基于单片机的学校作息时间的控制.doc

攀枝花学院攀枝花学院 学生课程设计 论文 学生课程设计 论文 题 目 基于单片机的学校作息时间的控制 学生 姓名 学 号 所在院 系 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 指导 教师 黄小兵 职 称 讲师 2009 年 12 月 25 日 攀枝花学院教务处制 攀枝花学院本科课程设计 论文 成绩评定 表 1 课程设计 论文 指导教师成绩评定表课程设计 论文 指导教师成绩评定表 题目名称题目名称基于单片机的学校作息时间的控制 评分项目评分项目 分分 值值 得得 分分 评价内涵评价内涵 01学习态度 6 6 遵守各项纪律 工作刻苦努力 具有良好的科学 工作态度 02科学实践 调研 7 7 通过实验 试验 查阅文献 深入生产实践等渠 道获取与课程设计有关的材料 工 作 表 现 20 03课题工作量 7 7 按期圆满完成规定的任务 工作量饱满 04综合运用知识的能力 1010 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题 能正确处理实验数据 能对课题进行理论分析 得出有价值的结论 05应用文献的能力 5 5 能独立查阅相关文献和从事其他调研 能提出并 较好地论述课题的实施方案 有收集 加工各种 信息及获取新知识的能力 06 设计 实验 能力 方案 的设计能力 5 5 能正确设计实验方案 独立进行装置安装 调试 操作等实验工作 数据正确 可靠 研究思路清 晰 完整 07计算及计算机应用能力 5 5 具有较强的数据运算与处理能力 能运用计算机 进行资料搜集 加工 处理和辅助设计等 能 力 水 平 35 08 对计算或实验结果的分析 能力 综合分析能力 技 术经济分析能力 1010 具有较强的数据收集 分析 处理 综合的能力 09 插图 或图纸 质量 篇 幅 设计 论文 规范化 程度 5 5 符合本专业相关规范或规定要求 规范化符合本 文件第五条要求 10设计说明书 论文 质量 3030 综述简练完整 有见解 立论正确 论述充分 结论严谨合理 实验正确 分析处理科学 成 果 质 量 45 11创新 1010 对前人工作有改进或突破 或有独特见解 成绩成绩 指指 导导 教教 师师 评评 语语 指导教师签名 年 月 日 攀枝花学院本科课程设计 论文 设计任务 书 2 攀枝花学院本科学生课程设计任务书攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题题 目目基于单片机的学校作息时间的控制 1 课程设计的目的课程设计的目的 单片机已广泛应用于现代化工业控制自动化系统 在测控技术方面也起到越来越重要的 作用 因此 掌握单片机技术是从事测控技术的重要技能 进行课程设计是加强实践 提高动手能力的重要环节 是将所学理论知识与实际联系起 来的桥梁和纽带 通过课程设计 掌握单片机开发的过程 为将来的实际工作打下一定基础 2 课程设计的内容和要求 包括原始数据 技术要求 工作要求等 课程设计的内容和要求 包括原始数据 技术要求 工作要求等 要求 作息时间能控制电铃 利用单片机实现 方法自选 可以按键设置时间 包括设置现在的时间 显示闹铃设计时间 设计闹铃时间 闹铃 的 ON OFF 设置等 整个系统需自行设计电路 辅助电路及元件自选 规定 按单元电路详细说明硬件线路设计思路 元件参数 选取根据 附详细的元件清单 软件设计 通过键盘设定状态 调整电铃的响 停时间等内容 有完整的程序流程图 包括总流程图和各模块流程图 对程序设计思想做详细的说明 3 主要参考文献 主要参考文献 1 汪道辉 单片机系统设计与实践 北京 电子工业出版社 2006 2 南建辉 熊鸣 王军茹 MCS 51 单片机原理及应用实例 北京 清华大学出版社 2004 3 求是科技 PIC 单片机典型模块设计实例导航 北京 人民邮电出版社 2005 4 房小翠 单片机微型计算机与机电接口技术 北京 国防工业出版社 2002 4 课程设计工作进度计划 课程设计工作进度计划 内容学时 明确对控制系统的要求 进行工作分析8 初步确定控制系统的形式 进行控制系统输入 输入参数的确定与应采用的安全保护措施48 确定控制系统方案 拟定电气控制图16 分析计算电气参数并选择合适的电气元件8 系统性能验算4 绘制所需要的各类图及编制技术文件20 合计3 周 指导教师指导教师 签字 日期日期年 月 日 教研室意见 教研室意见 年 月 日 攀枝花学院本科课程设计 论文 设计任务 书 3 学生学生 签字 接受任务时间 2009 年 12 月 7 日 注 注 任务书由指导教师填写 攀枝花学院本科课程设计 论文 目录 4 目录 一 系统设计要求与方案确定一 系统设计要求与方案确定 4 1 1 设计要求设计要求 4 1 2 设计思路设计思路 4 二 控制系统硬件电路图二 控制系统硬件电路图 