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1、1 1.1 研究目的和意义 21世纪是信息化的世纪, 各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进 步。智能家居控制系统可以定义为一个过程或者一个系统。利用先进的计算机技 术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有机地结 合在一起,通过统筹管理, 让家居生活更加舒适、 安全、有效。与普通家居相比, 智能家居不仅具有传统的居住功能,提供舒适安全、 高品位且宜人的家庭生活空 间。还将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具,提供全方位的信息交 换功能,帮助家庭与外部保持信息交换畅通,优化人们的生活方式, 帮助人们有 效安排时间, 增强家居生活的安全性, 甚至为各种能源费用节
2、约资金。系统的网 络化功能可以提供遥控、 家电(空调,热水器等) 控制、照明控制、室内外遥控、 窗帘自控、 防盗报警、 电话远程控制、 可编程定时控制及计算机控制等多种功能 和手段。使生活更加舒适、便利和安全。因智能家居控制系统布线简单、功能灵 活,扩展容易而被人们广泛接受和应用。 智能化控制的工作原理自然离不开运算和控制单元,在设计本系统时采用的 主控器件 AT89C51 ,正是运算与控制单元的集合体。本窗帘控制系统不仅具有采 集控制方便、简单、灵活等优点,而且可以大幅度提高采各模块和芯片的协调性, 从而大大提高系统的可利用性。此次系统设计系统正是利用AT89C51 单片机的优 点,顺利的完
3、成了本设计的要求。并且实现了学习型定时和自动控制功能,为控 制家居设备提供了良好的基础。 正是因为通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高, 促使了家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化、 安全化。这些高科技已经影响 到人们生活的方方面面, 改变了人们生活习惯, 提高了人们生活质量, 家居智能 化也正是在这种形势下应运而生的。智能家居控制系统的主要功能包括通信、设 备自动控制、 安全防范三个方面。 随着新技术和自动化的发展,传感器的使用数 量越来越大,功能也越来越强,各种传感器都已经标准化、模块化,这给智能家 居控制系统的设计提供极大方便。 智能窗帘控制装置系统的整体主要由硬件和
4、软件两部分组成。硬件部分由单 片机扩展的外围电路以及各种实现单片机系统控制功能的接口电路组成;软件部 2 分主要由单片机系统实现其特定控制功能的各种程序组成。本设计中介绍了智能 窗帘控制装置系统的硬件构成以及软件设计过程,以尽最大可能满足不同人对窗 帘开闭的不同需求。 同时,系统在针对人们一般需求的设计开发外,还提出多种 解决方案,在考虑到经济性和简便性的前提下,可以供日后对控制系统的功能进 行扩展。 1.2 基本内容安排 该设计通过分析电动窗帘的现状和人们对自动窗帘控制系统的功能的需求, 从而对自动窗帘控制器进行总体的设计。系统的总体设计采用以步进电机作为单 片机控制元件, 执行窗帘开闭的主
5、要任务; 以光敏电阻作为检测元件, 以提供单 片机外界光照的变化; 89C51 单片机作为主控制芯片,控制着整个系统的运行, 此外,辅助以键盘和显示电路, 在各个电路模块的配合下最终实现了自动窗帘控 制系统的智能化要求。 自动窗帘控制系统设计过程主要分为以下几个章节: (1)绪论:介绍设计目标国内外的发展现状和研究意义目的,设计的基本 内容和本文的章节安排。 (2)总体设计方案: 给出了智能窗帘控制装置的总体方案设想,智能项目, 和设计结构规划。 (3)硬件设计:选用 89C51 单片机为核心的各种电路设计,包括复位电路, 电源电路,时钟电路,步进电机控制电路,键盘/ 显示电路等一系列相关电路
6、。 (4)软件设计:介绍各个功能模块的的设计流程以及设计思路。 (5)总结:针对设计中的不足进行再思考以及提出自动窗帘控制系统功能 的扩展。 1.3 设计思想及基本功能 该系统具有一般的窗帘控制系统的最基本的功能,即通过电动按钮来开闭窗 3 帘,在此基本功能的前提下, 本设计根据需求还设计了可以根据光照强度和设定 时间自动开闭窗帘的功能, 在选取设计方案和采用元器件方面,该系统本着简单 实用经济的思想, 尽量简化电路设计, 用最简单的电路布线和选用最经济实用的 器件来达到设计要求。 自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能: (1)手动控制:该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关,此功 能可
