基于單片機(jī)的家用定時(shí)器設(shè)計(jì)(共17頁(yè))

1、吉首大學(xué)(dxu)單片機(jī)技術(shù)(jsh)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 項(xiàng)目名稱： 家用(jiyng)多功能定時(shí)器設(shè)計(jì)與制作 專業(yè)年級(jí)： 物理機(jī)電工程工程2012級(jí) 學(xué) 號(hào)： 20124052023 學(xué)生姓名： 劉銳 指導(dǎo)教師： 陳善榮 報(bào)告完成日期 2015 年 7 月 1 日 評(píng)閱結(jié)果 評(píng)閱教師 TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc8247 第一章 緒論(xln) 單片機(jī)課程設(shè)計(jì) 第一章 緒論(xln)1.1 系統(tǒng)(xtng)背景 1.1.1 單片機(jī)的電子(dinz)技術(shù) 單片機(jī)是將CPU、RAMROM定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及輸入輸出(I/O)接口等計(jì)算機(jī)的主要部件集成在一塊的集成電路芯片，

2、作為微機(jī)系統(tǒng)它還可以實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換、脈寬調(diào)制、計(jì)數(shù)器捕獲/比較邏輯、高速I(mǎi)/O口和WDT各種控制功能。通過(guò)在MCS-51系列的單片機(jī)中增設(shè)了全雙工串行口I/O、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用尋址范圍為256kb的8位地址、均有四種工作方式的2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、增加了中斷系統(tǒng)、增設(shè)了頗具特色的布爾處理機(jī)、讓單片機(jī)具有較強(qiáng)的指令尋址和運(yùn)算功能這些技術(shù)，使單片機(jī)擁有了完善的外部并行總線(AB、DB、CB)具有多機(jī)識(shí)別功能的串行通信接口，規(guī)范了功能單元的特殊功能寄存器控制模式及適應(yīng)控制器特點(diǎn)的布爾處理系統(tǒng)和指令系統(tǒng)，位發(fā)展具有良好兼容性的新一代單片機(jī)奠定了良好的基礎(chǔ)。單片機(jī)被廣泛地應(yīng)用在各種領(lǐng)域。例如用來(lái)作

3、家用電器中如洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐、電飯煲、電視機(jī)、錄像機(jī)以及其他視頻音像設(shè)備的控制器；在辦公室中用作大量通信、信息的承載體，比如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話等；它還可以來(lái)構(gòu)成電子秤、收款機(jī)、倉(cāng)儲(chǔ)安全檢測(cè)系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)等冷凍保鮮系統(tǒng)等的專用系統(tǒng)；在工業(yè)中，像工業(yè)過(guò)程控制、過(guò)程監(jiān)制以及機(jī)電一體化控制等系統(tǒng)都是以單片機(jī)為核心火多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；它還可以構(gòu)成一些智能儀表與集成智能傳感器傳統(tǒng)的控制電路，實(shí)現(xiàn)一些像存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、查找、判斷、聯(lián)網(wǎng)和語(yǔ)音功能等智能化功能，還可以構(gòu)成一些電子系統(tǒng)中的集中顯示系統(tǒng)、動(dòng)力檢測(cè)控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運(yùn)行監(jiān)視器等的冗余網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 1.1.2 定時(shí)器介紹

4、 人類最早使用的定時(shí)工具是沙漏或 HYPERLINK /view/3214854.htm t _blank 水漏，但在鐘表誕生發(fā)展成熟之后，人們開(kāi)始嘗試使用這種全新的計(jì)時(shí)工具來(lái)改進(jìn)定時(shí)器，達(dá)到準(zhǔn)確控制時(shí)間的目的。 1876年， HYPERLINK /view/3565.htm t _blank 英國(guó)(yn u)外科醫(yī)生索加取得一項(xiàng)定時(shí)裝置的專利，用來(lái)控制煤氣(miq)街燈的開(kāi)關(guān)。它利用機(jī)械鐘帶動(dòng)開(kāi)關(guān)來(lái)控制煤氣閥門(mén)。 定時(shí)器確實(shí)是一項(xiàng)了不起的發(fā)明，使相當(dāng)多需要人控制時(shí)間的工作變得簡(jiǎn)單(jindn)了許多， HYPERLINK /view/174977.htm t _blank 家用電器都安裝了定