4 2 1 硬件电路的设计方案及框图硬件电路的设计方案及框图 4 2 2 单片机的选择单片机的选择 5 2 3 时钟与工作模式电路的设计时钟与工作模式电路的设计 5 2 4 六位六位 LED 动态扫描电路动态扫描电路 6 2 4 1 数码电路管 6 2 4 2 LED 段码和位码驱动芯片的选择 6 2 4 3 LED 驱动电路与单片机的连接 7 2 5 按键电路的设计与器件的选择按键电路的设计与器件的选择 7 2 5 1 SET 校时键功能 7 2 5 2 时钟调整键功能 7 2 5 3 K1 工作模式键功能 7 2 6 输出与打铃电路输出与打铃电路 8 三 控制系统软件的设计三 控制系统软件的设计 8 3 1 软件设计方案的确定软件设计方案的确定 8 3 2 主程序的设计主程序的设计 10 3 2 1 部分寄存器及按键说明 10 3 2 2 主程序初始化内容 10 3 3 各子模式的设计各子模式的设计 11 3 3 1 LED 动态扫描模块程序 11 3 3 2 时钟计时模块程序 12 3 3 3 键盘接收子程序模块 13 3 4 主程序清单主程序清单 17 四 调试程序四 调试程序 20 4 1 输入程序输入程序 20 4 2 对源程序进行汇编和改错对源程序进行汇编和改错 20 4 3 确认调试方案确认调试方案 20 4 4 调试完整的程序调试完整的程序 20 五 致谢五 致谢 21 六 参考文献六 参考文献 22 攀枝花学院本科课程设计 论文 系统设计要求与方案确 定 5 一 系统设计要求与方案确定 1 1 设计要求 要求 作息时间能控制电铃 利用单片机实现 方法自选 可以按键设置时间 包括设置现在的时间 显示闹铃设计时间 设计 闹铃时间 闹铃的 ON OFF 设置等 整个系统需自行设计电路 辅助电路及元件自选 规定 按单元电路详细说明硬件线路设计思路 元件参数 选取根据 附详 细的元件清单 软件设计 通过键盘设定状态 调整电铃的响 停时间等内容 有完整的程序流程图 包括总流程图和各模块流程图 对程序设计思想做 详细的说明 1 2 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 二 控制系统硬件电路图 2 1 硬件电路的设计方案及框图 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统硬件电路图 6 VCC P3 4 P3 7 P0 0 P0 4 P0 5 P0 7 P2 0 P1 0 P1 6 P2 1 XTAL1 XTAL2 5V 5V 220V 存 储 器 电 铃 2只双向可控硅 四只二极管桥 光电耦合管 打铃驱动输出 显示 电路 指示灯 按键 晶 振 8031 总图 2 2 单片机的选择 单片机选择 8031 存储器选择 93C46 存储器 AT93C46 为 SPI 接口 1 脚为 CS 2 脚为 CLK 3 脚为 DI 4 脚为 DO 5 脚为 GND 6 脚为 ORG 7 脚为 NC 8 脚为 VCC 2 3 时钟与工作模式电路的设计 时钟与工作模式接线图 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统硬件电路图 7 2 4 六位 LED 动态扫描电路 2 4 1 数码电路管 数码电路管接线图 2 4 2 LED 段码和位码驱动芯片的选择 选择 74LS48 ST 七段数码管译码器和 74HC138 译码器 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统硬件电路图 8 2 4 3 LED 驱动电路与单片机的连接 LED 驱动器与单片机连接图 2 5 按键电路的设计与器件的选择 2 5 1 SET 校时键功能 按下 K1 模式选择键 将模式选择为校时模式 模式指示灯黄灯亮 K2 K3 K4 分别为 时钟加 1 键 分钟加 1 键 秒钟加 1 键 K5 无用 2 5 2 时钟调整键功能 按下 K1 模式选择键 将模式选择为定时模式 模式指示灯绿灯亮 K2 为 定时器组 选择 本装置有 24 组定时器 键 K3 K4 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 K5 一次 此组的定时 器状态改变一次 并将此组数据存入 93C46 中 2 5 3 K1 工作模式键功能 按下 K1 模式选择键 将模式选择为工作模式 模式指示灯红灯亮 K2 K3 K4 K5 无用 此模式为正常工作模式 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 9 2 6 输出与打铃电路 100 电铃 5 10 4 25 2 1 5 输出与打铃电路图 三 控制系统软件的设计 3 1 软件设计方案的确定 定时器 溢出中断 计时程序 比较打 铃程序 中断返回 显示 校时 通电 总体软件流程图 