1、 . . . 信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計說明書設(shè)計題目:基于51單片機的定時控制系統(tǒng)設(shè)計專 業(yè): 電子信息工程技術(shù) 班 級: 電信09-1 學 號:0819050 姓 名: 王 丹 指導教師: 曾 寶 國 二O一一年十二月十五日31 / 34信息職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學生肖陽學號0819019班級電信09-1專業(yè)電子信息工程技術(shù)設(shè)計（或論文）題目基于51單片機的定時控制系統(tǒng)設(shè)計指導教師職 稱工作單位與所從事專業(yè)聯(lián)系方式備注曾寶國講師/工程師信息職業(yè)技術(shù)學院電子系教師設(shè)計（論文）容：以AT89C51單片機為核心，設(shè)計一款定時控制系統(tǒng)，可用于電飯煲定時煮飯控制，要求：1. 能以24小時方式顯示時

2、間，并能修改系統(tǒng)時鐘基準和設(shè)定定時時間；2. 定時時間自動報警，并完成繼電器通斷控制；3. 完成仿真或制作實物，并撰寫設(shè)計報告。進度安排：1.收集有關(guān)資料并消化吸收-9月25日10月15日；2.制定設(shè)計方案-10月16日10月30日；3.硬件設(shè)計-11月1日11月15日；4.軟件設(shè)計-11月16日11月30日；5.硬件制作-12月1日12月5日； 5.撰寫設(shè)計報告-12月6日12月15日；6.準備畢業(yè)答辯-12月16日12月25日。主要參考文獻、資料(寫清楚參考文獻名稱、作者、出版單位)：1戴佳.戴衛(wèi).51單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講電子工業(yè).20062余宏生.吳建設(shè).電子CAD技能實訓.

3、人民郵電.20063貴庭.單片機應(yīng)用技術(shù)與項目化訓練.西南交通大學.20094建清.從零開始學單片機C語言.國防工業(yè).20065鐘富昭等.8051單片機典型模塊設(shè)計與應(yīng)用M.人民郵電，2007.6平等.單片機入門與開發(fā)M.機械工業(yè)，2008.審批意見教研室負責人：年 月 日備注：任務(wù)書由指導教師填寫，一式二份。其中學生一份，指導教師一份目錄摘要1第1章方案設(shè)計2第2章硬件設(shè)計32.1單片機最小系統(tǒng)32.2 DS1302時鐘電路42.3按鍵電路42.4中斷觸發(fā)電路52.5LCD1602液晶顯示電路52.6繼電器控制電路52.7報警電路62.8整機工作原理6第3章軟件設(shè)計7第4章系統(tǒng)仿真測試84.

4、1仿真測試方法84.2仿真測試結(jié)果8總結(jié)9致10參考文獻11附錄1主要程序代碼12附錄2整機原理圖29摘要在這個智能社會，對以往的很多設(shè)備都進行了智能化改進，比如降溫系統(tǒng)等都從手動改進到了自動控制。在這里我們將常見的做飯工具電飯煲也進行了智能化控制，這里主要運用51單片機對原有非智能化電飯煲進行智能化控制，該系統(tǒng)具有定時功能，并且當時間到達定時時間時會自動報警，并且在報警一分鐘后如果沒有人操作電飯煲，會通過繼電器將電飯煲的電源切斷讓并點亮綠燈提示它的工作完成。關(guān)鍵詞AT89C51；DS1302；繼電器第1章方案設(shè)計采用51單片機可以實現(xiàn)一些功能不多的控制環(huán)境，即節(jié)約經(jīng)濟又達到了我們所需的職能化

5、控制。本課題主要從以下三個方面入手：一是實現(xiàn)時間顯示功能，可以查看日期時間星期；二是實現(xiàn)定時功能，當時間到達設(shè)定值時可以報警提示，并通過繼電器控制電飯煲的電源，并通過指示燈提示任務(wù)的完成；三是考慮時間的準確性，在這里主要使用DS1302芯片進行時間計時。設(shè)計的總體方案如圖1-1所示，由單片機最小系統(tǒng)、LCD1602液晶顯示、繼電器、DS1302時鐘電路、報警電路、按鍵電路與5V直流供電電路組成。為了實現(xiàn)智能控制和簡化設(shè)計，選用了AT89C52、DS1302等集成芯片。圖1-1基于51單片機的定時控制系統(tǒng)框圖第2章硬件設(shè)計2.1單片機最小系統(tǒng)1振蕩電路AT89C51是部具有振蕩電路的單片機，只需

