畢業(yè)設(shè)計：基于單片機的可編程作息時間控制器設(shè)計

1、揚州大學(xué)能源與動力工程學(xué)院題 目： 可編程作息時間控制器設(shè)計 課 程： 單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 第 一 部 分任務(wù)書單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計任務(wù)書一、課題名稱詳見單片機課程設(shè)計題目（一）：主要是軟件仿真，利用Proteus軟件進行仿真設(shè)計并調(diào)試； 單片機課程設(shè)計題目（二）：主要是硬件設(shè)計，利用單片機周立功實驗箱進行設(shè)計并調(diào)試。二、課程設(shè)計目的課程設(shè)計是課程教學(xué)中的一項重要內(nèi)容，是達到教學(xué)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)，是綜合性較強的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它對幫助學(xué)生全面牢固地掌握課堂教學(xué)內(nèi)容、培養(yǎng)學(xué)生的實踐和實際動手能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。

2、單片機原理及應(yīng)用是一門理論性、實用性和實踐性都很強的課程，課程設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)占有更加重要的地位。單片機原理及應(yīng)用課程設(shè)計的目的是讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個涉及MCS-51單片機多種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計與編程應(yīng)用，使學(xué)生不但能將課堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能進一步加深對電子電路、電子元器件等知識的認識與理解，同時在軟件編程、排錯調(diào)試、相關(guān)軟件和儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。為今后能夠獨立進行某些單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作打下一定的基礎(chǔ)。通過單片機硬件和軟件設(shè)計、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)的培訓(xùn)，使學(xué)生初步掌握工程設(shè)計方法和組織實踐的基本

3、技能，逐步熟悉開展科學(xué)實踐的程序和方法。三、課程設(shè)計內(nèi)容設(shè)計以89C51單片機和外圍元器件構(gòu)成的單片機應(yīng)用系統(tǒng)，并完成相應(yīng)的軟硬件調(diào)試。1. 系統(tǒng)方案設(shè)計：綜合運用單片機課程中所學(xué)到的理論知識，學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進行總體方案的設(shè)計。2. 硬件電路設(shè)計：對方案中以單片機為核心的電路進行設(shè)計計算，包括元器件的選擇和電路參數(shù)的計算，并畫出總體電路圖。3. 軟件設(shè)計：根據(jù)已設(shè)計出的軟件系統(tǒng)框圖，用匯編語言或C51編制出各功能模塊的子程序和整機軟件系統(tǒng)的主程序。4. 調(diào)試：在單片機EDA仿真軟件環(huán)境Proteus下進行仿真設(shè)計并調(diào)試；或在單片機周立功實驗箱上進行相關(guān)設(shè)計并調(diào)試。四、課程設(shè)

4、計要求設(shè)計一個以單片機為核心的可編程作息時間控制器：按照給定的時間模擬控制，實現(xiàn)廣播、上下課打鈴、燈光控制（屏幕顯示）,同時具備日期和時鐘顯示。五、進度安排序號內(nèi)容天數(shù)1布置任務(wù)，熟悉課題要求0.52總體方案確定，硬件電路設(shè)計1.53軟件編程1.54Proteus仿真，或在周立功實驗箱上調(diào)試25總結(jié)，撰寫課程設(shè)計報告1.5七、課程設(shè)計報告內(nèi)容：總結(jié)設(shè)計過程，寫出設(shè)計報告，設(shè)計報告具體內(nèi)容要求如下：1課程設(shè)計的目和設(shè)計的內(nèi)容。2課程設(shè)計的要求。3控制系統(tǒng)總框圖及系統(tǒng)工作原理。4控制系統(tǒng)的硬件電路連接圖，電路的原理。 5軟件設(shè)計流程圖及其說明。6電路設(shè)計，軟件編程、調(diào)試中遇到的問題及分析解決方法。

5、7實驗結(jié)果及其分析。8體會。第 二 部 分課程設(shè)計報目 錄 1 課題簡介11.1 課題目的11.2 課題要求12 可編程作息時間控制器方案設(shè)計12.1 系統(tǒng)總體介紹12.2 系統(tǒng)整體框圖12.3系統(tǒng)工作原理13可編程作息時間控制器硬件電路及芯片介紹23.1 AT89C51單片機23.2 1602LCD液晶顯示器33.3 其他重要元件43.4 硬件電路設(shè)計圖54 可編程作息時間控制器軟件編程設(shè)計54.1 系統(tǒng)初始化54.2 系統(tǒng)時間校正64.3 系統(tǒng)時間設(shè)定74.4 作息時間設(shè)定74.5 響鈴處理94.6 邏輯控制104.7 1602LCD液晶顯示115 實驗與結(jié)果分析115.1 實驗的調(diào)試11

