定时顺序控制系统设计

1、单片机课程设计报告计算机工程学院单片机及应用课程设计报告 设计题目： 定时顺序控制系统设计 专 业： 组 别： 第 三 组 学生姓名: 学 号: 起止日期: 指导教师: 摘 要 本定时顺序控制系统可以在预先设定的每天4个时刻，分别启动四个状态，每个状态保持5秒，并有声光报警的功能。该系统的实现主体思路：（1）硬件电路设计：以单片机为核心，外接LED发光二极管、振荡电路、DS1302、复位电路、蜂鸣器。（2）软件设计：编写一个实时时钟电路，每一次时钟加一秒，当时钟电路当前时间和预设的四个时间相同时，分别转移到子程序执行，即继电器1、继电器2、8个LED发光管、蜂鸣器工作，并且每一个子程序执行时都

2、延迟一段时间。关键词 89C52 DS1302 复位电路 振荡电路 LED发光二极管 蜂鸣器1 引言定时控制器是日常生活中用得最多的，例如，家用电器中的微波炉、洗衣机、电饭煲等内部都含有不同形式的定时控制器。在工业控制中，也经常遇到对某些物理量定时进行采样与控制的问题。在本课程设计中，将利用单片机89C52、时钟芯片DS1302、继电器及其他一些外围电路，组成一个具有接通外部电源功能的定时顺序控制器。2 课程设计题目描述和要求本定时顺序控制系统设计要求：当点击按钮后，在预先设定的每天的4个时刻，分别启动控制继电器1、控制继电器2、蜂鸣器、LED全亮等四个状态，每个状态保持5秒，并声光报警。3

3、硬件电路设计及描述31 电路原理图图3-1 电路原理图32 总体设计思路 （1）以89C52单片机做为核心器件，组成一个定时顺序控制系统。 （2）选择DS1302芯片作为系统的时钟/日历，当前时间从DS1302芯片中读出。其中SCLK（串行时钟）接INT1（13脚，外部中断1输入），I/O（数据输入/输出引脚）接INT0（12脚，外部中断0输入),RST(复位脚)接T1（15脚，定时器/计数器1计数输入）。 （3）蜂鸣器接T0(14脚，定时器/计数器0计数输入)。 （4）X2(18脚)接外部晶体和微调电容的一端，在80C51片内它是振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶体的固有频率，

4、在采用外部时钟电路时，该引脚悬空。X1(19脚)接外部晶体和微调电容的另一端，在片内，它是振荡电路反相放大器的输入端，在采用外部时钟电路时，该引脚输入外部时钟脉冲。 （5）RESET(9脚)是复位信号输入端，高电平有效，当此输入端保持两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就能完成复位操作。 （6）控制继电器1接RD（17脚，外部RAM读选通），控制继电器2接WR（16脚，外部RAM写选通）。 （7）P2口依次接8个LED发光二级管。33 功能模块图根据设计要求与设计思路，硬件电路设计框图如图3-1所示，由8 个LED发光二极管、时钟电路与复位电路、蜂鸣器电路、控制继电器电路和DS130

5、2组成。时钟电路复位电路继电器电路89C52DS1302蜂鸣器电路LED发光二级管图3-2 硬件电路设计框图34 功能模块分析3.4.1 复位电路的设计当89C52通电时，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0P3输出口全部为高电平，堆栈指针写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。3.4.2 时钟电路的设计89C52单片机的时钟可以由内部方式和外部方式产生，X1和X2就是单片机的两个时钟引脚。因为片内有晶振电路，只需在X1和X2间外接石英

6、晶体和微调电容组成的并联谐振电路。两个电容器C5和C6对振荡频率有微调作用。3.4.3 蜂鸣器电路的设计蜂鸣器（HA）作为三极管VT1的集电极负载，当VT1导通时，蜂鸣器发出鸣叫声，当VT1截止时，蜂鸣器不发声。R11是限流电阻。蜂鸣器电路与单片机的接口：VT1的基极接到单片机T0引脚，T0引脚作为输出口使用。当T0=0时，VT1导通，使蜂鸣器的两个引脚间获得将近5V的直流电压，蜂鸣器中有电流通过，产生蜂鸣音。当T0=1时，VT1截止，使蜂鸣器的两个引脚间直流电压将近0V，蜂鸣器不发声。3.4.4 控制继电器电路的设计继电器的触点控制外部电源的通与断，触点闭合接通电源，触点断开切断电源。三极管