7、以使窗帘的开闭处于任何一种状态; (2)自动控制:用户可以通过按键一次性开闭窗帘; (3)环境亮度控制:窗帘的关闭和开启通过环境亮度自动完成窗帘的开启 或关闭操作控制,“天黑关闭,天亮打开”具有智能管理,不产生误动作。 (4)时间自动控制:根据设置输入的开启或关闭时间,来控制窗帘的关闭 和打开。 窗帘的正转、反转和停止功能可由单片机输出电平来控制步进电机的运转以 实现。环境亮度的控制通过光敏二极管和运放组成的电路来控制单片机输出电平 继而控制电机的正转和反转。时间自动控制可以由定时器来控制。 第 2 章 总体电路设计及其原理说明 2.1 系统基本功能 伴随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提
8、高,人们对生活舒适性的追 求越来越强烈, 而窗帘在每个家庭生活是必备的,其基本功能是保护住户的隐私 以及遮蔽阳光等。 基于这些作用窗帘的便利性自然也受到家庭的关注。但传统的 窗帘绝大部分是用手去开关, 每天开关不仅不省力, 而且还可能错过最佳光照时 间,尤其是大窗帘,比较重,而且长,在开闭时需要费很大力气才能开关窗帘, 特别不方便; 针对这种现象, 电动窗帘便由此产生。 现有的电动窗帘基本上都可 以利用按键控制, 自动开关闭窗帘, 虽然省了力气, 但是有些方面的设计还是不 够人性化。 对此,本控制系统提出可以根据光照以及定时等开关窗帘,具体有以 下几大功能:( 1)手动控制状态:此功能使自动窗
9、帘控制系统具有手动拉开、 4 关闭和停止功能。(2) 半自动控制状态:此功能是在要打开或者关闭窗帘的时候, 通过“开”或“关”按键, 窗帘在电机的带动下可以自动开闭。 (3)亮度自动控 制:此功能是利用设定的光照强度自动完成窗帘的打开或者关闭,真正实现黑天 关闭,白天打开的功能。(4)时间自动控制:此功能根据用户需要,设定需要开 闭窗帘的时间,通过输入的开启或关闭时间,控制窗帘开关。 2.2 系统总体结构设计 硬件设计的好坏决定整个方案的成功与否,所以在硬件设计时, 在实现功能 的情况下电路设计越简单越好, 这样才能保证这个系统的稳定运行。下图是智能 窗帘控制装置设计的总体框图如图2.2.1
10、所示。 图 2.2.1 电动窗帘控制器结构框图 本智能窗帘控制装置以 89C51 为主控芯片,通过其灵活的输入/ 输出口设置, 由光电传感器检测外界的光强, 经过信号调理电路的放大, 滤波调理后输入到 A/D 转换器, A/D转换器件完成一个转换过程需要一定时间,如果在这段时间内信号 的幅度发生变化, 转换结果将会受到影响, 所以其间要用到采样保持电路。转换 后的信号由单片机控制器, 来实现电机的运行与停止。 显示模块主要用来显示智 能窗帘控制装置的各种状态信息。 键盘模块主要作用是通过按键向单片机输入指 令,其中主要包括设定时间,控制步进电机转动方向,从而控制窗帘的开与关。 第 3 章 硬件
11、分析与设计 光敏传感信号校正A/D 转换 89C51 显示模块键盘模块步进电机 5 3.1 电源电路设计 3.1.1 单片机电源电路 单片机工作需要使用5V 电压,因此需要给单片机设计电源电路。图3.1.1 是单片机的电源电路。 它采用 LM2576开关稳压集成电路将电动机电源+12V直流 电压转变为 +5V的直流电压为单片机供电。 图 3.1.1单片机电源电路 LM2576中文资料 LM2576系列开关稳压集成电路的主要特性如下: 最大输出电流: 3A; 最高输入电压: LM2576为 40V,LM2576HV 为 60V; 输出电压: 3.3V、5V、12V、15V和 ADJ(可调) 等可
12、选 ; 震荡频率: 52kHz; 转换效率: 75% 88%(不同电压输出时的效率不同); 控制方式: PWM; 工作温度范围: -40 +125 工作模式:低功耗 / 正常两种模式可外部控制 ; 工作模式控制: TTL电平兼容 ; 所需外部元件:仅四个(不可调 ) 或六个 ( 可调); 器件保护:热关断及电流限制; 6 LM2576的内部框图如图 3.1.2 所示,该框图的引脚定义对应于五脚TO-220封装 形式。 图 3.1.2 LM2576内部包含 52kHz振荡器、1.23V 基准稳压电路、 热关断电路、 电流限制电 路、放大器、比较器及内部稳压电路等。为了产生不同的输出电压,通常将比