6、5.2 實驗的結(jié)果125.3 實驗的問題146 小結(jié)與體會151 課題簡介1.1 課題目的 由單片機AT89C51芯片和LCD顯示器，輔以必要的的電路，構(gòu)成一個可編程作息時間控制器。電子鐘采用采用單片機來完成,LCD顯示“時”，“分”，LED閃動來做秒計數(shù)，定時時間到能發(fā)出相應(yīng)的提示，從而能夠?qū)崿F(xiàn)作息時間控制?，F(xiàn)在是自動化高度發(fā)達的時代，特別是電子類產(chǎn)品都是靠內(nèi)部的控制電路來實現(xiàn)對產(chǎn)品的控制，達到自動運行的目的，這就需要我們這里要做的設(shè)計中的電器元件及電路的支持。1.2 課題要求（1） 在keil uVision 和proteus上編寫軟件完成設(shè)計。（2） 以AT89C51單片機為核心結(jié)合字符

7、型LCD顯示器的可編程作息時間控制器。（3） 按照給定的時間模擬控制，實現(xiàn)廣播、上下課打鈴、燈光控制（屏幕顯示）,同時具備日期和時鐘顯示。（4） 上機調(diào)試程序。（5） 寫出設(shè)計報告。2 可編程作息時間控制器方案設(shè)計2.1 系統(tǒng)總體介紹 可編程作息時間控制器是由簡單的一路鬧鐘的基礎(chǔ)上增加至四路可調(diào)鬧鐘，從而實現(xiàn)依次執(zhí)行作息時間的提醒任務(wù)。系統(tǒng)主要是由時間程序和鬧鐘程序所構(gòu)成，由顯示模塊、時鐘模塊以及鬧鐘模塊三大部分組成。其中時鐘運算模塊要對時、分、秒的數(shù)值進行操作，并且秒算到60時，要自己清零并向分進1；分算到60時，要自己清零并向時進1，時算到24時，要清零，這樣，才能循環(huán)記時。并在不同狀態(tài)下

8、使得四個按鍵有著不同的功能，從而實現(xiàn)系統(tǒng)時間的調(diào)整，同時可以在不同狀態(tài)下可以調(diào)整鬧鐘的時間。當(dāng)定時到達時LCD將顯示出現(xiàn)在的鬧鐘是哪一路，響鈴一分鐘，并可以通過按鍵提前結(jié)束鬧鐘，恢復(fù)到時間顯示狀態(tài)。2.2 系統(tǒng)整體框圖 LCD顯示 揚聲器和燈閃 廣播單片機AT89C51按 鍵2.3系統(tǒng)工作原理使用AT89C51單片機結(jié)合字符型LCD顯示器設(shè)計一個簡易的可編程作息時間控制器，若LCD選擇有背光顯示的模塊，在夜晚或黑暗的場合中也可使用。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動，表示程序開始執(zhí)行，同時顯示系統(tǒng)時間。作息時間控制器是由4路可調(diào)鬧鐘組成，從而實現(xiàn)打鈴等功能。當(dāng)四路鬧鐘中的任一路到時，均會點亮燈、打

9、鈴。其中操作鍵K1K4的功能分別為：設(shè)置限制的時間/時的調(diào)整、顯示鬧鐘設(shè)置的時間/分的調(diào)整、設(shè)置鬧鐘的時間/設(shè)置完成、鬧鐘更換。3可編程作息時間控制器硬件電路及芯片介紹系統(tǒng)主要是由AT89C51單片機、1602LCD液晶顯示器以及其他重要元件組成，按鍵作為系統(tǒng)的控制輸入端，可以進行時間、鬧鐘等內(nèi)容的設(shè)定，并通過液晶顯示器顯示出時間等內(nèi)容。3.1 AT89C51單片機本設(shè)計的核心硬件就是8051芯片，這里選擇了AT89C51,AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低

10、電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 圖3.1 AT89C51引腳圖引腳及其功能：P0口：P0口為一個8位漏級開路雙 向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0

11、輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地

12、址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中

13、斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁

14、止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（V

15、PP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。P1.0口接K1按鍵，P1.1口接K2按鍵，P1.2口接K3按鍵，P1.3口接K4按鍵，P2.0口接RS口，P2.1口接RW口，P2.2口接E口，P2.3口接發(fā)光二極管D2陽極，P2.4口接發(fā)光二極管D1陽極，P2.5口接電阻R3，P3口的8個口依次和LCD的數(shù)據(jù)口D0D7.3.2 1602LCD液晶顯示器LM016L 液晶模塊采用HD44780 控制器。HD44780 具有簡單而功能較強的指令集，可以實現(xiàn)字符移動、閃爍等功能。LM016L 與單片機MCU（Microcontroller U

