企业管理作息时间

1、PAGE PAGE - 1 -河南理工大学电子设计综合训练报告题目 作作息时间间控制器器姓 名： 学 号： 专业班级级： 指导老师师： 所在学院院：电气气工程与与自动化化学院20100年11月 日摘要本作息息时间控控制器系系统以单单片机（AT889S552）硬硬件为基基础，通通过单片片机软件件设计基基本能够够实现对对学校作作息时间间的控制制的一个个模型。通过改改变单片片机程序序能够灵灵活改变变冬、夏夏季作息息时间，同时能能够实时时显示时时间。此此控制器器模型设设置了手手动按扭扭，可以以方便对对实时显显示时间间的整分分、时、进行校校准及对对定时时时间（作作息时间间）的调调整。该作息息时间控控制系

2、统统主要用用于学校校，对于于以244小时为为周期的的开关量量进行自自动控制制。根据据预先设设定好的作作息表，当作息息时间到到达时能能进行到到自动启启停控制制电路，完成对对外部设设备的控控制如：蜂鸣器器、闪烁烁灯等。在设计计该作息息时间控控制器时时，主要要应用单单片机内内部的两两个定时时计数器器TR00、TRR1分别别实现实实时时钟钟和4位位七断显显示器显显示时间间的功能能。两个个定时计计数器都都采用中中断的方方式，定时计计数器TTR0对对秒进行行计数，TR11用于定定时扫描描数码管管。按键键KEYY1、KKEY22分别用用来调整整小时和和分钟，按键KKEY33用来进进行功能能切换，KEYY4用

3、来来切换作作息时间间。发光二二极管LLED11的闪动动用来对对秒的计计数，蜂鸣器器用来进进行到时时提示。通过对对软件的的精心设设计，此此作息时时间控制制模型能能够准确确的显示示实时时时间，并并且具有有较为精精确的控控制时间间，系统统具有较较强的稳稳定性和和抗干扰扰能力。通过用上上术按键键实现对对单片机机的控制制，体现现出系统统操作简简单、可可执行性性强。由由于用单单片机及及外围简简单部件件实现，从而使使成本大大大缩减减。关键词 作息息时间控控制器 单单片机（AT889S552） 自动控控制目录1 概述述 1.1功能能描述 1.2设计计的主要要内容2 系统统总体方方案及硬硬件设计计 2.1 系系

4、统总体体方案2.2 硬件设设计（要要求：每每个电路路的设计计过程）2.22.1 单片机机及存储储器选择择2.22.1 时钟与与复位电电路的设设计2.22.2 LEDD显示电电路设计计2.22.3 按键电电路设计计2.22.4 蜂鸣器器电路设设计3 软件件设计（每个程程序要有有流程图图和功能能说明） 3.1主程程序设计计 3.2 LLED动动态显示示子程序序设计3.3时时钟计时时子程序序设计3.4键键盘判断断与处理理子程序序设计4 Prroteeus软软件仿真真 4.1 Prooteuus软件件仿真步步骤 4.2 仿仿真过程程中出现现的问题题及解决决的方法法5 系统统调试5.1 软件调调试5.2

5、 硬件调调试5.3 软硬联联调6课程设设计体会会参考文献献附1：系系统原理理图（计算算机出图图）1 概述述 科技技的进步步需要技技术不断断的提升升。一块块大而复复杂的模模拟电路路花费了了您巨大大的精力力，繁多多的元器器件增加加了您的的成本。而现在在，只需需要一块块几厘米米见方的的单片机机，写入入简单的的程序，就可以以使您以以前的电电路简单单很多。相信您您在使用用并掌握握了单片片机技术术后，不不管在您您今后开开发或是是工作上上，一定会会带来意意想不到到的惊喜喜。基于单单片机的的定时和和控制系系统在许许多行业业都有着着广泛的的应用，而作息息时间控控制系统统是其中中最具有有代表性性的例子子。基于于单

6、片机机系统的的作息时时间控制制电路中中，除了了基本的的单片机机系统和和外围电电路外，还需要要外部的的控制和和显示装装置。在在本系统统中通过过按键的的开关作作为输入入装置，用LEDD七段数数码管作作为显示示装置。从而可可以大大大的降低低成本，使系统统结构简简单，易易于操作作、控制制。1.1功功能描述述本作息息时间控控制系统统可以完完成如下下功能：可调整的的24小小时时钟钟。当时时钟正常常运行时时，不允允许调整整时钟。在时钟钟运行时时，以44位数码码管的高高2位显显示小时时，低22位显示示分钟，发光二二极管每每秒闪烁烁一次，表明时时钟的运运行。需需要调整整时间时时，发光光二极管管停止闪闪烁，此此时

