嵌入式系统课程设计作息时间控制器.docVIP

软 件 学 院 课程设计报告书 课程名称 嵌入式系统课程设计 设计题目 作息时间控制器 专业班级 学 号 姓 名 指导教师 年月 2015.06.15—2015.06.19 2 设计目的 《嵌入式系统课程设计》是软件工程专业（嵌入式软件方向）学生的专业实践课程，是学习《嵌入式系统》课程后必要的实践教学环节。课程设计是检验学生是否掌握相关专业课程知识的重要手段，以学生为主体，充分调动学生的积极性和创造性，重视学生实际动手能力的培养。 通过本课程设计使学生加深理解、巩固课堂教学和平时实验内容，使学生初步具备基于C和ARM汇编应用开发的系统分析、系统设计、系统实现与测试的实际能力，强化学生的知识实践意识、提高动手能力，发挥学生的想象力和创新能力，从而培养工程应用型人才。 3 设计任务 (1)以我校作息时间为蓝本，控制步进机模拟上下课打铃； (2)作息时间可以程序调整，每到时间点蜂鸣器发声。 4 设计内容 本系统采用STC90C516RD+单片机为核心，制作一个作息时间控制器，设计内容为通过软件编程的方法实现数码管显示时间，蜂鸣器到达提前定好的时间进行响动报时同时用8位7段LED数码管、键盘控制时间和蜂鸣器完成该系统，LED数码管可以显示小时、分钟和秒，键盘设有8个按键可以改变小时、分钟和秒，有走时准确、显示直观、运行稳定等优点。 4.1 总体方案设计 本系统完成后，接通电源时，时间会自动在数码管校准并显示，可通过8个按键对相应的数码管显示的时间进行更改，8个按键分别为两行四列矩阵键盘，键盘第一列可改变小时、第二列改变分钟、第三列改变秒钟，蜂鸣器可进行报时，具体为当蜂鸣器到达系统指定时间时，蜂鸣器响动报警，当按下指定按键时蜂鸣器也可响动报警。 4.1.1 需求规定 数码管可显示可调整的24小时时钟。当时钟正常运行时，可调整时钟。在时钟运行时，以8位数码管的高2位显示小时，4、5位显示分钟，低两位显示秒钟，3、6显示横线用以隔断数字。 可设定作息时间。由于此作息时间控制系统主要应用与学校，考虑到冬、夏季作息时间的变更，可通过按键来调整作息时间。在设定作息时间时并不影响时钟的正常运行，八位数码显示已设定好的作息时间，再通过小时、分钟和秒钟调整按键设定作息时间。 具有到时提示功能。当设定的作息时间与实时时钟的时间相同时，蜂鸣器会发出几秒的提示音。 LED数码管：通过对LED的使用来实现显示时间的显示。 按键：通过对按键的使用来完成对实时时间的调整和对作息时间的调整。 蜂鸣器：通过数码管显示的时间来控制蜂鸣器的响动。 具体硬件关系图如下图4-1所示。 图4-1 硬件结构图 4.1.2核心部件选型 本系统采用STC90C516RD+单片机，该单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期1T的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051系列单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，内部集成MAX810专用复位电路，时钟频率在12MHz以下时，复位脚可直接接地。 蜂鸣器：要求设定的时间到，蜂鸣器会响。 按键：随时对当前时间进行调整。要实现这一功能，可以接入键盘输入电路。 LED数码管：本系统采用LCD12864数码管，led数码管（LED Segment Displays）由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。 图4-2作息时间控制器其硬件电路方框图 4.2硬件设计 基于单片机的作息时间控制器，硬件电路有8个部分组成，即单片机按键输入电路、单片机时钟电路、复位电路、LED显示器段码驱动电路、LED显示器位码驱动电路、8位LED显示电路、蜂鸣器电路。 4.2.1硬件开发环境简介 STC90C516AD单片机是指令代码完全兼容传统的8051单片机，12时钟/周期和6时钟/周期可以任意选择。芯片内置了64KB的FLASH，4352字节的RAM。工作频率范围0~40MHz，共有输入输出引脚32个，有EEPROM功能，看门狗功能。芯片内部集成MAX810专用复位电路，共有3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；外部中断4路，8路10位A/D转换。该单片机引脚图如图4-3所示。 图