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可预置的定时显示报警系统的设计

来源:  资料编号:TH24220309  文件类型:  资料等级: %D7%CA%C1%CF%B1%E0%BA%C5%A3%BATH24220309
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摘 要
本文介绍的是一个由构成的应用系统,它具有一个走时精确的实时钟,可以任意预置时间,时间表的转换,执行报警系统的打铃和时钟的显示功能等。可以通过按键操作和数字显示。文中对硬件和软件做了详细介绍。
用单片机做定时控制,可充分发挥单片机体积小,价格便宜,功耗低,可靠性好等特点。本文介绍的可预置的定时显示报警系统由8051单片机和少量其它器件组成。本机的时间由6个LED显示,中间的发光二极管表示间隔。本机可存储农历时间表和阳历时间表,用一个按键切换,用红绿发光二极管分别表示。
在单片机开发过程中,经常要求控制装置能够完成多项功能,所以合理的时间分配和准确的时间定时功能便成为开发成功与否的关键。本文介绍的应用软件的方法,即在MCS-51片内的RAM存储器位寻址区,设置各功能模块的软件标志,定时时间到,定时中断服务程序置此标志位为1,当主程序查询到此标志位是就会执行相应的功能。
关键词:   单片机 数码管 控制 

Abstract
A  applied system constituted by singechip is introducted in this text, it has a real time clock that goes exactly,the time and the schedule can be intercalated at will,it can jow when the time comes to the fixed time,also,it can control the work of the heater and the job of display.All these jobs can be controlled by the key-press.Zhe hardware and the software are both introduced in the text in detail.
When the singechip is used to timming controlling ,the characteristics of it can be seen clearly,such as:the small volume, the low price,the low consume and the well security.This system introduced in this text is composed by 8051 singechip and some other parts of an apparatus.The display of the time is composed by six LED,the red abbr among them show the distance.Two tables can be storaged in thie system.The change of them is done by the switch and the difference is showed by different abbrs.
During the process of the exploitation of the singschip , many functions is requested in the apparatus of controlling,and the key of all the process is the rational timing distribution and the veracious timing . The software introducted in this text is intercalate the sign of every module in the digit seeking site section of the RAM of the signechip.When it comes to the time ,the sign will turn to one,so the main program will enforcole the relevant function .
Keywords:  singechip  number canal   control

在日常生活和工作中,我们常常用到定时控制,如扩印过程中的曝光定时等。早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的,其定时准确性和重复精度都不是很理想,现在基本上都是基于数字技术的新一代产品,这种产品功能强,是前者的换代之物。随着单片机性能价格比的不断提高,新一代产品的应用也越来越广泛,大可构成复杂的工业过程控制系统,完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制,甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大,体积小,质量轻,灵活好用,配以适当的接口芯片,可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。
随着电子技术的飞速发展,家用电器和办公电子设备逐渐增多,不同的设备都有自己的控制器,使用起来很不方便。根据这种实际情况,设计了一个可预置的定时显示报警系统,它可以避免多种控制器的混淆,利用一个控制器对多路电器进行控制,同时又可以进行时钟校准和报警打铃。它可以执行不同的异常信号的报警,可以任意设置时间,可以控制时间的显示。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动,扩大了数字化的范围,为家庭数字化提供了可能。
本文介绍的可预置的定时显示报警系统,功能较多,操作简单,开机后,系统按默认值开始走时,按时间表切换键可以随意选择当前要执行的时间表是农历时间表还是阳历时间表。可以按键校时,按功能移位键一次,表示要校小时的十位上的数字;再按功能移位键,表示要校小时的个位上的数字;按第三次,则当前校的是分十位;按第四次,表示当前校对分个位上的数字。当时钟与时间表里存储的时间一致时,相应的I/O口控制电铃开始工作;到一定的时间,另外的 I/O口控制报警器工作。
本设计定时精确,功能较多,可以完美的完成日常生活中对时间的控制。在本设计上按照个人的意图稍加扩展,就可以实现更多更强大的功能。

MCS-51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分,它由如下功能部件组成,即微处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM/EPROM)、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器(SFR)。它们都是通过片内单一总线连接而成,其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器(SFR)的集中控制方式。

控制器
控制器是单片机的指挥控制部件,控制器的主要任务是识别指令,并根据指令的性质控制单片机各功能部件,从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。
单片机执行指令是在控制器的控制下进行的。首先从程序存储器中读出指令,送指令寄存器保存,然后送至指令译码器进行译码,译码结果送定时控制逻辑电路,由定时控制逻辑产生各种定时信号和控制信号,再送到单片机的各个部件去进行相应的操作。这就是执行一条指令的全过程,执行程序就是不断重复这一过程。
控制器主要包括程序计数器、程序地址寄存器、指令寄存器IR、指令译码器、条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。

存储器的结构
MCS-51单片机存储器采用的是哈佛(Har-vard)结构,即程序存储器空间和数据存储器空间截然分开,程序存储器和数据存储器各有自己的寻址方式,寻址空间和控制系统..
这种结构对于单片机”面向控制”的实际应用极为方便,有利.在8051/8751弹片击中,不仅在片内集成了一定容量的程序存储器和数据存储器及众多的特殊功能寄存器,而且还具有极强的外存储器的扩展能力,寻址能力分别可达64KB,寻址和操作简单方便.

电路的硬件设计

复位电路
    MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声,在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次,然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
 上电复位:上电复位电路是—种简单的复位电路,只要在RST复位引脚接一个电容到VCC,接一个电阻到地就可以了。上电复位是指在给系统上电时,复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号,这个复位信号随着VCC对电容的充电过程而回落,所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。为了保证系统安全可靠的复位,RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。
 手动复位:手动复位需要人为在复位输入端加高电平让系统复位。一般采用的方法是在RST端和正电源VCC之间接一个按键,当按下按键后,VCC和RST端接通,RST引脚处有高电平,而且按键动作一般是数十毫秒、大于两个机器周期的时间,能够安全的让系统复位。

目  录
摘 要 I
Abstract II
第1章  绪 论 1
1.1 课题背景 1
1.2 课题来源 2
1.3 本章小结 2
第2章  MCS-51单片机的结构 3
2.1 控制器 3
2.1.1 程序计数器PC(Program Counter) 3
2.1.2 指令寄存器IR、指令译码器及控制逻辑电路 4
2.2 存储器的结构 4
2.3 并行I/O口 6
2.4 时钟电路与时序 7
2.5 单片机的工作方式 7
2.6 单片机的性能特点 10
2.7 单片机的应用领域 10
2.8  本章小结 11
第3章 电路的硬件设计 12
3.1 复位电路 12
3.2 时钟电路 13
3.3 按键电路 13
3.4 报警控制电路 14
3.5 数码管显示电路 16
3.6 电源电路设计 17
3.7 本章小结 17
第4章  电路的软件设计 18
4.1 软件程序内容 18
4.2 软件流程图 18
4.3 定时程序设计 22
4.3.1实时时钟实现的基本方法 22
4.3.2 实时时钟程序设计步骤 23
4.4 MCS-51的中断 23
4.5 程序说明 26
4.6 本章小结 27
第5章 电路仿真 28
5.1 仿真结果 28
5.2 仿真中出现的问题及解决办法 28
5.3 本章小结 28
第6章  结论与展望 29
6.1 结论 29
6.2 单片机的发展趋势 29
参考文献 31
附 录 32
致  谢 41

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