5、時(shí)器來(lái)控制開(kāi)關(guān)或工作時(shí)間。1.2 設(shè)計(jì)要求 主要內(nèi)容和任務(wù)：完成單片機(jī)最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)與制作，在此基礎(chǔ)上通過(guò)編程設(shè)計(jì)家用多路定時(shí)控制器。目標(biāo)：通過(guò)編寫(xiě)程序，使單片機(jī)最小系統(tǒng)具有正常數(shù)字鐘功能，包括時(shí)間校正，具有至少三路定時(shí)開(kāi)關(guān)控制功能，每路定時(shí)時(shí)間可以任意設(shè)置。第二章 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)框架介紹按鍵輸入電路：對(duì)定時(shí)器輸入定時(shí)時(shí)間、時(shí)鐘時(shí)間，并對(duì)其調(diào)整。時(shí)鐘電路：給單片機(jī)一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，讓其工作。復(fù)位電路：使單片機(jī)為初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。數(shù)碼管 ：顯示時(shí)間或者其它。2.2 系統(tǒng)硬件(yn jin)單元電路設(shè)計(jì)2.2.1 復(fù)位(f wi)電路設(shè)計(jì)復(fù)位操作(cozu)有上電自動(dòng)復(fù)位、按鍵電平

6、復(fù)位和外部脈沖復(fù)位三鐘方式，本次實(shí)驗(yàn)用的是按鍵電平復(fù)位，利用電容的充放電公式來(lái)選擇所需的電容、電阻，能保證復(fù)位信號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間大于2個(gè)機(jī)器周期。2.2.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)該時(shí)鐘電路是由晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容組成的。在單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。只需要在片外通過(guò)XTAL1和XTAL2引腳跨接晶體振蕩器或在引腳與地之間加接微調(diào)電容，形成反饋電路，振蕩器即可工作。由于該晶振使用的是12MHZ的晶體，因此它的時(shí)鐘周期是0.167us,機(jī)器周期為1us。2.2.3 按鍵(n jin)電路設(shè)計(jì)鍵K1(圖中下方)控制(kngzh)狀態(tài)的切換：K

7、1為0時(shí)，表示出處在正常的計(jì)時(shí)工作狀態(tài)(zhungti)；為1，處在校正數(shù)字鐘的“時(shí)”；為2，處在校正數(shù)字鐘的“分”；為3，處在調(diào)整定時(shí)起始時(shí)間的“時(shí)”；為4，處在調(diào)整定時(shí)起始時(shí)間的“分”；為5，處在調(diào)整定時(shí)終止時(shí)間的“時(shí)”；為6，處在調(diào)整定時(shí)終止時(shí)間的“分”。 鍵K2（圖中上方）為加號(hào)鍵，控制在各狀態(tài)時(shí)加1。 該系統(tǒng)鍵掃描的方式為中斷掃描方式，當(dāng)鍵位上有鍵壓下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)中斷，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，判斷鍵位上壓下的鍵的鍵號(hào)，繼而做相應(yīng)的處理。2.3 系統(tǒng)硬件(yn jin)總電路第三章 系統(tǒng)軟件(x tn run jin)設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)軟件(x tn run jin)流程圖主程

8、序在執(zhí)行時(shí)，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部中斷對(duì)程序不斷的掃描判斷、刷新顯示，當(dāng)有鍵按下時(shí)，將數(shù)字鐘中的時(shí)間與定時(shí)時(shí)間相比較，然后根據(jù)(gnj)比較程序顯示狀態(tài)，并且還要延時(shí)消除抖動(dòng)，之后進(jìn)行按鍵處理，從而顯示不同的狀態(tài)，如此周期循環(huán)。3.2 系統(tǒng)(xtng)程序設(shè)計(jì)3.2.1 主程序ORG 0000HLJMP START; ORG 0003H; LJMP KEY_1 ;時(shí)鐘(shzhng)、定時(shí)時(shí)間修改的切換鍵ORG 000BHLJMP TO_50ms ;數(shù)字鐘時(shí)間定時(shí)器。每次定時(shí)時(shí)間為50ms，20次定時(shí)為1S，產(chǎn)生數(shù)字鐘所需要的秒ORG 0013H; LJMP KEY_2 ;時(shí)鐘、定時(shí)時(shí)間修改的+號(hào)鍵O

