单片机厨房提醒器课程设计

1、1、课程设计目的1、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识复习和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。知道单片机的各个引脚的功能，以及如何通过编写的程序让它实现我们所需要的功能，期间要进行电路的焊接和程序调试，最后实现我们所需要的功能。2、掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。3、通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。4、提高综合以及灵活应用所学知识，并且从中培养了针对课题需要，选择和查阅有关手册和图表以及文献资料的自学能力，提高组成系统和变成以及调试的动手能力。2、课程设计正文2.1 设计所需器材电阻：10K (7个) 300（7个）4.7K(4个)开关：5个

2、电容：30F （1个） 1kF（1个）晶振：12MHZ（1个）集成芯片：CD4511 （1片） AT89C51（1片） 三极管：NPN8050（5个）共阴极数码管：4个蜂鸣器：1个底座：DIP40（2个）DIP20（1个）万能电路板：1个2.2 设计任务和要求本次课程设计，我们这一组要求做的是厨房提醒器设计。提醒器在家庭中很实用，能够帮助提醒人做饭或者做菜的时间等，市面上卖的成品提醒器一般都比较贵，我们可以利用已经学过的知识自制简易的提醒器。设计的主要内容是采用AT89S52作为控制单元，实现提醒器的设计。（1）设计键盘输入电路；（2）设计显示电路；（3）合理分配地址，编写写程序；（4）利用P

3、ROTEL设计硬件电路原理图和PCB图；（5）软硬件联机调试；（6）书写实验报告。主要技术要求：（1）设置提醒器的“开始”键，“清除”键，“分十位加一”键，“分个位加一”键和“秒十位加一”键。刚通电时和按下“清除”键时，均可使显示器显示00：00。按下开始键，则按照设定的时间减一定时。当显示器再次显示为00：00时则蜂鸣器提醒定时到。（2）4个数码管分别显示分十位，分个位，秒十位。 设计基本原理厨房提醒器设计，主要的部分是AT89S52，编写程序，实现软硬结合，实现提醒功能。采用中断的方式，先清除按钮，然后设置分十位，分个位，秒十位，然后按开始按钮开始倒计时，当时间变为00：00时蜂鸣器提醒则

4、目的实现。 器件说明 .1 CD4511显示译码管CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图 1 所示。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4

5、511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观 图3是 CD4511和CD4518配合而成一位计数显示电路，若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻。图1 CD451

6、1引脚图图2 CD4511各引脚接线图其功能介绍如下： ：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 ：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，

7、通常用以驱动LED。各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。 (2).锁存功能：译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。 （3）译码 ：CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入数据B、C进行组合，得出四项，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。 （4）消隐 BI为消隐功能端，该端施加某一电平后，迫使B端输出为低电平

8、，字形消隐。 图1 AT89C51的引脚图 图1 AT89C51的引脚图.2 AT89C51单片机 AT89C51的引说明和功能说明如下：VCC ：AT89C51电源正极输入，接+5V电压。 GND ：电源接地端。 XTAL1 ：接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。 XTAL2 ：接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。 RST ：AT89C51的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引脚电位提升到高电位

9、，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。 ALE/ ：ALE是英文"ADDRESS LATCH ENABLE"的缩写，表示允许地址锁存允许信号。当访问外部存储器时，ALE信号负跳变来触发外部的8位锁存器 (如74LS373)，将端口P0的地址总线(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE引脚的输出频率是系统工作频率的 1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以1/12振荡频率输出。 /VPP 该引脚为低电平时，则读取外部的程序代码 (存于外部E

10、PROM中)来执行程序。因此在8031中，EA引脚必须接低电位，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用AT89C51或其它内部有程序空间的单片机时，此引脚接成高电平使程序运行时访问内部程序存储器，当程序指针PC值超过片内程序存储器地址(如8051/8751/89C51的PC超过0FFFH)时，将自动转向外部程序存储器继续运行。 此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM、89C51内部FALSH时，可以利用此引脚来输入提供编程电压（8751为2lV、AT89C51为12V、8051是由生产厂方一次性加工好)。 ：此为"Program Store Enable"的缩写。访

