基于MCS-51單片機的智能時鐘控制系統設計

發布時間：2010-6-30 16:32 發布者：我芯依舊

隨著電子技術產業結構調整，生產工藝的飛速發展，人們生活水平的不斷提高，家用電器逐漸普及，市場對于智能時鐘控制系統的需求也越來越大。本文所述智能時鐘控制系統主要指時鐘顯示、時間設置、鬧鈴及家用電器定時開關機（可擴展功能）等控制系統。

本文采用進入市場時間早、總線開放、仿真開發設備多、芯片及其開發設備價格低廉、速度較快、電磁兼容性較好的MCS-51型單片機為核心實現智能時鐘控制。

硬件系統設計

智能時鐘控制系統以MCS-51兼容單片機AT89C51微處理器為核心，由時鐘顯示模塊、定時控制模塊、電源模塊等電路組成，電路原理圖和組裝圖如圖1、圖2所示。

AT89C51微處理器

AT89C51是一款采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容的單片機，其主要性能特點有：

（1）高性能、低功耗的8Byte微控制器，RISC精簡指令集機構，指令功能強大，且多數為單周期指令，具有低功耗的閑置和掉電控制模式、5個中斷源、兩個16位定時器/計數器等功能。
（2）片內集成4KB可編程閃爍存儲器，可進行1000次以上寫/擦循環操作，數據保留時間可達10年,支持三級程序存儲器鎖定。
（3）豐富強大的外部接口性能：32可編程I/O線，可編程串行通道，片內振蕩器和時鐘電路。

時鐘顯示模塊

顯示模塊采用LG2841BH數碼管，動態掃描，8550三極管位選驅動， AT89C51微處理器P0口直接段選實現小時、分鐘顯示，具有顯示亮度強、穩定性能好、顯示誤差少等優點。

定時控制模塊

該模塊配合相應程序可實現時間調整、鬧鈴、家用電器定時開關機等功能。P3.2為時間調整模式選擇鍵、P3.3為小時調整鍵、P3.5為分鐘調整鍵；定時控制通過繼電器JZC-32F和JRC-Z7F實現控制功能，且通過修改程序可進行定時控制功能擴展，實現家用電器定時開關機等功能。

電源模塊

電源模塊設計的質量直接關系到單片機系統的穩定性，設計系統中由于單片機、控制繼電器等元器件均可采用直流+5V供電，可選用穩壓性能較好的三端穩壓集成電路LM7805實現。

軟件系統設計

系統利用偉福6000編寫源代碼，MEP500燒寫AT89C51芯片實現智能時鐘控制功能。由于系統軟件主要完成時鐘顯示、鬧鈴、時間設置等功能。源程序主要包括主程序、中斷子程序、顯示子程序、定時子程序、延時子程序等。

實現程序如下：
……
;**************************; 以下為主程序 (檢測各鍵是否按下)
;***************************MainLoop:
jb AlarmSetKey,CheckMinuteKey
call Delay
jb AlarmSetKey,CheckMinuteKey
setb ClockMode
call AlarmSet
CheckMinuteKey:
jb MinuteKey,CheckHourKey
mov a,Minute
add a,#1
mov Minute,a
cjne a,#3ch,NotOver1
mov Minute,#0
NotOver1:
jnb MinuteKey,$
CheckHourKey:
jb HourKey,CheckAlarmA
mov a,Hour
add a,#1
mov Hour,a
cjne a,#18h,NotOver2
mov Hour,#0
NotOver2:
jnb HourKey,$
CheckAlarmA:
jnb AlarmTimeOnA,CheckAlarmP
call StartPc; call AlarmProcess
ajmp ToReturn
CheckAlarmP:
jnb AlarmTimeOnP,ToReturn
call ShutPc
ToReturn:
ajmp MainLoop
;**************************; 定時器Timer0中斷服務程序（此程序每8ms執行一次）
;***************************
TimeInt:
mov th0,#0E0h
mov tl0,#0bfh
push acc
push psw
SETB rs0
clr rs1
d jnz OneSecondCounter,NotoneSecond
mov OneSecondCounter,#125
call Clock
call ConvertoBuffer
NotoneSecond:
call ScanDisplay
pop psw
pop acc
reti
; ***************************
; 掃描顯示子程序
;***************************
ScanDisplay:
mov r1,#DisplayBuffer
mov R4,#11111011b
play:
mov a,R4
mov P2,A
mov A,@R1
mov DPTR,#TAB
movc A,@A+DPTR
mov P0,A
lcall Delay
inc R1
mov A,R4
jnb ACC.7,ENDOUT
rl A
mov R4,A
ajmp PLAY
endout: SETB P2.7
mov P0,#0FFH ret
TAB:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,
99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,7FH,
0B7H,0FFH
;***************************
; 時鐘內容加1秒的子程序
;***************************
Clock:
mov a,Second
add a,#1
mov Second,a
cjne a,#3cH,NotOverFlow
mov Second,#0
mov a,Minute
add a,#1
mov Minute,a
cjne a,#3cH,NotOverFlow
mov Minute,#0
mov a,Hour
add a,#1
mov Hour,a
cjne a,#18H,NotOverFlow
mov Hour,#0
NotOverFlow:
mov a,Second
jnz NotAlarm
jnb AlarmAOnOff,PAlarm
mov a,Minute
cjne a,AlarmAMinute,PAlarm
mov a,Hour
cjne a,AlarmPHour,PAlarm
ajmp alarming
PAlarm:
jnb AlarmPOnOff,NotAlarm
mov a,Minute
cjne a,AlarmPMinute,NotAlarm
mov a,Hour
cjne a,AlarmPHour,NotAlarm
ajmp Alarming1
Alarming:
setb AlarmTimeOnA
ajmp NotAlarm
Alarming1:
setb AlarmTimeOnP;
NotAlarm:
ret
;***************************
; 將時鐘內容或鬧時設置值轉換到顯示緩沖區子程序
;***************************
ConvertoBuffer:
mov r1,#DisplayBuffer
jb ClockMode,DispAlarmSet
mov a,Second
mov DispSecond,a
mov a,Minute
mov Dispminute,a
mov a,Hour
mov DispHour,a
ajmp Convert
DispAlarmSet:
jb AlarmAOnOff,AlarmAOn
mov DispSecond,#00h
jb AlarmPOnOff,AlarmPOn
mov DispSecond,#00h
ajmp Convert
AlarmAOn:
mov DispSecond,#11
NextA:
mov a,AlarmAMinute
mov Dispminute,a
mov a,AlarmAHour
mov DispHour,a
ajmp Convert
AlarmPOn:
mov DispSecond,#11
NextP:
mov a,AlarmPMinute
mov Dispminute,a
mov a,AlarmPHour
mov DispHour,a
Convert:
mov a,DispSecond
mov b,#10
div ab
mov @r1,b
inc r1
mov @r1,a
inc r1
mov a,DispMinute
mov b,#10
div ab
mov @r1,b
inc r1
mov @r1,a
inc r1
mov a,DispHour
mov b,#10
div ab
mov @r1,b
inc r1
mov @r1,a
ret

結束語

該智能時鐘控制系統，以AT89C51微處理器為核心，具有集成度高、性能穩定、抗干擾能力強、性價比高的優點。經軟件仿真和實際功能驗證，證明設計可靠、設計方案可行，在實際應用中有較大的實用價值。

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