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单片机课程作息时间控制设计报告

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否按下,来设定各模块的工作情况,使各模块可以在按键的控制下,有序地进行工作。设计中使用单个按键实现单个功能,属于较为简单的控制方式.

图2.按键输入电路

在多功能系统设计的实验中中我们使用四个按键分别与单片机的、、、相连,按键1控制蜂鸣器发声、按键2控制LED流水灯、按键3控制数码管显示,按键4控制作息时间。通过按下相应的按键来处理相应的程序。

DS1302实时时钟模块

图模块电路图

DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时

时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为~。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品,与DS1202兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。

DS1302与CPU的连接 :实际上,在调试程序时可以不加电容器,只加一个 的晶振即可。只是选择晶振时,不同的晶振,误差也较大。

图4. Ds1302引脚图

其中Vcc1为后备电源,VCC2为主电源。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+时,Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时,DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源,外接晶振。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的传送

手段。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Vcc≥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),SCLK始终是输入端。

如图2所示DS1302 控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1,如果它为0,则不能把数据写入DS1302中,位6如果为0,则表示存取日历时钟数据,为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作,为1表示进行读操作,控制字节总是从最低位开始输出。在控制字指令输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时,数据被写入DS1302,数据输入从最低位(0位)开始。同样,在紧跟8位的控制字指令后的下一个SCLK脉冲的下降沿,读出DS1302的数据,利用单片机的外部中断来处理中断系统通过数码管显示出时间。

数码管显示模块

设计中采用六位共阳极数码管,共阳极是指其公共端接正极,通过单片机AT89C52的P0口控制其位选和段选,以达到动态显示相应数值的效果。在其位选控制部分,采用了一个9012型三极管,要求当P0口输出低电平时,位选成功。

图5.数码管显示电路

硬件电路中,数码管显示的小时、分、秒,通过键1选择,键2、键3调整。 数码管要正常显示,就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码,从而显示出我们要的数字,因此根据数码管的驱动方式的不同,可以分为静态式和动态式两类。

① 静态显示驱动:静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动,或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单,显示亮度高,缺点是占用I/O端口多,如驱动5个数码管静态显示则需要5×8=40根I/O端口来驱动,要知

道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个呢:),实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动,增加了硬件电路的复杂性。

② 动态显示驱动:数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一,动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划\的同名端连在一起,另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路,位选通由各自独立的I/O线控制,当单片机输出字形码时,所有数码管都接收到相同的字形码,但究竟是那个数码管会显示出字形,取决于单片机对位选通COM端电路的控制,所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开,该位就显示出字形,没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端,就使各个数码管轮流受控显示,这就是动态驱动。在轮流显示过程中,每位数码管的点亮时间为1~2ms,由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应,尽管实际上各位数码管并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是一组稳定的显示数据,不会有闪烁感,动态显示的效果和静态显示是一样的,能够节省大量的I/O端口,而且功耗更低。

LED显示模块

LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。

图6. LED显示电路

本次设计中通过按键2来控制其流水显示,打开电源后按下按键2流水灯模块有效。由于电路中LED为共阳极,故控制流水灯显示的P1口应为低电平时才

有效。

从原理图中可以看出,如果要让接在口的LED1亮起来,那么只要把口的电平变为低电平就可以了;相反,如果要接在口的LED1熄灭,就要把口的电平变为高电平;同理,接在~口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此,要实现流水灯功能,我们只要将发光二极管LED1~LED8依次点亮、熄灭,8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。

我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以TAB为标号的数据表中,然后通过查表指令“MOVC A,@A+DPTR”把数据取到累加器A中,然后再送到P1口进行显示。在此我们还应注意一点,由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短,我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间,否则我们就看不到“流水”效果了。

扬声器模块

扬声器模块通过按键1来实现。要求扬声器能够发出连续,断续的声音及音乐,我们可以选择一个蜂鸣器来实现这些功能。

图7. 扬声器电路

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用

于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。下面我们以电磁式蜂鸣器为例来说明它的工作原理:电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声,当输出高电平时,三极管截止,蜂鸣器的两引脚间的直流电压接近于0V,没有电流流过线圈,蜂鸣器不发声;当输出低电平时,三极管导通,使蜂鸣器的两个引脚间获得将接近+5V的直流电压,这样蜂鸣器的电流形成回路,发出声音。因此,我们可以通过程序控制IO口输出的电平来控制蜂鸣器是否发出声音,实现各种可能音响的产生。

在这个设计中是通口控制其发声的。由于与ds1302是连在一起的,当口输出低电平时蜂鸣器发出声响。故只要ds1302工作,就可以设定使扬声器发出声音。

硬件原理图

单片机课程作息时间控制设计报告

否按下,来设定各模块的工作情况,使各模块可以在按键的控制下,有序地进行工作。设计中使用单个按键实现单个功能,属于较为简单的控制方式.图2.按键输入电路在多功能系统设计的实验中中我们使用四个按键分别与单片机的、、、相连,按键1控制蜂鸣器发声、按键2控制LED流水灯、按键3控制数码管
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