16、nit）通訊可采用8 位或者4 位并行傳輸兩種方式。HD44780 控制器由兩個8 位寄存器、指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）、忙標(biāo)志（BF）、顯示數(shù)據(jù)RAM（DDRAM）、字符發(fā)生器ROM（CGROM）、字符發(fā)生器RAM（CGRAM）、地址計數(shù)器（AC）。IR 用于寄存指令碼，只能寫入不能讀出；DR 用于寄存數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由內(nèi)部操作自動寫入DDRAM和CGRAM，或者暫存從DDRAM和CGRAM 讀出的數(shù)據(jù)。BF 為1 時，液晶模塊處于內(nèi)部處理模式，不響應(yīng)外部操作指令和接受數(shù)據(jù)。DDRAM 用來存儲顯示的字符，能存儲80 個字符碼。CGROM 由8 位字符碼生成5*7 點陣字符160 種和

17、5*10 點陣字符32 種，8 位字符編碼和字符的對應(yīng)關(guān)系，可以查看參考文獻3中的表4。CGRAM 是為用戶編寫特殊字符留用的，它的容量僅64 字節(jié)。可以自定義8 個5*7 點陣字符或者4 個5*10 點陣字符。AC 可以存儲DDRAM 和CGRAM的地址，如果地址碼隨指令寫入IR，則IR 自動把地址碼裝入AC，同時選擇DDRAM 或者CGRAM 單元。LM016L 液圖3.2 LCD1602引腳圖晶模塊的引腳功能見表：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個

18、10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。將respack-8的1口接電源，28口順序和P3口相連接，并和LCD的數(shù)據(jù)口D1D7相接，VSS接地，VDD接電源，VEE接滑動變阻器，RS口接P2.0口，RW口接P2.1口，E口

19、接P2.2口。3.3 其他重要元件圖3.3 獨立式鍵盤 （1）獨立式鍵盤的接口電路：在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，有時只需要幾個簡單的按鍵向系統(tǒng)輸入信息。這時，可將每個按鍵接在一根I/O接口線上，這種方式的連接稱為獨立式鍵盤。每個獨立式按鍵單獨占有一根 I/O接口線，每根I/O接口線的工作狀態(tài)不 會影響到其他 I/O接口線 。這種按鍵接口電路配置靈活，硬件結(jié)構(gòu)簡單，但每個按鍵必須占用一根I/O接口線，I/O接口線浪費較大。故只在按鍵數(shù)量不多時采用這種按鍵電路。在此電路中，按鍵輸入都采用低電平有效。上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O接口線有確定的高電平。當(dāng)I/O接口內(nèi)部有上拉電阻時，外電路可以不配置上拉電阻

20、。（2） 蜂鳴器：將蜂鳴器的一端電源，另一端接至晶閘管集電極，當(dāng)需要鬧鐘響時，P2.5將發(fā)出有規(guī)律的電平使得晶閘管導(dǎo)通，從而使得蜂鳴器發(fā)出聲響。（3） respack-8:上拉電阻鍵K1K4分別與單片機的P1.0P1.3口相接。3.4 硬件電路設(shè)計圖圖3.4 系統(tǒng)整體電路圖將respack-8的1口接電源，28口順序和P3口相連接，并和LCD的數(shù)據(jù)口D1D7相接。發(fā)光二極管D1和P2.4口相連接用以顯示秒計時，發(fā)光二極管和P2.3口相連接用以顯示鬧鐘時的廣播，按鍵K1K4分別與單片機的P1.0P1.3口相接，以實現(xiàn)按鍵的多功能使用。4 可編程作息時間控制器軟件編程設(shè)計 可編程作息時間控制器軟件

21、編程主要包括系統(tǒng)初始化、系統(tǒng)時間校正、系統(tǒng)時間設(shè)定、作息時間設(shè)定、響鈴處理、邏輯控制以及1602LCD液晶顯示，整個程序中響鈴的合理處理以及顯示部分是核心部分，只有處理好鬧鐘的及時響應(yīng)才會使得整個可編程作息時間控制器按照預(yù)定的設(shè)計進行工作，同時各個模塊邏輯上合理分配又將是整個功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)。4.1 系統(tǒng)初始化25sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit K4=P13;sbit rs=P20;sbit rw=P21; sbit lcden=P22;sbit LED2=P23;sbit led=P24; sbit beep=P25;TH0=(65536-50

22、000)/256;TL0=(65536-50000)%256;此段程序主要是是定義電路的外部接口，包括K1K4按鍵，LCD的rs口、rw口、廣播控制端LED2、發(fā)光二極管控制端led以及蜂鳴器控制端beep。將定時器0的工作模式選擇為工作方式1，同時給定時器裝初值，并且開始計數(shù)。4.2 系統(tǒng)時間校正 圖4.1 系統(tǒng)時間校正流程圖程序：TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;aa+;if(aa=20)aa=0;miao+;if(miao=60)miao=0;fen+;if(fen=60)fen=0;shi+;if(shi=24)shi=0; wri

