片单机课程设计学校作息时间控制系统的设计.doc

课程设计报告题目学校作息时间控制系统的设计系(部)专业(班级)姓名学号指导教师起止日期单片机原理及应用课程设计任务书系(部)： 专业： 指导教师： 课题名称学校作息时间控制系统的设计设计内容及要求（1）课题内容：以单片机为核心，设计一个智能化作息时间控制器。该控制器要求的功能有：按本校作息时间接通/断开蜂鸣器，每次响铃时间为10 秒；用12864 液晶屏作显示器，第一行显示“作息时间控制系统”，第二行显示设计者姓名和学号，第三行显示实时时钟，显示的内容要求有时、分、秒各两位，第四行显示最近的闹铃时间。发挥部分：设置按键对小时和分钟调节；可以通过键盘任意调整响铃时间。（2）要求：完成该系统的硬件和软件的设计，在Proteus 软件上仿真通过后，提交一篇课程设计说明书。设计工作量1、汇编或C51语言程序设计；2、程序调试；3、在Proteus上进行仿真后，进行下载；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、程序设计、程序分析、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料，C51介绍第二天设计方案论证，练习编写C51程序第三天第六天程序设计第六天第八天 程序调试、仿真第九天第十天系统测试并编写设计说明书教研室意见年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日 目 录一设计原理5（1）总体设计：5（2）分模块设计：5（3）设计示意图5三仿真分析6（1）调节工作模式：6（2）闹铃实现：6（3）温度测量：7四设计心得7五参考文献8一设计原理（1）总体设计：首先对设计要求有个整体的了解，明白需要实现哪些功能，实现这些功能需要哪些元器件，要驱动这些元件需要编写什么程序，最后进行总体调试。本次作息时间的设计，使用了单片机AT89C51，LCD为AMPIRE12864，温度元件为DS18B20，还有一个声音播放器SOUNDER。对于LCD和DS18B20 要进行初始化。将本次设计分成5个模块分别进行设计，分成：温度模块 、LCD显示模块、时间模块、声音模块、调节模块。分模块设计好了以后，再综合起来设计主程序main()，实现所需要求。（2）分模块设计：1.LCD显示模块设计：该模块包括的函数为LCD_inti()/LCD 的初始化、 checkbusy()/检查LCD是否忙碌、 writecode() /写命令、 writedata() /写数据、 hanzi()/显示汉字、 zifu()/显示数字或字符。2.温度模块设计：该模块的函数为inti()/DS18B20的初始化、 readchar()/读一个字节、writechar()/写入一个字节、readtemp()/读取温度 、worktemp()/温度计算。3.时间模块设计：本次是采用T0中断的工作方式1获取时间的。其函数为void timer() interrupt 1 /T0中断函数 、workhour()/时间计算。4.声音模块设计：该模块比较简单，其函数为void s_fmq()/蜂鸣器叫 、nling()/判断是否闹铃。5.调节模块设计：该模块要实现5个模式的调节和转变。模式0：正常工作状态； 模式1：修改时间；模式2：选择一个需要改变的闹铃；模式3：修改选定的闹铃的分钟 ；模式4：修改选定的闹铃的小时（3）设计示意图AT 89 C51单片机时间模块温度模块调节模块声音模块LCD显示模块 图一. 总设计示意图 三仿真分析5个具体模块的功能实现，已经在程序注释中解释了，现在主要分析怎么操作这些功能的实现。如图二所示 图二： 总的硬件电路图（1）调节工作模式：调节模式的实现只用了三个按钮，分别是mode 、inc和dec按钮。如图三所示：图三：三个调节按钮（2）闹铃实现：程序初始化的时候对20个闹铃时间进行了赋值，其闹铃的时间分别是8：00、8:45、8:55、9:40、10:00、10:45、10:55、11:40、14:00、14:45、14：55、15:40、16:00、16:45、16:55、17:40、19:00、19：45、19:55、20:40。如果要修改闹铃时间，可以依次进入调节模式2、3、4进行修改。当到了闹铃时间时，则蜂鸣器会响起来。图十：蜂鸣器（3）温度测量：本次设计采用了DS18B20温度芯片，该芯片能测量环境中的温度变化，通过单片机的处理就可以显示出实时温度值。当环境温度改变时，显示出来的温度也会随着改变图十一：DS18B20温度芯片四设计心得刚刚学完汇编语言，猜测可能使用汇编来编程的。没想到必须得用C语言。好久没有使用C语言编程了，当年学的时候觉得这个是软件，专业是搞硬件的与本专业联系不大，就学的不怎么好，现在都忘了差不多了。在课程设计之前，有一个星期的实训时间，做了关于流水灯，名字学号显示，方波，方阵。流水灯、方波，若要用刚学不久的汇编语言还好说，还是可以写出来的，可是要用C语言还真是有点问题。自己趁着这个时间，复习了汇编语言的程序，可也只能方波和流水灯，但是看到同学用C语言只用了很简单的几行程序就编出方波的程序时，我又一次的被打击到了。没想到C语言在自己的专业上还有这么大的用，突然想起单片机书上第一章的内容写的是单片机的高级语言是C语言。 这次做的是学校作息时间控制系统，很贴近生活实际，通过翻以前上课用的书籍，以及上网查阅资料。自己对这次的编程有了一点的概念。而LCD12864这块显示器却让我有点头痛，这个东西之前并没有接触过，教科书上也没有关于它的介绍。它的硬件结构，驱动程序都要自己另外查阅资料。与单片机的接口连接好搞定，可是它的显示地址却有点把不准。很费时间。当搞清显示模块时，一切似乎都好办了，当显示出自己的名字和学号班级时，莫名的成就感，接下来将时间模块移植进去就可以了，不过还得做一点点小小的修改。程序这一块我不是很强，移植进去后运行没有错误，可就是不显示，而且屏幕还黑了一半，当时心都有点发凉，这毕竟是搞了很久的东西，要是这个结果就有点对不起观众了。