辽 宁 工 业 大 学
单片机与接口技术课程设计（论文）
题目： 自动打铃装置
院（系）：电气工程学院
专业班级：电气054
学 号：
学生姓名：柳源方
指导教师： 李宝国
教师职称： 副教授
起止时间：08-06-16至08-06-29
课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气
学 号 | | 学生姓名 | 柳源方 | 专业班级 | 电气054 |
课程设计（论文）题目 | 自动打铃装置 | ||||
课 w | 完成自动打铃装置的硬件和软件设计。 | ||||
指 | 成绩： 指导教师签字： | ||||
目 录
第1章课程设计目的与要求......................................................................................................1
1.1课程设计目的............................................................................................................11.2课程设计的实验环境................................................................................................11.3课程设计的预备知识................................................................................................11.4课程设计要求............................................................................................................1第2章课程设计内容.......................................................................................................2
第3章课程设计的考核...................................................................................................23.1课程设计的考核要求................................................................................................23.2课程性质与学分........................................................................................................2
第4章设计..........................................................................................................................3
4.1系统硬件框图设计说明............................................................................................
4.3按键及显示电路设计................................................................................................
4.2输出电路设计............................................................................................................
4.5电源电路设计............................................................................................................4.6主程序、按键、显示、定时及控制子程序设计.................................................... 4.4 CPU最小系统设计.....................................................................................................
4.7元件列表....................................................................................................................
4.8课程设计总结............................................................................................................参考文献.....................................................................................................................................
课程设计目的与要求
1.1课程设计目的
“单片机与接口技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计与制造出具有较复杂功能的小型单片机系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“单片机”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型单片机系统设计的基本方法。培养独立思考、独立收集资料、独立设计规定功能的单片机系统的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
1.2课程设计的实验环境
利用windows操作系统及应用软件进行绘图和编程。
1.3课程设计的预备知识
熟悉单片机与接口技术课程的相关知识及电子线路CAD工具软件。
1.4课程设计要求
容：
按课程设计指导书提供的课题，根据第二章给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内
2、论述系统设计方案，并画出总体电路结构图及功能分割图。3、能够较熟练地应用电子线路CAD工具完成单片机系统的硬件设计任务。1、对设计课题进行简要阐述，并说明设计任务及具体要求。