6、在18腳和19腳之間接上石英晶體，給單片機加工作所需直流電源，振蕩器就開始振蕩起來。振蕩電路就為單片機工作提供了所需要的時鐘脈沖信號，是單片機的部電路、單片機的部程序（若有）開始工作。振蕩電路不工作，整個單片機電路都不能正常工作。AT89C51常外接6MHz、12MHz的石英晶體，18腳和19腳分別對地接了一個30pF的電容，目的是防止單片機自激。若從18腳輸入外部時鐘脈沖，則19腳接地。2復位電路復位電路就是在RST端（9腳）外接的一個電路，目的是使單片機上的電開始工作時，部電路從初始狀態(tài)開始工作，或者在工作中人為讓單片機重新從初始狀態(tài)開始工作。在時鐘工作的情況下，只要復位引腳高電平保持在兩

7、個機器周期以上的時間，AT89C51便能完成系統(tǒng)重置的各項工作，使得部特殊功能寄存器的容均被設(shè)置成已知狀態(tài)，并且從地址0000H處讀入程序代碼而執(zhí)行程序。單片機最小系統(tǒng)電路如圖2-1所示。圖2-1單片機最小系統(tǒng)2.2 DS1302時鐘電路1DS1302簡介芯片引腳功能圖如圖2-2所示。圖2-2 DS1302引腳功能圖DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當Vcc2大于Vcc1+0.2V時，Vcc2給DS1302供電。當Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。

8、X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在VCC>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)， SCLK為時鐘輸入端。2時鐘電路圖時鐘電路如圖

9、2-3所示，主要由DS1302與32.768KHz晶振組成。通過SPI三線方式可以很好的與51系列單片機進行通信，從部讀出時間，以與設(shè)置部時間。圖2-3 DS1302時鐘電路圖2.3按鍵電路按鍵電路如圖2-4所示。圖2-4 按鍵電路當沒有按下按鍵時I/O口為高電平，當按下時I/O口電平會被拉低，通過電平的不同可以很輕松地判別是否有按鍵按下。2.4中斷觸發(fā)電路中斷觸發(fā)電路主要由與非門與非門構(gòu)成，主要用于當按鍵按下之后觸發(fā)中斷，電路圖如圖2-5所示。圖2-5中斷觸發(fā)電路2.5LCD1602液晶顯示電路液晶顯示電路如圖2-6所示，具體液晶使用請查看相關(guān)手冊。圖2-6 LCD1602液晶顯示電路2.6

10、繼電器控制電路繼電器控制電路如圖2-7所示。由于單片機I/O口驅(qū)動能力有限，從圖中可以看出我們利用三極管來控制，通過如圖的連接方式，可以提高驅(qū)動負載的能力，并且利用三極管截至和飽和導通的性質(zhì)可以很方便的用于單片機控制。圖2-7 繼電器控制電路2.7報警電路報警電路如圖2-8所示。如2.6所述，我們在這里再次利用了三極管作為開關(guān)管驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲。圖2-8報警電路2.8整機工作原理整機仿真電路圖如附錄2所示，開啟仿真開關(guān)后，我們可以看到時間和日期顯示的界面，通過設(shè)置按鈕，我們可以很方便的調(diào)節(jié)時間、日期、星期等。我們調(diào)整好時間后，并定時報警時間，后按確認鍵，當界面顯示有大寫字母A時，說明我們開啟了定

11、時報警系統(tǒng)，通過確認鍵我們還可以查看當前我們設(shè)定的報警時間，當時間到達所定時時間是，就會通過蜂鳴器報警提示，當提示1分鐘后，就會啟動繼電器控制通斷系統(tǒng)，將電路斷開，并點亮綠燈告之電飯煲工作完成。第3章軟件設(shè)計整套系統(tǒng)的運行都是基于8051核指令控制運行的，主要程序見附錄1。工作流程如圖3-1所示。圖3-1流程圖第4章系統(tǒng)仿真測試4.1仿真測試方法系統(tǒng)測試容包括能否正常設(shè)定日期時間、是否能正常定時、報警電路與繼電器電路是否正常工作，具體測試方法如表4-1所示。表4-1系統(tǒng)測試項目與測試方法序號測試項目測試方法1是否能正常設(shè)置日期時間1、打開仿真開關(guān)，通過設(shè)置鍵進入時間設(shè)置；2分別設(shè)置時間日期，保