11、问外部程序存储器选通信号，低电平有效。在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生二次PSEN信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生PSEN信号，在访问外部数据时，亦不产生PSEN信号。 P0口(P0.0P0.7)是一个8位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。P0口每一个引脚可以推动8个LSTTL负载。 P2口(P2.0P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，当访问外部程序存储器时，它是高8位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向IO口用。每一个引脚可以推动4个

12、LSTL负载。 P1口(P1.0P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。 P3口(P3.0P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0端口(准双向并行I/O口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下： P3.0 RXD串行通信输入 P3.1 TXD串行通信输出 P3.2 外部中断0输入，低电平有效 P3.3外部中断1输入，低电平有效 P3.4 T0计数器0外部事件计数输入端 P3.5 T1计数器1外部事件计数输入端

13、P3.6 外部随机存储器的写选通，低电平有效 P3.7 外部随机存储器的读选通，低电平有效 2、内存空间1、内部程序存储器（FLASH）4K字节。 2、外部程序存储器（ROM）64K字节。 3、内部数据存储器（RAM）256字节。 4、外部数据存储器（RAM）64K字节。 只读程序存储器和外部数据存储器分别如下图所示： 图2 只读程序存储器 图3 外部数据存储器图4 内部低128字节地址RAM空间图6 特殊功能寄存器位地址空间图5 内部高128个字节地址空间的特殊功能寄存器区3. 复位后寄存器状态4、中断入口5、PSW程序状态字CY（PSW.7） ：高位进位标志位。常用“C”表示。 AC（PS

14、W.6） ：辅助进位木标志。 F0（PSW.5） ：用户标志位。 RS1（PSW.4） ：寄存器组选择位1。 RS0（PSW.3） ：寄存器组选择位0。 OV（PSW.2） ：溢出标志位。 （PSW.1） ：保留位，无定义。 P（PSW.0） ：奇偶校验位，在每一个指令周期中，若累加器（A）中的“1”的位个数是奇数个则P1，偶数个则P0。寄存器的选择：IE中断允许寄存器EA（IE.7） ：EA0时，所有中断停用（禁止中断）。 EA1时，各中断的产生由个别的允许位决定。 （IE.6） ：保留位，无定义。 ET2（IE.5） ：允许计时器2溢出的中断（8052使用）。 ES（IE.4） ：允许串行

15、端口的中断（ES1允许，ES0禁止）。 ET1（IE.3） ：允许计时器1中断（ET11允许，ET10禁止）。 EX1（IE.2） ：允许外部中断INT1的中断（EX11允许，EX10禁止）。 ET0（IE.1） ：允许计时器0中断（ET01允许，ET00禁止）。 EX0（IE.0） ：允许外部中断INT0的中断（EX01允许，EX00禁止）。 IP中断优先次序寄存器TMOD定时计数器工作方式控制寄存器 GATE ：当GATE1时，INT0或INT1引脚且为高电平，同时TCON中的TR0或TR1控制位如为1时，定时计数器0或1才会工作。 若GATE0，同时只要TCON中的TR0或TR1控制位如

16、为1时，定时计数器0或1即可工作。 CT ：选择定时或计数器模式。当CT1为计数器，由外部引脚T0或T1输入计数脉冲。CT0时为计时器，由内部系统时钟提供计时工作脉冲。M1 ：方式选择位1。 M0 ：方式选择位0。 M1、M2的操作方式选择定义如下：TCON定时计数器工作方式控制寄存器 TF1（TCON.7） ：计时器 1溢出标志，当计时溢出时，由硬件设定为1，在执行相对的中断服务程序后则自动清0。 TR1（TCON.6） ：计时器1启动控制位，可以由软件来设定或清除。TR1时启 动计时器工作，TRl=0时关闭。 TF0（TCON.5） ：计时器0溢出标志，当计时溢出时，由硬件设定为1，在执行