7、通过过按键实实现时间间的调整整。河南理工工大学作作息时间间表如下下：夏季作作息时间间表：冬季作息息时间表表：07：5008：000 预备07：5008：00 预备备08：0008：50 第一一节课08：0008：50 第一一节课09：0009：50 第二二节课09：0009：50 第二二节课10：1011：00 第三三节课10：1011：00 第三三节课11：1012：00 第四四节课11：1012：00 第四四节课14：5015：00 预备备14：2014：30 预备备15：0015：50 第五五节课14：3015：20 第五五节课16：0016：50 第六六节课15：3016：20 第六六

8、节课17：0017：50 第七七节课16：3017：20 第七七节课18：0018：50 第八八节课17：3018：20 第八八节课19：2019：30 预备备18：50199：00 预备19：3020：20 第九九节课19：0019：50 第九九节课20：3021：20 第十十节课20：0020：50 第十十节课2 系统统总体方方案及硬硬件设计计2.1 系统总总体方案案系统分析析：基于单单片机系系统的作作息时间间控制器器的基本本结构框框图如图图1-11所示。该系统统主要包包含输入入控制电电路、晶晶振复位位电路、LEDD显示电电路等外围电路路组成。晶振、复位电路 LED显示单片机 输入控制蜂鸣

9、器报警图2-11 作作息时间间控制系系统的功功能模块块系统的功功能划分分：硬件功功能：按按键输入入控制电电路、晶晶振、复复位电路路、LEED显示示器段码码驱动电电路、LLED显显示器位位码驱动动电路、4位LLED显显示电路路、蜂鸣鸣器电路路都是有硬硬件功能能来实现现。软件功功能：LLED动动态显示示、时钟钟计时、按键判判断和处处理都是是有软件件功能来来实现。机型器件件选择：单片机机采用AAT899S522型号、轻触按键键、发光二二极管、4位七七段LEED数码码管（共阴极极）、蜂鸣鸣器。2.2 硬件设设计基于单单片机的的作息时时间控制制器其硬硬件电路路方框图图如图22-2所所示。有有图可知知，硬

10、件件电路有有8个部部分组成成，即单单片机按按键输入入电路、单片机机时钟电电路、复复位电路路、LEED显示示器段码码驱动电电路、LLED显显示器位位码驱动动电路、4位LLED显显示电路路、蜂鸣鸣器电路路。单片机4个按键输入电路时钟电路复位电路蜂鸣器电路LED显示器段码驱动电路LED显示器位码驱动电路4位LED显示电路图2-22 作息息时间控控制器硬硬件方框框图2.2.1 单单片机及及程序存存储器选选择由于完完成该系系统功能能的程序序不会超超过8KB，而ATT89SS52内内部有88KB的的FLAASH存存储器，因而不不需外扩扩程序存存储器和和数据存存储器。AT889S552的引引脚排列列与功能能

11、见图22-3所所示。89S552引脚脚功能介介绍VCC +5VVGND 地ALE 地址锁锁存允许许/PSEEN 程序存存储器允允许EA/VVPP为0访问外外部程序序存储器器为1访问内内部程序序存储器器RST复位信信号输入入XTALL1、XXTALL2 外部晶晶振P0.00P00.7 I/O端口口（P00口）P1.00P11.7 I/O端口口（P11口）P2.00P22.7 I/OO端口（P2口口）P3.00P33.7 I/O端口口（P33口） 2.2.2 时钟与与复位电电路的设设计单片机机工作的的时间基基准是有有时钟电电路提供供的。在在单片机机的XTTAL11和XTTAL22两个引引脚，接接一

12、只晶晶振及两两只电容容就构成成了单片片机的时时钟电路路，如原理理图所示示。电路路中，电电容C44和C5对晶晶振频率率有微调调作用，通常的的取值范范围为（30100）pFF。石英英晶体选选择122MHzz，选择择不同的的石英晶晶体，其其结果只只是机器器周期不不同，影影响计数数器的计计数初值值。单片机机的复位位方式有有上电自自动复位位和手动动复位两两种。本本设计系系统采用用上电自自动复位位和手动动复位组组合电路路，如原理图中单片片机的RRST引引脚连接接R1（）、CC3（10），按键SS2可以选选择专门门的复位位按键，也可以以选择轻轻触开关关。只要要Vccc上升时时间不超超过1mms，它它们都能能