12、存后觀察是否正常。2是否能準確定時1、通過時間設(shè)置按鈕進入定時設(shè)置；2、等待時間到點，觀察是否報警。3報警電路與繼電器電路是否正常工作1、觀察當項目2中定時到點時，是否正常報警，與繼電器是否工作，是否點亮綠燈。4.2仿真測試結(jié)果表4-2系統(tǒng)測試結(jié)果序號測試項目測試結(jié)果1是否能正常設(shè)置日期時間能很好的設(shè)置和保存所設(shè)置的時間，且正常工作。2是否能準確定時能夠準確定時。3報警電路與繼電器電路是否正常工作蜂鳴器能正常發(fā)聲工作，報警結(jié)束后能斷開繼電器，且點亮綠燈。結(jié)果：整個系統(tǒng)能按照預(yù)定的計劃運行，此次制作圓滿成功。總結(jié)經(jīng)過幾周的辛苦設(shè)計，現(xiàn)在終于可以畫上一個圓滿句號了。回想起來做畢業(yè)設(shè)計的整個過程，其

13、中有苦也有甜。畢業(yè)設(shè)計的難度不僅是檢驗大學所學的深度，也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程簡單的做一下總結(jié)。首先，進行選題選定。選題是畢業(yè)設(shè)計的開端，選擇恰當?shù)母信d趣的題目，這對于整個畢業(yè)設(shè)計是否能夠順利進行關(guān)系極大。好比走路，開始的第一步具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至可能做的全是無用功。致首先要感在大學兩年半教育我的老師，沒有他們給予我扎實的基礎(chǔ)，我想我是不能完成這次畢業(yè)設(shè)計的。在這兩個多月的畢業(yè)設(shè)計中，我真誠地感老師和同學們的幫助，在他們的幫助下我順利的完成了此次畢業(yè)設(shè)計。在本次設(shè)計過程中曾寶國老師始終給予了我無私的幫

14、助，在最開始的設(shè)計思路的構(gòu)建、資料的選取等是我能順利完成這次設(shè)計的關(guān)鍵。參考文獻1 戴佳 戴衛(wèi).51單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講.電子工業(yè)，20062 余宏生.吳建設(shè).電子CAD技能實訓.人民郵電，20063 貴庭.單片機應(yīng)用技術(shù)與項目化訓練.西南交通大學，20094 建清.從零開始學單片機C語言.國防工業(yè)，20065鐘富昭等.8051單片機典型模塊設(shè)計與應(yīng)用M.人民郵電，20076平等.單片機入門與開發(fā)M.機械工業(yè)，2008附錄1主要程序代碼#include "reg52.h"#include "delay.h"#include "dat

15、e.h"#include "lcd.h"#include "start.h"#include "ds1302.h"/功能定義uchar CN=0,TN=0,DN=0,WN=0,AN=0;uchar ZY7;uchar clr_flag_TN=0;uchar clr_flag_DN=0;uchar clr_flag_WN=0;uchar clr_flag_AN=0;uchar clr_z=0;/ - - - - - - - - 設(shè)定時間 - - - - - - - - /uchar T_S,T_S_S,T_S_G,T_M_S,

16、T_M_G,T_M,T_H,T_H_S,T_H_G;/ - - - - - - - - 設(shè)定日期 - - - - - - - - /uchar D_D,D_D_S,D_D_G,D_Y_S,D_Y_G,D_Y,D_N,D_N_S,D_N_G;/ - - - - - - - - 設(shè)定星期 - - - - - - - - /uchar W_N,W_N_S,W_N_G;/ - - - - - - - - 設(shè)定鬧鈴 - - - - - - - - /uchar A_S=0,A_S_S,A_S_G,A_M_S,A_M_G,A_M=0,A_H=6,A_H_S,A_H_G,ARM=0,MI=0,BUZER1;

17、bit A=0;sbit P00=P00;sbit P01=P01;sbit P02=P02;sbit P03=P03;sbit P32=P32;sbit BUZER=P27;sbit P37=P37;void display();void main()main_start();Initial();LCD_begin();yystar();while(1)display();void INT_0(void) interrupt 0 using 0 EA=0; if(P32=0) delay_key(); if(P32=0) if(P00=0) /功能鍵 while(!P00); delay_k

18、ey(); while(!P00); CN+;if(ARM=1)ARM=0; if(CN>4) CN=0; clr_z=1; if(P01=0) /設(shè)置鬧鈴，觀察鬧鈴 while(!P01); delay_key(); while(!P01); if(CN=1) TN+; clr_flag_TN=1; if(TN>3) TN=0; / 設(shè)定時間 if(CN=2) DN+; clr_flag_DN=1; if(DN>3) DN=0; / 設(shè)定日期 if(CN=3) clr_flag_WN=1; WN+; if(WN>1) WN=0; /設(shè)定周 if(CN=4)clr_fl

