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嵌入式系统课程设计作息时间控制器剖析.doc

发布:2016-06-21约字共32页下载文档
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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4
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