13、很好的的工作。LED显显示电路路设计单片机机应用系系统中，通常都都需要进进行人机机对话，这包括括人对应应用系统统的状态态干预与与数据输输入，以以及应用用系统向向人们显显示运行行状态与与运行结结果等。LEDD显示电电路由段段驱动电电路和位位驱动电电路组成成。由于于单片机机的并行行口不能能驱动LLED显显示器，必须采采用专门门的驱动动电路芯芯片，使使之产生生足够大大的电流流，显示示器才能能正常工工作。如如果驱动动电路能能力差，即负载载能力不不够，显显示器亮亮度就低低，而且且驱动电电路长期期在超负负荷下运运行容易易损坏。LEDD显示器器的显示示控制方方式分为为静态显显示和动动态显示示两种，若选择择静

14、态显显示，则则LEDD驱动器器的选择择较为简简单，只只要驱动动器的驱驱动能力力与显示示器的电电流相匹匹配即可可，而且且一般只只需考虑虑断的驱驱动；动动态显示示则不同同，由于于一位数数据的显显示是由由段和位位选信号号共同配配合完成成的，因因此，要要同时考考虑段和和位的驱驱动能力力，而且且段的驱驱动能力力决定位位的驱动动能力。本系统统采用并并行驱动动动态显显示。采采用单片片机P22口的低低4位作作为LEED的位位码输出出信号，P0口口作为段段码输出出信号。该驱动动电路如如原理图图所示，P0口口作为段段码输出出信号需需外接上上拉电阻阻。图22-3为为4位共共阴极数数码管带带时钟的的引脚图图图2-33

15、 4位位共阴极极数码管管带时钟钟的引脚脚分布4位共共阴极数数码管带带时钟的的引脚分分布，正正面逆时时针方向向依次为为112。段码引脚脚连线为为 A-111 BB-7 C-44 D-2 EE-1 F-110 GG-5 D5-3 DD6-33位码引脚脚连线为为 DIGG.1-12 DIIG.22-9 DIIG.33-8 DIIG.44-6按键电电路设计计作息时时间控制制器系统统在工作作时应具具备两项项基本功功能：一一是随时时改变定时时（作息息时间）时间；二是随随时对当当前时间间进行调调整。要要实现这这一功能能，可以以接入键键盘输入入电路。键盘结结构可以以分为独独立式键键盘和行行列式键键盘（矩矩阵式

16、）两类，本系统统只需44个按键键，因此此选择独独立式按按键。如如原理图所所示，电电路有44按键组组成，按按键采用用轻触开开关，分分别命名名为KEEY1、KEYY2、KKEY33、KEEY4。KEYY1和KKEY22配合完完成对时时间的调调整，KKEY33实现功功能切换换，KEEY4实实现查看看作息时时间。蜂鸣器电电路设计计设计要要求定时时时间到到，要有有到时提提示。可可以选择择一只蜂蜂鸣器（HA）作为三三极管VVT1的的集电极极负载，当VTT1导通通时，蜂蜂鸣器发发出呜叫叫声；VVT1截截止时，蜂鸣器器不发声声。R55是限流流电阻。图2-4 为为蜂鸣器器驱动电电路。图2-44 蜂蜂鸣器驱驱动电

17、路路蜂鸣器器用三极极管VTT1的基基极接到到单片机机的P11.7管管脚。当当P1.7=00时，VVT1导导通，使使蜂鸣器器的两个个管脚间间获得将将近5VV的直流流电压，蜂鸣器器中有电电流通过过，而产产生蜂鸣鸣声； 当P11.7=1时，VT11截止，蜂鸣器器的两个个管脚间间的直流流电压接接近于00，蜂鸣鸣器不发发生。3 软软件设计计硬件部部分设计计制作完完成后，关键是是程序的的编写。程序主主要包括括一下几几个部分分：主程程序、LLED动动态显示示子程序序、时钟钟计时子子程序、键盘判判断与处处理子程程序。3.1 主程序序设计程序按按照结构构化程序序设计，所有功功能都可可通过调调用子程程序完成成，主

