1、學校作息時間控制系統設計學校作息時間控制系統一、設計任務利用單片機設計1個作息時間控制系統。實現方式是當前時間與預先存在6116中的作息時間表進行比較，若時間相同則輸出相應的控制碼到8255的PA口上，因PA口連接不同的外部設備，所以控制碼不同，外設的動作也相應不同，從而完成作息時間的控制。舉個控制的例子：作息時間表中8點00分00秒時，控制碼為0FEH，當前時間如果達到8點00分00秒，則單片機給8255PA口輸出經取反后的控制碼，即01H，此時PA.0為高電平，與它相連的電鈴接通，產生上課鈴聲；8點00分10秒時，單片機查得控制碼為0FDH,取反后得02H,數據送到8255PA口時，PA.

2、1口為高電平,控制電鈴的關閉。二、設計要求1、24小時制時鐘的設計：利用單片機的定時器產生工作方式1產生50ms的定時器中斷，中斷子程序判斷滿20次即產生1秒信號，1秒信號累加到秒寄存器，若秒寄存器超過60則進位到分寄存器，若分寄存器超過60秒則進位到小時寄存器，若小時寄存器超過24則將秒、分、時寄存去分別清零，以上過程即可完成24小時計時時鐘。2、時間的比較設計：先將作息時間表初始化到6116外部數據存儲器中，然后采用循環方式，每循環一次就完成當前時間與1個作息時間的判斷。3、控制碼輸出設計：利用8255可編程并行口芯片，令PA口為工作方式0輸出。PA口連接電鈴，廣播等外設。只要給PA口相應

3、的控制碼，就能控制外設的動作三、 芯片介紹及接線方式1、芯片簡介1、 74LS373。74LS373是帶有三態門的八D鎖存器，當使能信號線OE為低電平時，三態門處于導通狀態，允許1Q-8Q輸出到OUT1-OUT8，當OE端為高電平時，輸出三態門斷開，輸出線OUT1-OUT8處于浮空狀態。G稱為數據打入線，當74LS373用作地址鎖存器時，首先應使三態門的使能信號OE為低電平，這時，當G端輸入端為高電平時，鎖存器輸出（1Q-8Q）狀態和輸入端（1D-8D）狀態相同；當G端從高電平返回到低電平（下降沿）時，輸入端（1D-8D）的數據鎖入1Q-8Q的八位鎖存器中。當用74LS373作為地址鎖存器時，

4、它們的G端可直接與單片機的鎖存控制信號端ALE相連，在ALE下降沿進行地址鎖存。2、 74LS138。3-8譯碼器. 當一個選通端（E3）為高電平，另兩個選通端（E1）和/(E2)為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出3、 74LS241，8同相輸出三態緩沖器/線驅動器。本方案用于段碼驅動。4、 ULN2803。位碼驅動。8個NPN達林頓晶體管，連接在陣列非常適合邏輯接口電平數字電路（例如TTL，CMOS或PMOS上/ NMOS）和較高的電流/電壓，如電燈，電磁閥，繼電器，打印錘或其他類似的負載，廣泛的使用范圍：計算機，工業和消費應用。所有設備功能由集電

5、極輸出和鉗位二極管瞬態抑制。 該ULN2803是專為符合標準TTL。該電路為反向輸出型，即輸入低電平電壓，輸出端才能導通工作。引腳如下：1-8引腳：輸入端 ；11-18引腳：輸出端；9引腳：地端；10引腳：電源 集電極最大輸出電流為500mA，足夠滿足驅動8位led的動態顯示（設一段數碼管5mA，8段數碼管就是40mA，動態驅動時電流大約是40mA*8=320mA）Rating 參數Symbol 符號Value 數值Unit 單位 Outputvoltage 輸出電壓VO 50 V Inputvoltage (Except ULN2801) 輸入電壓（除ULN2801 ）VI 30 V Col

6、lector Current Continuous 集電極電流-連續IC 500 mA Base Current Continuous 基極電流-連續IB 25 mA Operating Ambient Temperature Range 操作環境溫度范圍TA 0 to +70 Storage Temperature Range 儲存溫度范圍Tstg 55 to +150 Junction Temperature 結溫TJ 125 5、 6116。6116是2K*8位靜態隨機存儲器芯片,采用CMOS工藝制造,單一+5V供電,額定功耗160mW,典型存取時間200ns,24線雙列直插式封裝。A0

