湖南商務職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

目錄

1.產(chǎn)品功能分析......................................................1

2.單片機芯片選擇....................................................1

3.產(chǎn)品設計技術標準..................................................1

3.1單片機編程規(guī)范總則............................................1

3.2單片機編程函數(shù)規(guī)范............................................1

4.產(chǎn)品硬件設計......................................................2

4.1單片機最小系統(tǒng)................................................2

4.2單片機LCD顯示模塊............................................3

4.3LCD1602與MCU的接口電路......................................3

4.4單片機按鍵模塊設計............................................5

5.產(chǎn)品軟件設計......................................................5

6.產(chǎn)品使用說明書....................................................6

附錄1元件的清單.....................................................7

附錄2原理圖.........................................................8

附錄3PCB圖.........................................................9

附錄4作品實物照....................................................10

附錄5源代碼........................................................11

參考資料............................................................20

湖南商務職業(yè)技術學院畢業(yè)設計

智能定時開關的設計與制作

1產(chǎn)品功能分析

隨著電的發(fā)展，也越來越多的電器和智能設備出現(xiàn)，在我們的日常生活中，

常常需要為電器充電或者使用電器，比如手機、熱水器，而大多年輕人喜歡邊

充電邊玩手機，或者一直充電不拔插頭，這就容易耗損電池，再比如很多年輕

人上班，熱水器要么一直插著電或者回家才插電燒水洗澡，這樣一來，要么很

耗電要么每次洗澡都要等上好一段時間，所以基于此，定時開關的出現(xiàn)就很有

必要了。

2單片機芯片選擇

方案一：采用51系列單片機作為系統(tǒng)控制器

單片機算術運算功能強，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實現(xiàn)各

種算法和邏輯控制。由于其功耗低、體積較小、技術成熟和成本低等優(yōu)點，在

各個領域應用廣泛。而且抗干擾性能好。

方案二：采用STM32系列單片機作為系統(tǒng)控制器

單片機低電壓并且節(jié)能，全系列產(chǎn)品共用大部分引腳、軟件和外設，優(yōu)異

的兼容性為開發(fā)人員帶來最大的設計靈活性，能夠在經(jīng)濟型用戶終端產(chǎn)品上實

現(xiàn)先進且復雜的功能。

因51單片機價格比STM32系列低得多，且本設計不需要很高的處理速度，

經(jīng)濟和方便使用角度考慮，本設計選擇了方案一。

3產(chǎn)品設計技術標準

3.1單片機編程規(guī)范總則

格式清晰、注釋簡明扼要、命名規(guī)范易懂、函數(shù)模塊化、程序易讀易維護、

功能準確實現(xiàn)、代碼空間效率和時間效率高、適度的可擴展性。

3.2單片機編程函數(shù)規(guī)范

正確性：程序要實現(xiàn)設計要求的功能。穩(wěn)定性和安全性：程序運行穩(wěn)定、

可靠、安全。可測試性：程序便于測試和評價。過長的代碼要分行。

1

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4產(chǎn)品硬件設計

本設計采用的是STM89c52單片機，如圖4-1所示。

U1

140

P10VCC

239

P11P00

338

P12P01

437

P13P02

536

P14P03

635

P15P04

734

P16P05

833

P17P06

932

RESETP07

1031

P30/RXDEA/VP

1130

P31/TXDALE/P

1229

P32/INT0PSEN

1328

P33/INT1P27

1427

P34/T0P26

1526

P35/T1P25

1625

P36WRP24

1724

P37/RDP23

1823

X2P22

1922

X1P21

2021

GNDP20

圖4-1SSTC89C52TC89C52單片機引腳圖

VCC：STC89C52電源正端輸入，接+5V。

GND：電源地端。

XTAL1:單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。

XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端。

RESET：STC89C52的重置引腳。

4.1單片機最小系統(tǒng)