18、程程序较简简单，内内容一般般包括：主程序序的起始始地址、有关内内存单元元及相关关部件的的初始化化和一些些程序调调用等。其设计框框图如图图3-11所示。主程序定义变量、设置显示时间和定时时间初值定时器0、定时器1初始化，开中断，并启动TR0、TR1开始计时执行小时、分钟处理子程序调用实时时间调整子成序调用作息时间调整子程序作息时间到否？报警30秒图3-11 主程程序设计计框图本系统统的设计计中，使使用了两两个中断断：T0中断断：采用用T0定定时中断断工作方方式，产产生1000mss的单位位时间。T1中断断：采用用T1定定时中断断工作方方式，完完成LEED动态态扫描。3.2 LEDD动态显显示子程

19、程序设计计在采用用动态扫扫描显示示方式时时，要使使得LEED显示示的比较较均匀，又有足足够的亮亮度，需需要设置置适当的的扫描频频率。当当扫描频频率在770Hzz左右时时，能够够产生较较均匀的的显示和和足够的的亮度。本系统统采用大大约1mms的时时间间隔隔对LEED进行行动态扫扫描，采采用定时时计数器器TR11的溢出出中断实实现1mms的定定时。LEED动态态显示流流程图如如图3-2所示示。重置T1定时初值P2=xx、P0=Stablenum|0 x80T1中断服务子程序num+num=4?num=0结束图3-22 LEED动态态显示流流程图3.3 时钟计计时子程程序设计计时钟系系统的主主要任务

20、务是：采采用单片片机的核核心器件件产生224h时时间。因因此要设设计一个个时钟程程序以实实现244h的定定时功能能。本系系统采用用的时钟钟频率为为12MMHz，则定时时器最长长的定时时时间为为65.5366ms，为此要要产生224h的的时间值值，可采采用硬件件定时和和软件计计数相结结合的方方法来实实现。本本系统采采用定时时计数器器TR00的溢出出中断实实现100ms的的定时，计数初初值为TTH0=0 xdd8、TTL0=0 xff0。时钟计计时子程程序流程程图如图图3-33所示。百分秒位count+1重置T0定时初值T0中断服务子程序一秒到否？即count=100？秒位second+1，cou

21、nt=0一分钟到？即second=60？分位minute+1，second=0一小时到？即minute=60？小时位hour+1，minute=024小时到？即hour=24？小时位hour=0返回图3-33 时钟钟计时子子程序流流程图3.4键键盘判断断与处理理子程序序设计由于机机械触点点的弹性性作用，在键被被按下或或弹起时时会出现现电压抖抖动，从从最初按按下到接接触稳定定要经过过数毫秒秒的弹跳跳时间，如图33-4所所示。为为保证键键识别的的准确，必须进进行去抖抖动处理理，去抖抖动有硬硬件和软软件两种种方法。硬件方方法就是是加去抖抖动电路路，从根根本上避避免抖动动；软件件方法有有很多种种，本系

22、系统中主主要是利利用延时时判断按按键是否否按下。由按键来来实现的的的时间间调整子子程序流流程图如如图3-5所示示，和作作息时间间调整子子程序如如图3-6。 图3-4 键盘按按下过程程changtime_key()子程序按键KEY1按下？时钟小时hour+124小时到？时钟小时位hour=0返回按键KEY2按下？分钟位minute+11小时到？分钟位minute=0图3-55 时间间调整子子程序流流程图在时间间调整子子程序中中，按键键KEYY1实现现对小时时进行调调整。当当有KEEY1按按键按下下时，小小时（hhourr）加11。当小小时加到到24时时，使其其置零。按键KKEY22实现对对分钟进

23、进行调节节，当有有KEYY2按下下时，分分钟（mminuute）加1，当分钟钟加到660时，使其置置零。chang_fixtime()子程序按键KEY3按下？显示时间表的第一个作息时间7：50按键KEY1按下？对作息时间的小时位调整按键KEY2按下？对作息时间的分钟位调整按键KEY4按下？显示作息时间表中的下一作息时间时间表显示完a=22?a=0a+1按键KEY3按下？返回图3-66 作息息时间调调整子程程序。在作息息时间调调整子程程序中，按键kkey33实现功功能切换换。当有有KEYY3按下下时，LLED显显示作息息时间中中设定好好的时间间。当KEEY3第第二次按按下后，返回时时钟显示示界面