4、各功能模块设计说明、设计实现过程及源程序。
5、能够较熟练地应用一种编辑软件编写程序，掌握单片机系统软件设计的基本方法6、课程设计报告应内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。
7、课程设计总结
8、字数4000左右，有系统电气原理图。
9、严格执行《辽宁工学院课程设计（论文）管理规定》 目录页：并按“目录格式”要求进行排版。
正文页：并按“正文格式”要求进行排版。
参考文献页：并按“参考文献格式”要求进行排版。
课程设计内容
设 | 1、 入口电压AC220V； | |
工 | 1、系统硬件框图设计说明 | |
工 | 第一天 第五天ww第四天 | AC220V 输出驱动电路 |
第3章课程设计的考核
3.1课程设计的考核要求
课程设计采用五级(优、良、中、及格、不及格)评分制。
3.2课程性质与学分
单片机与接口技术课程设计的课程性质：考查 学分：2
、 |
|
4．1 系统硬件框图设计说明
第4 章 设计
本设计要求用AT89C51单片机实现学校的自动打铃控制，系统框图如下：
图1.1系统总体框图
4．2输出电路设计
时 | 钟 | 显 | 示 | 电 | 路 | 音响控 |
制
秒 | C | 秒 | 分 | p | 分 | 时 | 时 | 输 | 功 | 执 |
个 | 十 | 个 | 十 | 个 | 十 | |||||
位 | 位 | 位 | 位 | 位 | 位 | |||||
u | 出 | 效 | 行 | |||||||
控 | 机 | |||||||||
制 | 构 |
输出电路是位于输出信号与执行机构之间的电路，应根据两者的要求以及执行机构的功率要求进行设计，这
力执行机构为打铃电路，下图所示驱动使定时器产生定时为2-3S的“嘀嘀嘟嘟”的音响输出电路，定时器1产
电路产生不同频率的音响信号。
生定时信号，定时器2和3 接成振荡器。由于两级振荡器选用的RC常数不同，形成不同的音频震荡信号，因此，
270K 20K THR CVolt
DIS TRIG 2
THR CVolt
DIS TRIG
8 VCC GND 1 8 VCC GND 1
8 VCC GND 1
4 3
R Q 100K
5.5K 100K 15K
R4
R
LED 2 TRIG DIS 7
A 555 555
5
2
4
5
2 5 CVoltTHR 6
0.1 555
10U0.01U
5.5K 0.01U
1000.01
VCC
4．3按键及显示电路设计
本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等4部分组成。通过内部定时产生中断，从而
驱动电铃打铃。设定51单片机工作在定时器工作方式1，每100ms产生一次中断，利用软件将基准100ms单元
进行累加，当定时器产生10次中断就产生1S信号，这时秒单元加1，同理，对分单元和时单元计数，从而产生
秒，分，时的值，通过六位七段显示器进行显示。当时钟时间与设置时间一致时，驱动电路动作进行打铃，每次
打铃10 秒。本系统是通过MCS- 51 内部定时器T0产生中断来实现计时的。T0工作在定时器工作方式1,每100
ms产生一次中断,利用软件将基准100ms (1/ 10 s) 单元进行累加计数。当定时器产生10次中断后就产生了1
秒信号,这时秒单元加1,同理,可对分单元和时单元计数,从而产生秒、分、时的时间值,并通过连接在8155A
口、B口上的六位七段显示器进行显示。为了提高对32个地址的寻址能力，可以把时钟或RAM寄存器规定为多
字节方式，在多字节方式中，读或写从地址0的位0开始，必须管按数据传送的次序电先的8个寄存器。但是当以多个字节写RAM时，为了传送数据不必写所有31字节，不管是否写了全部31字节，所写的每个字节都将传送至RAM。时钟暂停：秒寄存器的位7定义位时钟暂停位，当它为1时，DS1302停止振荡，进入低功耗的备份方式，通常在对DS1302进行写操作时，停止振荡，当它为0时时钟将开始启动。
8051通过串口向DS1302写数据的程序框图如图:
其中,Px可以是8051单片机的任何一位I/O口,注意因为DS1302的数据发送或接收时序和8051的串行口不
当作普通I/O 口进行数据接收.DS1302的晶振选用32.768KHZ，电容推荐值为6PF，因为振荡频率较低，也可以
完全一致,困此,需要在TXD的输出端加反相器,另外,接收数据时,不能以串行口的接收方式接收,必须将串行口
显示程序设计本显示采用的是动态显示，段控和位控都经过反相器，显示的字形代码是共阳的显示代码，位控信号输出时不接电容，对计时精度影响不大。
是高电平有效。在校时时，采用的是点亮小数点信位调节器节标志，哪位小数点亮表示调整的是该位的值。显示子程序的第一部分是拆字，显示缓冲区是2FH——2AH；第二部分是查字形代码，输出段控和位控信号，由于采用的是动态显示，所以每输出一位的段控和位控信号要延时一定的时间，使LED显示器显示的字符是稳定的。
显示电路电路图如下：
½Ó74ls373 | 12 | U? | PA0 | 21 | 1 | DS | 1 | DS | 1 | DS | 1 | DS | 1 | DS | 1 | DS | 1 | RP? | +5 | ||||||||||||||||||||||||||||
DPY_7-SEG | DPY_7-SEG | DPY_7-SEG | DPY_7-SEG | DPY_7-SEG | DPY_7-SEG | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD0 | 16 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13 | 22 | a | DPY | a | DPY | a | DPY | a | DPY | a | DPY | a | DPY | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD1 | PA1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14 | 23 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD2 | PA2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15 | 24 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 14 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD3 | PA3 | c | f | g | b | c | f | g | b | c | f | g | b | c | f | g | b | c | f | g | b | c | f | g | b | ||||||||||||||||||||||