7、-A10為地址線;CE是片選線;OE是讀允許線;WE是寫允許線控制邏輯如下表所示：CEOEWE方式D0-D7H*未選中高阻LLH讀DoutLHL寫DinLLL寫Din8、8255。8255共有40個引腳,采用雙列直插式封裝,各引腳功能如下: D0-D7:三態雙向數據線,與單片機數據總線連接,用來傳送數據信息。CS：片選信號線，低電平有效，表示芯片被選中。RD：讀出信號線，低電平有效，控制數據的讀出。WR：寫入信號線，低電平有效，控制數據的寫入。Vcc：+5V電源。PA0-PA7：A口輸入/輸出線。PB0-PB7：B口輸入/輸出線。PC0-PC7：C口輸入/輸出線。RESET：復位信號線。A1、

8、A0：地址線，用來選擇8255內部端口。GND：地線。8255內部包括三個并行數據輸入/輸出端口，兩個工作方式控制電路，一個讀/寫控制邏輯電路和8位總線緩沖器。各部分功能概括如下：（1）端口A、B、CA口：是一個8位數據輸出鎖存器/緩沖器和一個8位數據輸入鎖存器。B口：是一個8位數據輸入/輸出鎖存器/緩沖器和一個8位數據輸入鎖存器。C口：是一個8位數據輸出鎖存器/緩沖器和一個8位數據輸入緩沖器（輸入不鎖存）。通常A口、B口作為數據輸入/輸出端口。C口作為控制/狀態信息端口，它在“方式控制字”的控制下可分為兩個4位端口，每個端口有一個4位鎖存器，分別與A口、B口配合使用，作為控制信號輸出或狀態信

9、息輸入端口。（2）工作方式控制電路工作方式控制電路有兩個，一個是A組控制電路，另一個是B組控制電路。這兩組控制電路具有一個控制命令寄存器，用來接受中央處理器發來的控制字，以決定兩組端口的工作方式，也可根據控制字的要求對C口按位清“0”或者按位置“1”。A組控制電路用來控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B組控制電路用來控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。（3）總線數據緩沖器總線數據緩沖器是一個三態雙向8位緩沖器，作為8255與系統總線之間的接口，用來傳送數據、指令、控制命令以及外部狀態信息。（4）讀/寫控制邏輯電路讀/寫控制邏輯電路接受CPU發來的控制信號RD、WR、RESET

10、、地址信號A1-A0等，然后根據控制信號的要求，將端口數據讀出，發往CPU，或者將CPU送來的數據寫入端口。控制邏輯為：A1A0RDWRCS工作狀態00010A口數據-數據總線01010B口數據-數據總線10010C口數據-數據總線00100總線數據-A口01100總線數據-B口10100總線數據-C口11100總線數據-控制字寄存器*1數據總線-三態11010非法狀態*110數據總線-三態工作方式控制字：D0端口C(下半部) 1:輸入 0:輸出B組D1端口B 1:輸入 0:輸出D2方式選擇 0:方式0 1:方式1D3端口C(上半部) 1:輸入 0:輸出A組D4端口A 1:輸入 0:輸出D5D

11、6方式選擇 00:方式0 10:方式1 *1:方式2D7置方式標志 1:有效C口按位操作控制字：D0位:置位/復位 1:置位 0:復位D3D2D1000001010011100101110111COC1C2C3C4C5C6C7D4無關D5D6D7位:置位/復位標志 0:有效四、 設計過程1、 根據設計任務和要求,選用合適的芯片并連接電路。本課程設計用到的芯片有（括號中為主要作用）：80C51（MCU）,8255（可編程并行接口芯片）,74LS373（鎖存器），74LS138（3-8譯碼器），74LS241(三態輸出驅動)，ULN2803(達林頓結構晶體管陣列).2、 根據畫好的電路圖再設計程序

12、流程圖3、 根據程序流程圖用匯編語言編寫程序4、 利用Labcenter公司的Proteus軟件仿真并通過軟件及硬件的調試2、程序流程圖初始化程序定義內部RAM初始化作息時間表主程序：時間比較子程序調用鍵按下子程序調用鍵掃描子程序輸出控制碼時、分、秒均相等YN調用顯示子程序循環往復50ms中斷子程序 時間比較子程序 保護現場及斷點取當前時間加一60秒中斷20次取作息時間表時間 N60分加一Y比較是否相等 NN 加一 Y24小時輸出控制碼恢復現場及斷點 N Y返回相應位清0 Y返回 Q鍵按下子程序 鍵掃描子程序顯示子程序指向顯示ram第一位行掃描讀P1口輸出段碼讀鍵值P1=0FHN輸出位碼鍵值分

