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1、（时间管理）毕业设计基于单片机的作息时间控制器摘 要校园作息时间控制系统主要用于学校，对一些以24小时为周期的开关量进行自动控制。该控制系统是采用8031单片机来实现对上述开关量的控制，利用内部时钟来提供时钟信息，设有六位数码管、可以实时显示时间、系统还设有输入键盘，用以修改实时时钟，体现了系统简单、工作稳定可靠、价廉、控制时间精确及系统体积小等优点。关键词 作息时间控制 定时器 语音芯片 8031AbstractThe campus the daily timetable control system which is mainly used in the campus, it auto-c
2、ontrol some switches which have periods of 24 hours. This control system carries out the switch parameter controls all above by SCM 8031 .It uses the Internal Clock to provide the clock information. It could show the real time with 6 bit digital tube. And it could modify the real time clock with the
3、 input keyboard. The system is simple, the running is steady and dependable, the controlled time is exact, and the physical volume of the system is small, all the advantages above can be incarnated in this system.Key words:THE DAILY TIMETABLE CONTROL,TIMER, DELAYED ACTION,8031目 录1 引言51.1 概述51.2 本文研究
4、内容52 作息时间控制器的整体设计53 作息时间控制器的硬件设计53.1 单片机芯片介绍63.2 扩展电路73.2.1 程序存储器（2764）73.2.2 数据存储器（6264）83.2.3 扩展电路部分接线93.3 键盘显示电路103.4 音乐播放电路123.5 复位电路143.6 晶振电路153.7 电源电路153.8 作息时间控制器的硬件原理图164 作息时间控制器的软件设计设计174.1 定时中断服务程序184.1.1 定时流程184.1.2 定时中断服务程序设计184.2 时钟比较程序204.2.2 控制流程图及程序224.3 其他部分流程254.3.1 主程序流程图254.3.2
5、动态显示流程图254.3.3 键盘扫描流程图26致 谢28参 考 文 献291 引言随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化，智能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小，功能强，价格低廉，使用灵活等优势，显示出很强的生命力。其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在国内越来越受到用户的重视和广泛使用。1.1 概述基于单片机的作息时间控制，充分发挥它体积小，价格便宜，功耗低，可靠性高的优点。可用于学校作息，方便广大师生。同时也可以作为各种时钟控制电路的报警装置使用，用途广泛，原理简单，便于操作和维护等优点。总体上，单片机设计方案在现实生活中也比较容易实现设计。1.2 本文研
6、究内容通过对一个能实现时钟显示及定时功能的时间系统的设计学习，达到单片机应用中的数据转换显示，数码管显示原理，动态扫描显示原理，单片机的定时中断原理、及单片机相关指令在各方面的应用。以8031单片机为核心，由LED数码管、按键、二极管等部分构成，由软件实现打铃时刻表的预置与修改，实现实时时间的显示、校正和铃响控制。此种响铃器实际为一种可编程时间控制器，它提供定时控制输出接口，可方便地用于各种定时控制。2 作息时间控制器的整体设计根据设计要求，画出系统框图，如图1所示。该控制系统由单片机，音乐电路，数码显示部分以及键盘部分组成。该控制系统设有6位数码管，可以实时显示时间和定时时间等，系统还设有输
7、入键盘，用以修改实时时钟和定时等操作。软件方面，通过晶振电路和软件设计，实现时钟设计。作息时间表有2套可选择，一套为冬季作息时间，另一套为夏季作息时间。 图1 设计的系统框图3 作息时间控制器的硬件设计3.1 单片机芯片介绍设计选用了8031单片机，其引脚图，如图2所示。（1）电源引脚VCC和GNDVCC：电源端，接+5VGND：接地（2）外接晶振引脚XTAL1和XTAL2XTAL1：片内反相放大器的输入端，接外部晶振的一个引脚。当单片机采用外部时钟信号时，此引脚应接地。XTAL2：片内反相放大器的输出端，接外部晶振的另一个引脚。当单片机采用外部时钟信号时，外部信号由此引脚接入。（3）输入输出
