学校作息时间控制系统设计(单片机应用)

1、学校作息时间控制系统设计学校作息时间控制系统一、设计任务利用单片机设计1个作息时间控制系统。实现方式是当前时间与预先存在6116中的作息时间表进行比较，若时间相同则输出相应的控制码到8255的PA口上，因PA口连接不同的外部设备，所以控制码不同，外设的动作也相应不同，从而完成作息时间的控制。举个控制的例子：作息时间表中8点00分00秒时，控制码为0FEH，当前时间如果达到8点00分00秒，则单片机给8255PA口输出经取反后的控制码，即01H，此时PA.0为高电平，与它相连的电铃接通，产生上课铃声；8点00分10秒时，单片机查得控制码为0FDH,取反后得02H,数据送到8255PA口时，PA.

2、1口为高电平,控制电铃的关闭。二、设计要求1、24小时制时钟的设计：利用单片机的定时器产生工作方式1产生50ms的定时器中断，中断子程序判断满20次即产生1秒信号，1秒信号累加到秒寄存器，若秒寄存器超过60则进位到分寄存器，若分寄存器超过60秒则进位到小时寄存器，若小时寄存器超过24则将秒、分、时寄存去分别清零，以上过程即可完成24小时计时时钟。2、时间的比较设计：先将作息时间表初始化到6116外部数据存储器中，然后采用循环方式，每循环一次就完成当前时间与1个作息时间的判断。3、控制码输出设计：利用8255可编程并行口芯片，令PA口为工作方式0输出。PA口连接电铃，广播等外设。只要给PA口相应

3、的控制码，就能控制外设的动作三、 芯片介绍及接线方式1、芯片简介1、 74LS373。74LS373是带有三态门的八D锁存器，当使能信号线OE为低电平时，三态门处于导通状态，允许1Q-8Q输出到OUT1-OUT8，当OE端为高电平时，输出三态门断开，输出线OUT1-OUT8处于浮空状态。G称为数据打入线，当74LS373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号OE为低电平，这时，当G端输入端为高电平时，锁存器输出（1Q-8Q）状态和输入端（1D-8D）状态相同；当G端从高电平返回到低电平（下降沿）时，输入端（1D-8D）的数据锁入1Q-8Q的八位锁存器中。当用74LS373作为地址锁存器时，

4、它们的G端可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连，在ALE下降沿进行地址锁存。2、 74LS138。3-8译码器. 当一个选通端（E3）为高电平，另两个选通端（E1）和/(E2)为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出3、 74LS241，8同相输出三态缓冲器/线驱动器。本方案用于段码驱动。4、 ULN2803。位码驱动。8个NPN达林顿晶体管，连接在阵列非常适合逻辑接口电平数字电路（例如TTL，CMOS或PMOS上/ NMOS）和较高的电流/电压，如电灯，电磁阀，继电器，打印锤或其他类似的负载，广泛的使用范围：计算机，工业和消费应用。所有设备功能由集电

5、极输出和钳位二极管瞬态抑制。 该ULN2803是专为符合标准TTL。该电路为反向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工作。引脚如下：1-8引脚：输入端 ；11-18引脚：输出端；9引脚：地端；10引脚：电源 集电极最大输出电流为500mA，足够满足驱动8位led的动态显示（设一段数码管5mA，8段数码管就是40mA，动态驱动时电流大约是40mA*8=320mA）Rating 参数Symbol 符号Value 数值Unit 单位 Outputvoltage 输出电压VO 50 V Inputvoltage (Except ULN2801) 输入电压（除ULN2801 ）VI 30 V Col

6、lector Current Continuous  集电极电流-连续IC 500 mA Base Current Continuous 基极电流-连续IB 25 mA Operating Ambient Temperature Range 操作环境温度范围TA 0 to +70 Storage Temperature Range 储存温度范围Tstg 55 to +150 Junction Temperature 结温TJ 125 5、 6116。6116是2K*8位静态随机存储器芯片,采用CMOS工艺制造,单一+5V供电,额定功耗160mW,典型存取时间200ns,24线双列直插