23、te_sfm(9,shi);write_sfm(12,fen);首先初始化時定時器開始工作，當(dāng)計時時間到時進入中斷服務(wù)，由于方式1沒有自動裝初值的功能，因此需再次裝入初值，每一次所定的時間為50ms，通過軟件計數(shù)的方法，當(dāng)計數(shù)達到20次時剛好1秒鐘，如果計數(shù)不到20次，則再次給定時器裝入初值，直到計數(shù)達到20次，把計數(shù)初值清零，并再次向計數(shù)器裝初值，重復(fù)執(zhí)行之前操作，同時分加一，并顯示，如果分為60時則不顯示，先清零然后將時加一，再顯示分，如果時不是24時，則直接通過LCD顯示出來，如果時剛好為24時，則現(xiàn)需要清零，然后在用LCD顯示出來。4.3 系統(tǒng)時間設(shè)定 圖4.2 改變小時流程圖 圖4.

24、3 改變分鐘流程圖 程序：if(K1=0) while(!K1)TR0=0;if(K1=0)shi+; if(shi=24) shi=0;if(K2=0)while(!K2);fen+; if(fen=60)fen=0;if(K3=0) TR0=1; 當(dāng)K1被按下時，則修改系統(tǒng)的的時間，同時定時器停止工作。開始時，光標(biāo)停留在分鐘上，當(dāng)再次按下K1時，光標(biāo)將會跳到小時并且小時位的時間將會加一，如果時位的數(shù)等于24時，則自動清零，從零開始再往上加，如果按下K2鍵按下則分鐘自動加一 ，如果分鐘達到60時則自動清零，從零開始往上加，并通過LCD顯示出此時的狀態(tài)。當(dāng)按下K3鍵時，則退出系統(tǒng)時間的更改，并

25、啟動定時器工作，開始通過LCD在第二行顯示出修改后的時間。此程序主要的作用就是通過人為的方法來設(shè)定系統(tǒng)的時間，使得系統(tǒng)時間滿足實際需要。4.4 作息時間設(shè)定 圖4.4 改變鬧鐘定時小時流程圖 圖4.5 改變鬧鐘定時分鐘流程圖 程序： if(K3=0)while(!K3);write_sfm(12,fen1);write_sfm(9,shi1); if(K2=0)write_sfm(12,fen1);write_sfm(9,shi1);while(!K2);write_sfm(12,fen);write_sfm(9,shi); if(K1=0)while(!K1);shi1+; if(shi2=

26、24) shi1=0;write_sfm(9,shi1);if(K2=0)while(!K2);fen1+; if(fen1=60)fen1=0;write_sfm(12,fen1);if(K3=0)write_sfm(12,fen); write_sfm(9,shi); 由于可編程時間控制器是由四路鬧鐘構(gòu)成的，所以只要通過邏輯上的先后順序便可以實現(xiàn)，并且這四路鬧鐘設(shè)定上都是相同的，因此在這里將四路鬧鐘選擇其中的第一路做介紹。當(dāng)通過K4鍵進入鬧鐘設(shè)定電路后，如果處于廣播的鬧鐘時間設(shè)定時，此時如果沒有按下任何開關(guān)鍵，LCD將顯示此時的鬧鐘標(biāo)志“GB”并且再其后面顯示現(xiàn)在的系統(tǒng)時間，在沒有按下K3

27、鍵之前，如果按下K2鍵，則LCD將顯示此處鬧鐘時間，并且在其前面有此路標(biāo)志，如“GB”,松開按鍵K2時，LCD將顯示之前的狀態(tài)；如果按下首次按下K3鍵，則開始修改鬧鐘的時間，此時光標(biāo)在分鐘上閃爍，此時按下K2鍵則修改鬧鐘的分鐘，如果分等于60時，則自動清零，否則繼續(xù)往上加；如果按下K1鍵則修改鬧鐘的小時，如果小時數(shù)等于24，則自動清零，否則繼續(xù)往上加。當(dāng)?shù)诙伟聪翶3鍵，則完成次鬧鐘的設(shè)定，并顯示之前的狀態(tài)，如果繼續(xù)按K4鍵則切換到下一路鬧鐘 ，也可以進行上述的操作，或者返回系統(tǒng)時間界面。 4.5 響鈴處理 圖4.6 響鈴處理流程圖程序：if(fen=fen1)&(shi=shi1)|(fen