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 10 置校小时标志 清小时单元 是二十四小时吗 小时加1 有按键吗 有按键吗 显示 校时程序流程图 时分值送 显示缓存区 显示 1有按键吗 启动定时器 进入工作状态 显示 显示 有按键吗 有按键吗 分值加1 是60分吗 清分单元 置校分标志 校分及显示流程图 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 11 3 2 主程序的设计 3 2 1 部分寄存器及按键说明 28H 扫描指针寄存器 20H 25H 显示缓存寄存器 R6 时钟寄存器 R5 分钟寄存器 R4 秒钟寄存器 K1 模式选择键 K2 时加 1 定时器组加 1 键 K3 分加 1 定时器时加 1 键 K4 秒加 1 定时器分加 1 键 K5 定时器状态改变既存储键 3 2 2 主程序初始化内容 READ EQU 0 读 93C46 WRITE EQU 2 写入 93C46 EWEN EQU 4 93C46 写入使能 EWDS EQU 6 93C46 写入禁止 ADR46 EQU 21H 93C46 地址 THIGH EQU 0F8H TLOW EQU 5FH TIMENEQU 30 打铃持续时间 30 秒 CS BIT P3 7 93C46CS CLKBIT P3 6 93C46CLK DI BIT P3 5 93C46DI DO BIT P3 4 93C46DO ORG 0000H 主程序起始地址 AJMP START 跳至主程序 ORG 000BH TIMER0 中断起始地址 AJMP TIM0 跳至 TIMER0 中断子程序 START MOV SP 60H 设置堆栈在 60H MOV 28H 00 显示寄存器初值为 00 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 12 MOV R6 12H 时 寄存器值为 12H MOV R5 00H 分 寄存器值为 00H MOV R4 00H 秒 寄存器值为 00H MOV TMOD 01H 设 TIMER0 为 MODE1 MOV TH0 THIGH 计时中断为 4000 微秒 MOV TL0 TLOW MOV IE 82 TIMER 中断使能 MOV R2 250 中断 250 次 SETB TR0 启动 TIMER0 3 3 各子模式的设计 3 3 1 LED 动态扫描模块程序 SCAN MOV R0 28H 28H 为扫描指针 INC R0 扫描指针加 1 CJNE R0 6 X3 扫描完 6 个显示器 不是跳至 X3 MOV R0 00 是则扫描指针为 0 X3 MOV A R0 扫描指针载入 A ADD A 20 A 加常数 20H 显示寄存器地址 各时间显 示区地址 存入 R1 各时间显示地址 MOV R1 A 扫描指针存入 A MOV A R0 将 A 高低 4 位交换 P1 高 4 位为扫描 值 SWAP A 低 4 位为显示数据值 ORL A R1 扫描值 显示值 MOV R1 A 输出至 P1 RET DISP MOVR1 20 20H 为显示寄存器 R1 20H MOV A R6 将时寄存器的内容存入 A MOV B 01H 设 B 累加器的值为 10H DIV AB A B 商 十位数 存入 A 余数 个位数 存入 B 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 13 MOV R1 B 将 B 的内容存入 20H INC R1 R1 21H MOV R1 A 将 A 的内容存入 21H INC R1 R1 22H MOV A R5 将分寄存器的内容存入 A MOV B 01H 设 B 累加器的值为 10H DIV AB A B 商 十位数 存入 A 余数 个位数 存入 B MOV R1 B 将 B 的内容存入 22H INC R1 R1 23H MOV R1 A 将 A 的内容存入 23H INC R1 R1 24H MOV A R4 将秒寄存器的内容存入 A MOV B 01H 设 B 累加器的值为 10H DIV A B A B 商 十位数 存入 A 余数 个位 数 存入 B MOV R1 B 将 B 的内容存入 24H INC R1 R1 25H MOV R1 A 将 A 的内容存入 25H RET END 3 3 2 时钟计时模块程序 CLOCK MOV A R4 R4 为秒寄存器 ADD A 01 加 1 DA A 做十进制调整 MOV R4 A 存入秒 寄存器 CJNE A TIMEN X4 是否超过打零连续时间 不是则跳至 X4 CLR P2 0 关铃 X4 CJNE A 60H X5 是否超过 60 秒 不是则跳至 X5 MOV R4 00 是则清除为 0 MOV A