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1、课程设计(论文)任务书 信息工程 学院 计算机科学与技术 专业 2014-1 班 一、课程设计(论文)题目 简易家电定时控制装置 二、课程设计(论文)工作自 2017 年 6 月 19 日起至 2017 年 6 月 29 日止。三、课程设计(论文) 地点: 5#402 四、课程设计(论文)内容要求：1本课程设计的目的（1）使学生掌握系统各功能模块的基本工作原理； （2）培养学生基本掌握电路设计的基本思路和方法； （3）使学生掌握接收系统调试；（4）培养学生分析、解决问题的能力；（5）提高学生的科技论文写作能力。 2课程设计的任务及要求1）基本要求：（1）对家电的开启进行预定时控制，能显示并设置
2、预定时间；（2）对家电的工作时间进行定时控制，能显示并通过键盘设置工作时间的长短； （3）工作时间到了后，并能声音报警；（4）设定时间时，黄色发光二极管点亮，启动定时后，红色发光二极管点亮。2）创新要求： 在基本要求达到后，可进行创新设计，如改善电路性能；对系统进行仿真分析。3）课程设计论文编写要求（1）要按照书稿的规格打印誊写毕业论文（2）论文包括目录、绪论、正文、小结、参考文献、谢辞、附录等（3）毕业论文装订按学校的统一要求完成4）答辩与评分标准： （1）完成原理分析：20分； （2）完成设计过程（含翻译）：40分； （3）完成调试：20分；（4）回答问题：20分。5）参考文献：（1）邓胡
3、滨 .单片机原理及应用技术基于Keil C和Proteus仿真 人民邮电出版社 6）课程设计进度安排内容 天数地点构思及收集资料 2图书馆组装与调试 5实验室撰写论文 3图书馆、实验室学生签名： 2017 年 6 月 19 日课程设计(论文)评审意见（1）完成原理分析（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （2）设计分析和翻译能力（40分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）； （3）完成调试（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（4）回答问题（20分）：优（）、良（）、中（）、一般（）、差（）；（5）格式规范性及考勤是否降等级：是（）、否（）评阅人： 职
4、称： 副教授 2017 年 6 月 29 日目录绪论1一、 设计任务及要求21.1 设计目的21.2 基本功能要求21.3拓展功能设计21.4 功能详细设计3二、硬件电路设计及描述32.1AT89C52单片机32.2 DS1302数码管显示时钟42.3矩阵按键电路52.4LCD液晶显示屏电路62.5LED数码管动态显示72.674HC138译码器92.7报警电路10三、程序设计思想及流程11四、电路的安装及调试124.1 安装步骤124.2 电路的调试12五、 总结12六、参考文献13七、附录137.1 实物图137.2仿真图137.3 部分程序清单14绪论单片微计算机自20世纪70年代问世以
5、来，已对人类社会产生了巨大的影响。尤其是美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在世界范围内已经得到广泛的普及和应用。此外，世界各大公司以MCS-51单片机基本内核为核心的各种扩展型、增强型的新型的新型单片机不断推出，所以在今后若干年内，MCS-51系列以及世界其它各大公司生产的与其兼容的各种增强型、扩展型的单片机，仍是我国单片机应用领域的主流型。目前在工业控制、智能仪器仪表、办公自动化、家用电器登诸多领域，到处都可看见单片机的踪影，单片机技术开发和应用水平已成为一个国家工业发展水平的标志之一。此装置硬件
6、使用AT89C52单片机为控制核心，DS1302作为时钟芯片并同时在掉电时储存资料，LCD1602液晶显示屏以及LED数码管作为显示与用户交互，使用5V继电器控制外接电器电源的开启或关闭。软件采用模块化设计、驱动、控制、引脚、变量定义等采用多文件编译，即方便自己设计修改也方便他人理解。这款家电定时器实现了时钟显示，预定时间设置、定时操作便捷设置、报警功能、系统状态提示功能。关键词：单片机；定时控制；AT89S52；第 1 页一、 设计任务及要求1.1 设计目的根据本学年所学的单片机及微机接口的理论知识设计装置的电路结构和相应软件程序设计。提高学生实践能力，培养学生发现问题、解决问题的能力，锻炼
