基于单片机的时间控制器

1 摘 要 本设计详细介绍了利用AT89C51单片机设计时间控制器的方法。该时间控制器是以AT89C51单片机为核心，扩展一片XICOR公司的X5045组成的小系统，控制一路继电器：可以设定一天中的时间，设定继电器的开启时间和关闭时间，可以清除不需要的定时，能够紧急启动：所有的设定均通过键盘实现，按键具有连击功能，每个状态都有指示灯提示。我们设计的作息时间控制是用单片机实现的，是为了更好的对时间控制智能化。时间控制器包括硬件和软件。硬件部分包括继电器，存储器和显示器接口芯片。软件部分，主要是主程序设计。软硬件结合在一起，先调试子程序，然后逐级叠加调试，最后系统调试通过。时间控制系统可以准确的显示时间，在定时时间到时发出悦耳的铃声提醒同学们按时上下课。

关键词：单片机，控制，时间

Abstract This design USES AT89C51 is introduced time controller design method. The time controller based on AT89C51 single-chip microcomputer as the core, expanding a XICOR X5045 consisting of small systems, control relay all the way: you can set the time of day, set the relay open time and close time, timing, can remove don't need to start the emergency: all set by keyboard and buttons with functions of combo, each state has a light hint. Our design work and rest time control are implemented using single chip microcomputer, is intelligent in order to better control over time. Time controller includes hardware and software. Hardware part includes relay, storage and display interface chip. Software part, mainly is the main program design. Hardware and software together, debugging subroutine first, and then overlay debugging step by step, finally system debugging through. Time control system can accurately display the time in the regular time when a melodious bell remind students adding and dropping classes on time. 2

目录 1． 系统设计方案与论证……………………………………………………………………3 2．1设计要求…………………………………………………………………………………3 2．2系统设计总体方案…………………………………………………………………..….3 3

2 系统的硬件设计与实现………………..…………………………………………………4 2．1．1时钟芯片DS12887性能简介……………………………………………………….4 2．1．2时钟芯片读写时序……………………………………………………………….…6 2．1．3 时间寄存器地址……………………………………………………………………6 2．1．4 特殊控制寄存器功能………………………………………………………………7 2．2．1 液晶SYB12864介绍………………………………………………………………8 2．2．2 液晶与单片机的接口………………………………………………………………8 2．2．3 液晶写操作时序……………………………………………………………………9 2．3．1 红外发送与接收……………………………………………………………………10 2．3．2 遥控码数据分析……………………………………………………………………10 2．3．3 接收电路……………………………………………………………………………11 2．4．1电源部分电路图…………………………………………………………………… 11 3．程序设计 …………………………………………………………………………………12 3． 主程序流程图……………………………………………………………………………12 ３．2 按键识别……………………………..……………………………………………..…13 3．3 课表计算………………………………………………………………………………13 3．4 遥控解码………………………………………………………………………………14 4．系统测试与总结 …………………………………………………………………………16 附录1 主要元器件清单………………………………………………………………….…17 附录2 程序清单………………………………………………………………………….…18 附录3 原理图与印制板图…………………………………………………………………. 35 附录4 系统使用说明………………………………………………………………………. 36 附录5 系统实物图片………………………………………………………………………. 37 4

1．系统设计方案与比较 １．１ 设计要求 一、时钟功能：能显示年、月、日、星期、时、分、秒 二、调整功能：能校正年份、日期、时间等 三、打铃功能：按指定时间表播放音乐、现场修改作息时间表 四、设置的作息时间表数据在单片机掉电后不会丢失

１．2系统设计总体方案 根据设计要求实现的功能,可以采用不同的设计系统方案如下：

方案一：采用单片机自带定时器进行计时，外加存储器保存课表数据，普通键盘输入。 由于单片机进行软件计时，硬件成本比较低，但是误差比较大，需要校准，日后的维护 工作量比较大。可用廉价的AT24C04等存储器保存数据，读写比较容易。对于普通的独键盘，设置量比较大，改用矩阵键盘又会占用较大的电路板空间。

方案二：采用实时时钟芯片计时，红外数据输入。 时钟芯片常见的有美信公司的DS1302、DS12887等．前者与后者的最大区别在于有没有自带的备份电池。前者需要增加额外的电池以及相关的充电电路，后者DS12887本身已经集成了锂电池，而且掉电后相当长一段时间还可以正常走时，最重要的是它还剩下114字节的非易失RAM，由于有备份电池供电，相当于一个存储器，可以充分利用，而不需要增加另外的存储器，减少了外围电路。电视红外遥控比较常见，只要解码出来，可以充分利用面板上的多个数字键，接收电路也相当简单，另外由于是非接触式按键，避免了普通机械按键的磨损弊端。 故本设计选用第二种方案．总体方框图如下：

单片机 89S52

时钟芯片

DS12887

红外接收头

遥控

液晶显示 蜂鸣器 5

２．系统的硬件设计与实现 ２．1时钟芯片DS12887性能简介 ２．1．1 时钟芯片特点功能简介及引脚分布如图： 6 7 ２．1．2读写时序

２．1．3时间寄存器地址 8 值得注意的是上表中最后的寄存器地址0EH--7FH，这里就是剩余的144字节RAM，在本设计

中实际使用的是10H—13H四个字节，用于保存课表上午和下午的起始数据。 2．1．4 特殊控制寄存器功能 9 2．2液晶显示块部分电路

2．2．1液晶SYB12864功能与技术参数简介 SYB12864是一种图形点阵液晶显示器,它主要由行驱动器/ 列驱动器及128×64全点阵液晶显示器组成.可完成图形显示,内置汉字库，可以显示8×4个(16×16点阵)汉字. 主要技术参数和性能: 1.电源:VDD:+5V；LCD外接驱动电压为 3.0∽8.0V 2.显示内容:128(列)×64(行)点 3.全屏幕点阵 4.七种指令 5.与CPU接口采用8位数据总线并行输入输出和8条控制线.

2．2．2液晶与单片机接口 外部接口信号如下表所示： 管脚号 管脚名称 LEVER 管脚功能描述 1 VSS 0V 电源地 2 VDD 5.0V 电源电压 3 V0 - 液晶显示器驱动电压 4 RS H/L RS=“H”,表示DB7~DB0为显示数据 RS=“L”,表示DB7~DB0为显示指令数据 5 R/W H/L R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7~DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7~DB0的数据被写到IR或DR 6 E H/L 使能信号：R/W=“L”,E信号下降沿锁存DB7~DB0 R/W=“H”,E=“H” DRAM数据读到 DB7~DB0 7 DB0 H/L 数据线 8 DB1 H/L 数据线 9 DB2 H/L 数据线 10 DB3 H/L 数据线 11 DB4 H/L 数据线 12 DB5 H/L 数据线 13 DB6 H/L 数据线 14 DB7 H/L 数据线 15 PSB H/L H:8或4位并口，L串口（本设计中硬件置高电平） 16 NC 17 RET H/L 复位信号,低电平复位(如不需要经常复位可以悬空) 18 VOUT 10V LCD驱动电压 19 LED+ - LED背光板电源 20 LED- - LED背光板电源