R5 R5 为分寄存器 ADD A 01 加 1 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 14 DA A 做十进制调整 MOV R5 A 存入分寄存器 CJNEA 60H X5 是否超过 60 分 不是则跳至 X5 MOV R5 00 是则清除为 0 MOVA R6 R6 为时寄存器 ADDA 01 加 1 DA A 做十进制调整 MOV R6 A 存入时寄存器 CJNEA 60H X5 是否超过 24 时 不是则跳至 X5 MOV R6 00 是则清除为 0 X5 RET 3 3 3 键盘接收子程序模块 SETTIME CLR P0 5 定时模式 CLRP0 6 SETB P0 7 MOVADR46 00H MOVA READ 读 93C46 地址为 ADR46 中的数据 ACALL TO9346 LOOPB ACALL DISP 调用 DISP JB P0 0 N21 K1 模式选择键 按了 不是则跳至 N21 ACALL DELAY 消除抖动 JNB P0 0 K1 模式选择键 放开了 ACALL DELAY 消除抖动 AJMP LOOP 转至 LOOP N21 JB P0 1 N22 K2 定时器组加 1 键 按了 不是则 跳至 N22 ACALL DELAY 消除抖动 MOVA ADR46 将地址载入 A CLRC 清除进位位 RRCA A 右移 1 位 ADDA 01H 地址加 1 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 15 MOV R6 A 将 A 存入 R6 CLRC 清除进位位 RLCA A 左移 1 位 MOVADR46 A 将 A 中地址存入 ADR46 MOVA READ 读 93C46 地址为 ADR46 中的数据 ACALL TO9346 JNB P0 1 K2 定时器组加 1 键 放开了 ACALLDELAY 消除抖动 N22 JB P0 2 N24 K3 定时器分钟加 1 键 按了 不是则跳 至 N24 ACALLDELAY 消除抖动 MOV A R4 将定时器分寄存器的值载入 A ADD A 01 A 内容加 1 DA A 做十进制调整 MOV R4 A 将 A 的值存入定时器分寄存器 CJNEA 60H N23 是否超过 60 分 不是则跳至 N16 MOV R4 00H 是则清除分寄存器的值为 00 N23 JNB P0 2 K3 定时器分钟加 1 键 放开了 ACALLDELAY 消除抖动 N24 JB P0 3 N26 K4 定时器时钟加 1 键 按了 不是则跳至 N26 ACALL DELAY 消除抖动 MOV A R5 将定时器时寄存器的值载入 A ADD A 01H A 内容加 1 DA A 做十进制调整 MOV R5 A 将 A 的值存入定时器时寄存器 CJNE A 24H N25 是否超过 24 时 不是则跳至 N25 MOV R5 00 是则清除分寄存器的值为 00 N25 JNB P0 3 K4 定时器时钟加 1 键 放开了 ACALLDELAY 消除抖动 N26 JB P0 4 N27 K5 改变定时器状态存储键 按了 不是 则跳至 N27 ACALLDELAY 消除抖动 INC R3 改变 R3 最低位的值 表示定时器的状态 1 表示开 0 表示关 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 16 MOV A WRITE 将 A 的值写入 93C46 地址为 ADR46 中 ACALLTO9346 JNB P0 4 K5 改变定时器状态存储键 放开了 ACALLDELAY 消除抖动 N27 AJMP LOOPB 转至 LOOPB TO9346 SETB CS CS 1 SETB DI DI 1 SETB CLK CLK 1 ACALL DELAY CLR CLK CLK 0 ACALL DELAY MOV DPTR JPTBL46 JMP A DPTR JPTBL46 AJMPSREAD 读 AJMP SWRITE 写 AJMP SEWEN 写使能 AJMP SEWDS 写禁止 SREAD MOV A ADR46 地址载入 A ADD A 80H 10XXXX 读指令 ACALL SDT46 读入地址 ACALL RDT46 读定时器时钟数据 MOV R5 A 存入 R5 ACALL RDT46 读定时器分钟数据 MOV R4 A 存入 R4 INC ADR46 地址加 1 MOV A ADR46 地址载入 A ADD A 80H 10XXXX 读指令 ACALL SDT46 读入地址 ACALL RDT46 读定时器状态数据 ACALL RDT46 DEC ADR46 MOV R3 A 存入 R3 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 