请教与班上的程序高手，做了些适当的修改，当自己的姓名和时间一起终于显示出来了的时候，那种兴奋是莫名的。作为练习，还移植了一个温度模块，功能多才是王道。 对于学习的态度还是该端正，学的东西都会有用的，只不过有些东西你暂时不知道用在那里而已。当那一天你真的要用时，若是因自己没学扎实而不会时，那是该多么的遗憾。五参考文献1.单片机典型系统设计实例精讲/彭为等编著.北京：电子工业出版社，2006.5 ISBN 7-121-02461-62.单片机C51程序设计教材与实验/祁伟等编著。北京：北京航空航天大学出版社，2006.1 ISBN 7-81077-736-X3.单片机微型计算机技术/刘国荣等编著。北京：机械工业出版社.2000.1 4.单片机原理与应用/曾屹等编著。长沙：中南大学出版社.2009.5 (高等院校培养应用型人才电子技术类课程规划教材) ISBN 987-7-81105-832-#include#include#define LCD P0sbit DQ=P37; /定义DS18B20数据端口sbit P07=P07; /小数点控制I0sbit mode=P10;/key1分sbit inc=P11;/kye2时sbit dec=P12;/key3 闹铃sbit fmq=P17;/蜂鸣器接口sbit E=P20; /用于DS18B20接线端口sbit RW=P21;sbit RS=P22;sbit CS1=P24;sbit CS2=P23;sbit BUSY=P00;unsigned char a,i,j,k;unsigned char bai,shi,ge,xiaoshu; /用于表示温度unsigned int realtemp; / 读取的实际温度值unsigned char flag;/正负标志位unsigned char fu;/符号寄存器unsigned char count,hour,minute,second=0; /用于表示时间unsigned char mode_value=0 ,xf; /调节模式unsigned charmonth=6 ,day=7; /用于表示日期unsigned char h1,h2,f1,f2,s1,s2=0; /用于显示时间unsigned char m1,m2;d1,d2; /用于显示日期unsigned char ds202 = 8,0,8,45,8,55,9,40,10,0,10,45,10,55,11,40,14,0,14,45,14,55,15,40,16,0,16,45,16,55,17,40,19,0,19,45,19,55,20,40; /用于定时闹铃unsigned char code zi2816=0x20,0x20,0x24,0xA4,0xA4,0xBF,0xA4,0xE4,0xA4,0xBF,0xA4,0xE6,0xA4,0x30,0x20,0x00 ,/*王，0*/0x00,0x80,0x80,0x5F,0x4A,0x2A,0x0A,0x0F,0x0A,0x2A,0x2A,0x4F,0x40,0x80,0x00,0x00 ,0x40,0x20,0xF8,0x07,0x88,0x48,0x38,0x10,0x54,0x54,0xFF,0x54,0x54,0x7C,0x10,0x00, /*宇，1*/0x00,0x00,0xFF,0x44,0x29,0x19,0x27,0x49,0x89,0x89,0xFF,0x89,0x89,0xCD,0x49,0x00,0x00,0xFC,0x84,0x84,0x84,0xFE,0x14,0x10,0x90,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x00, /*时，2*/0x00,0x3F,0x10,0x10,0x10,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x23,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x40,0x20,0x98,0x86,0x80,0x80,0x83,0x8C,0x90,0x20,0xC0,0x80,0x80,0x00, /*分，3*/ 0x01,0x00,0x80,0x40,0x20,0x1F,0x00,0x40,0x80,0x40,0x3F,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00, 0x20,0x24,0x24,0xA4,0xFE,0xA3,0x22,0x80, 0x70,0x00,0xFF,0x00,0x10,0x20,0x60,0x00,/*秒，4*/0x10,0x08,0x06,0x01,0xFF,0x00,0x81,0x80,0x40,0x20,0x17,0x08,0x04,0x03,0x00,0x00,0x10,0x10,0xD0,0xFF,0x94,0x14,0xE4,0xBF, 0xA4,0xA4,0xA4,0xBF,0xF4,0x26,0x04,0x00,/*模，5*/ 0x04,0x03,0x00,0xFF,0x08,0x89,0x8B,0x4A, 0x2A,0x1E,0x2A,0x2A,0x4B,0xC8,0x48,0x00,0x10,0x10,0x91,0xD6,0xB0,0x10,0xFE,0x82,0x82,0x82,0x82,0x82,0xFF,0x02,0x00,0x00, /* 