13、析返回Y返回延時子程序循環滿8次 N Y返回3、程序清單 ORG 0000HMSTART: AJMP MAINORG 000BHAJMP WATCHORG 0013HLJMP INTT0ORG 0100HMAIN: MOV SP,#44HMOV 21H,#77H ;調時間時從第8位開始MOV 24H,#00HMOV 25H,#00HMOV 26H,#00H ;時分秒存儲MOV DPTR,#2003HMOV A,#10000000B;A口輸出B口輸出c口輸出MOVX DPTR,AMOV DPTR,#2000H ;段控MOV A,#0C0HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#2001HMOV

14、 A,#07FH ;位控MOVX DPTR,AMOV DPTR,#4003H ;8255iiMOV A,#10000000BMOVX DPTR,AMOV DPTR,#4000HMOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV R0,#50HMOV R1,#113D;存8*14+1個字節的數據MOV R2,#00HMOV 30H,#50HMOV 31H,#00HMM:MOV DPTR,#TABTIMEMOV A,R2MOVC A,A+DPTR;把內存數據存到外存MOV DPL,30HMOV DPH,31HMOVX DPTR,AINC DPTRMOV 30H, DPLMOV 31H ,DPHI

15、NC R2DJNZ R1,MM ;初始化作息時間表MOV DPTR,#00C0HMOVX A,DPTRMOV R0,#70HMOV R7,#08HCLR F0MOV P1,#0F0HMA1:MOV A,#00HMOV R0,AINC R0DJNZ R7,MA1 ;清0MOV R1,#75HMOV R1,#0AHMOV R1,#72HMOV R1,#0AH MOV TMOD,#01HMOV TL0,#0DCH ;0DCHMOV TH0,#0BH;0BHMOV TCON,#00010000B ; 定時開始MOV IE,#10000010B ;開中斷MOV 40H,#10H ;50ms*20=1sK

16、EY:NOP ;主循環LOOP1:MOV DPTR,#50HMOV 2DH,DPLMOV 2EH,DPHLOOP2:MOV DPL,2DHMOV DPH,2EH;存地址MOVX A,DPTR;存控制碼MOV 2AH,A;判斷開始時存控制碼MOV R3,#03HMOV R4,#00HMOV R1,#24HMOV 2BH,#00HLOOP3:INC DPTRMOVX A,DPTR;讀作息時間表小時字節MOV 7BH,AMOV A,R1;CJNE A,7BH,LOOP4;不相等則直接下一數據塊SETB 2BH.2LOOP4: INC R1INC DPTR;指向分MOVX A,DPTR;讀作息分MOV

17、 7BH,AMOV A,R1;CJNE A,7BH,LOOP5;SETB 2BH.1LOOP5: INC R1INC DPTR;指向秒MOVX A,DPTR;讀作息秒MOV 7BH,AMOV A,R1CJNE A,7BH,LOOP6SETB 2BH.0LOOP6:INC DPTRMOV 2DH,DPLMOV 2EH,DPHMOVX A,DPTRJZ LOOP8 ;到數據區邊緣,則重新開始LOOP7:ACALL KSACALL SHOW0 ACALL KSJB F0, KEY1; 有鍵按下,調用lk1子程序AJMP NEXT1KEY1:ACALL LK1NEXT1:ACALL SHOW0MOV

18、A,2BHCJNE A,#07H,LOOP2;不等則LOOP2MOV DPTR,#4000HMOV A,2AHCPL AMOVX DPTR,ALOOP8:AJMP KEYLK1:ACALL SHOW0 ;消除抖動ACALL KSJB F0,LK2; 有鍵按下RETLK2:MOV R6,#7FH;行賦值MOV R7,#00H; 第3行LK3: MOV A,R6MOV P1,A ;R6 TO P1NOPMOV A,P1JB ACC.3, LONEMOV A,#00HAJMP LKPLONE:JB ACC.2 ,LTWO ;第3列MOV A,#4HAJMP LKPLTWO: JB ACC.1 ,LT