7、学生理论联系实际、综合应用的能力。1.2 基本功能要求（1）对家电的开启进行预定时控制，能显示并设置预定时间；（2）对家电的工作时间进行定时控制，能显示并通过键盘设置工作时间的长短；（3）工作时间到了后，并能声音报警；（4）设定时间时，黄色发光二极管点亮，启动定时后，红色发光二极管点亮。1.3拓展功能设计（1）使用LCD液晶显示屏显示定时时间，方便使用者的实际操作使用。（2）采用矩阵键盘进行时间设置。以使得装置的时间设置操作更加的人性化。（3）使用8个LED灯提示装置所处于的状态。当LED滚动显示时表示家电处于闲置状态，当流水灯全部显示时表示家电处于工作状态。1.4 功能详细设计装置的当前时间
8、显示是用6个数码管实现的，显示格式为“时时：分分：秒秒”。当前日期以及定时时间是在LCD液晶显示屏上显示。家电工作前程序控制LED灯流动点亮，家电工作后程序控制LED灯全部点亮。矩阵键盘的控制功能为： (1) K1、K2、K3、K5、K6、K7、K9、K10、K11、K13分别对应数字19以及数字0。用于设置日期时间以及定时 时间的数值输入。 (2) K4、K8、K12、K16对应光标移动上、左、下、右方向。 (3) K14、K15分别对应ESC键和回车键。二、硬件电路设计及描述2.1AT89C52单片机AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写
9、的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。 图2-12.2 DS13
10、02数码管显示时钟1 DS1302简介 DS1302 是美国DALLAS公司推出的一款涓流充电时钟芯片。DS1302时钟芯片被广泛应用于电话、传真、便携式仪器等产品领域，它的主要性能指标如下。（1） DS1302是一个实时时钟芯片，可以提供秒、分、小时、日期、月、年等信息，并且还有软件自动调整的能力，可以配置AM/PM来决定采用24小时格式还是12小时格式。（2） 拥有31字节数据存储RAM。（3） 串行I/O通信方式，相对并行来说比较节省IO口的使用。（4） DS1302的工作电压比较宽，在2.05.5V的范围内部都可以正常工作。（5） DS1302这种时钟芯片功耗一般都很低，它在工作电压2
11、.0V的时候工作电流小于300nA。（6） DS1302共有8个引脚，有两种封装形式。（7） 当工作电压是5V的时候，兼容标准的TTL电平标准。（8） DS1302有两个电源输入，一个是主电源，另一个是备用电源。可以使用电池或者大型电容。以使在系统掉电的情况下，时钟还会继续走。2 DS1302结构DS1302的引脚排列,其中Vcc2为主电源，VCC1为后备电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，
12、外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。 下图为DS1302的引脚功能图：图2
13、-2 DS1302引脚图2.3矩阵按键电路矩阵按键电路如图2-3所示。图2-3按键电路矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是44个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。工作时先从P1口的高四位输出低电平，低四位输出高电平，从P1口的低四位读取键盘状态。再从P1口的低四位输出低电平，高四位输出高电平，从P1口的高四位读取键盘状态。将两次读取结果组合起来就可以得到当前按键的特征编码。使用上述方法我们得到16个键的特征编码。2.4LCD液晶显示屏电路（1）、LC
14、D1602简介1602液晶显示屏可以显示2行，每行16个字符的液晶。它的工作电压是4.55.5V，对于这点在设计电路的时候，直接按照5V系统设计，但是保证5V系统最低不能低于4.5V。在5V工作电压下测量它的工作电流是2mA。这个2mA仅仅是指液晶，而它的黄绿背光都是LED做的，所以功耗不会太小。（2） 、LCD1602管脚功能1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会 产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度）。第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作