祝,6*/0x02,0x01,0x00,0xFF,0x80,0x41,0x21,0x18,0x07,0x00,0x3F,0x40,0x41,0x40,0x70,0x00,0x40,0x20,0xF8,0x07,0x40,0x20,0x18,0x0F,0x08,0xC8,0x08,0x08,0x28,0x18,0x00,0x00, /*你，7*/0x00,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x08,0x04,0x43,0x80,0x7F,0x00,0x01,0x06,0x0C,0x00,0x00,0x80,0x70,0x00,0xFF,0x10,0x20,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x10,0xF8,0x10,0x00,0x00, /*快，8*/0x00,0x00,0x00,0xFF,0x82,0x42,0x22,0x1A,0x07,0x0A,0x12,0x22,0x43,0xC2,0x42,0x00,0x00,0x80,0xC0,0xBC,0x84,0x84,0x84,0xF4,0x82,0x82,0x83,0x82,0x80,0xC0,0x80,0x00,/*乐，9*/0x00,0x40,0x20,0x10,0x0C,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x04,0x08,0x30,0x60,0x00,0x00,0x40,0x20,0xF8,0x07,0xF0,0xA0,0x90,0x4F,0x54,0x24,0xD4,0x4C,0x84,0x80,0x80,0x00, /*修，10*/0x00,0x00,0xFF,0x00,0x0F,0x80,0x92,0x52,0x49,0x25,0x24,0x12,0x08,0x00,0x00,0x00,0x04,0xC4,0x44,0x44,0x44,0xFE,0x44,0x20,0xDF,0x10,0x10,0x10,0xF0,0x18,0x10,0x00, /*改，11*/0x00,0x7F,0x20,0x20,0x10,0x90,0x80,0x40,0x21,0x16,0x08,0x16,0x61,0xC0,0x40,0x00,0x00,0xFC,0x84,0x84,0x84,0xFE,0x14,0x10,0x90,0x10,0x10,0x10,0xFF,0x10,0x10,0x00,/*时 ，12*/0x00,0x3F,0x10,0x10,0x10,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x23,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x01,0x02,0xF6,0x10,0x12,0x12,0x12,0x12,0xFA,0x12,0x02,0xFF,0x02,0x00, /*间，13*/0x00,0xFF,0x00,0x00,0x3F,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x3F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00, ;/汉字码unsigned char code xuehao208=0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,/*2,0*/0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,/*0,1*/0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,/*1,2*/0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00,/*1,3*/0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,/*0,4*/0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00,/*1,5*/0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,/*2,6*/0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,/*4,7*/0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,/*0,8*/0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*7,9*/;/学号码unsigned char code shu208=0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x0F,0x10,0x20,0x20,0x10,0x0F,0x00,/*0,0*/0x00,0x10,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0x3F,0x20,0x20,0x00,0x00,/*1,1*/0x00,0x70,0x08,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x30,0x28,0x24,0x22,0x21,0x30,0x00,/*2,2*/0x00,0x30,0x08,0x88,0x88,0x48,0x30,0x00,0x00,0x18,0x20,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*3,3*/0x00,0x00,0xC0,0x20,0x10,0xF8,0x00,0x00,0x00,0x07,0x04,0x24,0x24,0x3F,0x24,0x00,/*4,4*/0x00,0xF8,0x08,0x88,0x88,0x08,0x08,0x00,0x00,0x19,0x21,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*5,5*/0x00,0xE0,0x10,0x88,0x88,0x18,0x00,0x00,0x00,0x0F,0x11,0x20,0x20,0x11,0x0E,0x00,/*6,6*/0x00,0x38,0x08,0x08,0xC8,0x38,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*7,7*/0x00,0x70,0x88,0x08,0x08,0x88,0x70,0x00,0x00,0x1C,0x22,0x21,0x21,0x22,0x1C,0x00,/*8,8*/0x00,0xE0,0x10,0x08,0x08,0x10,0xE0,0x00,0x00,0x00,0x31,0x22,0x22,0x11,0x0F,0x00,/*9,9*/;/数字码unsigned