7、、电阻、续流二极管组成继电器的控制电路。当三极管的基极为低电平时，三极管导通，继电器线圈断电，控制触点断开从而实现了外部电源的控制目的。3.4.5 DS1302的工作原理 DS1302工作时为了对任何数据传送进行初始化，需要将复位脚（RST）置为高电平且将8位地址和命令信息装入移位寄存器。数据在时钟（SCLK）的上升沿串行输入，前8位指定访问地址，命令字装入移位寄存器后，在之后的时钟周期，读操作时输出数据，写操作时输入数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下位8+8（8位地址+8位数据），在多字节方式下位8加最多可达248的数据。5 软件设计流程及描述定时顺序控制系统程序设计包括主程序设计，蜂鸣器程

8、序设计，LED发光二极管程序设计以及控制继电器程序设计。51 流程图 开始Y实时时钟开始计数累加器加1秒累加器时间=定时时间转移到子程序执行延时结束N图5-1 流程图52 主程序设计主程序：对一天24小时进行实时记录，采用24小时制，从0秒0分0时开始记录，将时、分、秒分别放入三个寄存器中，并且设置堆栈。然后设置一天中的四个时刻，当执行到这四个时刻的时候，分别转移到子程序执行。 ORG 0000H AJMP MAIN ；上电，转向主程序 ORG 001B H ；T1的中断入口地址 AJMP SERVE ；转向中断服务程序MAIN : TOMD ,#10H ；设T1工作于模式1 MOV 20H,

9、#0AH ；装入中断次数 CLR A MOV 30H , A ；时单元清0 MOV 31H , A ；分单元清0 MOV 32H , A ；秒单元清0 SETB ET1 ；允许T1中断 SETB EA ；允许CPU中断 MOV TH1 ,#3CH MOV TL1 ,#0B0H ；赋计数初值 SETB TR1 ；启动定时器T1 SJMP $ ；等待中断（可反复调用显示子程序）SERVE : PUSH PSW PUSH ACC ；保护现场 MOV TH1 ,#3CH MOV TL1 ,#0B0H ；重新赋计数初值 DJNZ 20H ,RETUNT ；1S未到，返回 MOV 20H ,#0AH ；重

10、置中断次数 MOV A ,#01H ADD A ,32H ；“秒位”加1 DA A MOV 32H,A ；转换为BCD码 CJNE A ,#60,RETUNT ；未计满60s，返回M1 ： CJNE A ,#01 , M2 ；判断A是否等于#01H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP F1 ；转移到F1M2 ： CJNE A ,#07 ,M3 ；判断A是否等于#07H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP F2 ；转移到F2M3 ： CJNE A ,#15 ,M4 ；判断A是否等于#15H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP F3 ；转移到F3M4 ： CJNE A ,#23 ,SEN ；判断A

11、是否等于#23H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP F4 ；转移到F4 SEN : MOV 32H,#00H ；计满60s，“秒位”清0 MOV A ,#01H ADD A ,31H ；“分位”加1 DA A MOV 31H ,A ；转换为BCD码 CJNE A ,#60,RETUNT ；未计满60 min，返回F1: CJNE A ,#01 ,F2 ；判断A是否等于#01H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP S1 ；转移到S1F2； CJNE A ,#07 ,F3 ；判断A是否等于#07H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP S2 ；转移到S2F3: CJNE A ,#15 ,F4 ；判

12、断A是否等于#15H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP S3 ；转移到S3F4: CJNE A ,#23 ,MIN ；判断A是否等于#23H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP S4 ；转移到S4MIN: MOV 31H ,#00H ；计满60 min，“分位”清0MOV A ,#01H ADD A ,30H ；“时位”加1 DA A MOV 30H ,A ；转换为BCD码CJNE A ,#24 ,RETUNT ；未计满24 h，返回S1: CJNE A ,#01 ,S2 ；判断A是否等于#01H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP W1 ；转移到W1S2: CJNE A ,#07 ,S3