28、=fen2)&(shi=shi2)|(fen=fen3)&(shi=shi3)|( (fen=fen4)&(shi=shi4)&(flag2=1) if(fen=fen1)&(shi=shi1)&(flag2=1)if(fen=fen1)&(shi=shi1)&(flag2=0)|(fen-1=fen1)&(shi=shi1)&(flag4=0)if(fen=fen2)&(shi=shi2)&(flag2=1)if(fen=fen2)&(shi=shi2)&(flag2=0)|(fen-1=fen2)&(shi=shi2)&(flag4=0)if(fen=fen3)&(shi=shi3)&(f

29、lag2=1)if(fen=fen3)&(shi=shi3)&(flag2=0)|(fen-1=fen3)&(shi=shi3)&(flag4=0)if(fen=fen4)&(shi=shi4)&(flag2=1)if(fen=fen4)&(shi=shi4)&(flag2=0)|(fen-1=fen4)&(shi=shi4)&(flag4=0) )if(K4=0&flag3=0)當(dāng)四個定時鬧鐘任意一路到達時，在沒有按下響鈴終止鍵K4時，flag2都等于1，此時鬧鐘響起，同時使得flag3等于0。在鬧鐘響鬧完一個周期后將繼續(xù)向下執(zhí)行，并且根據(jù)以后程序的判定是哪一路鬧鐘在響鬧，執(zhí)行這一路所要求的

30、內(nèi)容，但是不論哪一路時間到都會響鈴并且燈閃，不同的是根據(jù)判斷選擇出時間到的那一路并通過LCD顯示出來鬧鐘時間及某路鬧鐘；此時若按下K4鍵，則使得flag2等于0，當(dāng)進行是否鬧鐘響鬧時將會不在響應(yīng)，也就是鬧鐘被手動關(guān)閉，從而不需要一定要響鈴一分鐘后在關(guān)閉鬧鐘，實現(xiàn)手動關(guān)斷鬧鐘的功能。當(dāng)鬧鐘關(guān)斷過后將及時跳出，并且使得LCD顯示當(dāng)前的時間。使得可編程時間控制器能夠在響鈴時能夠顯示當(dāng)前的鬧鈴及時間，同時可以手動關(guān)斷鬧鈴，并且當(dāng)鬧鈴關(guān)斷過后可以跳出當(dāng)前顯示返回到系統(tǒng)時間。 4.6 邏輯控制 圖4.7 邏輯控制流程圖程序：while(1)if(K4=0)&(flag3=1) K4num+;if(K4nu

31、m=5)K4num=0; if(K4num=0)time();flag4=0;if(K4num=1)guangbo();flag4=1;if(K4num=2) shangke();flag4=1; if(K4num=3)xiake();flag4=1;if(K4num=4)dengkong(); flag4=1; clock();只有當(dāng)沒有一路鬧鐘響鬧時才會執(zhí)行此程序，因為在鬧鐘響鬧時K4鍵將會作為鬧鐘的停止的功能鍵使用，所以只有在沒有鬧鐘響鬧時，K4鍵才會早為鬧鐘的更換，同時變量K4num將作為K4鍵所處的鬧鐘或者系統(tǒng)時間區(qū)別出來，以實現(xiàn)邏輯上的合理。系統(tǒng)剛啟動時，按鍵K4處于系統(tǒng)時間狀態(tài)，

32、在此狀態(tài)下可以利用之前所介紹的功能進行所需要的修改，當(dāng)?shù)谝淮伟聪翶4鍵時，就會進入廣播定時的控制口，此時可以根據(jù)需要修改所要定的時間，并可以顯示自己所定的鬧鐘時間，再次按下K4鍵時，將會進入上課定時的鬧鐘，和之前的鬧鐘一樣，可以進行相同的操作，當(dāng)再次按下K4鍵時將進入下課鬧鈴狀態(tài)，然后將要進入的的是燈光控制定時，此時Knum4為4，當(dāng)再次按下K4鍵時，將經(jīng)過判斷清零，重新開始，以此來實現(xiàn)按鍵K4可以更換鬧鐘的功能，同時更改鬧鐘時間的功能。4.7 1602LCD液晶顯示VSS引腳接地，VDD提供電源，VEE接滑動變阻器來控制液晶屏的對比度。RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指

33、令寄存器。R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。程序：void write_com(uchar com)rs=0;rw=0;lcden=0;P3=com;lcden=1;lcden=0; 液晶寫命令函數(shù) void write_date(uchar date)rs=1;rw=0;lcden=0;P3=date;lcden=1;lcden=0; 液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù)當(dāng)需要將內(nèi)容顯示