最小系統(tǒng)包括單片機及其所需的必要的電源、時鐘、復位等部件，能使單

片機始終處于正常的運行狀態(tài)。如圖4-2所示。

圖4-2單片機最小系統(tǒng)原理框圖

2

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4.2單片機LCD顯示模塊

LED1602基本操作時序如下：

1）讀狀態(tài)：RS=L，RW=H，E=H

2）寫指令：RS=L，RW=L，D0～D7=指令碼，E=高脈沖

3）讀數(shù)據(jù)：RS=H，RW=H，E=H

4）寫數(shù)據(jù)：RS=H，RW=L，D0～D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖

4.3LCD1602與MCU的接口電路

LCD的D0～D7分別接單片機的P0口，作為數(shù)據(jù)線，因為P0口內(nèi)部沒有上

拉電阻，所以外部另外加上4.7K的上拉電阻；P2.5—P2.7分別接LCD的RS、

RW、E三個控制管腳；RV1用來調(diào)節(jié)LCD的顯示灰度；BLK、BLA為背光的陰極和

陽極，接上相應電平即點亮背光燈。

圖4-3顯示電路

3

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4.4單片機按鍵模塊設計

本系統(tǒng)用到了4個按鍵，其中一個用作系統(tǒng)手動復位，另外4個采用獨立

按鍵，該種接法查詢簡單，程序處理簡單,可節(jié)省CPU資源，按鍵電路如圖4-4

所示，4個獨立按鍵分別與STC89C52的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3接口相連。

圖4-4按鍵模塊

5產(chǎn)品軟件設計

本系統(tǒng)的軟件部分主要進行時間計算程序設計，按鍵的掃描輸入等。程序

開始運行后首先要進行初始化，把單片機的各引腳的狀態(tài)按程序里面的初始化

命令進行初始化，初始化完成后日期信息，再運行按鍵掃描程序，檢測有無按

鍵按下，計算完成后運行顯示程序，顯示程序?qū)⒌玫降臅r間信息送給對應的液

晶讓其顯示。

4

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圖5.0程序流程圖

5

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6產(chǎn)品使用說明書

本產(chǎn)品定時開關有四個模式：on（開）、OFF（關）、AUTOon（自動開）、

Autooff（自動關）

設定當前時間

先按住“設置”鍵三秒，星期閃爍，再按最左邊或者最右邊的鍵調(diào)整

再按住“設置”鍵三秒，小時閃爍，再按最左邊或者最右邊的鍵調(diào)整

再按住“設置”鍵三秒，分鐘閃爍，再按最左邊或者最右邊的鍵調(diào)整

再按住“設置”鍵完成設置，顯示設置后的當前時間并開始運行。

設定定時程序

在顯示當前時間的狀態(tài)下，按下右鍵即進入定時設定模式。

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附錄1元件的清單

7

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附錄2原理圖

8

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附錄3PCB圖

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附錄4作品實物圖

10

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附錄5源代碼

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitlcdrs=P3^7;

sbitlcdrw=P3^6;

sbitlcden=P3^5;

sbitinf=P3^3;

sbitSCLK=P0^7;

sbitIO=P0^6;

sbitRST=P0^5;

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#include<reg52.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

sbitbeep=P0^4;

sbitP0_2=P0^2;

sbitP0_1=P0^1;

sbitP0_0=P0^0;

sbits1=P2^0;

sbits2=P2^1;

sbits3=P2^2;

sbits4=P2^3;

ucharcodetable1[]=":::";

ucharcodetable2[]=":::";

ucharcodetable3[]="Welcometo";

ucharcodetable4[]="TimingSockets";

ucharcodetable5[]="20--";

ucharcodetable6[]="::";

ucharcodetable7[]="MON";

ucharcodetable8[]="TUE";

ucharcodetable9[]="WED";

ucharcodetable10[]="THR";

ucharcodetable11[]="FRI";

ucharcodetable12[]="SAT";

ucharcodetable13[]="SUN";

ucharcodetable14[]="SettheCalendar";

ucharcodetable15[]="SettheMode";

ucharcodetable16[]="SettheTiming";

ucharcodetable17[]="ModeChoice";