19、ag_AN=1; AN+; if(AN>3) AN=0; /設(shè)定鬧鈴 if(P02=0) /調(diào)整加 while(!P02); delay_key(); while(!P02); if(CN=1) if(TN=1) T_S_G=ZY6&0x0f; T_S_S=ZY6>>4; T_S=T_S_S*10+T_S_G; T_S+; if(T_S>59) T_S=0; ZY6=(T_S/10)*16+(T_S%10); if(TN=2) T_M_G=ZY5&0x0f; T_M_S=ZY5>>4; T_M=T_M_S*10+T_M_G; T_M+; if

20、(T_M>59) T_M=0; ZY5=(T_M/10)*16+(T_M%10); if(TN=3) T_H_G=ZY4&0x0f; T_H_S=ZY4>>4; T_H=T_H_S*10+T_H_G; T_H+; if(T_H>23) T_H=0; ZY4=(T_H/10)*16+(T_H%10); time_set(ZY); if(CN=2) if(DN=1) D_D_G=ZY3&0x0f; D_D_S=ZY3>>4; D_D=D_D_S*10+D_D_G; D_D+; D_Y_G=ZY2&0x0f; D_Y_S=ZY2>&g

21、t;4; D_Y=D_Y_S*10+D_Y_G; D_N_G=ZY1&0x0f; D_N_S=ZY1>>4; D_N=D_N_S*10+D_N_G; if(D_Y=1|D_Y=3|D_Y=5|D_Y=7|D_Y=8|D_Y=10|D_Y=12) if(D_D>31) D_D=0; if(D_Y=4|D_Y=6|D_Y=9|D_Y=11) if(D_D>30) D_D=0; if(D_Y=2) if(D_N%4!=0) if(D_D>28) D_D=0; if(D_N%4!=0) if(D_D>29) D_D=0; ZY3=(D_D/10)*16+(D

22、_D%10); if(DN=2) D_Y_G=ZY2&0x0f; D_Y_S=ZY2>>4; D_Y=D_Y_S*10+D_Y_G; D_Y+; if(D_Y>12) D_Y=0; ZY2=(D_Y/10)*16+(D_Y%10); if(DN=3) D_N_G=ZY1&0x0f; D_N_S=ZY1>>4; D_N=D_N_S*10+D_N_G; D_N+; if(D_N>99) D_N=0; ZY1=(D_N/10)*16+(D_N%10); time_set(ZY); if(CN=3) if(WN=1) W_N_G=ZY0&0x

23、0f; W_N_S=ZY0>>4; W_N=W_N_S*10+W_N_G; W_N+; clr_flag_WN=1; if(W_N>7) W_N=1; ZY0=(W_N/10)*16+(W_N%10); time_set(ZY); if(CN=4)if(AN=1)A_S+;if(A_S>59) A_S=0;if(AN=2) A_M+; if(A_M>59) A_M=0;if(AN=3) A_H+;if(A_H>23)A_H=0; if(P03=0) /確定，查看鬧鈴 while(!P03); delay_key(); while(!P03);if(CN=4)

24、A=A;P37=1;if(CN=0)CN=4;ARM=1;elseif(CN!=0)CN=0;clr_z=1;TN=0;DN=0;WN=0;AN=0; EA=1;void display()uchar show_dat2,time7,TZ,AZ;uchar code NUM="0123456789-"/LCD 字 09;uchar code t13="Mon",t23="Tue",t33="Wed",t43="Thu",t53="Fri",t63="Sat"

25、;,t73="Sun"uchar j,i;while(1)if(CN=0) if(clr_z=1) CMD(0x01); yystar(); clr_z=0; get_time(ZY);get_time(time); /獲取 DS1302 的時間for(i=4,j=0;i<7;i+)DSTOL(timei,show_dat);/轉(zhuǎn)換為 LCD 顯示的數(shù)據(jù)DIS(0xc8+j,NUMshow_dat0);/顯示在液晶屏的相應(yīng)位置DIS(0xc8+j+1,NUMshow_dat1);DIS(0xc8+j+2,NUM10);j=j+3;if(A=1)A_();T_S_G=t

