智能仪器仪表综合设计与实训报告书成绩：课程设计报告书所属课程名称智能仪器仪表综合设计与实训分院机电学院题目作息时间控制器的设计专业、班级测控技术与仪器B1003学号0614100328学生姓名张思琪指导教师杨亮周春明赵娜2013 年12 月06 日目录 1 课程设计任务书......................................... - 2 - 2 总体设计方案............................................ - 4 - 总体设计方案框图......................................... - 4 - 芯片介绍................................................. - 4 -AT89C51芯片........................................... - 4 - 8051简介.............................................. - 7 - 3 硬件电路设计............................................ - 8 - 复位电路................................................. - 8 - 时钟电路................................................. - 9 - 数码管显示模块.......................................... - 10 - 闹钟模块................................................ - 10 - 按键控制模块............................................ - 11 - 4 程序设计................................................. - 12 - 主程序设计.............................................. - 12 - 中断子程序............................................. - 13 - 按键扫描子程序........................................ - 14 - 5 结果验证................................................. - 16 - 装置调试................................................ - 16 - Proteus软件仿真........................................ - 17 - 6 结论....................................................... - 21 - 7 参考文献................................................. - 22 - 附一：源程序代码.............................................. - 23 - 附二：系统原理图.............................................. - 37 - - 1 - 辽东学院 1 课程设计任务书课程设计题目：作息时间控制器的设计课程设计时间：自2013 年11 月15 日起至2013年12 月 6 日课程设计要求：通过按键设定上下课作息时间；根据已设定作息时间表进行到时提示；设定广播时间，并播放一小段音乐；利用数码管或液晶块显示上下课状态。

学生签名：2013 年12 月06 日课程设计评阅意见课程设计出勤情项目态度评价况评价10% 10% 成绩任务难度、量评价10% 创新性评价10% 综合设计能力评价20% 报告书写规范评价20% 答辩20% 综合评定等级- 2 - 评阅教师：2013年月日- 3 - 2 总体设计方案总体设计方案框图设计实现的功能主要有：使用4位七段显示器来显示现在的时间，显示格式为“时分”，LED小数点闪动作为秒计数表示。

可以设定作息时间，并进行到时提示。

能够根据预先设定好的作息时间表自动启停控制电路，完成对外部设备的实时控制。

按键输入控制设置年月日以及当前时间、并可设置闹钟定时，时间到蜂鸣器发出响声并作出相应动作：二极管闪亮，同时播放音乐。

芯片介绍AT89C51芯片 1. 特性概述AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可- 4 -擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

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。

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，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2. 管脚说明VCC：供电电压。

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P0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/地址的低八位。

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外部必须接上拉电阻。

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，这是于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。

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，于外部下拉为低电平，P3口将输出电流这是于上拉的缘故。

3. 管脚备选功能RXD TXD - 5 - /INT0/INT1T0T1/WR /RD P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

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间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC 指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

PSEN：外部程序存储器的选通信号。

在外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA 将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

- 6 - 8051简介单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。

单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。

80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。

1．管脚说明VCC - 芯片电源，接+5V；VSS - 接地端；XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

2．控制线控制线共有4根；ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲；①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址；②PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

PSEN:外ROM读选通信号；RST/VPD:复位/备用电源。

①RST功能：复位信号输入端；②VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。

EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

①EA功能：内外ROM选择端；②Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

3．I/O线80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。

P0口有三个功能：①外部扩展存储器时，当做数据总线；②外部扩展存储器时，当作地址总线；③不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

- 7 - P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。

P2口有两个功能：①扩展外部存储器时，当作地址总线使用；②做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻。

P3口有两个功能：除了作为I/O使用外，还有一些特殊功能，特殊寄存器来设置。

3 硬件电路设计复位电路位电路采用上电+按钮电平复位，其中电阻的选取R1约为左右R2约为- 8 - 1k左右。

保证加载RST引脚上的高电平持续两个机器周期，才能使单片机有效地复位如图3-1所示。

图3-1复位电路时钟电路单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反响放大器，此放大器的输入和输出端分别是引脚XTAL1和XTAL2，在XTAL1和XTAL2上接外接时钟源即可构成时钟电路，如图3-2所示。