char code fuhao128=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,/*-,0*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*.,1*/0x00,0x00,0x00,0xC0,0xC0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,/*:,2*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*.,3*/0xC0,0x30,0x08,0x08,0x08,0x08,0x38,0x00,0x07,0x18,0x20,0x20,0x20,0x10,0x08,0x00,/*C,4*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/* ,5*/;/符号码/*LCD显示模块程序*/*检查12864LCD中是否忙*/ checkbusy() E=1; RW=1; RS=0; LCD=0Xff; if(BUSY); /*写命令*/writecode(unsigned char dat) /写命令 checkbusy(); E=0; RW=0; RS=0; LCD=dat; E=1; E=0;/*写数据*/writedata(unsigned char dat) /写数据 checkbusy(); E=0; RW=0; RS=1; LCD=dat; E=1; E=0;/*汉字显示程序*/void hanzi(unsigned char page,unsigned char lineaddress,int n,int a, unsigned char table16) unsigned char temp32; if(lineaddress0X80) CS1=0; CS2=1; /left for(j=2*a;j=0X80) CS1=1; /right CS2=0; lineaddress=lineaddress-0X40; for(k=0;k16;k+) tempk=tablejk; j+=1; for(k=0;k16;k+) temp16+k=tablejk; writecode(page); writecode(lineaddress); for(i=0;i16;i+) writedata(tempi); writecode(page+1); writecode(lineaddress); for(i=16;i32;i+) writedata(tempi); lineaddress+=16; /*数字和字符显示程序*/void zifu(unsigned char page,unsigned char lineaddress,int n,int a, unsigned char table8) unsigned char temp16; if(lineaddress0X80) CS1=0; CS2=1; /left for(j=2*a;j=0X80) CS1=1; /right CS2=0; lineaddress=lineaddress-0X40; for(k=0;k8;k+) tempk=tablejk; j+=1; for(k=0;k8;k+) temp8+k=tablejk;writecode(page);writecode(lineaddress); for(i=0;i8;i+) writedata(tempi); writecode(page+1); writecode(lineaddress); for(i=8;i0;i-) /*/写入ds1820 的bit 数,一个字节8 个bit*/ DQ=0; / 给脉冲信号, 读起始位dat=1;/右移运算,把一个字节data(A)分成8 个bit 环移DQ=1; / 给脉冲信号,读停止位if(DQ)dat|=0x80;/按位或，取最高位并存入dat中，DQ=1则dat的最高位也为1delayds(4);return(dat);/*写一个字节*/writechar(unsigned char dat)unsigned char i=0;for (i=8;i0;i-) DQ=0; /写起始DQ=dat&0x01; /通过按位与使送出数据为0或1，取最低位，先送/低位再送delayds(5); /60us到120us延时DQ=1; /写停止dat=1; /右移运算，取高一位数据传入delayds(4);/*读取温度*/readtemp()float tt=0;unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned char t=0;init();writechar(0xCC); / 跳过读序号列号的操作writechar(0x44); / 启动温度转换init();writechar(0xCC); / 跳过读序号列号的操作writechar(0xBE); /写入读取温度指令，读取温度寄存器等（共可读9个寄存器）/前两个就是温度a=readchar(); /读温度值的低字节