学校作息时间控制系统设计(单片机应用)

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1、学校作息时间控制系统设计学校作息时间控制系统一、设计任务利用单片机设计1个作息时间控制系统。实现方式是当前时间与预先存在6116中的作息时间表进行比较，若时间相同则输出相应的控制码到8255的PA口上，因PA口连接不同的外部设备，所以控制码不同，外设的动作也相应不同，从而完成作息时间的控制。举个控制的例子：作息时间表中8点00分00秒时，控制码为0FEH，当前时间如果达到8点00分00秒，则单片机给8255PA口输出经取反后的控制码，即01H，此时PA.0为高电平，与它相连的电铃接通，产生上课铃声；8点00分10秒时，单片机查得控制码为0FDH,取反后得02H,数据送到8255PA口时，PA.

2、1口为高电平,控制电铃的关闭。二、设计要求1、24小时制时钟的设计：利用单片机的定时器产生工作方式1产生50ms的定时器中断，中断子程序判断满20次即产生1秒信号，1秒信号累加到秒寄存器，若秒寄存器超过60则进位到分寄存器，若分寄存器超过60秒则进位到小时寄存器，若小时寄存器超过24则将秒、分、时寄存去分别清零，以上过程即可完成24小时计时时钟。2、时间的比较设计：先将作息时间表初始化到6116外部数据存储器中，然后采用循环方式，每循环一次就完成当前时间与1个作息时间的判断。3、控制码输出设计：利用8255可编程并行口芯片，令PA口为工作方式0输出。PA口连接电铃，广播等外设。只要给PA口相应

3、的控制码，就能控制外设的动作三、 芯片介绍及接线方式1、芯片简介1、 74LS373。74LS373是带有三态门的八D锁存器，当使能信号线OE为低电平时，三态门处于导通状态，允许1Q-8Q输出到OUT1-OUT8，当OE端为高电平时，输出三态门断开，输出线OUT1-OUT8处于浮空状态。G称为数据打入线，当74LS373用作地址锁存器时，首先应使三态门的使能信号OE为低电平，这时，当G端输入端为高电平时，锁存器输出（1Q-8Q）状态和输入端（1D-8D）状态相同；当G端从高电平返回到低电平（下降沿）时，输入端（1D-8D）的数据锁入1Q-8Q的八位锁存器中。当用74LS373作为地址锁存器时，

4、它们的G端可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连，在ALE下降沿进行地址锁存。2、 74LS138。3-8译码器. 当一个选通端（E3）为高电平，另两个选通端（E1）和/(E2)为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出3、 74LS241，8同相输出三态缓冲器/线驱动器。本方案用于段码驱动。4、 ULN2803。位码驱动。8个NPN达林顿晶体管，连接在阵列非常适合逻辑接口电平数字电路（例如TTL，CMOS或PMOS上/ NMOS）和较高的电流/电压，如电灯，电磁阀，继电器，打印锤或其他类似的负载，广泛的使用范围：计算机，工业和消费应用。所有设备功能由集电

5、极输出和钳位二极管瞬态抑制。 该ULN2803是专为符合标准TTL。该电路为反向输出型，即输入低电平电压，输出端才能导通工作。引脚如下：1-8引脚：输入端 ；11-18引脚：输出端；9引脚：地端；10引脚：电源 集电极最大输出电流为500mA，足够满足驱动8位led的动态显示（设一段数码管5mA，8段数码管就是40mA，动态驱动时电流大约是40mA*8=320mA）Rating 参数Symbol 符号Value 数值Unit 单位 Outputvoltage 输出电压VO 50 V Inputvoltage (Except ULN2801) 输入电压（除ULN2801 ）VI 30 V Col

6、lector Current Continuous  集电极电流-连续IC 500 mA Base Current Continuous 基极电流-连续IB 25 mA Operating Ambient Temperature Range 操作环境温度范围TA 0 to +70 Storage Temperature Range 储存温度范围Tstg 55 to +150 Junction Temperature 结温TJ 125 5、 6116。6116是2K*8位静态随机存储器芯片,采用CMOS工艺制造,单一+5V供电,额定功耗160mW,典型存取时间200ns,24线双列直插

7、式封装。A0-A10为地址线;CE是片选线;OE是读允许线;WE是写允许线控制逻辑如下表所示：CEOEWE方式D0-D7H*未选中高阻LLH读DoutLHL写DinLLL写Din8、8255。8255共有40个引脚,采用双列直插式封装,各引脚功能如下: D0-D7:三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。CS：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。RD：读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。WR：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。Vcc：+5V电源。PA0-PA7：A口输入/输出线。PB0-PB7：B口输入/输出线。PC0-PC7：C口输入/输出线。RESET：复位信

8、号线。A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。GND：地线。8255内部包括三个并行数据输入/输出端口，两个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和8位总线缓冲器。各部分功能概括如下：（1）端口A、B、CA口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。B口：是一个8位数据输入/输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。C口：是一个8位数据输出锁存器/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器（输入不锁存）。通常A口、B口作为数据输入/输出端口。C口作为控制/状态信息端口，它在“方式控制字”的控制下可分为两个4位端口，每个端口有一个4位锁存器，分别与A口、B口配合使用，作为控制信号

9、输出或状态信息输入端口。（2）工作方式控制电路工作方式控制电路有两个，一个是A组控制电路，另一个是B组控制电路。这两组控制电路具有一个控制命令寄存器，用来接受中央处理器发来的控制字，以决定两组端口的工作方式，也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或者按位置“1”。A组控制电路用来控制A口和C口的上半部分（PC7-PC4）。B组控制电路用来控制B口和C口的下半部分（PC3-PC0）。（3）总线数据缓冲器总线数据缓冲器是一个三态双向8位缓冲器，作为8255与系统总线之间的接口，用来传送数据、指令、控制命令以及外部状态信息。（4）读/写控制逻辑电路读/写控制逻辑电路接受CPU发来的控制信号RD、WR

10、、RESET、地址信号A1-A0等，然后根据控制信号的要求，将端口数据读出，发往CPU，或者将CPU送来的数据写入端口。控制逻辑为：A1A0RDWRCS工作状态00010A口数据->数据总线01010B口数据->数据总线10010C口数据->数据总线00100总线数据->A口01100总线数据->B口10100总线数据->C口11100总线数据->控制字寄存器*1数据总线->三态11010非法状态*110数据总线->三态工作方式控制字：D0端口C(下半部)  1:输入  0:输出B组D1端口B  1:输入

11、60; 0:输出D2方式选择  0:方式0  1:方式1D3端口C(上半部)  1:输入  0:输出A组D4端口A  1:输入  0:输出D5D6方式选择 00:方式0  10:方式1  *1:方式2D7置方式标志  1:有效C口按位操作控制字：D0位:置位/复位  1:置位  0:复位D3D2D1000001010011100101110111COC1C2C3C4C5C6C7D4无关D5D6D7位:置位/复位标志  0:有效四、 设计过程1、 根据设计任务和要求,选用合适的