34、到LCD顯示器上之前，首先要向液晶顯示器輸入寫命令函數(shù)，有上硬件分析可以得到LCD液晶顯示上一排地址從80H8FH，一共16位，下面一排地址從C0HCFH,同樣是16位，所以在進行液晶顯示之前首先確定要將結(jié)果在哪一位上顯示，然后在調(diào)用液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù)，只有兩者結(jié)合使用才會得到想要的結(jié)果。5 實驗與結(jié)果分析5.1 實驗的調(diào)試設(shè)計要求：一個以單片機為核心的可編程作息時間控制器，能夠按照給定的時間模擬控制，實現(xiàn)廣播、上下課打鈴、燈光控制（屏幕顯示）,同時具備日期和時鐘顯示。首先運用Keil軟件編輯程序，按上圖要生成目標(biāo)代碼文件，不斷地調(diào)試程序。聯(lián)調(diào)：加載目標(biāo)代碼文件 打開元器件單片機屬性窗口，在“Pr

35、ogram File”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-17.hex”；在“Clock Frequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。每一小塊程序編寫過后都進行聯(lián)調(diào)，這樣可以及時觀察到自己所編的程序是否符合自己的目的，當(dāng)出現(xiàn)問題時及時處理，可以避免當(dāng)有大量問題后無法找出錯誤的地方，可以提高編程的效率，也有利于最終將程序編寫出來。5.2 實驗的結(jié)果圖5.3 廣播定時響鬧時 圖5.4 上課定時響鬧圖5.5 下課定時響鬧圖5.6 燈控定時響鬧 圖5.7 上課定時設(shè)定5.3 實驗的問題實驗中出現(xiàn)問題最多的就是LCD顯示，又是顯示出亂碼，又是是不斷閃爍的輸入標(biāo)題，有的則是光標(biāo)的來

36、來回回閃爍而不是固定在某一位，這些問題基本上都是由于LCD刷新的問題上，有時候由于邏輯上的先后順序沒有做好，有的完全是由于缺少必要的邏輯區(qū)分，使得顯示在程序執(zhí)行的過程中LCD不單單刷新了我所需要的內(nèi)容，也將我此時不需要的內(nèi)容也刷新出來，所以屏幕上的內(nèi)容是閃爍的，因此我加了4個基本變量進行控制，以此來實現(xiàn)所需要的刷新。同時整個延時又是非常重要的，在進行按鍵設(shè)定時這個問題就出現(xiàn)了，有時候按一下會會進行幾個需要的操作，使得結(jié)果不符合我的要求，所以應(yīng)用剛開始編寫程序時不斷適當(dāng)增加延時使得程序漸漸符合要求。6 小結(jié)與體會通過此次的單片機課程設(shè)計讓我學(xué)到了許多新的知識，讓我受益匪淺，其中對1602LCD液

37、晶顯示器有了非常深刻的認識。剛開始分到課題時，我便開始研究這個課題，由于我們的課題是在題目4的基礎(chǔ)上改過來的，因此我先研究了一下題目4的要求以及原理，再結(jié)合我們的課題讓我對這個課題有了一些了解，下午時我們和大多數(shù)同學(xué)一樣先將電路圖畫了出來，但是當(dāng)我做完這個課題過后，我很同意老師的意見，不應(yīng)當(dāng)立即畫電路圖，因為我們對整個課題還不是很了解，對于Proteus軟件也不懂，結(jié)果就是我們用了一下午只畫了一張圖，而且對于整個課程設(shè)計課題的理解毫無幫助。由于我們對課題的理解有困難，不能夠?qū)⒄n題所要求的內(nèi)容完全弄明白，因此我們向李老師尋求幫助，幫我們把我們的課題分析了一下，聽過之后我們基本已經(jīng)理解了這個課題，

38、但是對于具體實施還是沒有頭路，當(dāng)我在實驗室糾結(jié)1602LCD液晶顯示器到底是如何工作時，夏老師告訴我Proteus軟件中就有相關(guān)的例子，于是我便通過自己所找到的資料以及這個例子自學(xué)了LCD顯示器，由于例子是用c語言寫的，所以最終我也選擇使用c語言來編寫程序，但是在以后我所遇到的困難遠遠不止這些。首先我要自學(xué)相關(guān)的c語言，同時我在網(wǎng)上找到了一些相關(guān)的資料學(xué)習(xí)了一下，并結(jié)合李老師對課題的分析，讓我對這個課題有了自己的思路。首先，我就把我的思路認真的整理下來，然后規(guī)劃好每一塊所要完成的任務(wù)，然后再用Keil軟件編寫出來，在進行聯(lián)調(diào)，每一小步的調(diào)試都必須做到?jīng)]有問題，只有這樣在總的聯(lián)調(diào)時不會因為問題太