17 AJMP EX9346 SWRITE MOVA ADR46 写入地址载入 A ADDA 40H 01XXXX 写指令 ACALL SDT46 载入地址 MOVA R5 载入定时器时钟数据 ACALL SDT46 写入定时器时钟数据 MOVA R4 载入定时器分钟数据 ACALL SDT46 写入定时器分钟数据 INCADR46 地址加 1 MOVA ADR46 写入地址载入 A ADDA 40H 01XXXX 写指令 ACALL SDT46 载入地址 MOVA R3 载入定时器状态数据 DECADR46 地址减 1 ACALL ADR46 写入定时器状态数据 AJMP EX9346 转至 EX9346 SEWEN MOVA 30H 0011XXXX 写使能指令 ACALL SDT46 AJMP EX9346 SEWDS CLRA 0000XXXX 写禁止指令 ACALL SDT46 EX9346 CLRCS CS 0 RET SDT46 MOV R2 8 写入 8 位数据 SD1 RLCA MOV DI C SETB CLK ACALL DELAY CLRCLK ACALL DELAY DJNZ R2 SD1 RET RDT46 MOV R2 8 读出 8 位数据 RD1 SETB CLK 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 18 ACALL DELAY CLRCLK ACALL DELAY MOV C DO RLCA DJNZ R2 RD1 RET DELAY MOVR7 0FH DJNZ R7 RET 3 4 主程序清单 TIM0 MOV TH0 THIGH 重设计时 4000 微秒 MOV TL0 TLOW PUSH ACC 将 A 的值存入堆栈 PUSH PSW 将 PSW 的值存入堆栈 CLR RS0 设置工作寄存器为 0 区 DJNZ R2 X2 计时 1 秒 MOV R2 250 ACALL CLOCK 调用计时子程序 CLOCK ACALL DISP 调用显示子程序 X2 ACALL SCAN 调用扫描子程序 POP PSW POP ACC RETI LOOP SETB P0 5 工作模式 CLR P0 6 CLR P0 7 JB P0 0 N1 K1 模式选择键 按了 不是则跳至 N1 ACALL DELAY 消除抖动 JNB P0 0 K1 模式选择键 放开了 ACALL DELAY 消除抖动 AJMP SET 转到定时模式 SET 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 19 N1 MOV 2FH R6 将时钟数据载入 2FH 中 MOV 2EH R5 将分钟数据载入 2EH 中 MOV ADR46 00 把 93C46 地址置 0 SETB RS0 将工作寄存器组选择 1 区 LOOP1 MOV A READ 读 93C46 ACALL TO93c46 MOV A R3 取出定时器的状态 ANL A 01H CJNE A 01H N2 定时器为关闭 则跳转至 N2 MOV A R4 取出定时器分钟数据 CJNE A 2FH N2 定时器分钟数据与时钟分钟不同则转至 N2 MOV A R5 取出定时器时钟数据 CJNE A 2EH N2 定时器时钟数据与时钟时钟不同则转至 N2 SETB P2 1 定时器时间到 打铃 MOV A ADR46 将 93C46 地址载入 A 中 N2 CJNE A 1EH N3 到定时器数据表表尾 没到转至 N3 MOV ADR46 00 到表尾 置 93C46 地址为表头 AJMP LOOP1 转至 LOOP1 N3 INC ADR46 93C46 地址加 2 INC ADR46 AJMP LOOP1 转至 LOOP1 SET CLR P0 5 校时模式 SETB p0 6 CLR P0 7 LOOPS JB P0 0 N11 K1 模式选择键 按了 不是则跳至 N11 ACALL DELAY 消除抖动 JNBP0 0 K1 模式选择键 放开了 ACALL DELAY 消除抖动 AJMP SETTIME 转至 SETTIME N11 JB P0 1 N13 K2 时钟加 1 键 按了 不是则跳 至 N13 攀枝花学院本科课程设计 论文 控制系统软件的设 计 20 ACALL DELAY 消除抖动 MOV A R6 将时寄存器的值载入 A ADD A 01H A 内容加 1 DA A 做十进制调整 MOV R6 A 将 A 的值存入时寄存器 CJNE A 24H N12 是否超过 24 时 不是则跳至 N12 MOV R6 00H 是则清除时寄存器的值为 00 N12 JNB P0 1 K2 时钟加 1 键 放开了 ACALL DELAY 消除抖动 N13 JB P0 2 N15 K