基于单片机的作息时间控制器设计

1、 单片机原理及系统课程设计报告 单片机原理及系统课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（30）设计报告（30）答辩（20）总成绩（100） 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2014 年 1 月 13 日基于单片机的作息时间控制器设计1. 课程设计目的（1）进一步熟悉和掌握单片机的最小系统结构及其工作原理。（2）掌握单片机的接口技术和键盘扫描、数码管显示的原理及拓展使用方法。（3）通过课程设计，提高综合运用所学知识的能力，掌握单片机程序设计、调试，应用电路设计、分析及调试检测。2. 设计方案及原理本设计是作息时间控制器，设

2、计其实现的功能主要有：使用4位七段显示器来显示当前的时间，由LED闪动作为秒计数表示，显示格式为“时分”， 并可显示日期，显示格式为“月日”，年份单独显示。由4个按键来作功能设置，可以设置现在的日期、时间及定时设置时间，一旦设置的时间到则作出相应动作：发光二极管闪亮，同时播放音乐。数码管显示模块单片机最小系统按键控制模块闹钟模块 图1 系统方框图3. 硬件设计3.1单片机AT89C52提供以下标准功能：8K字节FLASH闪存，256字节内部RAM，32个I/O口线，3个16位定时/计数器，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态

3、逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。3.2 按键控制模块按键设定部分比较简单，因为本系统按键少，所以在设计上采用了独立按键方式，程序的编制上也采用了简单的扫描方式。按键控制模块主要有由四个按键组成：K1、K2、K3、K4、。其中K1的功能是模式切换键；K2的作用是加一；K3的作用是闹钟使能；K4的作用是减一。图2 按键控制模块3.3 数码管显示模块时间显示模块主要由四位七段数码管来显示，配合按键控制模块的校正与设定时间，

4、相应的显示。时间正常显示时，LED每闪动60次，分钟自动加一；每六十分钟小时自动加一；每24小时天自动加一。 图3 数码管显示模块3.4 闹钟模块闹钟模块快的主要功能即闹铃。当设定时间与当前时间一致时，则闹钟自动闹铃进行提示，同时二极管闪亮一分钟后，自动退出响铃状态，若按K3键，闹钟退出响铃状态。图4 闹钟模块4. 软件设计单片机作息时间控制的动作利用时间计时处理来做秒计数，当所设置的时间到了，则发出一阵声响。单片机定时器负责定时的计数，不会因为按键处理而中断时间秒数的增加，时，分，秒数据是存在变量内并写入七段显示器的缓冲区内，而由显示器扫描程序中定时扫描而显示出时间。4.1 主程序设计 在主

5、控程序循环中主要工作为扫描是否有按键，若有按键则应做相应的功能处理，同时也扫描显示器显示时间数据，并检查所设置的时间是否到了，时间计时处理程序是等过了1S后，则更新时间数据，将最新的时，分，秒的数据转换为数字数据并显示在七段显示器上。程序中是这样判断是否过了1S的：设一旧秒数变量，当新旧秒数变量不一样时，则表示已过了1S，要做相关程序时间处理了。图5 主程序流程图4.2 中断子程序中断子程序的主要功能：提供时间基准。当连续中断20次时，即为一秒，此时秒加一；当秒值为60时，分钟加一，同时秒清零;当分钟值为60时，小时加一，同时分钟值清零；当小时为24时，天值加一，同时小时清零；由于每月天数不定

6、，1、3、5、7、8、10、12月为31天，当计数到此类月份时，天值为32时，月值加一，同时天值为1；4、6、9、11月为30天，当计数到此类月份时，天值为31时，月值加一，同时天值为1；如果是闰年，则2月为29天，当计数到此类月份时，天值为30时，月值加一，同时天值为一；如果不是闰年，则2月为28天，当计数此类月份时，天值为29时，月值加一，同时天值为一。当月值为13时，则年值加一，同时月值为一。图6 中断子程序程序流程图4.3 按键扫描子程序按键扫描子程序是程序计中相当重要的一部分。按键扫描子程序的功能是：扫描是否有按键按下，若有键按下，则执行相应功能。5. 系统仿真图6 系统仿真图6.