9、RG 0030HSTART: MOV SP,#60H ;初始化堆棧(duzhn)首地址 MOV 5FH,#0 ;定時(shí)器T0溢出(y ch)次數(shù)單元清零 MOV 5EH,#0 ;“秒”計(jì)數(shù)(j sh)單元清 MOV 5DH,#00 ; 數(shù)字鐘“分”初始值為0分鐘 MOV 5CH,#12 ;數(shù)字鐘“時(shí)”初始值設(shè)為12點(diǎn) MOV 5BH,#30 ;定時(shí)起始時(shí)間“分”初始值設(shè)為30分 MOV 5AH,#11 ;定時(shí)起始時(shí)間“時(shí)”初始值設(shè)為11MOV 50H,#40 ;定時(shí)終止時(shí)間“分”初始值設(shè)40分 MOV 4fH,#11 ;定時(shí)終止時(shí)間“時(shí)”初始值設(shè)11點(diǎn)MOV 51H,#00H;設(shè)置顯示方式為：顯

10、示正常時(shí)間和定時(shí)時(shí)間的初始時(shí)間SETB 20H.0CLR 20H.1;首先顯示定時(shí)時(shí)間的起始時(shí)間;中斷和定時(shí)器初始化MOV TMOD,#00000001H;設(shè)定定時(shí)器T0工作在定時(shí)方式，工作在方式1，16位計(jì)數(shù)方式SETB IE0;外部中斷INT0為邊沿觸發(fā)方式SETB IE1;外部中斷INT1為邊沿觸發(fā)方式SETB ET0;允許定時(shí)器產(chǎn)生中斷SETB EX0;允許外部中斷INT0產(chǎn)生中斷SETB EX1;允許外部中斷INT1產(chǎn)生中斷SETB EA;開(kāi)啟所有中斷mov p1,#0ffhclr p1.0;定時(shí)器初始化MOV TH0,#3CH;設(shè)置定時(shí)時(shí)間常數(shù)，定時(shí)時(shí)間為50msMOV TL0,#

11、0B0H;SETB TR0;啟動(dòng)T0開(kāi)始定時(shí)計(jì)數(shù)LOOP1: lcall key_1 lcall key_2 jb 20h.1,loop_qishiLCALL BCD;將數(shù)字鐘和定時(shí)器的時(shí)間轉(zhuǎn)換為顯示字符碼，送相應(yīng)的字符碼存儲(chǔ)單元ljmp loopaloop_qishi:lcall bcd1loopa:JB 20H.0,LOOP2;在小時(shí)的低位的數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)每0.5秒閃動(dòng)一次MOV A,58HANL A,#01111111BMOV 58H,ALJMP LOOP4LOOP2:MOV A,58HORL A,#10000000BMOV 58H,AJB 20H.1,LOOP3;如果(rgu)處在調(diào)整

12、定時(shí)終止時(shí)間狀態(tài)，則定時(shí)時(shí)間“小時(shí)(xiosh)”的低位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)點(diǎn)亮，否則該小時(shí)(xiosh)點(diǎn)熄滅MOV A,54HANL A,#01111111BMOV 54H,ALJMP LOOP4LOOP3:MOV A,54HORL A,#10000000BMOV 54H,ALOOP4: LCALL DISPLAY ;調(diào)用顯示子程序，顯示數(shù)字鐘時(shí)間和定時(shí)時(shí)間 LJMP LOOP1SJMP $KEY_1:jb p1.6 ,key_1k;lcall delay40mslcall delay40mslcall delay40msjb p1.6 ,key_1k MOV A,51HCJNE A,#06H,

