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1、论文题目：基于单片机定时控制器的研制摘 要随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。由其是单片机技术的应用产品已经走进了千家万户。作为单片机技术应用之一的定时控制器，在日常生活，工业场合甚至军事领域都有应用。本文主要介绍了单片机定时控制器的硬件设计过程。单片机作为主控器件，是整个系统的核心，它起到主要的控制作用；时钟芯片为系统提供一个数字钟，定时功能的实现也要依赖它；液晶模块为系统显示提供载体；按键部分采用独立式结构，主要用作调时和定时，也可用作功能选择；控制输出部分通过继电器的动作和发光二极管的亮灭，模拟机器的开和停。本文完成了对系统硬件电路制作、软件
2、设计和调试过程的说明，系统最终实现分时段定时控制的功能。关键词：单片机，时钟芯片，液晶模块，定时控制 Subject：Development of Time Controller Based on Single Chip Microprocessor ABSTRACTAlong with the electronic technology rapid development, appears of the large scale integrated circuit specially, these have made a big change on peoples living. Produ
3、cts including the technology application of the single chip microprocessor sets already entered every family.As one application of the single chip microprocessor technology, the time controller has been applied in the daily life, the industry situation and military field.This article introduced main
4、ly the design process of the time controller composed by the single chip microprocessor. As the main control component, the single chip microprocessor is the core of the device and it plays the main control action. The clock chip provides a digital clock for the device and helps to realize the funct
5、ion of the timing control. The liquid crystal display is the carrier for the device system demonstrating. The keys use free standing structure. They mainly use as the timing and fixed time and use also as function choice. The control output simulates machines opening and stops by relays movement and
6、 the light emitter diode. This article has showed the process of the hardware manufacture, the software design and debugging. The function of the time controller is realized finally. KEY WORDS: single chip microprocessor, the clock chip, the liquid crystal display, timing controller目 录第1章 绪 论11.1 课题
7、开发背景11.2 设计要求1第2章 单片机及液晶显示模块32.1 单片机STC89C58RD+结构32.1.1 引脚定义及功能32.1.2 复位电路62.2 液晶12232模块72.2.1 引脚定义及功能说明72.2.2 指令描述82.2.3 LCD12232的写规则112.2.4 LCD12232与单片机接口11第3章 硬件设计13芯片及硬件模块133.1.1 时钟芯片模块DS1302133.1.2 液晶外部时钟模块213.1.3 键盘接口电路23系统设计思路24硬件框图253.4 系统功能说明26系统硬件设计电路图27第4章 软件设计294.1 软件设计的原则294.2 系统功能模块图29
8、4.3 程序流程图30第5章 制作与调试345.1 硬件焊接345.2 硬件调试355.2.1 焊接调试355.2.2 故障调试355.2.3 功能调试365.3 “伟福”调试软件365.3.1 “伟福”的特点365.3.2 “伟福”仿真软件的使用365.3.3 “伟福”集成调试软件的界面37综合调试435.4.1 联机调试435.4.2 脱机调试44结束语46附录 硬件实物图47致 谢48参考文献49第1章 绪 论 课题开发背景人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。 1876年，英国外科医生索加取
9、得一项定时装置的专利，用来控制煤气街灯的开关。它利用机械钟带动开关来控制煤气阀门1。起初每周上一次发条，1918年使用电钟计时后，就不用上发条了。 定时器确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管。现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间2。 目前单片机渗透到日常生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上的各种仪表控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控
10、制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。鉴于单片机有如此广泛的应用领域，基于单片机的定时控制器就可以运用到日常生活的各个方面，如上下班铃声的控制、机器的开停机时间控制等等。为了能够巩固以前所学习的单片机原理的有关知识，并将其应用到实践中，培养动手能力和解决实际问题的能力，因此选择了基于单片机的定时控制器的设计课题。 设计要求（1）了解LCD图形显示器的工作原理及硬件结构； （2）熟悉时钟芯片的工作原理及接口技术；（3）熟悉8031单片机的工作原理及接口技术；（4）自行设计（软、硬件）、制作和调试；（5）实现汉字、字母的LCD显示；
11、（6）画出硬件设计图和软件流程图；（7）根据软硬件设计完成硬件制作和软件调试；（8）实现每天4时段的定时控制，通过软件可以任意设置每个时间段的起始与结束时间。第2章 单片机及液晶显示模块单片机是系统设计的主控模块，液晶是系统显示的载体。本章将介绍单片机STC89C58RD+的原理及液晶12232模块。2.1 单片机STC89C58RD+结构STC89C58RD+是宏晶公司生产的低电压、加密性强、高性能CMOS8位单片机。主要性能特点有3：1）增强型6时钟/机器周期,12时钟/机器周期 8051 CPU；2）工作电压：5.5V3.8 V；3）工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080
12、MHz,实际工作频率可达48MHz； 4）用户可用程序空间32K；5）片上集成1280字节RAM；6）通用I/O口（32）个，复位后：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口），P0 口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；7）EEPROM功能，看门狗功能；8）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断；9）共3个16位定时器计数器，其中定时器0可当成2个8位定时器使用；空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作；掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个
13、硬件复位。2.1.1 引脚定义及功能STC89C58RD+封装形式和引脚排列如图2-1所示。图2-1 STC89C58RD+引脚图图2-1中，各引脚功能如下：VCC：电源GND：地P0口：P0口是一组8位漏极开路的双向I/O口，是地址数据总线复用口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接受指令字节，而在程序校验时输出指令字节，校验时要求外接上拉电阻。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O
14、口，它的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。此外，P1.0和P1.1分别作为定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表2-1所示。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。表2-1 P1口第二功能引脚号功能特性T2(定时/计数器2外部计数脉冲输入),时钟输出T2EX(定时/计数器2捕获/重装载触发和方向控制)MOSI(在系统编程用)MISO(在系统编程用)S
15、CK（在系统编程用）P2口：P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR，A）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX R1，A）时，P2口线上的内容（特殊功能寄存器SFR区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash编程和程序校验期间，P2亦接受高位地址和其他控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。它的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，他们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。P3口除了作为一般的I/O口线，更重要的是它的第二功能，如表2-2