39、多而做不出來。在以后的幾天里我都在學(xué)習(xí)和使用c語言，讓我對LCD顯示器有了更多的認識，但是在整個程序編寫過程中問題基本都處在LCD顯示上，一遍遍的嘗試后總會出現(xiàn)一些問題，曾經(jīng)我也因為最后的一點點問題想向老師請教，最后自己沒有解決的時候甚至想放棄，但是最終我還是堅持下來，并最終完成了程序的基本要求，并且通過了李老師的第一次檢查，并對李老師提出的一些不滿足的地方進行了修改，但是這些修改在進過之前所設(shè)計中遇到的問題來說也挺難得，但是我很快就解決掉了，因為我對自己的程序以及LCD顯示器有了好好地認識，從而最后實現(xiàn)了比較好的結(jié)果，當(dāng)李老師驗收過后感到非常的高興，在此我非常感謝李老師對我設(shè)計過程中提供的幫

40、助，以及最后對我設(shè)計成果的認可。雖然在這一周半的課程設(shè)計中每時每刻都讓我在思考我的課題，同時由于相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源的不足曾經(jīng)使我在用匯編語言還是應(yīng)用c語言徘徊過，但是當(dāng)我選擇其中一個時我就堅持了下來，并通過不斷地努力在不斷地更改程序，可以說整個課程設(shè)計是非常的痛苦的，因為我曾經(jīng)想放棄過，但是我最終還是堅持了下來，并通過自己堅持不懈的努力完成此次課題任務(wù)。雖然整個課程設(shè)計的過程有點痛苦，但是當(dāng)我看到自己的最終成果時還是很開心，因為我這幾天的努力沒有白白浪費，培養(yǎng)了我獨立思考的能力，提高我的自學(xué)以及應(yīng)用能力，這將是我以后學(xué)習(xí)生活的非常寶貴的經(jīng)歷。在編寫程序的過程中每一塊的認真編寫才為以后整個程序的完成奠

41、定基礎(chǔ)，正如我們在平時的生活中一樣，只有不斷地積累，才會為以后更大的收獲打下堅實的基礎(chǔ)，而此次的課程設(shè)計就可以當(dāng)做我的一次小小的積累，可以說這是我大學(xué)以來最讓我糾結(jié)的一次課程設(shè)計，也是第一個讓我有放棄的念頭的課程設(shè)計，當(dāng)我最終調(diào)出程序的那一刻讓我明白，有時候在那自暴自棄還不如竭盡自己的權(quán)力去解決這個問題，在這過程中的確會有許多麻煩，有時會把本來沒有的問題弄出來，有時經(jīng)過一次次的調(diào)試還是達不到自己的要求，但是只要我們堅持住，不放棄還是會解決的。回首這一周多的單片機課程設(shè)計，發(fā)現(xiàn)自己的程序按模塊劃分還不是很難，和當(dāng)初剛剛拿到題目時的各種不明白、各種不懂發(fā)現(xiàn)自己真的收獲了很多，并且在看看相關(guān)類似的課

42、題時能夠基本找出基本的設(shè)計思路，對于用到602LCD液晶顯示器相關(guān)的內(nèi)容能夠做出相關(guān) 的反應(yīng)，這個顯示器曾經(jīng)讓我絞盡腦汁依舊不懂，曾經(jīng)讓我的程序漏洞百出，但是最終我征服了它，這是我的一大收獲。同時在李老師和夏老師的督促下能夠按時到達實驗室，從而合理的分配和合理使用了課程設(shè)計的時間。最后，我要非常感謝李老師和夏老師在課程設(shè)計中提供的幫助，以及李老師最后對我課程設(shè)計結(jié)果的肯定。參 考 文 獻1 張毅剛主編，單片機原理及應(yīng)用，北京：高等教育出版社，20042 陳濤編著，單片機應(yīng)用及C51程序設(shè)計，北京：機械工業(yè)出版社，20083 周潤景主編，PROTEUS入門實用教程，北京：機械工業(yè)出版社，2007

43、4 皮大能主編，單片機課程設(shè)計指導(dǎo)書，北京：北京理工大學(xué)出版社，20105 樓然苗主編， 單片機實驗與課程設(shè)計（Proteus仿真版），浙江：浙江大學(xué)出版社, 2010 附錄 設(shè)計程序#include#define uint unsigned int #define uchar unsigned char Uint i,miao,fen,fen1,fen2,fen3,fen4,shi,shi1,shi2,shi3,shi4,flag1,flag2,flag3,flag4,flag5,aa,K1num,K2num,K3num,K4num,N;/K1num-K1按鍵被按下的標(biāo)記變量,K2num-K

44、2按鍵被按下的標(biāo)記變量,K3num=0-K3按鍵被按下的標(biāo)記變量uchar code table= H.I.T CHINA ;/定義初始上電時液晶默認顯示狀態(tài)uchar code table2= TIME ;uchar code Alarm_0= GBDS ;uchar code Alarm_1= SKDS ;uchar code Alarm_2= XKDS ;uchar code Alarm_3= DKDS ;uchar code Alarm_00= GB ;uchar code Alarm_11= SK ;uchar code Alarm_22= XK ;uchar code Alarm_