8、引脚P0：是双向8位三态I/O端口，在不接外存储器与不扩展I/O接口时，可作为准双向口。在访问外存储器时，它分时用于低八位地址总线和8位双向数据总线。P1：是8位双向静态I/O端口。P2：是8位准双向I/O端口，在访问外部存储器时，它作为扩展电路的高8位地址总线，送出高8位。P3：是8位准双向I/O端口。一般只用P0和P2作为输入输出引脚。 图2 8031引脚图（4）其他引脚RESET/VPD:复位信号输入端。Vcc掉电后，此引脚可接备用电源，以保持内部RAM的数据不丢失。复位电路用了手动复位，VCC掉电期间，此脚可接上备用电源，以保证单片机内部RAM的数据不丢失。ALE/PROG:地址锁存允
9、许端。当单片机访问外部存储器时，该隐脚输出的信号用于锁存P0端口送出的8位地址。其输出信号的频率为时钟震荡的频率的1/6。PSEN:外部程序存储器的读选通信号输出端，或称为片外取指信号输出端。从外部程序存储器取指令期间，PSEN在每个机器周期两次有效，其频率为振荡周期的1/6；但若此期间有访问外部数据存储器，则两次有效的PSEN信号将不出现。EA/Vpp:当其保持低电平时单片机只访问外部程序存储器，而不管片内是否有程序存储器。3.2 扩展电路3.2.1 程序存储器（2764） 由于8031没有程序存储器，所以扩展了一个8K的程序存储器2764。2764引脚图如图3所示。 图3 2764引脚图其
10、主要引脚功能如下：D0D7：8条双向数据总线，用于读出数据或编程时写入的编程代码。A0A7：地址输入线，扩展时与单片机的P2口和P0口相连，用于传送单片机送来的地址编码信号。CE：片选端，低电平有效。OE：输出允许端数据输出允许信号线（低电平时，数据处于读出状态）。Vcc：电源端（5V）。GND:接地端。3.2.2 数据存储器（6264） 由于8031数据存储器仅为128B，程序运行过程中需要调用大量的数据，所以扩展了一个8K数据存储器6264。6264引脚图如图4所示。其主要引脚功能如下：D0D7：8条双向数据总线，用于读出数据或编程时写入的编程代码。A0A12：地址线，扩展时与单片机的P2
11、口和P0口相连，用于传送单片机送来的地址编码信号。CE：片选端，低电平有效。OE：输出允许端数据输出允许信号线（低电平时，数据处于读出状态）。WE：写选通信号线，低电平是数据处于写入状态。Vcc：电源端（5V）。GND:接地端。图4 6264引脚图3.2.3 扩展电路部分接线这部分主要是用来存储数据、程序，是整个系统的存储器。将P0口的低8位地址锁存后，在接到6264和2764的A0A7上。地址锁存信号ALE接锁存器控制端G,当ALE发生负跳变时，将低8位地址锁存于74LS138中，这时P0口就可以做数据线使用了。当PSEN向OE输出低电平时,2764才可以和单片机之间进行数据交换。同样的只有
12、OE片选端输入低电平时，6264才可以进行写信号，只有PSEN和RD同时输出低电平时，读信号才有效。这样2764、6264和单片机之间可以相互读数据，进行工作。该部分电路接线图如图5所示6。 图5 扩展电路图3.3 键盘显示电路单片机扩展了一个并行I/O口8155，用来连接键盘显示电路。8155其内部包含两个8位并行口（A口和B口），一个6位并行C口和一个14位 计数器。其电路图如图6所示2。 图6 键盘显示电路连接图通过键盘的外部输入，利用软件编程改变时分秒，并通过显示电路显示出来。矩阵键盘12个键如图7所示，功能如表1。 图7 键盘编号S1 0S21S32S43S54S65S76S87S9
13、8S109S11模式选择S12移位 表1 按键功能模式选择（S11）键包括：校时，定时，时令选择，显示当前时间。与移位（S12）键配合使用，完成相关功能。3.4 音乐播放电路音乐播放电路部分，选用了美国ISD公司出品的ISD1400系列优质单片语音录放集成电路。其引脚图，如图8所示。 图8 ISD1400引脚图ISD1400电气特性如下：工作电压VDD：5VA0A7：地址输入端；VCCD：数字电路源；VCCA：模拟电路源；SP+：喇叭（+）；SP-：喇叭（-）；SCLK：外接时钟可选；ANA IN：模拟量输入；ANA OUT：模拟量输出；AGC：自动增益控制；MIC：驻极体话筒输入；MIC R
14、EF：驻极体话筒参考输入；PLAYE：边沿触发放音；PLAYL：电平触发放音；REC：录音触发；RECLED：发光二极管接口；NC：空脚。ISD1400系列有下列型号：ISD1408、ISD1410、ISD1412、ISD1416、ISD1420。录放时间分别为：8秒、10秒、12秒、16秒、20 秒（ISD14XX其中型号的后两位表示其录音的时间长度，单位是秒）4。 图9 ISD1410连接图设计选用ISD1410（录音时间20秒），该芯片与主电路的连接图，如图9所示。在该电路中, 当P1.0输出一个低电平时，播放音乐，放音时先由软件给出一个地址, 74LS377用来实现地址锁存, 就是一个语音段首址, 在这一放音过程中地址是不能变化的,