13、 较器的负端接基准电压 (1.23V) ,正端接分压电阻网络,这样可根据输出电压的 不同选定不同的阻值,其中R1=1k ( 可调 -ADJ 时开路 ) , R2 分别为1.7 k (3.3V) 、3.1 k (5V) 、8.84 k (12V) 、11.3 k (15V) 和 0(-ADJ) ,上述电阻 依据型号不同已在芯片内部做了精确调整,因而无需使用者考虑。 将输出电压分 压电阻网络的输出同内部基准稳压值 1.23V进行比较,若电压有偏差,则可用 放大器控制内部振荡器的输出占空比,从而使输出电压保持稳定。 由图 3.1.1 及 LM2576系列开关稳压集成电路的特性可以看出,以 LM257
14、6为核心 的开关稳压电源完全可以取代三端稳压器件构成的MCU 稳压电源。 LM2576系列 开关稳压集成电路来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、 过 热及调整管的保护电路,使用起来更可靠、更方便。 外形图 7 图 3.1.3 3.1.2 步进电机电源电路 本设计采用 12V直流电压为步进电机供电, 因此需要给步进电机设计电源电 路。图 3.1.4 是步进电机的电源电路。 由于该电路在应用中比较常见,所以在此 不做任何解析。 8 图 3.1.4步进电机的电源电路 3.2 89C51 单片机及相关电路 单片机的全称是单片微型计算机(Single Chip Microcomputer
15、 ) 。为了使用 方便,它把组成计算机的主要功能部件:中央处理器 (CPU ) 、数据存储器(RAM ) 、 程序存储器( ROM 、EPROM、E 2PROM 或 FLASH ) 、定时 / 计数器和各种输入 / 输出接 口电路等都集成在一块半导体芯片上,构成了一个完整的计算机系统。 与通用的 计算机不同, 单片机的指令功能是按照工业控制的要求设计,因此它又被称为微 控制器( Microcontroller) 。 MCS51 系列 1 单片机是美国Intel公司于 1980 年推出的一种 8 位单片机系 列。该系列的基本型产品是8051、8031 和 8751。这 3 种产品之间的区别只是在
16、 片内程序存储器方面。 8051 的片内程序存储器( ROM )是掩膜型的,即在制造芯 片时已将应用程序固化进去;8031 片内没有程序存储器; 8751 内部包含有用作 程序存储器 4KB的 EPROM。由于 8051 的编程需要制造商的支持,而8751 的价格 昂贵,因此 8031 获得了更为广泛的使用。 MCS51系列单片机优异的性能/ 价格比使得它从面世以来就获得用户的认 可。Intel公司把这种单片机的内核,即8051 内核,以出售或互换专利的方式 授权给一些公司,如Atmel、Philips、ADI 等。这些公司的这类产品也被称为 9 8051兼容芯片,这些 8051 兼容芯片在原
17、来的基础上增加了许多特性。本文应用 电路中采用了 Atmel 公司的 AT89S51芯片,它与 MCS51 单片机指令兼容, 同时它 的内部包含用作程序存储器4KB的基于 FLASH 技术的只读存储器。 采用这款芯片 既克服了采用 8031 需要添加外部程序存储器导致电路复杂的缺点,又克服了采 用 8751 导致电路制作成本高的缺点。 3.2.1 晶振电路 电路中的晶振即石英晶体震荡器。 由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳 定性和抗外界干扰的能力, 所以,石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过 基准频率来控制电路中的频率的准确性。同时,它还可以产生振荡电流, 向单片 机发出时钟信号。 图
18、3.2.1 是单片机的晶振电路。 电路中的电容 C1和 C2的典型值通常选择为 30PF 左右,该电容的大小会影响振荡电路频率的高低、振荡器的稳定性和起振 的快速性。晶体振荡频率的范围通常在1.212MHz 。晶体的频率越高,系统的时 钟频率越快, 单片机的运行速度越快。 但反过来, 运行速度对于存储器的速度要 求就越高, 对印刷电路板的工艺要求也就越高,即要求线间的寄生电容要小。晶 体和电容应该尽可能安装得与单片机芯片靠近,以减少寄生电容, 更好地保证振 荡器稳定、可靠地工作。89C51常选择振荡频率12MHz 的石英晶体。 图 3.2.1 单片机晶振电路图 10 3.2.2 复位电路 复位