12

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ucharcodetable18[]="123456";

uintbuf_key_code=0;

uintcount_T=0,buf_CT=0;

ucharkey=255;

ucharkey_bit_count=0;

ucharcommon_code_count=0;

ucharinf_status=0;

uchardd[7];

ucharaa[7]={0,0,11,17,4,6,11};

ucharee[3]={11,0,0};

ucharff[3]={11,1,0};

ucharkk[2]={11,2};

ucharhh[2]={11,3};

uchargg[6];

bitflag,flag2,flag3,flag4,flag5,flag6,flag7,flag8,flag9,flag10,fla

g11,flag12,flag13,flag14;

charmiao,fen,shi,ri,yue,zhou,nian;

ucharsw,gw;

uchars1num,s2num;

voiddisplay(void);

voiddelay(uinti)

{

uintj;

for(;i>0;i--)

for(j=100;j>0;j--);

}

voidwrite_com(ucharcom)//lcd寫指令

{

13

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lcdrs=0;

lcden=0;

P1=com;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

voidwrite_data(uchardat)//lcd寫數(shù)據(jù)

{

lcdrs=1;

lcden=0;

P1=dat;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

voidinit()//lcd初始化

{ucharnum;

lcdrw=0;

write_com(0x38);

write_com(0x0c);

write_com(0x06);

write_com(0x01);

write_com(0x80);

write_com(0x01);

write_com(0x80);

14

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for(num=0;num<16;num++)

{

write_data(table3[num]);

delay(5);

}

write_com(0xc0);

for(num=0;num<16;num++)

{

write_data(table4[num]);

delay(5);

}

delay(5);

write_com(0x01);

write_com(0x80);

for(num=0;num<8;num++)

{

write_data(table5[num]);

delay(1);

}

write_com(0xc0);

for(num=0;num<8;num++)

{

write_data(table6[num]);

delay(1);

}

}

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/*********DS1302程序*********/

voiddelay1(uintnum)

{

while(--num);

}

voidDS1302_wbyte(ucharinbyte)//ds1302寫數(shù)據(jù)

{

uchari;

for(i=8;i>0;i--)

{

SCLK=0;

if(inbyte&0x01)

IO=1;

else

IO=0;

SCLK=1;

delay1(1);

inbyte=inbyte>>1;

}

}

ucharDS1302_rbyte()//ds1302讀數(shù)據(jù)

{

uchari,temp=0;

IO=1;

for(i=7;i>0;i--)

{

SCLK=0;

if(IO==1)

16

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temp=temp|0x80;

else

temp=temp&0x7f;

SCLK=1;

temp=temp>>1;

}

return(temp);

}

//----------往ds1302的某個地址寫入數(shù)據(jù)-------------

voidWrite_DS1302(ucharcmd,ucharindata)

{

RST=1;

DS1302_wbyte(cmd);

DS1302_wbyte(indata);

RST=0;

SCLK=0;

}

//----------讀ds1302某地址的的數(shù)據(jù)-----------------

ucharRead_DS1302(ucharaddr)

{

ucharbackdata;

RST=1;

DS1302_wbyte(addr);

backdata=DS1302_rbyte();//先寫地址，然后讀數(shù)據(jù)

RST=0;

SCLK=0;

return(backdata);

}

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//------------設置初始時間-------------------

voidSet_DS1302(ucharaddr,uchar*p,ucharn)//寫入n個數(shù)據(jù)

{ucharbb;

Write_DS1302(0x8e,0x00);//寫控制字，允許寫操作

for(;n>0;n--)

{sw=(*p)/10;

gw=(*p)%10;

bb=(sw<<4)|gw;

Write_DS1302(addr,bb);

p++;

addr=addr+2;

}

Write_DS1302(0x8e,0x80);//寫保護，不允許寫

}

//-----------讀取當前時間-------------------

voidRead_nowtime(ucharaddr,uchar*p,ucharn)

{

for(;n>0;n--)

{

*p=Read_DS1302(addr);

p++;

addr=addr+2;

}

}

voidinit_DS1302()