13、；判断A是否等于#07H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP W1 ；转移到W1S3: CJNE A ,#15 ,S4 ；判断A是否等于#15H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP W2 ；转移到W2S4: CJNE A ,#23 ,HO ；判断A是否等于#23H，等于时顺序执行，否则转移 AJMP W3 ；转移到W3CJNE A ,#24 ,RETUNT ；未计满24 h，返回HO : MOV 30H ,#00H ；计满24 h，“时位”清0RETUNT :POP ACC POP PSW ；恢复现场 RETI ；中断返回 END 43 控制继电器程序设计继电器：继电器接在P3.6口上，初始时

14、对P3口加高电平，当到定时时刻时，从主程序转移到继电器子程序执行，将P3.6清0，继电器工作并且延时一段时间。延时后再将P3.6置1，继电器工作并且延时一段时间。W1:ORG 0000HAJMP START ；转向STARTORG 00333H START: MOV SP ,#50H ；对SP赋值 MOV P3,#0FFH ；P3口加载高电平MAIN : CLR P3.6 ；清0 ACALL DELAY ；延时 SETB P3.6 ；P3.6置1 LCALL DELAY ；延时 AJMP MAIN ；跳转到MAINDELAY : MOV R1,#20 ；延时子程序Y1: MOV R2,#100

15、Y2:MOV R3,#228DJNZ R3,$DJNZ R2,Y2DJNZ R1,Y1 ；RET ；返回END 44 蜂鸣器程序设计蜂鸣器：蜂鸣器接在T0上，初始状态时蜂鸣器不工作，T0口高电平，当到定时时刻时，从主程序转移到蜂鸣器子程序执行，然后将T0口取反，蜂鸣器报警，并且延时一段时间。W2:ORG 0000HAJMP MAIN ；转向MAIN ORG 0030HMAIN: CPL T0 ；T0口取反LCALL DELAY ；延时AJMP MAIN ；跳转到MAIN DELAY: MOV R7,#228 ；延时子程序DE1:DJNZ R7,DE1RET ；返回END45 LED发光二极管程

16、序设计LED发光管：LED发光管接在P2口上，初始时向P2口输入高电平，使8个LED发光管全部熄灭，当到所定时的时刻时，P2口取反，使8个LED发光管全部点亮，并且延时5s。W3:ORG 0000H AJMP MAIN ；转向MAINORG 0035H MOV A ,#0FFH ；对累加器A赋值 MOV P2,A ；P2口高电平MAIN: CPL P2 ；对P口取反 LCALL DELAY ；延时AJMP MAIN ；跳转到MAIN DELAY : MOV R3,#250 ；延时子程序D1: MOVR4,#50D2: MOV R5 ,#100D3: DJNZ R5 , D3DJNZ R4 ,D

17、2DJNZ R3 ,D1RET ；返回END ；结束 体 会为期一周的课程设计在匆忙中落下帷幕。本次课程设计以小组为单位，按理说，人多力量大，可是在这次实践中小组合作得有点糟糕，因为复习考试，大家都无心专研课题，到了火烧眉毛关头，大家才聚起来，匆忙中虽然有些小成就，但未能实现定时顺序控制系统的全部功能。经过这次课程设计，除了对单片机及所涉及到的DS1302芯片、相关电路有了进一步了解，增加些知识外，更主要的是让我明白时间该如何安排合理，合作该怎样进行。在夹杂考试的课程设计周，时间是要挤，但并不是牺牲专研课题的时间，来复习考试。我们该做的应是少睡点，少玩点，精神多集中点，办事效率提高点。用专研课

18、题的时间准备考试，看着考试科目，担心着课题，最后是得不偿失。而且，平时上课多注意听讲些，科目平时带着看，不要什么都指望到最后，把自己搞着像热锅上的蚂蚁，什么事都做不好。在小组合作中，我们也不该以不会作为借口，推三阻四，光想着如何渔翁得利。大家都有同样的任务要完成，大家都忙，我们应该团结起来，尽自己所能为小组尽份力。在这次合作中，我表现的也不够积极。本想承担焊接任务，因焊工不佳，临时换人。又因为电脑是win7系统，无法使用protel99。最后我能做的只是把我理解的电路原理讲给大家听，把代码汇总下。希望在下一次的小组合作中，大家都能各尽所能，共同成功完成任务。致 谢在此，衷心地感谢淮阴工学院、计算机工程学院为我们提供这个实践机会，实验室工作人员给我们提供舒适的实验环境。在课题设计中，老