19、REE ;第2列MOV A,#8HAJMP LKPLTREE:JB ACC.0 ,NEXT ;第1列MOV A,#0CH ;算鍵碼LKP:ADD A,R7;保護鍵碼PUSH ACC ;去抖動LK4:ACALL SHOW0 ;按鍵松開ACALL SHOW0ACALL KSJB F0, LK4POP ACC;INC AMOV 20H,A ;鍵碼送20hMOV A,21H ;#77HMOV R0,AMOV A,20HMOV R0,A ;顯示完成MOV A,21HDEC AMOV 21H,ASUBB A,#70H ;若下一位為0 JZ LK8LK6:RETLK8:MOV 21H,#77HSJMP LK

20、6NEXT:INC R7MOV A,R6JNB ACC.4,KNDRR AMOV R6,AAJMP LK3KND:RETINTT0:RETIWATCH:MOV TL0,#0DCH ;0DCHMOV TH0,#0BH ;0BHPUSH PSW ;保護現場和斷點PUSH ACCPUSH 00HPUSH 01HPUSH 02HPUSH 03HPUSH 04HPUSH 05HPUSH 06HPUSH 07HMOV A,40HDEC AMOV 40H,A ; 40H-1JNZ REVIVE ;如過A不為0則跳出中斷MOV 40H,#10HMOV R0,#71HACALL INCR0 ;秒+1MOV A,

21、R4XRL A,#60HJNZ REVIVE ;JUMP ACALL CLR0MOV R0,#74HACALL INCR0;分+1MOV A,R4XRL A,#60HJNZ REVIVEACALL CLR0MOV R0,#77HACALL INCR0;小時+1 MOV A,R4 XRL A,#24HJNZ REVIVEACALL CLR0 REVIVE:POP 07H POP 06H POP 05HPOP 04HPOP 03HPOP 02HPOP 01HPOP 00H POP ACC POP PSWRETIINCR0: MOV A,R0;+1子程序 DEC R0SWAP AORL A,R0AD

22、D A,#01H;A+1DA AMOV R4,AANL A,#0FHMOV R0,AMOV A,R4INC R0ANL A,#0F0HSWAP AMOV R0,ARETCLR0: CLR A ;清0子程序 MOV R0,ADEC R0MOV R0,ARETKS: CLR F0 ;判斷是否有按鍵子程序MOV P1,#0F0HMOV A,P1CJNE A,#0F0H,KS1RETKS1: SETB F0RETSHOW0:MOV R0,#71H ;顯示子程序MOV A,R0DEC R0SWAP A ;十位存高字節ORL A,R0;個位存低字節DA AMOV 26H,A;秒高位+低位MOV R0,#7

23、4HMOV A,R0DEC R0SWAP AORL A,R0DA AMOV 25H,A ;分高位+低位MOV R0,#77HMOV A,R0DEC R0SWAP AORL A,R0DA AMOV 24H,A;時高位+低位MOV R0,#70HMOV R3,#7fHMOV R1,#72H ;賦值點MOV R1,#0AHMOV R1,#75HMOV R1,#0AH ;賦值點MOV A,R3SHOW1: MOV DPTR,#2001H ;位控MOVX DPTR,AMOV DPTR,#TABMOV A,R0MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A ;段控ACAL

24、L DELAY0INC R0MOV A,R3JNB ACC.0,LD0RR AMOV R3,AAJMP SHOW1LD0:RETDELAY0: MOV R4,#09H ;延時子程序DLOOP1: MOV R5,#0AHDLOOP2: NOPNOPDJNZ R5,DLOOP2DJNZ R4,DLOOP1RETTAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,7FH,0A1H,89H,0F6H,0EFH,8CH ;ANODE; 0, 1, 2, 3, 4 , 5,6, 7, 8, 9 , ., /DIV,*MUL,= , -, +TABTIME

25、:DB 0FEH,08H,00H,00H,0FDH,08H,00H,10H ;1 作息時間表DB 0FEH,08H,50H,00H,0FDH,08H,50H,10H ;2DB 0FEH,09H,00H,00H,0FDH,09H,00H,10H ;3DB 0FEH,09H,50H,00H,0FDH,09H,50H,10H ;4DB 07EH,09H,52H,00H,0FDH,10H,05H,00H ;5DB 0FEH,10H,10H,00H,0FDH,10H,10H,10H ;6DB 0FEH,11H,00H,00H,0FDH,11H,00H,10H ;7DB 0FEH,11H,10H,00H,0FDH,11H,10H,10H ;8DB 0