26、ime6&0x0f; T_S_S=time6>>4;T_M_G=time5&0x0f; T_M_S=time5>>4;T_H_G=time4&0x0f; T_H_S=time4>>4;A_H_S=A_H/10;A_H_G=A_H%10;A_M_S=A_M/10;A_M_G=A_M%10;A_S_S=A_S/10;A_S_G=A_S%10;T_M=T_M_S*10+T_M_G;A_M=A_M_S*10+A_M_G;T_S=T_S_S*10+T_S_G;TZ=T_M*60+T_S;AZ=A_M*60+A_S;if(T_H_S=A_H_S)

27、&&(T_H_G=A_H_G)&&(T_M_S=A_M_S)&&(T_M_G=A_M_G)&&(T_S_S=A_S_S)&&(T_S_G=A_S_G)BUZER1=1;BUZER=0;MI=TZ;BUZER=BUZER;if(BUZER1=1)if(TZ-AZ)>59)A=A;BUZER1=0;P37=0;elseif(TZ-MI)=2)BUZER=BUZER;MI=TZ;for(i=1,j=0;i<4;i+)DSTOL(timei,show_dat);/轉(zhuǎn)換為 LCD 顯示的數(shù)據(jù)DIS(0x88+j,

28、NUMshow_dat0);/顯示在液晶屏的相應(yīng)位置DIS(0x88+j+1,NUMshow_dat1);DIS(0x88+j+2,NUM10);j=j+3;DSTOL(time0,show_dat);/轉(zhuǎn)換為 LCD 顯示的數(shù)據(jù)switch(show_dat1)case 1:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t1j);i+;break;case 2:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t2j);i+;break;case 3:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t3j);i+;break;case 4

29、:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t4j);i+;break;case 5:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t5j);i+;break;case 6:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t6j);i+;break;case 7:for(j=0,i=0;j<3;j+)DIS(0xc0+i,t7j);i+;break;default:break;if(CN=1)CMD(0x01); yystar(); set_time_();while(1) if(TN=0&&clr_flag_

30、TN=1) CMD(0x01); yystar(); set_time_(); clr_flag_TN=0; if(TN=1&&clr_flag_TN=1) CMD(0x01); yystar(); set_time_(); set_time_Second(); clr_flag_TN=0; if(TN=2&&clr_flag_TN=1) CMD(0x01); yystar(); set_time_(); set_time_Minute(); clr_flag_TN=0; if(TN=3&&clr_flag_TN=1) CMD(0x01); yy

31、star(); set_time_(); set_time_Hour(); clr_flag_TN=0; get_time(ZY);get_time(time); /獲取 DS1302 的時間for(i=4,j=0;i<7;i+)DSTOL(timei,show_dat);/轉(zhuǎn)換為 LCD 顯示的數(shù)據(jù)DIS(0xc8+j,NUMshow_dat0);/顯示在液晶屏的相應(yīng)位置DIS(0xc8+j+1,NUMshow_dat1);DIS(0xc8+j+2,NUM10);j=j+3;if(CN=2|CN=0)break; if(CN=2)CMD(0x01); yystar(); set_day

32、_();while(1) if(DN=0&&clr_flag_DN=1) CMD(0x01); yystar(); set_day_(); clr_flag_DN=0; if(DN=1&&clr_flag_DN=1) CMD(0x01); yystar(); set_day_(); set_day_Day(); clr_flag_DN=0; if(DN=2&&clr_flag_DN=1) CMD(0x01); yystar(); set_day_(); set_day_Month(); clr_flag_DN=0; if(DN=3&&am

33、p;clr_flag_DN=1) CMD(0x01); yystar(); set_day_(); set_day_Year(); clr_flag_DN=0; get_time(ZY);get_time(time); /獲取 DS1302 的時間for(i=1,j=0;i<4;i+)DSTOL(timei,show_dat);/轉(zhuǎn)換為 LCD 顯示的數(shù)據(jù)DIS(0xc8+j,NUMshow_dat0);/顯示在液晶屏的相應(yīng)位置DIS(0xc8+j+1,NUMshow_dat1);DIS(0xc8+j+2,NUM10);j=j+3;if(CN=3|CN=0)break; if(CN=3)

34、CMD(0x01);yystar();set_week_(); while(1) if(WN=0&&clr_flag_WN=1) CMD(0x01); yystar(); set_week_(); clr_flag_WN=0; if(WN=1&&clr_flag_WN=1) CMD(0x01); yystar(); set_week_(); _set_(); clr_flag_WN=0; get_time(ZY); get_time(time); /獲取 DS1302 的時間DSTOL(time0,show_dat);/轉(zhuǎn)換為 LCD 顯示的數(shù)據(jù)switch(show_dat1)case 1:_monday_();break;case 2:_tuesday_();break