13、KEY_1AMOV 51H,#00HSJMP KEY_1endKEY_1A:INC 51Hkey_1end:mov a,51hcjne a,#00h,key_1ccclr 20h.1sjmp key_1kkey_1cc:cjne a,#01h,key_1cclr 20h.1sjmp key_1kkey_1c:cjne a,#02h,key_1dclr 20h.1sjmp key_1kkey_1d:cjne a,#03h,key_1eclr 20h.1sjmp key_1kkey_1e:cjne a,#04h,key_1fclr 20h.1sjmp key_1kkey_1f:cjne a,#05

14、h,key_1hsetb 20h.1sjmp key_1kkey_1h:cjne a,#06h,key_1ksetb 20h.1key_1k:RETkey_2:jb p1.7,key_2bb;lcall delay40mslcall delay40mslcall delay40msjb p1.7 ,key_2end MOV A,51HCJNE A,#01H,KEY_2AMOV A,5CHCJNE A,#23,KEY_2BMOV 5CH,#00HLJMP KEY_2ENDKEY_2B:INC 5CHkey_2bb:LJMP KEY_2ENDKEY_2A:CJNE A,#02H,KEY_2CMOV

15、 A,5DHCJNE A,#59,KEY_2DMOV 5DH,#00HLJMP KEY_2ENDKEY_2D:INC 5DHLJMP KEY_2ENDKEY_2C:CJNE A,#03H,KEY_2EMOV A,5AHCJNE A,#23,KEY_2FMOV 5AH,#00HLJMP KEY_2ENDKEY_2F:INC 5AHLJMP KEY_2ENDKEY_2E:CJNE A,#04H,KEY_2GMOV A,5BHCJNE A,#59,KEY_2HMOV 5BH,#00HLJMP KEY_2ENDKEY_2H:INC 5BHLJMP KEY_2ENDKEY_2G:CJNE A,#05H,

16、KEY_2IMOV A,4FHCJNE A,#23,KEY_2JMOV 4FH,#00HLJMP KEY_2ENDKEY_2J:INC 4FHLJMP KEY_2ENDKEY_2I:CJNE A,#06H,KEY_2ENDMOV A,50HCJNE A,#59,KEY_2KMOV 50H,#00HLJMP KEY_2ENDKEY_2K:INC 50HKEY_2END:RETBCD: MOV DPTR,#TAB ;設(shè)置字符(z f)碼首地址 MOV A,5CH ;取數(shù)字鐘“小時(shí)(xiosh)”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離(fnl)高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的

17、值 MOVC A,A+DPTR MOV 59H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入59H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 58H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入58H單元 MOV A,5DH ;取數(shù)字鐘“分”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 57H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入57H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 56H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入56H單元 MOV

18、 A,5AH ;取定時(shí)器“小時(shí)”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 55H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入55H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 54H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入54H單元 MOV A,5BH ;取定時(shí)器“分”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離(fnl)高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 53H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符(z f)碼，

19、并存入53H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 52H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入(cn r)52H單元 RET BCD1: MOV DPTR,#TAB ;設(shè)置字符碼首地址 MOV A,5CH ;取數(shù)字鐘“小時(shí)”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 59H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入59H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 58H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入58H單元 MOV A,5D

20、H ;取數(shù)字鐘“分”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 57H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入57H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 56H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入56H單元 MOV A,4fH ;取定時(shí)器“小時(shí)”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離高位和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 55H,A ;通過(guò)高位的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入55H單元 MOV A,

21、B MOVC A,A+DPTR MOV 54H,A ;通過(guò)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入54H單元 MOV A,50H ;取定時(shí)器“分”的值 MOV B,#10 DIV AB ;分離高位(o wi)和地位的值 ，A中存放高位值，B中存放低位的值 MOVC A,A+DPTR MOV 53H,A ;通過(guò)高位(o wi)的值查表，獲得高位數(shù)的字符碼，并存入53H單元 MOV A,B MOVC A,A+DPTR MOV 52H,A ;通過(guò)(tnggu)低位的值查表，獲得低位數(shù)的字符碼，并存入52H單元 RET DISPLAY: MOV P2,#11111110B ;將數(shù)字鐘“小時(shí)”的高位的字