19、是单片机的初始化操作,只需要给89C51 的复位引脚 RST加上大于 2 个机器周期(即24 个时钟振荡周期)的高电平就可以使89C51复位。复位时, 单片机初始化为 0000H ,从 0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始 化之外,当程序运行错误(如程序跑飞)或操作错误使系统处于锁死状态时,也 需要复位键使 RST脚为高电平,使 89C51摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启 动。图 3.2.2 是复位电路图。 图 3.2.2 复位电路图 3.2.3 时钟电路 本设计需要窗帘在给定的时间自动开和关,所以需要用到定时器, 而为了保 证单片机与外界时钟一致, 要用到一个实时时钟电路。
20、这里使用 DS12887实时时 钟芯片来完成这项功能。 DS12887是 DALLAS 公司生产的实时日历时钟芯片,其主要功能包括非易失 性时日历时钟、报警器、百年历、可编程中断、方波发生器和114 字节的非易失 静态 RAM 。使用 DS12887时应注意以下几点: Vcc 正常情况下为 5V,当 Vcc降至 4.25V 时,所有的输入被忽略,输出为高阻状态,Vcc 降至 3V时,外部电源被关 断,内部锂电池为实时时钟和RAM 供电,在断电情况下,时钟继续运行,其中的 数据可保存十年以上不会丢失。 DS12887有两种工作时序, 即 MOTOROLA和 INTEL 11 时序,由 MOT 引
21、脚的电平指定,当MOT 引脚为高电平时选择MOTOROLA时序,当 MOT 引脚为低电平时选择INTEL 时序,图中选为 INTEL 时序,这时芯片的DS引 脚接系统的读信号 /RD,R/W引脚接系统的写信号 /WR 。AS引脚用于分离数据地址 总线 AD7-AD0上的地址和数据信息,连接到MCU 的 ALE引脚。RESET 引脚的信号 对日历时钟和 RAM 没有影响,但它影响 DS12887的命令和状态寄存器的内容, 在 图中直接将 RESET 连至 Vcc,这样可以保证 DS12887在进入或退出电源失效状态 时, 其工作状态不受 RESET 引脚的影响。DS12887 有一个可编程输出方
22、波引脚SQW , 从该引脚可以输出频率为2Hz-256Hz的方波,在系统中正是利用此引脚输出周期 为 125MS的方波,作为 MCU 外部中断 /INT0 的中断源实现周期性中断,每当中断 发生时, MCU 读一二次输入口,检查电表是否转过一圈,在整点时还要采一次三 相电流和电压。 除此之外, DS12887内部还有 128字节的 RAM 的单元,其中前 10 个字节用于存放日历时钟信息,字节0 为秒,字节 2 为分,字节 4 为时,字节 6 为星期,字节 7 为日,字节 8 为月,字节 9 为年,字节 0AH-0DH 用作控制和状态 寄存器,剩下的 114 字节为用户 RAM ,所有的这 1
23、28字节都是掉电非易失性的。 图 3.2.3 时钟电路图 DS12887 时钟芯片和 AT89C5l单片微机的接口电路如图 3.2.3 所示。模式选择 脚MOT 接地, DS12887时钟芯片的 AS 端口和 89C51 单片机的 AIE端直接相联;而DS 、 RW 读写控制线与单片机的 RD/WR 控制线制线相连; DS12887 的高位地址由 89C51 单片机的 P27端口来片选,则 DS12887 的高8位地址定为 7FH ,而其低 8位则由芯 12 片内部各单元的地址来决定(00H-3FH); DS12887 的中断输出端 IQR和89C51 的外部 中断INT0端相联,给单片机提供
24、中断信号; DS12887 的SQW 端与89C5I的TO 端相连。 3.2.4 键盘电路 键盘在由单片机控制的窗帘自动控制系统中的主要作用是通过按键向单片 机输入指令, 其中主要包括设定时间, 控制窗帘的开关等等功能, 是人工控制单 片机的主要手段。在窗帘控制系统设计中的键盘采用的是44 矩阵键盘。这 16 个按键分别为:设定键主要是用来设定自动窗帘打开或者关闭的时间;0-9 数字 键,其作用主要是用于设定时间; 复位键主要应用在程序出错以及误操作的时候 使单片机复位,从而重新设定;反转键是使步进电机反转,控制窗帘关闭;正转 键是使步进电机正转,从而控制窗帘打开;停止键可以控制步进电机停止工