45、33= DK ;uchar code deng= LIGHTING ;sbit K1=P10;/四個按鍵sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit K4=P13;sbit rs=P20;sbit rw=P21; /燈光控制端sbit lcden=P22;sbit LED2=P23;/廣播控制端sbit led=P24; /發(fā)光二極管控制端sbit beep=P25;/蜂鳴器控制端void delay(uint z)/延時函數(shù)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);void write_com(uchar com)/液晶寫命令函數(shù)rs=0;r

46、w=0;lcden=0;P3=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_date(uchar date)/液晶寫數(shù)據(jù)函數(shù) rs=1;rw=0;lcden=0;P3=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;void write_sfm(uchar add,uchar date)/液晶寫時分秒函數(shù)uchar shi,ge;shi=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+shi);write_date(0x30+ge);void

47、 init()/初始化函數(shù)uint num;/寫液晶的循環(huán)控制變量aa=0;/中斷次數(shù)標(biāo)志K1num=0;/K1按鍵被按下的標(biāo)記變量K2num=0;/K2按鍵被按下的標(biāo)記變量K3num=0;/K3按鍵被按下的標(biāo)記變量K4num=0; /K4按鍵被按下的標(biāo)記變量flag1=1;/控制lcd屏刷新的變量flag2=1;/控制鬧鐘響鬧開啟關(guān)閉的標(biāo)記flag3=1;/控制鬧鐘響起時，按下K4停止鬧鐘響鬧的標(biāo)記flag4=1;/進入鬧鐘設(shè)置時的標(biāo)記變量flag5=1;/進入時間設(shè)置時的標(biāo)記變量led=1; /發(fā)光二極管初始化LED2=0; /廣播初始化rw=0; N=100;/系統(tǒng)啟動時，鬧鐘時間到發(fā)出

48、的聲音為連續(xù)三次發(fā)出“嘩”的一聲miao=0;/系統(tǒng)初始化時間fen=0;shi=7;fen1=6;/初始化鬧鐘的時間shi1=7;fen2=8;/初始化鬧鐘的時間shi2=7;fen3=10;/初始化鬧鐘的時間shi3=7;fen4=12;/初始化鬧鐘的時間shi4=7;beep=0;/蜂鳴器初始化lcden=0;/液晶使能端初始化write_com(0x38);/1602液晶初始化，設(shè)置16*2顯示。5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口write_com(0x0c);/設(shè)置開顯示，不顯示光write_com(0x06);/寫一個字符后地址指針自動加1write_com(0x01);/顯示清0數(shù)據(jù)指針清

49、0write_com(0x80);/將數(shù)據(jù)指針定位到第一行，第一個字處for(num=0;num15;num+)/顯示鬧鐘標(biāo)示: H.I.T CHINA write_date(tablenum);delay(10);write_com(0x80+0x40+11);/寫出時間顯示部分的兩個冒號write_date(:);write_com(0x80+0x40+14);write_date( );write_com(0x80+0x40+15);write_date( );write_sfm(12,fen);/送去液晶顯示秒分時write_sfm(9,shi);TMOD=0x01;/設(shè)置定時器0為工

50、作方式1TH0=(65536-50000)/256;/定時器裝初值TL0=(65536-50000)%256;EA=1;/開總中斷ET0=1;/開定時器0中斷TR0=1;void xianshi() /系統(tǒng)時間顯示write_com(0x80+0x40);for(i=0;i9;i+)write_date(table2i);write_com(0x80+0x40+11);/寫出時間顯示部分的兩個冒號write_date(:);write_com(0x80+0x40+14);write_date( );write_com(0x80+0x40+15);write_date( );write_sfm(

51、12,fen);/送去液晶顯示秒分時write_sfm(9,shi); void time()/更改系統(tǒng)時間if(K1num=0)&(flag3=1) )write_com(0x80+0x40);for(i=0;i9;i+)write_date(table2i); if(K1=0)/判斷K1按下，則開始修改時間delay(5);flag5=1;if(K1=0&K1num=0)K1num=1;while(!K1)/判斷是否松開按鍵，后同if(K1num=1) TR0=0;/關(guān)閉計數(shù)器0write_com(0x0f);/光標(biāo)開始閃爍write_com(0x80+0x40+13);if(K1=0&K1num=1)/判斷K1按下,修改系統(tǒng)時間的小時 delay(5);if(K1=0)write_com(0x80+0x40+10);/光標(biāo)定位到小時位置K1num=1;/置K1num=1while(!K1);shi+; /則調(diào)整時加1