7、式封装。A0-A10为地址线;CE是片选线;OE是读允许线;WE是写允许线控制逻辑如下表所示：CEOEWE方式D0-D7H*未选中高阻LLH读DoutLHL写DinLLL写Din8、8255。8255共有40个引脚,采用双列直插式封装,各引脚功能如下: D0-D7:三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。CS：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。RD：读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。WR：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。Vcc：+5V电源。PA0-PA7：A口输入/输出线。PB0-PB7：B口输入/输出线。PC0-PC7：C口输入/输出线。RESET：复位信

8、号线。A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。GND：地线。8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。各部分功能概括如下：（1）端口A、B、CA口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。B口：是一个8位数据输入/输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。C口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器（输入不锁存）。通常A口、B口作为数据输入/输出端口。C口作为控制/状态信息端口，它在“方式控制字”的控制下可分为两个4位端口，每个端口有一个4位锁存器，分别与A口、B口配合使用，作为控制信号

9、输出或状态信息输入端口。（2）工作方式控制电路工作方式控制电路有两个，一个是A组控制电路，另一个是B组控制电路。这两组控制电路具有一个控制命令寄存器，用来接受中央处理器发来的控制字，以决定两组端口的工作方式，也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或者按位置“1”。A组控制电路用来控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B组控制电路用来控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。（3）总线数据缓冲器总线数据缓冲器是一个三态双向8位缓冲器，作为8255与系统总线之间的接口，用来传送数据、指令、控制命令以及外部状态信息。（4）读/写控制逻辑电路读/写控制逻辑电路接受CPU发来的控制信号RD、WR

10、、RESET、地址信号A1-A0等，然后根据控制信号的要求，将端口数据读出，发往CPU，或者将CPU送来的数据写入端口。控制逻辑为：A1A0RDWRCS工作状态00010A口数据->数据总线01010B口数据->数据总线10010C口数据->数据总线00100总线数据->A口01100总线数据->B口10100总线数据->C口11100总线数据->控制字寄存器*1数据总线->三态11010非法状态*110数据总线->三态工作方式控制字：D0端口C(下半部)  1:输入  0:输出B组D1端口B  1:输入

11、60; 0:输出D2方式选择  0:方式0  1:方式1D3端口C(上半部)  1:输入  0:输出A组D4端口A  1:输入  0:输出D5D6方式选择 00:方式0  10:方式1  *1:方式2D7置方式标志  1:有效C口按位操作控制字：D0位:置位/复位  1:置位  0:复位D3D2D1000001010011100101110111COC1C2C3C4C5C6C7D4无关D5D6D7位:置位/复位标志  0:有效四、 设计过程1、 根据设计任务和要求,选用合适的

12、芯片并连接电路。本课程设计用到的芯片有（括号中为主要作用）：80C51（MCU）,8255（可编程并行接口芯片）,74LS373（锁存器），74LS138（3-8译码器），74LS241(三态输出驱动)，ULN2803(达林顿结构晶体管阵列).2、 根据画好的电路图再设计程序流程图3、 根据程序流程图用汇编语言编写程序4、 利用Labcenter公司的Proteus软件仿真并通过软件及硬件的调试2、程序流程图初始化程序定义内部RAM初始化作息时间表主程序：时间比较子程序调用键按下子程序调用键扫描子程序输出控制码时、分、秒均相等YN调用显示子程序循环往复50ms中断子程序 时间比较子程序 保护现

13、场及断点取当前时间加一60秒中断20次取作息时间表时间 N60分加一Y比较是否相等 NN 加一 Y24小时输出控制码恢复现场及断点 N Y返回相应位清0 Y返回 Q键按下子程序 键扫描子程序显示子程序指向显示ram第一位行扫描读P1口输出段码读键值P1=0FHN输出位码键值分析返回Y返回延时子程序循环满8次 N Y返回3、程序清单 ORG 0000HMSTART: AJMP MAINORG 000BHAJMP WATCHORG 0013HLJMP INTT0ORG 0100HMAIN: MOV SP,#44HMOV 21H,#77H ;调时间时从第8位开始MOV 24H,#00HMOV 25H