25、作, 窗帘控制器停止运行;确定键主要是用于在时间设定完成后的确定输入。 由于按键比较多, 单独设置按键会增加总体设计的复杂性,而且为了减少所 占用的端口,可以将按键组成一个矩阵,如图3.2.4 所示。 图 3.2.4 键盘接口电路 3.2.5 显示电路 显示电路主要是用于显示时间。 采用 LED数码管进行显示是因为LED数码管 具有以下几个优点: (1) 能在低电压、小电流条件下驱动发光,能与CMOS、ITL 13 电路兼容。 (2) 发光响应时间极短 (.若确认按下 20ms ,得到有效键值等待弹起 2. 若不是按下 20ms直接结束处理( ret ) 。 b.若不相同则将标志清零结束处理(
26、ret ) 。 (2)若不是首次按下:将键值暂存起来,标志置位结束处理。 如果无键值,则判断是否有键值已被确认 (1)若有键已被确认:判断按键是否首次抬起 a.若首次抬起:判断抬起延时时间(20ms )是否到达 1.若延时到则将标志处理结束处理。 2.若延时未到直接结束处理(ret ) 。 b.若非首次抬起:直接结束处理(ret ) 。 (2)若没有键被确认:直接结束处理(ret ) 。 25 4.2.2 定时程序设计 定时程序的主要作用是在用户设定的时间后能够使单片机收到一个中断信 号,从而发出相应的指令,控制窗帘的开关。时钟芯片发出50ms的信号给单片 机后,计数器开始工作,计数器记到20
27、,则时间即为 1 秒,秒单元加 1,当秒单 元计数到 60,分单元加 1,此时秒单元清零。当时单元计数到24,时单元清零。 图 4.2.2 是定时程序流程图。 图 4.2.2 定时程序流程图 4.2.3 步进电机程序设计 步进电机是操控窗帘开闭的主要执行器件,其设计主要是按照单片机指令以 及按键指令进行正转或者反转。图4.2.3 是步进电机程序流程图。 26 图 4.2.3 步进电机程序流程图 步进电机程序设计的主要任务是: (1)判断旋转方向; (2)按顺序传送控制脉冲; (3)判断所要求的控制步数是否传送完毕。 对于四相 8 拍的设计,其控制方式模型如下: 步 序 控制位工作 状态 控制
28、模型 P.7 P.6 P.5 P.4 P.3 D相 P.2 C相 P.1 B相 P.0 A相 1 0 0 0 0 0 0 1 1 AB 03H 2 0 0 0 0 0 1 1 0 BC 06H 3 0 0 0 0 1 1 0 0 CD 0CH 4 0 0 0 0 1 0 0 1 DA 09H A组线圈对应 P2.0 B组线圈对应 P2.1 C组线圈对应 P2.2 27 D组线圈对应 P2.3 正转次序 : AB 组-BC 组-CD 组-DA 组 ( 即一个脉冲 , 正转 7.5 度) 总之,只要按一定的顺序改变 P2.0 P2.3 三位通电的状况,即可控制步进 电机依选定的方向步进。 而对于节
29、拍比较多的控制程序,通常采用循环程序进行 设计。 结论 本次设计系统地介绍了自动窗帘控制系统的硬件电路设计以及软件设计。在 总体方案设计中以光敏电阻作为传送信号的传感器,用步进电机作为信号输出的 执行元件, 89C51单片机作为主要的控制元器件,并且应用了按键以及和显示电 路。 应用 89C51单片机的优势减少了硬件的复杂性, 光敏电阻接收外界光照信号, 经过 AD 转换后,传送给单片机一个电信号, 单片机经过处理后, 控制步进电机 做出相应的动作, 以控制窗帘的开闭。 在实现一般应用的基础上, 又添加了定时 元器件电路, 使窗帘的自动化性能得到进一步提升。光敏电阻的良好感光性以及 步进电机的
30、结构简单,控制方便的优点使窗帘控制开关更加稳定。 本次毕业设计的整个研究与设计过程包括选题、设计以及完善等。 首先,在 选题方面查阅了很多与题目有关的资料和课题并且制定设计方案,进行设计的总 体规划,然后将这些方案落实到设计环节中。其次,在制定的方案基础上运用所 学的知识对硬件以及软件进行设计,并用相关软件进行仿真设计。最后,对设计 内容进一步修缮, 以求达到最佳设计结果。 虽然设计内容完成了基本的功能,但 是其中还是存在一定欠缺, 比如在设计中没有考虑到窗帘工作方式的显示以及没 有添加类似红外遥控的设计等。 此次设计过程中,在完成设计任务之外也让我系统性地认识和全面地掌握了 单片机相关技术,
31、从本次毕业设计中我更加深刻地认识到理念来源于实际的含 义。在和同学以及老师的就相关问题的互相讨论交流中,我认识到自己的很多不 足,但在这些不足中我又学到了很多知识,使我的综合应用能力有了很大提高。 28 致 谢 经过这么长时间的忙碌, 毕业设计和论文已经接近尾声。 在毕业设计的过程 中,由于经验的缺乏以及知识的局限性,难免有许多考虑不周全的地方, 在选题, 设计等方面, 如果没有龙老师的督促指导,没有同学们的支持和帮助, 单独完成 这个设计, 其中还是有一定难度的。 在论文完稿之际, 我想借此机会对在完成毕 业设计期间关心、 帮助、支持和鼓励过我的老师、 同学以及朋友们致以最诚挚的 谢意和最衷
