发布时间 : 星期一 文章中国矿业大学徐海学院单片机更新完毕开始阅读e879a9300b1c59eef8c7b4ad
1 绪论
1.1系统概述
1.1.1设计性质、目的、任务
《单片机系统设计》是在学习《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》等相关理论课程之后，所设置的重要的综合性实践教学环节，课程的任务是通过选题的设计、安装和调试，巩固已学的理论知识，综合应用所学知识，进行电子系统的设计，从而培养工程实践能力、创新能力，培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过查阅资料、选定方案、设计电路、安装调试、写报告等过程，得到一次科学研究工作的启蒙训练，也为以后利用单片机开发电子产品奠定坚实的基础。
1.2 系统设计方案
1.2.1 系统设计原理框图
按键中断 开始 0 初始化： 定时器 1 定时器 中断 0 走时模块 按键扫描模块 报时模块
计数模块 显示模块 2程序设计
2.1定时程序设计
单片机的定时功能也是通过计数器的计数来实现的，此时的计数脉冲来自单片机的内部，即每个机器周期产生一个计数脉冲，也就是每经过1个机器周期的时间，计数器加1。如果MCS-51采用的12MHz晶体，则计数频率为1MHz，即每过1us的时间计数器加1。这样可以根据计数值计算出定时时间，也可以根据定时时间的要求计算出计数器的初值。MCS-51单片机的定时器/计数器具有4种工作方式，其控制字均在相应的特殊功能寄存器中，通过对特殊功能寄存器的编程，可以方便的选择定时器/计数器两种工作模式和4种工作方式。
定时器/计数器工作在方式0时，为13位的计数器，由TLX(X=0、1)的低5位和THX的高8位所构成。TLX低5位溢出则向THX进位，THX计数溢出则置位TCON中的溢出标志位TFX.
当定时器/计数器工作于方式1，为16位的计数器。本设计师单片机多功能定时器，所以MCS-51内部的定时器/计数器被选定为定时器工作模式，计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期产生一个脉冲使计数器增1。
2.2实时时钟实现的基本方法
时钟的最小计时单位是秒，但使用定时器的方式1，最大的定时时间也只能达到131ms。我们可把定时器的定时时间定为50ms。这样，计数溢出20次即可得到时钟的最小计时单位：秒。而计数20次可以用软件实现。
秒计时是采用中断方式进行溢出次数的累积，计满20次，即得到秒计时。从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。要求每满1秒，则“秒”单元中的内容加1；“秒”单元满60，则“分”单元中的内容加1；“分”单元满60，则“时”单元中的内容加1；“时”单元满24，则将时、分、秒的内容全部清零。
2.3实时时钟程序设计步骤
（1）选择工作方式，计算初值；
（2）采用中断方式进行溢出次数累计；
（3）从秒——分——时的计时是通过累加和数值比较实现的；
（4）时钟显示缓冲区：时钟时间在方位数码管上进行显示，为此在内部 RAM中要设置显示缓冲区，共6个地址单元。显示缓冲区从左到右依次存放时、分、秒数值；
（5）主程序：主要进行定时器/计数器的初始化编程，然后反复调用显示 子程序的方法等待中断的到来。
（6）中断服务程序：进行计时操作
（7）加1子程序：用于完成对时、分、秒的加操作，中断服务程序在秒、 分、时加1时共有三种条调用加1子程序，包括三项内容：合字、加1并进行十进制调整、分字。
3红外遥控
3.1红外接收与发射
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
图1a《红外发射原理图》
图1b 《红外接受原理图》
3.2红外解码
红外遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：
采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图2所示。
4程序执行方案
4.1子函数顺序结构方案
将各个模块放入main（）函数顺序执行 优点：结构简单，代码量少，层次清晰。 缺点：实时性差，用户体验较差，
4.2中断加顺序方案
关键模块采用中断结构，如显示模块，以保证其实时性，对于实时性要求不高的模块采用循环结构嵌套顺序结构。
优点：实时性好，运行稳定，抗干扰性能好 缺点：结构复杂
5设计工作及设计报告评分表
项 目 内 容 准 确 性 走时 正 确 性 优良程度 完成程度 闹铃 正 确 性 电路图及 设计文件 完 整 性 规范程度 显示抗干扰 抗干扰设计 按键抗干扰 系统抗干扰 测试结果 程序走时准确，误差小于1s/分钟 秒、分、时进位正确。 走时完全符合设计要求。 能够闹铃，能够设置闹铃时间和整点报时。 能够准时闹铃和整点报时 所要求功能完全实现。 电路符合设计规范，软件符合软件设计要求。 显示正常，未发现受按键干扰和其他干扰。 按键及时、有效、正确响应。 系统稳定运行4小时未见异常。