16 | 25 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD4 | PA4 | d | d | d | d | d | d | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17 | 26 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 12 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD5 | PA5 | e | e | d | c | e | e | d | c | e |
| e | c | e | e | d | c | e | e | d | c | e |
| d | c | ||||||||||||||||||||||
18 | 27 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
AD6 | PA6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
19 | 28 | 7 | [LEDgn] | 7 | [LEDgn] | 7 | [LEDgn] | 7 | [LEDgn] | 7 | [LEDgn] | 7 | [LEDgn] | 7 | RESPACK4 | 10 | |||||||||||||||||||||||||||||||
AD7 | PA7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 | 9 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
29 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 | PB0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
30 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CE | PB1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 | 31 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
RD | PB2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10 | 32 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WR | PB3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7 | 33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
IO/M | PB4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11 | 34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ALE | PB5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
35 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6 | TMROUT | PB6 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
36 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PB7 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PC0 | 37 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | TMRIN | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
38 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PC1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
39 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PC2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | RESET | PC3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PC4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PC5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8155
图1.3 LED 显示电路
按键电路电路图如下：．键盘接口设计
由于按键盘只有3个，采用独立式按钮,分别与8051的P10.P11.P12相连,用普通按钮10K上拉电阻，用查询
+5 P10 P00 39法完成读键功能。
S2SW-PB 13 12 INT1 INT0 P20 P21 21 22
S1SW-PB 15 14 T1 T0 P22 P23 P24 23 24 25
P25 26
31
19 EA/VPP26 P27 27 28
18 X1 X2
179 RESET RXD TXD 10 11 30
16 RD WR ALE/P PSEN 29
AT89C51
图1.4 按键电路
4．4 CPU 最小系统设计
具体CPU 最小系统电路图如下
30¦ÌF | S1 | +5 | 1 | U? | P00 | 39 | 1 | X1 | 11 | U2 | 13 | 12 | U? | PA0 | 21 | ||||
OE | |||||||||||||||||||
11 | AM2764A20JC(32) | ||||||||||||||||||
LE | Q0 | 2 | |||||||||||||||||
3 | |||||||||||||||||||
P10 | A0 | DQ0 | AD0 | ||||||||||||||||
D0 | |||||||||||||||||||
2 | 38 | 4 | 5 | 10 | 14 | 13 | 22 | ||||||||||||
P11 | P01 | D1 | Q1 | A1 | DQ1 | AD1 | PA1 | ||||||||||||
3 | 37 | 7 | 6 | 9 | 15 | 14 | 23 | ||||||||||||