32、心的祝福! 首先我要感谢的是我的指导老师,在完成整个毕业设计的过程中, 老师给我 提供了很大的帮助, 在选题、设计以及修改论文的各个环节里老师给我指出了很 多错误,提出了很多宝贵意见,对于设计中存在的问题也是耐心的回答和指导, 让我能够顺利的完成毕业设计。在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 其次要感谢的是所有在大学三年中教育指导过我的所有老师,你们传授给我 的专业知识是我完成本设计的基础,也是日后踏入工作岗位的重要基石,对于老 师们一丝不苟,兢兢业业的精神表示衷心的感谢。 最后我还要向所有关心和支持我学习的朋友和同学们表示真挚的谢意!感谢 你们对我的关心、关注和支持。 参 考 文 献 1
33、. 童诗白,华成英 . 模拟电子技术基础 . 高等教育出版社 ,2003. 2. 胡汉才,单片机原理及接口技术. 北京: 清华大学出版社, 2004. 3. 江思敏,胡荣 .Protel电路设计教程 . 北京: 清华大学出版社, 2002. 4. 李全利,迟荣强 . 单片机原理及接口技术 . 北京: 高等教育出版社, 2001. 5. 程学先,林珊,程传慧 . 汇编语言程序设计 . 北京: 机械工业出版社, 2005. 6. 王建校,杨建国 .51 系列单片机及 C51程序设计 . 北京: 科学出版社, 2002. 7. 王幸之 .AT89 系列单片机原理 . 北京:北京航空航天大学出版社 2
34、004 8. 阎石. 数字电子技术基础 . 北京: 高等教育出版社 ,1998. 9.AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec 10. 李广第 . 单片机基础 . 北京:北京航空航天大学出版社,2001 11. 周航慈,朱兆优 . 智能仪器原理与设计 . 北京:北京航空航天大学出版社, 2005 29 12. 刘守义 . 单片机应用技术 . 陕西:西安电子科技大学出版社,2007 13. 王晓明 . 电动机的单片机控制 . 北京:北京航空航天大学出版社,2002 14. 姚福安电子电路设计与实践济南:山东科学技术出版社,2005 15
35、. 刘大茂 . 智能仪器 : 单片机应用系统设计 . 北京: 航空工业出版社 ,1998 30 附录一:原理图 1 2 3 4 5 6 ABCD 6 5 4 3 2 1 DCBA T it le N u m b e r R e v is io n S iz e B D a te : 2 5 - M a y - 2 0 1 3 S h e e t o f F ile : C : P R O G R A M F I L E S D E S IG N E X P L O R E R 9 9 S E E X A M P L E S A R M 1 .D D B D ra w n B y : IN -0
36、 2 6 IN -1 2 7 IN -2 2 8 IN -4 2 IN -3 1 IN -5 3 IN -6 4 IN -7 5 re f( -) 1 6 re f( + ) 1 2 m s b 2 -1 2 1 2 -2 2 0 2 -3 1 9 2 -4 1 8 2 -5 8 2 -6 1 5 2 -7 1 4 ls b 2 -8 1 7 E O C 7 A D D -A 2 5 A D D -B 2 4 A D D -C 2 3 A L E 2 2 E N A B L E 9 S T A R T 6 C L O C K 1 0 U 1 8 A D C 0 8 0 9 M O T C S
37、R /W S Q W D S A S IR T D S 1 2 8 8 7 U 8 D S 1 2 8 8 7 D1 3 D2 4 D3 7 D4 8 D5 13 D6 14 D7 17 D8 18 Q1 2 Q2 5 Q3 6 Q4 9 Q5 12 Q6 15 Q7 16 Q8 19 OC 1 C 11 U 1 6 7 4 L S 3 7 3 Q 0 3 Q 1 4 Q 2 5 Q 3 6 Q 4 1 0 Q 5 1 1 Q 6 1 2 Q 7 1 3 A 1 B 2 C L K 8 M R 9 U 1 7 4 L S 1 6 4 Q 0 3 Q 1 4 Q 2 5 Q 3 6 Q 4 1
