if(S1=0)TH0=TH;TL0=TL;TR0=1;/定时器T0启动LAMP=0;/灯点亮dispmoney();/显示电费值void T0_30s(void)interrupt 1/T0定时器中断，计时30sTH0=TH;TL0=TL;if(+count_T0=20)/计数溢出次数，20*0.05=1scount_T0=0;/重新计数seconds+;if(seconds=30)/计数30次，30*1=30sseconds=0;/重新计数LAMP=1;/设置灯灭t+;/灯点亮时间加1TR0=0;/停止T0定时器void T1_1month(void) interrupt 3/T1中断，定时1 monthTH1=TH;TL1=TL;if(+count_T1=20)/1scount_T1=0;l+;if(l=3600)/1hl=0;p+;if(p=24)/1 dayp=0;q+;if(q=30)/1 monthq=0;t=0;/灯点亮总时间t清零 void disptime(void) interrupt 2 /INT1中断，显示灯当月的总点亮时间char j;int time;scan=0x01;for(j=0;j4;j+)time=t*30/36;dispt3=TABtime/1000;dispt2=0x7f&TABtime%1000/100;dispt1=TABtime%100/10;dispt0=TABtime%10;SEG=0xff;SCANP=scan;SEG=dispt3-j;delay1ms(2); /延时约2ms，4*2=8ms16ms，可实现动态显示scan=1;void dispmoney(void)/计费显示函数char i;int money;scan=0x01;for(i=0;i4;i+)money=t*293/30;dispm3=TABmoney/1000;dispm2=0x7f&TABmoney%1000/100;dispm1=TABmoney%100/10;dispm0=TABmoney%10;SEG=0xff;SCANP=scan;SEG=dispm3-i;delay1ms(2);scan=1; void debouncer(void)/去抖动函数int k;for(k=0;k2400;k+);void delay1ms(int x)/延时x（ms）函数int m,n;for(m=0;mx;m+)for(n=0;n120;n+);5.仿真调试：按钮开关S1模拟人来，灯亮后定时30s，灯灭，数码管刷新电费值一次，单位（元），精确到0.01元；按钮开关S2被按下时，数码管显示当月灯亮总时间，单位（小时），精确到0.01小时。未按下开关按下开关S1，定时30s开始30s定时结束，数码管显示当月电费按下S2，显示当月灯点亮总时间6.实验总结通过本次单片机大作业的完成，从刚开始的硬件电路设计，到软件程序的编写，然后经过软件Proteus的仿真调试，接着进行电路板焊接，到最后调试成功，历时三周左右，让我受益颇多。其中，也遇到很多的困难，比如元器件型号的选择、购买，程序各部分单元的组合结构一改再改，还有软