7、总结本次课程设计是对所学知识的一次综合性运用。在设计的过程中发现了自身知识的不足。这次课程设计收获很多，体会也很深刻，并且对我们所学的东西也产生了浓厚的兴趣。在设计过程中，也学会了很多新的东西，比如一些仿真软件的应用，最典型的就是PROTEUS软件的应用，以及与KEIL软件的联合使用。当然最重要的是学到了关于基本电子设计的一些基本方法。除此之外，我觉得在这次设计的过程中，很多自己解决不了的问题，只有虚心请教别人才能有效的解决问题，我觉得人与人之间的相互帮助很有必要，这样不仅能帮助大家很快的解决问题，还能提高我们每个人的实际水平。在本次设计过程中遇到不少问题，老师在我们做设计的过程中，给予了我极

8、大的帮助，不仅从知识方面引导了我们的设计思路，同时，在人生观上也给了我们不少的启示。在此，我对老师表示深深的谢意。 参考文献1 王思明，张金敏，苟军年等.单片机原理及应用系统设计M.北京:科学出版社,2012年2 吴金.8051单片机实践与应用M.北京:清华大学出版社,2002 年3 杨子文.单片机原理及应用M.西安:西安电子科技大学出版社,2006 年附1 源程序代码#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar code a10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07

9、,0x7f,0x6f;/*sbit K1=P14;sbit K2=P15;sbit K3=P16;sbit K4=P17;sbit sd=P36;sbit BEEP=P37;uchar m=0,h=0,sec=0,cnt=0,x,y,qian,bai,shi,ge;uchar set_h=0;uchar set_m=0;uchar month=1;uchar day=5;uchar th0_f;uchar tl0_f;uint year=2014; void delay(uchar t);/延时函数void scankey(void);/按键扫描函数void init(void); /初始化函

10、数void display(void);/显示函数void set_time(void);/设定时间显示辅助函数void set_day(void);/设定日期显示辅助函数void m_choose(void); /月份选择函数void bianhuan(void); /年份显示辅助函数void bianhuan1(void);/时间显示辅助函数changedata(uchar *song,uchar *diao,uchar *jie);/音乐符号串解释函数 void play(uchar *songdata);/奏乐函数/虫儿飞uchar code chongerfei= 33_3_45|3

11、-2-|11_1_23|3.,7_,7_- ,632-,632-,6321_1- ; uchar code freq36*2= 0xA9,0xEF,/00220HZ ,1 /0 0x93,0xF0,/00233HZ ,1# 0x73,0xF1,/00247HZ ,2 0x49,0xF2,/00262HZ ,2# 0x07,0xF3,/00277HZ ,3 0xC8,0xF3,/00294HZ ,4 0x73,0xF4,/00311HZ ,4# 0x1E,0xF5,/00330HZ ,5 0xB6,0xF5,/00349HZ ,5# 0x4C,0xF6,/00370HZ ,6 0xD7,0xF6

12、,/00392HZ ,6# 0x5A,0xF7,/00415HZ ,7 0xD8,0xF7,/00440HZ 1 /12 0x4D,0xF8,/00466HZ 1# /13 0xBD,0xF8,/00494HZ 2 /14 0x24,0xF9,/00523HZ 2# /15 0x87,0xF9,/00554HZ 3 /16 0xE4,0xF9,/00587HZ 4 /17 0x3D,0xFA,/00622HZ 4# /18 0x90,0xFA,/00659HZ 5 /19 0xDE,0xFA,/00698HZ 5# /20 0x29,0xFB,/00740HZ 6 /21 0x6F,0xFB,