17、相对的中断服务程序后则自动清0。 TR0（TCON.4） ：计时器0启动控制位，可以由软件来设定或清除。TR0=1时，启动计时器工作，TR0=时关闭。 IE1（TCON.3） ：外部中断1工作标志，当外部中断被检查出来时，硬件自动设定此位，在执行中断服务程序后，则清0。 IT1（TCON.2） ： 外部中断1工作形式选择，IT1=1时，由下降缘产生外部中断，IT1=0时，则为低电位产生中断。 IE0（TCON.1） ：外部中断0工作标志，当外部中断被检查出来时，硬件自动设 定此位，在执行中断服务程序后，则清0。 IT0（TCON.0） ：外部中断0工作形式选择，IT1=1时，由下降沿产生外部中

18、断 IT1=0时，则为低电位产生中断。SCON定时计数器工作方式控制寄存器SM0（SCON.7） ： 串行通讯工作方式设定位0。 SM1（SCON.6） ：串行通讯工作方式设定位1。 SM2（SCON.5） ：允许方式2或方式3多机通讯控制位。在方式2或方式3时，如SM2=1，REN=1，则从机处于只有接收到RB8=1(地址帧)才激发中断请求标志位RI=1，向主机请求中断处理。被确认为寻址的从机复位SM2=0，才能接收RB8=0的数据帧;在方式1时，如SM2=l，则只有在接收到有效停止位时才置位中断请求标志位RI=1;在方式0时，SM2应为0。 REN（SCON.4） ：REN，允许/禁止串行

19、接收控制位。由软件置位REN=1为允许串行接收状态，可启动串行接收器RXD，开始接收信息。软件复位REN0，则禁止接收。 TB8（SCON.3） ：在方式2或方式3，它为要发送的第9位数据，按需要由软件置位或清0。例如，可用作数据的校验位或多机通讯中表示地址帧/数据帧的标志位。 RB8（SCON.2） ：在方式2或方式3，是接收到的第9位数据。在方式l，若SM20，则RB8是接收到的停止位。方式0不用RB8。 TI（SCON.1） ：发送中断请求标志位。在方式0，当串行发送数据第8位结束时，由内部硬件自动置位TI=l，向主机请求中断，响应中断后必须用软件复位TI=0。在其他方式中，则在停止位开

20、始发送时由内部硬件置位，必须用软件复位。 RI（SCON.0） ：接收中断请求标志位。在方式0，当串行接收到第8位结束时由内部硬件自动置位RI=1，向主机请求申断，响应中断后必须用软件复位RI=0。在其他方式中，串行接收到停止位的中间时刻由内部硬件置位RI1(例外情况见SM2说明)，必须由软件复位RI=0。 其中SM0、SM1按下列组合确定串行通讯的工作方式： PCON电源控制寄存器 SMOD ：双倍波特率控制位。 ：保留。 GF1 ：通用标志。 GF0 ：通用标志。 PD ：PD1时，进入掉电方式。 IDL ：IDL1时，进入冻结方式。 6、常用波特率与定时计数器1各参数关系 三、数码管数码

21、管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及 dp（小数点）；共阴极则是把所有LED的阴极连接到共同接点com，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）。图9 共阴极内部接线图此设计采用的是共阴极数码管，共阴极的LED显示管的发光二极管的阳极连在一块，通常此公共阴极接地，当某个发光二极管的阳极为高电平的时候，发光二极管点亮，相应的段被显示出来，为了使LED显示器不同的符号和数字，就要把不同段的发光二极管点亮，这样就要为LED显示器提供代码，因为这些代码可以使LED相应的段发光，从而

