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1、 郑州航空工业管理学院 毕 业 论 文（设 计） 2012 届 电子通信工程 专业 0813081 班级题 目 演讲时间控制器软件设计与仿真 姓 名 学号 081308130 指导教师 职称 副教授 二一 二 年 五 月 二十四 日内容提要在电子工业高度发达的今天，智能控制系统的设计与应用已经越来越来广泛。由于人们的广泛需求促进了相关微控制芯片的发展与应用，本文就是介绍用8位的微控制芯片（STC89C52单片机）实现演讲时间显示控制器的设计。本设计主要以STC89C52单片机为核心外加相关的控制模块（如74HC154、74HC595、MAX7219芯片）实现演讲时间显示控制器的设计，它包括16
2、*64LED点阵显示屏的设计和驱动设计，五位数码管的显示驱动设计，键盘驱动的设计等。在Keil uVision2软件平台上用C语言设计控制程序，用Proteus实现电路和程序的仿真，最后用Protel设计原理图和PCB板以完成硬件的设计。关键词STC89c52单片机；16*64LED点阵；数码管；C语言；Protues仿真Speech Time Controller Software Design and SimulationYang Yujie Tutor Liu ZhaoyuAbstractToday, in the highly developed electronic industry
3、, intelligent control system design and application has more and more popular. The promotion of the relevant micro control chip development and application is caused peoples extensive demand. This paper is written to introduce how to use the eight-bit micro control chip (STC89C52 SCM) to achieve the
4、 design of speech time controller. This design mainly use STC89C52 single-chip microcomputer and the related control module (such as 74HC154, 74HC595 are needed, MAX7219 chip) to achieve speech time display controller design, which includes 16 * 64 LED dot matrix display design and driver design, fi
5、ve digital tube display driver design, keyboard driver design, etc. Use C language to design control procedures in the Keil uVision2 software platform, then use the Proteus to finish the circuit and the simulation of the program . Finally , we complete hardware design with Protel design schematic an
6、d PCB board . Key wordSTC89C52 SCM; 16 * 64 of LED dot matrix; Digital tube; C language; Protues simulation 目 录第一章 绪论11.1 毕业设计的目的和背景11.2 设计简介3第二章 开发工具选择32.1 硬件部分工具选择32.2 软件设计工具选择6第三章 电路仿真部分73.1功能框图73.2 电路部分83.3 显示电路103.4 Proteus仿真11第四章 软件部分124.1软件设计的语言工具124.2 程序流程图134.3系统主控制程序介绍（总程序见附录）154.4 主要相关驱动程
7、序介绍19第五章 调试部分245.1调试24第六章 总结24致谢25参考文献25附件26精品演讲时间控制器软件设计与仿真081308130 杨玉杰 指导老师 刘兆瑜 副教授第一章 绪论1.1 毕业设计的目的和背景 目的：演讲时间显示控制器可以有两个作用：一个是在讲座中提示演讲者对时间的有效控制；另一个是在演讲比赛中确保每个选手在相同的时间里演讲，可以让演讲者，裁判，观众同时看到计时的时间，达到公开公平公正的目的。演讲时间显示控制器可以克服掐秒表带来的许多弊端，达到精准无误的效果。它不仅适合于演讲，同时也适用于各高等院校和科研院所召开毕业答辩会、学术交流会、演讲会及各单位在召开在职干部述职报告会
8、、年终总结汇报会等会议时使用，具有重要的实际意义。 背景：在电子技术飞速发展的今天，电子产品的人性化和智能化已经非常成熟，其发展前景仍然不可估量。如今的人们需求的是一种能给自己带来方便的电子产品，当然最好是人性化和智能化的，如何能做到智能化呢?单片机的引入就是一个很好的例子。单片机又称单片微型计算机，也称为微控制器，是微型计算机的一个重要分支，单片机是20世纪70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是集CPU，RAM,ROM, I/O 接口和中断系统集于同一硅片上的器件。单片机的诞生标志着计算机正式形成了通过计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。目前单片机已渗透到我们生活的各个领域, 几
9、乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。在我们身边，由单片机作为主控制器的全自动洗衣机、高档电风扇、电子厨具、变频空调、遥控彩电、录像机、VCD/DVD机、组合音响、电子琴等。单片机己在广阔的计算机应用领域中表现得淋漓尽致，出尽了风头。从家用消费类电器到复印机、打印机、扫描仪、传真机等办公自动化产品;从智能仪表、工业测控装置到CT、MRI等医疗设备;从数码相机、摄录一体机到航天技术、导航设备、现代军事装备等等都有单片机在里而扮演重要角色。因此，单片机己成为电子类工作者必须掌握的专业技术之一。单片机就是一个微型中央处理器，通过编程即能完成很多智能化的上作，因此它的出现给电子技术智能化和微型化起到了很
10、大的推动作用。随着人们生活水平提高，社会经济的发展，人们开始考虑精神生活的享受，并开始注重文化的提高。开始举办一些文化活动。例如诗歌演讲比赛、演讲比赛等。所以我就设计了一个演讲时间显示控制器。设计简单，耗费少，容易制作。可用于校园等演讲比赛。花很少的钱就可以得到一个实用的演讲比赛计时器。本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，以便今后自己在单片机领域的学习和开发打下基础，提高自己的动手能力和设计能力，培养创新能力，丰富自己的理论知识，做到理论和实践相结合。本次设计的重要意义还在于对单片机的内部结构和各种工作状态做更进一步的了解，同时还对单片机的接口技术，中断技术，存储方式和控
11、制方式作更深层次的了解。此次设计更进一步了解基本电路的设计流程，提高自己的设计理念，丰富自己的理论知识，巩固所学知识，使自己的动手动脑能力有更进一步提高，为自己今后的学习和上作打好基础，为自己的专业技能打好基础。1.2 设计简介演讲时间显示器用来显示和控制演讲时间，时间可任意设置，比如设置演讲时间为5min，距演讲时间结束最后10秒时每过一秒响一次以提醒演讲者时间演讲即将结束，在5min时喇叭响3秒钟以提示演讲者时间已经结束，应停止演讲，然后LED显示屏显示“时间到！”字样。本设计主要用单片机实现，由五部分组成：电源、输入部分、计时部分、显示部分（数码管显示和LED点阵显示）、报警部分。本设计
12、有两个电源模块，一个是为控制部分提供电源的电源模块，另一个是为LED点阵显示提供电源的电源模块，通过输入模块来任意设定演讲的时间，其最大设定时间为99min。演讲开始后，通过两个显示器来显示时间，数码管显示是给演讲者看，另一个LED点阵显示是给台下观众和评委看，通过两个显示器和报警器来提醒演讲者和台下观众演讲的时间。第二章 开发工具选择2.1 硬件部分工具选择2.1.1 Proteus软件Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：功能特点：Proteus
13、软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是： （1）原理布图 （2）PCB自动或人工布线 （3）SPICE电路仿真 革命性的特点： （1）互动的电路仿真 用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 （2）仿真处理器及其外围电路 可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。 功能模块：（1）智能原理图设计（ISIS）。
14、（2）完善的电路仿真功能（Prospice）。（3）独特的单片机协同仿真功能（VSM）。资源丰富： （1）Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。 （2）Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。 （3）除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极
15、高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。 （4）Proteus可提供的调试手段 Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。 电路仿真：在Proteus绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在Proteus的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。Proteus是单片机课堂教学的先进助手。Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。 课程设计、毕业设计是学生走向就业的重要实践环节。由于Proteus提供了实验室无法相比的大量