38、0 Q 5 1 1 Q 6 1 2 Q 7 1 3 A 1 B 2 C L K 8 M R 9 U 2 7 4 L S 1 6 4 Q 0 3 Q 1 4 Q 2 5 Q 3 6 Q 4 1 0 Q 5 1 1 Q 6 1 2 Q 7 1 3 A 1 B 2 C L K 8 M R 9 U 4 7 4 L S 1 6 4 Q 0 3 Q 1 4 Q 2 5 Q 3 6 Q 4 1 0 Q 5 1 1 Q 6 1 2 Q 7 1 3 A 1 B 2 C L K 8 M R 9 U 3 7 4 L S 1 6 4 2 3 4 5 1 U 1 9 L M 2 5 7 6 H V -5 .0 L M
39、7 8 1 2 U 2 0 L M 7 8 1 2 IN 1 1 IN 2 2 IN 3 3 IN 4 4 IN 5 5 IN 6 6 IN 7 7 C O M M O N 8 C L A M P 9 O U T 7 1 0 O U T 6 1 1 O U T 5 1 2 O U T 4 1 3 O U T 3 1 4 O U T 2 1 5 O U T 1 1 6 U 7 U L N 2 0 0 3 A (1 6 ) IN 1 1 IN 2 2 IN 3 3 IN 4 4 IN 5 5 IN 6 6 IN 7 7 C O M M O N 8 C L A M P 9 O U T 7 1 0 O
40、 U T 6 1 1 O U T 5 1 2 O U T 4 1 3 O U T 3 1 4 O U T 2 1 5 O U T 1 1 6 U 6 U L N 2 0 0 3 A (1 6 ) U 1 7 N O T U 1 2 N O T U 1 1 N O T 12 3 U 1 4 A N D 12 3 U 1 3 A N D I1 1 I6 1 3 I2 3 I5 1 1 I3 5 I4 9 G N D 7 V C C 1 4 O 1 2 O 2 4 O 3 6 O 4 8 O 5 1 0 O 6 1 2 U 5 7 4 H C T 0 4 C 5 1 0 u F S K S W -P
41、 B R 3 7 1 0 K V C C V C C V C C 1 2 V Y 1 1 2 M H z C 7 C 6 C 8 R 4 2 R 3 8 R 4 1 R 3 9 R 4 0 a b f c g d e D P Y 1234567 a b c d e fg 8 d p d p D S 3 D P Y _ 7 -S E G _ D P a b f c g d e D P Y 1234567 a b c d e fg 8 d p d p D S 2 D P Y _ 7 -S E G _ D P a b f c g d e D P Y 1234567 a b c d e fg 8 d
42、p d p D S 1 D P Y _ 7 -S E G _ D P a b f c g d e D P Y 1234567 a b c d e fg 8 d p d p D S 4 D P Y _ 7 -S E G _ D P + - U 1 0 O P 0 7 P 1 0 1 P 1 1 2 P 1 2 3 P 1 3 4 P 1 4 5 P 1 5 6 P 1 6 7 P 1 7 8 R E S E T 9 R X D 1 0 T X D 1 1 IN T 0 1 2 IN T 1 1 3 T 0 1 4 T 1 1 5 W R 1 6 R D 1 7 X 2 1 8 X 1 1 9 P
43、 2 0 2 1 P 2 1 2 2 P 2 2 2 3 P 2 3 2 4 P 2 4 2 5 P 2 5 2 6 P 2 6 2 7 P 2 7 2 8 P S E N 2 9 A L E /P 3 0 E A /V P 3 1 P 0 7 3 2 P 0 6 3 3 P 0 5 3 4 P 0 4 3 5 P 0 3 3 6 P 0 2 3 7 P 0 1 3 8 P 0 0 3 9 U 1 5 8 9 C 5 1 R 4 3 1 - 2 + 3 45 U 9 L M 3 5 8 A R 1 1 K R 2 1 K R 3 1 K R 4 1 K R 5 1 K R 6 1 K R 7
44、1 K R 8 1 K R 9 1 K R 1 0 1 K R 1 1 1 K R 1 2 1 K R 1 3 1 K R 1 4 1 K R 1 5 1 K R 1 6 1 K R 1 7 1 K R 1 8 1 K R 1 9 1 K R 2 0 1 K R 2 1 1 K R 2 2 1 K R 2 3 1 K R 2 4 1 K R 2 5 1 K R 2 6 1 K R 2 7 1 K R 2 8 1 K R 2 9 1 K R 3 0 1 K R 3 1 1 K R 3 2 1 K 12 345 X 1 C O N 5 12345 X 2 C O N 5 C 9 C 1 0 V C