P12 | P02 | D2 | Q2 | A2 | DQ2 |
|
| ||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 | C1 | 1.6¦ÌF 400V | 1 | U1 | 7 | +5VÊä³ö | R3 | ||
MAX610\612 | |||||||||
AC1 | Vout | ||||||||
»ðÏß | 100¦¸ 10W | ||||||||
R2 | 2 | Vsense | 8 | C2 | |||||
AC220/50HZ | |||||||||
6 | |||||||||
1M¦¸ | OUT | ||||||||
ÁãÏß | |||||||||
AC2 V- | Vset | 5 | |||||||
3 | 4 | ||||||||
510¦¸ | |||||||||
100¦Ì | |||||||||
| |||||||||
图1.6电源电路图
４.６主程序、按键、显示、定时及控制子程序设计
由流程图设计主程序、按键、显示、定时及控制子程序如下：
１）主程序 2）按键子程序 ORG0000H INT1或INT0中断服务程序:
LJMPMAIN; 转主程序 INT0中断服务程序
ORG0003H ORG0050H
LJMP INT0; 转INT0 中断 INT0 : CLR EX0
ORG000BH JNB P3. 2 , ＄
LJMPCLOCK; 转定时器T0 中断 INC 28H
ORG0013H MOV A ,28H
LJMP INT1 ; 转INT1中断主程序: ADDA , # 00H
MAIN:MOV A , # 03H DA A
MOV R0 , # 20H MOV 28H ,A
MOVX@R0 ,A SUBB A , # 60H
MOV SP, # 5AH JC DSUP2
MOV 2BH , # 60H MOV 28H , # 00H
MOV 2CH , # 60H DSUP2 :LCALL DSUP MOV 2DH , # 24H SETB EX0
MOV TMOD , # 01H INT1 中断服务程序:MOV TH0 , # 3CH INT1 :CLR EX1 MOVIE , # 87H JNB P3. 3 , ＄
LJMP LOOP ADD A , # 00H
SUBBA , # 24H 编
JCDSUP3
MOV29H , # 00H
DSUP3:LCALL DSUP
SETBEX1
RET
3）显示子程序
显示子程序:
DSUP :MOV R0, # 4FH MOVX @R1 ,A MOV A ,27H MOV A ,R2
ACALL PTDS MOV R1 , # 22H
MOVA ,28H MOVX @R1 ,A
ACALLPTDS MOV R3 , # 00H
MOVA ,29H DSUP4 :DJNZ R3 ,DSUP4 ACALLPTDS INC R0
MOVR0 , # 4AH CLR C
MOVR2 , # 0DFH MOV A ,R2
MOVDPTR , # SEGPT RR A
DSUP1:MOV A , # 00H MOV R2 ,A
MOVR1 , # 21H JB ACC. 7 ,DSUP1 MOVX @R1,A RET
MOVA , @R0 PTDS:MOV R1 ,A MOVC A , @A+ DPTR ACALL PTDS1
MOVA ,R1 SWAP A
MOV @R0 ,A DEC R SEGPT：DBOCOH,OF9H,OA4H,OBOH,99H ,92H,82H,OF8H,90H,80H ;
4）控制子程序片机内部RAM：30H～37H为时间计数和计数基制单元；38H￣3BH为数据暂存单元。8155中的256个字节的RAM 为AT89C51单片机的外部扩展数据存储器，地址为00H～FFH，其中：10H～CFH为时间控制数据区；4AH～4FH为显示缓冲区。
控制程序如下: MOV P1 ,A LOOP1 :MOV DPTR , # 100CH LOOP3 :RET MOV2EH ,DPL 5）定时子程序
LOOP4 :MOV DPL ,2EH T0 中断服务程序;
MOV R3 , # 04H CLOCK:PUSH PSW
MOV R1 , # 2AH PUSH ACCLOOP2 :INC DPTR SETB RS0
DJNZ R3 ,LOOP2 MOV TL0 , # 0B7H
MOV 2EH ,DPL MOV TH0 , # 3CH MOVR3 , # 03H INC 26H
CLR A CJNE A , # 0AH ,DONE MOVC A ,@A + DPTR MOV 26H , # 00H JZ LOOP3 CJNE A , # 0AH ,DONE MOV 3AH ,A MOV 26H , # 00H LOOP5 : INCDPTR MOV R0 , # 27H DEC R1 MOV R1 , # 28H CLR A LOOP0 :MOV A , @R0 MOVC A , @A +DPTR ADD A , # 01H MOV 3BH ,A DA A
MOV A , @R1 MOV @R0 ,A
CJNE A ,3BH ,LOOP4 MOV 38H , @R1 DJNZ R3 ,LOOP5 CJNE A ,38H ,DONE0 MOV A ,3AH CPL A
INC R1 DONE:POP ACC
DJNZR3 ,LOOP0 POP PSW RET
元件列表
1．AT89C51 1 片 6.按键 3个2．DS1302 1 片 7.电阻 若干3．74LS164 1 片 8.电容 若干4．数码显示管 6片 9.三极管 若干4．8课程设计总结
在课程设计过程中也遇到了许多困难，我掌握了单片机接口设计的技巧，在查阅资 料的过程中，学会了许多书本上学不到的东西，并且使自己的动手能力得到了加强，这次课程设计是我们学习完《单片机及应用技术》之后一次较为综合的设计，毫无疑问，每个
人理论与实践的能力都得到了前所未有的锻炼，经过为期3余天的查阅资料、自己总结、与同学探讨等渠道，查到一些关于片子的资料，详细的了解了他们各自的功能和引脚，学以致用是每一个学者学习的最终目的，尤其对我们理科生来讲，通过这次课程设计更加坚定了我学单片机和其他专业课的信心，并增强了对芯片的兴趣，激发了自己学习的动力，对以后的工作、研究有很大的帮助。通过大约两周的单片机课设使我深深的感到课设的过程是艰辛的，但是收获也是巨大的。首先，我们再一次的加深巩固了对已有的知识的理解及认识；其次，我们第一次将单片机的课本知识运用到了实际设计，使得所学知识在更深的层次上得到了加深。再次，因为这次课程设计的确在某些方面存有一定难度，但在老师和同学们的同共努力下都得到解决,在这里我也要感谢老师这一年来对我们细心的教导。
参考文献
<<单片机原理及应用技术>> 苏家健、曹柏荣、汪志锋编著
<<单片机原理及接口技术>> 梅丽凤等编<<单片机课程设计实例>> 李光飞等编著
<<单片机课程设计与应用基础教程>> 陆子名等编著
<<单片机原理及应用技术>> 黄仁欣主编