24、。KEYY1、KKEY22在显示示作息时时间的情情况下，用来调调整作息息时间的的小时位位和分钟钟为。KEYY4用来来切换显显示作息息时间表表中下一一个时间间。在作作息时间间表中共共有233个预设定的的作息时时间。Protteuss软件仿仿真4.1 Prooteuus软件件仿真步步骤以上程程序完成成之后，在Prroteeus软软件中对对所设计计的系统统进行仿仿真。仿真的的具体步步骤为：根据设计计的硬件件电路在在Prooteuus软件件中元件件库中选选择所需需的元器器件。本本系统所所需的元元器件有有AT889S552、77SEGG-MPPX4CCC、SPEEAKEER、CAPP、LEED-RRED

25、、RESS、CRRYSTTSL、RESSPACCK-88、CAAP-EELECC、BUUTTOON、PPOWEER、GGROUUND。有原理图图把所选选元器件件连接起来来。仿真真电路图图为下图图所示。仿真电路路连接完完毕后，将调试试好的程程序下载载到单片片机。双双击单片片机图标标，将出出现Eddit Commpannentt框。点击击Proograam FFilee 后文文件夹图图标，在在弹出的的对话框框中选择择HEXX文件，点击OOK。这这样所写写的程序序就被下下载到单单片机内内。以上步骤骤完成后后，单击击Prooteuus软件件界面左左下角的的Plaay按钮钮，进行行仿真实实验。观观察现象

26、象，是否否符达到到预期结结果。若若未能达达到预期期结果分分析出现现错误的的原因。有软件件方面也也有硬件件方面。4.2 仿真过过程中出出现的问问题及解解决的方方法在仿真真过程中中出现的的问题及及解决的的方法：在仿真过过程中出出现LEED不显显示，主主要原因因在与PP0口未未接上拉拉电阻。经调整整后，又又有LEED出现现闪烁现现象，经经分析主主要原因因在于数数码管扫扫描时间间间隔过过大。对对程序调调整后能能够正常常显示。对按键进进行操作作时，不不能对时时间进行行调整。经检查查电路连连接无误误，主要要原因在在与软件件部分。对程序序修改后后能正常常工作。在仿真过过程中，当作息息时间到到时未能能听到蜂蜂

27、鸣器的的报警声声或声音音很微弱弱。经检查查分析，主要原原因在于于为接三极极管驱动动电路。5 系系统调试试根据系统统设计方方案，本本系统的的调试共共分为三三大部分分：硬件件调试，软件调调试和软软硬件联联调。由由于在系系统设计计中采用用模块化化设计，所以方方便了对对各电路路功能模模块的逐逐级测试试，包括括对：键键盘操作作功能调调试，声声音输出出功能调调试，指指示灯功功能调试试等。单单片机软软件先在在最小系系统板上上调试，确保工工作正常常之后，再与硬硬件系统统联调。最后将将各模块块组合后后整体测测试，使使系统的的所有功功能得以以实现。5.1硬硬件调试试电路安装装完成后后，首先先进行检检查，即即确认电

28、电路无虚虚焊，无无短路，无断路路，集成成元件安安装是否否正确，之后进进行电路路功能模模块的分分级调试试，根据据电路功功能逐级级进行：键盘功能能调试声音输出出功能调调试指示灯功功能调试试5.2软软件调试试本系统的的软件系系统不是是很大，全部用用C511来编写写，选用用一般的的伟福仿仿真器对对C511进行调调试。除除了语法法差错外外，当确确认程序序没问题题时，通通过直接接下载到到单片机机来调试试。采取取的是自自下到上上的调试试方法，即单独独调试好好每一个个模块，然后再再连接成成一个完完整的系系统，最最后完成成一个完完整的系系统调试试。主要要是LEED动态态显示及及按键判判断处理理功能的的调试。5.3软软硬联调调系统做好好后，进进行系统统的完整整调试。主要任任务是检检验实现现的功能能及其效效果并校校正数值值。根据据实测数数据，逐逐步校正正数据，使测量量结果更更准确。单片机机软件先先在最小小系统板板上调试试，确保保工作正正常之后后，再与与硬件系系统联调调。 课程设设计体会会本设计计以ATT89SS52单单片机为为核心，是一个个具有显显示实时时时间，并能对作息息时间调调节的作作息时间间控制器器。现代代学校要要求对时时间加以以控制，要按时时打铃及及播放广广播，以以保证学学习与工工作的正正常运行行。本设设计