作息时间控制系统设计.doc

1、作息时间控制系统设计摘 要:本设计是一种基于AT89C51单片机控制的作息时间控制系统设计。它具有多项显示和控制功能:能用LED实时显示当前时间；可对时间进行调整；具有闹铃功能。并且它以单片机的 C语言进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性,便于扩展和更改。 本文通过对一个基于单片机的能实现作息时间控制系统的设计，从而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。本设计主要由基本显示模块、系统走时模块和主模块等组成。所设计出的作息时间控制系统能很好地满足学校及企事业单位日常工作的需要,可以通过简单的几个按键任意设置时间，能够实时显示时间。关键词: AT89C51单片机，作息时间控制系统，C语

2、言 Schedule control system designAbstract: this design is a kind of based on AT89C51 single chip microcomputer control automatic ringing the bell system design. It has a number of display and control function: can use LED real-time display the current time; Can adjust time; Has the alarm function. An

3、d its the MCU C language for software design, increase the readability and portability procedures, easy to extend and change it. This article through to a based on single chip microcomputer to realize automatic ringing the bell systems design, so as to learn and understand SCM related instruction in

4、 all aspects of the application. This design is mainly composed of basic walking display module, system module and the main module, etc. Can realize the clock function, can progress, minutes and seconds displayed and is equipped with automatic ringing the bell system. The automatic design of ringing

5、 the bell system can well meet the needs of schools and enterprises and institutions of daily work, time can be set arbitrarily simply by a few buttons, can real-time display time. Key words: AT89C51single chip microcomputer, Schedule control system, C language目 录1 前 言11.1 研究背景11.2 单片机的特点和研究现状11.3 课

6、题研究意义21.4 预期效果22 整体设计方案42.1 单片机的选择42.2 选用单片机的理由62.2.1 单片机与PLC比较62.2.2 单片机的优点62.3 系统的整体设计72.3.1 方案分析和设计要求72.3.2 硬件方案设计82.3.3显示设计模块112.3.4 计时模块132.3.5主模块设计142.3.6 电路原理图与说明143 系统软件设计173.1 主程序设计173.2显示模块183.3 计时模块203.4系统调试与仿真223.4.1 Proteus 仿真软件介绍223.4.2 Proteus ISIS智能原理图输入系统223.4.3 Proteus ISIS的界面和功能介绍

7、243.4.4 Proteus 软件进行仿真与调试26总 结29参考文献30致 谢31附录一 ：线路原理图32附录二 C语言程序341 前言 近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效的方法就是理论与实

8、践并重，本文是基于AT89C51单片机设计的一个自动打铃控制系统。1.1 研究背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件

9、代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。单片机应用于自动打铃系统中，自动打铃系统是用数字电路技术实现时、分、秒计时，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。1.2 单片机的特点和研究现状 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微

10、控制器。 通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。1.3 课题研究意义该设计主要是以单片机的时钟芯片为核心，辅以必要的外围电路，构成一个自动打铃装置，并且以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计，使指令的执行速度快，节省存储

11、空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。在本次设计中，我采用AT89C51单片机设计了自动打铃系统，实现了硬件与软件的结合。在本次设计中我主要完成的任务有以下几点:第一点：我选定了AT89C51单片机作为开发软件，并熟悉了这款开发软件。第二点：完成了系统的整体方案设计，并完成了系统的硬件设计及相关原理图的绘制工作。第三点：完成了系统的软件设计，编写了程序，并对程序进行了调试。1.4 预期效果 校园作息自动打铃系统的走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。在自动打铃装置中数字式电子钟用集成电路计时，译码代替机械式传动，LED显示器代替指针显示

12、，减小了计时误差。这种自动打铃系统具备显示时、分、秒的功能，还可以对时、分、秒分别进行校对，片选的灵活性好。随着科学技术的迅速发展，自动打铃系统以其走时准确、使用方便，深受消费者的青睐。 本次设计出的校园作息自动打铃系统能很好地满足学校及企事业单位日常工作的需要,可以通过简单的几个按键任意设置时间，能实时显示时间等。力求使该系统体积最小，结构简单，且功能较多，操作简单，造价低，能满足多种场合使用。 2 整体设计方案2.1 单片机的选择 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片

13、构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。本次设计所采用的是51单片机，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制

14、系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。51单片机的引脚说明如下：GND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1

15、口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时当8051通电，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，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入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。