45、 C S 0 S W -P B S 1 S W -P B S 2 S W -P B S 3 S W -P B S 4 S W -P B S 5 S W -P B S 6 S W -P B S 7 S W -P B S 8 S W -P B S 9 S W -P B S A S W -P B S B S W -P B S C S W -P B S D S W -P B S E S W -P B S F S W -P B R 3 3 1 0 K R 3 4 1 0 K R 3 5 1 0 K R 3 6 1 0 KV C C 8 9 C 5 1 T 1 T R A N S 1 1 2 3 4 1
46、N 5 4 0 8 X 4 B R ID G E 1 C 1 1 0 0 0 u C 2 4 7 0 u + 1 2 V A C 2 2 0 V D C C 3 1 0 0 0 u C 4 4 7 0 u D 1 1 N 5 8 2 2 L 1 1 0 0 u H + 5 V + 1 2 V O N /O F F 红 色 红 色 橙 色黄色 黄 色 粉 色 粉 色 蓝 色 蓝 色 橙 色 31 附录二:程序清单 主程序 : ML EQU 32H ;ML 存放分的个位数 MH EQU 33H ;MH 存放分的十位数 HL EQU 34H ;HL 存放小时的个位数 HH EQU 35H ;HH 存
47、放小时的十位数 L0 EQU 36H ;L0 L3:显示数据存储器 L1 EQU 37H L2 EQU 38H L3 EQU 39H DSPLYP EQU 3AH ;显示数据指针 PLYTS EQU 3BH ;显示次数计数器 LPLMOD BIT 39H ;低两位显示方式 HPLMOD BIT 3AH ;高两位显示方式 BRIGHT BIT 3BH ;DISPLAY 子程序参数 TCOUNT EQU 3CH ;时间计数器 ADDRES EQU 3DH ;加 l 子程序参数 MAX EQU 3EH ;加 l 子程序参数 IFDEC BIT 20H ;BCD 加法子程序参数 RMOD EQU 3F
48、H LED4 BIT 30H ;发光管状态位 BELL BIT P1.7 WITCH BIT P3.7 FKEY BIT P3.0 ;功能键 (S1) MKEY BIT P3.1 ;修改键 (S2) WORKIN BIT 38H ;工作状态指示位 MAIN: MOV IE,#00H ;关中断 MOV SP,#57H ;设置堆栈指针 MOV PSW,#00H ;选用寄存器组0 MOV TMOD,#11H ;设定中断工作方式为T0 和 T1 MOV A,56H CJNE A,#0AAH,CSTART ;判断上电复位标志,无标志转冷启动 MOV A,57H CJNE A,#55H,CSTART ;无
49、标志转冷启动 AJMP HSTART ;有上电复位标志转热启动 NOP NOP CSTART: MOV P1,#0FFH ;冷启动,全面初始化 MOV P3,#0FFH MOV TCON,#00H ;计时停止 MOV TL0,#0B0H ;赋中断 T0 初值 MOV TH0,#3CH MOV TCOUNT,#0AH ;赋定时器初值 32 MOV R5,#00H ;R5 为一空单元 (备用 ) MOV R4,#00H ;R4 为工作模式选择寄存器 MOV ML,#00H MOV MH,#00H ;分 MOV HL,#00H MOV HH,#00H ;时 MOV PLYTS,#64H ;赋显示次数初值为100 次 MOV DSPLYP,#L0 ;显示指针指向显存单元 MOV L0,#0AH ;送显示数据“一” MOV L1, #0AH MOV L2,#0AH MOV L3,#04H SETB LED4 ;数码管之间的发光二极管 SETB LPLMOD ;设定显示方式为闪烁 SETB HPLMOD SETB BRIGHT ;允许显示 CLR WORKIN ;清工作标志,待命 AJMP SETUP ;转开始工作 NOP NOP HSTART: MOV SCON,#00H ;有上电标志 ,热启动 ,清串行口
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