22、符碼送第一個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,59H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2,#11111101B ;將數(shù)字鐘“小時(shí)”的低位的字符碼送第二個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,58H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2,#11111011B ;將數(shù)字鐘“分”的高位的字符碼送第三個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,57H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2,#11110111B ;將數(shù)字鐘“分”的低位的字符碼送第四個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,56H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2

23、,#11101111B ;將定時(shí)器“時(shí)”的高位的字符碼送第五個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,55H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2,#11011111B ;將定時(shí)器“時(shí)”的低位的字符碼送第六個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,54H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2,#10111111B ;將定時(shí)器“分”的高位的字符碼送第七個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,53H LCALL DELAY20MS ;顯示時(shí)間為20ms MOV P2,#01111111B ;將定時(shí)器“分”的低位的字符碼送第八個(gè)數(shù)碼管顯示 MOV P0,52H LCALL DEL

24、AY20MS ;顯示時(shí)間為20ms RET ;上述(shngsh)顯示方式，一直循環(huán)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示3.2.2 中斷(zhngdun)程序TO_50ms: CLR TR0;關(guān)閉(gunb)T0中斷MOV A,5FH;讀中斷次數(shù)CJNE A,#9,TO_50ms2;判斷是否到0.5秒CPL 20h.0;到0.5秒，標(biāo)志位求反，實(shí)現(xiàn)“時(shí)”的地位閃動(dòng)效果，是對(duì)秒指示TO_50ms2:CJNE A,#19,TO_50ms1;未到1秒，中斷次數(shù)加1，退出定時(shí)中斷MOV 5FH,#00H;到1秒，中斷次數(shù)單元內(nèi)容清0，同時(shí)轉(zhuǎn)到對(duì)“秒”的判CPL 20h.0;到0.5秒，標(biāo)志位求反，實(shí)現(xiàn)“時(shí)”的地位閃動(dòng)效果，

25、是對(duì)秒指示SJMP MIAOTO_50ms1:INC 5FHLJMP T0_ENDMIAO:MOV A,5EH;讀秒單元內(nèi)容CJNE A,#59,MIAO1;判斷是否到60秒，沒(méi)有到60秒，則秒單元加1MOV 5EH,#00H;否則秒單元清0，同時(shí)轉(zhuǎn)到”分”單元的判斷LJMP FENMIAO1:INC 5EHLJMP T0_ENDFEN:MOV A,5DH;讀分單元內(nèi)容CJNE A,#59,FEN1;判斷是否到60分，沒(méi)有到60分，則分單元加1MOV 5DH,#00H;否則分單元清0，同時(shí)轉(zhuǎn)到對(duì)“時(shí)“單元的判斷LJMP SHIFEN1:INC 5DHLJMP T0_ENDSHI:MOV A,5

26、CH;讀“時(shí)”單元內(nèi)容CJNE A,#23,SHI1;判斷是否到24小時(shí)，沒(méi)有到24小時(shí)，則時(shí)單元加1MOV 5CH,#00H;否則時(shí)單元清0，LJMP T0_ENDSHI1:INC 5CHT0_END:SETB TR0;啟動(dòng)T0中斷MOV TH0,#3CH;設(shè)置定時(shí)時(shí)間常數(shù)，定時(shí)時(shí)間為50msMOV TL0,#0B0H;RETIDELAY20MS: MOV R7,#10DELAY1: MOV R6,#200DELAY2: DJNZ R6,DELAY2 DJNZ R7,DELAY1 RETDELAY40MS: MOV R7,#100DELAY3: MOV R6,#200DELAY4: DJNZ R6,DELAY4 DJNZ R7,DELAY3 RETTAB: DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H ;0 1 2 3 4 5 6的字符(z f)碼 DB 78H,00H,10H,08H,03H,46H,21H,06H,0EH;7 8 9 A B C D E F的字符(z f)碼TAB1: DB 8CH;P.的字符(z f)碼TAB2: DB 7FH;空，不顯示的字符 END第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析4.1 實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備 電腦，PTOTEUS軟