14、,#00HMOV 26H,#00H ;时分秒存储MOV DPTR,#2003HMOV A,#10000000B;A口输出B口输出c口输出MOVX DPTR,AMOV DPTR,#2000H ;段控MOV A,#0C0HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#2001HMOV A,#07FH ;位控MOVX DPTR,AMOV DPTR,#4003H ;8255iiMOV A,#10000000BMOVX DPTR,AMOV DPTR,#4000HMOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV R0,#50HMOV R1,#113D;存8*14+1个字节的数据MOV R2,#00HMOV

15、 30H,#50HMOV 31H,#00HMM:MOV DPTR,#TABTIMEMOV A,R2MOVC A,A+DPTR;把内存数据存到外存MOV DPL,30HMOV DPH,31HMOVX DPTR,AINC DPTRMOV 30H, DPLMOV 31H ,DPHINC R2DJNZ R1,MM ;初始化作息时间表MOV DPTR,#00C0HMOVX A,DPTRMOV R0,#70HMOV R7,#08HCLR F0MOV P1,#0F0HMA1:MOV A,#00HMOV R0,AINC R0DJNZ R7,MA1 ;清0MOV R1,#75HMOV R1,#0AHMOV R1

16、,#72HMOV R1,#0AH MOV TMOD,#01HMOV TL0,#0DCH ;0DCHMOV TH0,#0BH;0BHMOV TCON,#00010000B ; 定时开始MOV IE,#10000010B ;开中断MOV 40H,#10H ;50ms*20=1sKEY:NOP ;主循环LOOP1:MOV DPTR,#50HMOV 2DH,DPLMOV 2EH,DPHLOOP2:MOV DPL,2DHMOV DPH,2EH;存地址MOVX A,DPTR;存控制码MOV 2AH,A;判断开始时存控制码MOV R3,#03HMOV R4,#00HMOV R1,#24HMOV 2BH,#0

17、0HLOOP3:INC DPTRMOVX A,DPTR;读作息时间表小时字节MOV 7BH,AMOV A,R1;CJNE A,7BH,LOOP4;不相等则直接下一数据块SETB 2BH.2LOOP4: INC R1INC DPTR;指向分MOVX A,DPTR;读作息分MOV 7BH,AMOV A,R1;CJNE A,7BH,LOOP5;SETB 2BH.1LOOP5: INC R1INC DPTR;指向秒MOVX A,DPTR;读作息秒MOV 7BH,AMOV A,R1CJNE A,7BH,LOOP6SETB 2BH.0LOOP6:INC DPTRMOV 2DH,DPLMOV 2EH,DPH

18、MOVX A,DPTRJZ LOOP8 ;到数据区边缘,则重新开始LOOP7:ACALL KSACALL SHOW0 ACALL KSJB F0, KEY1; 有键按下,调用lk1子程序AJMP NEXT1KEY1:ACALL LK1NEXT1:ACALL SHOW0MOV A,2BHCJNE A,#07H,LOOP2;不等则LOOP2MOV DPTR,#4000HMOV A,2AHCPL AMOVX DPTR,ALOOP8:AJMP KEYLK1:ACALL SHOW0 ;消除抖动ACALL KSJB F0,LK2; 有键按下RETLK2:MOV R6,#7FH;行赋值MOV R7,#00H

19、; 第3行LK3: MOV A,R6MOV P1,A ;R6 TO P1NOPMOV A,P1JB ACC.3, LONEMOV A,#00HAJMP LKPLONE:JB ACC.2 ,LTWO ;第3列MOV A,#4HAJMP LKPLTWO: JB ACC.1 ,LTREE ;第2列MOV A,#8HAJMP LKPLTREE:JB ACC.0 ,NEXT ;第1列MOV A,#0CH ;算键码LKP:ADD A,R7;保护键码PUSH ACC ;去抖动LK4:ACALL SHOW0 ;按键松开ACALL SHOW0ACALL KSJB F0, LK4POP ACC;INC AMOV