13、/00784HZ 6# /22 0xB1,0xFB,/00831HZ 7 /23 0xEF,0xFB,/00880HZ 1 0x2A,0xFC,/00932HZ 1# 0x62,0xFC,/00988HZ 2 0x95,0xFC,/01046HZ 2# 0xC7,0xFC,/01109HZ 3 0xF6,0xFC,/01175HZ 4 0x22,0xFD,/01244HZ 4# 0x4B,0xFD,/01318HZ 5 0x73,0xFD,/01397HZ 5# 0x98,0xFD,/01480HZ 6 0xBB,0xFD,/01568HZ 6# 0xDC,0xFD,/01661HZ 7 /3

14、5 ; /* /音乐符号串解释函数changedata(uchar *song,uchar *diao,uchar *jie) uchar i,i1,j; char gaodi;uchar banyin; uchar yinchang; uchar code jie78=0,12,14,16,17,19,21,23; *diao=*song; for(i=0,i1=0;) gaodi=0; banyin=0; yinchang=4; if(*(song+i)=|) | (*(song+i)= ) i+; switch(*(song+i) case ,: gaodi=-12;i+; break;

15、 case : gaodi=12;i+; break; if(*(song+i)=0) *(diao+i1)=0; *(jie+i1)=0; return; j=*(song+i)-0x30; i+; j=jie7j+gaodi; yinc: switch(*(song+i) case #: i+;j+; goto yinc; case -: yinchang+=4; i+; goto yinc; case _: yinchang/=2; i+; goto yinc; case .: yinchang=yinchang+yinchang/2; i+; goto yinc; *(diao+i1)

16、=j; *(jie+i1)=yinchang; i1+; /* /奏乐函数 void play(uchar *songdata) uchar i,c,j=0; uint n; uchar diaodata40; uchar jiedata40; changedata(songdata,diaodata,jiedata); TR1=1; for(i=0;diaodatai!=0;i+) tl0_f=freqdiaodatai*2; th0_f=freqdiaodatai*2+1; for(c=0;cjiedatai;c+) for(n=0;n24;n+) scankey(); if(y=0) T

17、R1=0; return; display(); TR1=0; for(n=0;n=10)P0&=0x00;delay(20);P2=0xfd;P0=abai;if(x%2=1&cnt=10)P0&=0x00;else if(x=0&cnt=10)P0|=0x80;delay(20);P2=0xfb;P0=ashi;if(x%2=0&x!=0)|x=7)&cnt=10)P0&=0x00;delay(20);P2=0xf7;P0=age;if(x%2=0&x!=0)|x=7)&cnt=10)P0&=0x00;delay(20);void m_choose(void)switch(month)ca

18、se 1:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 2:if(year%4=0)if(day=30)day=1;else if(day=0)day=29; elseif(day=29)day=1;else if(day=0)day=28;break;case 3:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 4:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 5:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;brea

19、k;case 6:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 7:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 8:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 9:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;break;case 10:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;case 11:if(day=31)day=1;else if(day=0)day=30;br

20、eak;case 12:if(day=32)day=1;else if(day=0)day=31;break;void set_time(void) qian=set_h/10; bai=set_h%10; shi=set_m/10; ge=set_m%10;void set_day(void) qian=month/10; bai=month%10; shi=day/10; ge=day%10;void bianhuan(void)qian=year/1000;bai=year%1000/100;shi=year%100/10;ge=year%10;void bianhuan1(void)

21、qian=h/10; bai=h%10; shi=m/10; ge=m%10;void scankey(void)if(K1=0)delay(20);if(K1=0) while(K1=0); x+; if(x=3)set_time(); else if(x=5)set_day(); else if(x=7)bianhuan(); else if(x=8)x=0;bianhuan1(); if(K2=0) delay(20);if(K2=0)while(K2=0);switch(x)case 0:break;case 1:h+;if(h=24)h=0;bianhuan1();break;case 2:m+;if(m=60)m=0;bianhuan1();break;case 3:set_h