22、显示不同的字型，因而该代码称之为段码。2.3 设计方案根据设计的任务和要求，需要进行硬件和软件的结合。 硬件设计 具体的电路原理图如下图10所示： 软件的分析此厨房提醒器采用的是提醒的方式，有五个按键，分别是“开始”键，“清除”键，“分十位加一”键，“分个位加一”键和“秒十位加一”键，程序需要设置各个按键的时间，然后按开始键倒计时，当再次显示00：00时则蜂鸣器提醒到时。具体的程序流程图如下图11所示：图10 厨房提醒器原理图开始初始化设置（清零）秒十位设置是否按下？Y秒十位加一是否为6？Y清零秒十位分个位设置NN是否按下？Y分个位位加一是否为10？Y清零分个位NN分十位设置是否按下？Y分十位

23、位加一是否为6？Y清零分十位NN扫描开始键是否按下YN定时初始化设置显示设置值按秒减一是否为0NY蜂鸣器报警图11 流程图图12 厨房提醒器PCB图.1程序如下: MIAOS EQU P3.4 FENGE EQU P3.5 FENSH EQU P3.6 KAISH EQU P3.7 ORG 0000H JMP MAIN ORG 000BH LJMP TIMERO ORG 0030HMAIN:clr p2.0 MOV 43H,#00 ;分十位 程序设计：MOV 42H,#00 ;分个位 MOV 41H,#00 ;秒十位 MOV 40H,#00 ;秒个位 MOV R4,#250LOOP1: JB

24、MIAOS,LOOP2 ;秒十位的设置 clr p2.0 CALL DELAY JB MIAOS,LOOP2 MOV A,41H INC A MOV 41H,A JNB MIAOS,$ CJNE A,#06H,LOOP2 MOV 41H,#00LOOP2: JB FENGE,LOOP3 ;分个位的设置 clr p2.0 CALL DELAY JB FENGE,LOOP3 MOV A,42H INC A MOV 42H,A JNB FENGE,$ CJNE A,#0AH,LOOP3 MOV 42H,#00LOOP3:JB FENSH,START ;分十位的设置 clr p2.0 CALL DEL

25、AY JB FENSH,START MOV A,43H INC A MOV 43H,A JNB FENSH,$ CJNE A,#06H,START MOV 43H,#00START:JB KAISH,LOOP5 ;扫描开始键 clr p2.0 CALL DELAY JB KAISH,LOOP5 ;扫描开始键 MOV TMOD,#01H ;定时器初始化 MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#60H SETB ET0 SETB EA MOV R4,#250 SETB TR0HEDIS: CALL DISP SJMP loop1LOOP5: ACALL DISP SJMP LOOP1DISP

26、: MOV P0,#00H MOV P1,40H setb P0.3 ACALL DELAY MOV P0,#00H MOV P1,41H setb P0.2 ACALL DELAY MOV P0,#00H MOV P1,42H setb P0.1 ACALL DELAY MOV P0,#00H MOV P1,43H setb P0.0 ACALL DELAY RETDELAY:MOV R6,#100DEL: DJNZ R6,DEL RET;中断程序：TIMERO: MOV TH0,#0F0H MOV TL0,#60H PUSH ACC PUSH PSW DJNZ R4,N5 ;定时1秒 MO

27、V R4,#250 MOV A,41H MOV B,#10 MUL AB ; add a,40h;a=秒 MOV 50H,A MOV A,43H MOV B,#10 MUL AB add a,42h;a=分 MOV 51H,A MOV A,50H CJNE A,#0,LOOP10 MOV A,51H CJNE A,#0,LOOP11 lcall speaker SJMP N4LOOP11:MOV 50H,#59 DEC 51H SJMP N4LOOP10:DEC 50HN4: MOV A,50H MOV B,#10 DIV AB MOV 41H,A MOV 40H,B MOV A,51H MOV B,#10 DIV AB MOV 43H,A MOV 42H,BN5: POP PSW POP ACC RETISPEAKER:CLR TR0 setb P2.0 RET END2.3 软件与