20、20H,A ;键码送20hMOV A,21H ;#77HMOV R0,AMOV A,20HMOV R0,A ;显示完成MOV A,21HDEC AMOV 21H,ASUBB A,#70H ;若下一位为0 JZ LK8LK6:RETLK8:MOV 21H,#77HSJMP LK6NEXT:INC R7MOV A,R6JNB ACC.4,KNDRR AMOV R6,AAJMP LK3KND:RETINTT0:RETIWATCH:MOV TL0,#0DCH ;0DCHMOV TH0,#0BH ;0BHPUSH PSW ;保护现场和断点PUSH ACCPUSH 00HPUSH 01HPUSH 02HP

21、USH 03HPUSH 04HPUSH 05HPUSH 06HPUSH 07HMOV A,40HDEC AMOV 40H,A ; 40H-1JNZ REVIVE ;如过A不为0则跳出中断MOV 40H,#10HMOV R0,#71HACALL INCR0 ;秒+1MOV A,R4XRL A,#60HJNZ REVIVE ;JUMP ACALL CLR0MOV R0,#74HACALL INCR0;分+1MOV A,R4XRL A,#60HJNZ REVIVEACALL CLR0MOV R0,#77HACALL INCR0;小时+1 MOV A,R4 XRL A,#24HJNZ REVIVEAC

22、ALL CLR0 REVIVE:POP 07H POP 06H POP 05HPOP 04HPOP 03HPOP 02HPOP 01HPOP 00H POP ACC POP PSWRETIINCR0: MOV A,R0;+1子程序 DEC R0SWAP AORL A,R0ADD A,#01H;A+1DA AMOV R4,AANL A,#0FHMOV R0,AMOV A,R4INC R0ANL A,#0F0HSWAP AMOV R0,ARETCLR0: CLR A ;清0子程序 MOV R0,ADEC R0MOV R0,ARETKS: CLR F0 ;判断是否有按键子程序MOV P1,#0F0H

23、MOV A,P1CJNE A,#0F0H,KS1RETKS1: SETB F0RETSHOW0:MOV R0,#71H ;显示子程序MOV A,R0DEC R0SWAP A ;十位存高字节ORL A,R0;个位存低字节DA AMOV 26H,A;秒高位+低位MOV R0,#74HMOV A,R0DEC R0SWAP AORL A,R0DA AMOV 25H,A ;分高位+低位MOV R0,#77HMOV A,R0DEC R0SWAP AORL A,R0DA AMOV 24H,A;时高位+低位MOV R0,#70HMOV R3,#7fHMOV R1,#72H ;赋值点MOV R1,#0AHMOV

24、 R1,#75HMOV R1,#0AH ;赋值点MOV A,R3SHOW1: MOV DPTR,#2001H ;位控MOVX DPTR,AMOV DPTR,#TABMOV A,R0MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A ;段控ACALL DELAY0INC R0MOV A,R3JNB ACC.0,LD0RR AMOV R3,AAJMP SHOW1LD0:RETDELAY0: MOV R4,#09H ;延时子程序DLOOP1: MOV R5,#0AHDLOOP2: NOPNOPDJNZ R5,DLOOP2DJNZ R4,DLOOP1RETTAB:DB 0

25、C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,7FH,0A1H,89H,0F6H,0EFH,8CH ;ANODE; 0, 1, 2, 3, 4 , 5,6, 7, 8, 9 , ., /DIV,*MUL,= , -, +TABTIME:DB 0FEH,08H,00H,00H,0FDH,08H,00H,10H ;1 作息时间表DB 0FEH,08H,50H,00H,0FDH,08H,50H,10H ;2DB 0FEH,09H,00H,00H,0FDH,09H,00H,10H ;3DB 0FEH,09H,50H,00H,0FDH,09H,50H,10H ;4DB 07EH,09H,52H,00H,0FDH,10H,05H,00H ;5DB 0FEH,10H,10H,00H,0FDH,10H,10H,10H ;6DB 0FEH,11H,00H,00H,0FDH,11H,00H,10H ;7DB 0FEH,11H,10H,00H,0FDH,11H,