基于单片机的打铃系统设计

天津大学网络教育学院

专科毕业论文

题目：基于单片机的打铃系统设计

完成期限：2016年1月8日至 2016年4月20日

学习中心：嘉兴

专业名称：电气自动化技术

学生姓名：***

学生学号：************

指导教师：***

基于单片机的打铃系统设计

引言

随着科技的不断发展，各种芯片都得到了很好的发展，80C51 同样如此，从开始的无人问津到现在的随处可见，红绿灯，记分牌，电子秒表，遥控器，电饭煲，电视等只要是电子产品，都会和芯片有关，其实芯片并不是什么神秘的高科技，它只是里面装了一些己编好的程序而己．而这里要介绍的是用汇编语言来编程的一个系统，它能够让一个学校或企业集团实现打铃自动化，总之，一个需要时间系统的机构实现自动提醒功能。

当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。而本文是用AT89C51单片机设计的一个自动打铃系统。

第一章设计方案论证

1.1 设计要求

它可以作为时钟电路来显示时间，进行设置，定时打铃。按照自顶向下设计方法划分自动打铃系统的功能。可分为：时间设置电路，计时电路，显示电路和定时打铃控制电路等。

以江苏信息职业技术学院的打铃情况设计

1.2 设计方案选择

1.2.1 方案一：数字电路设计的自动打铃系统

利用函数信号发生器来进行脉冲信号输出，利用74160N来设置十进制和六进制的进位输出。利用数码显示器来显示时间，利用或门、与门、非门、与非门、等电路元件进行组合实现打铃的控制。

1.2.2 方案二：基于单片机的自动打铃系统设计

单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，没产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。建立完一个实时时钟后接下来进行定时处理和打铃输出，当主程序检测到有分进位标志时，便开始比较当前时间与信息时间表上的作息时间是否相同，相同者，则进行报时处理并控制打铃，不相同则返回主程序。

1.2.3 方案确定

方案一的设计只能事先设定打铃时间不能完全自动打铃，且在修改打铃时间

上存在一定的困难。而方案二中的设计能完全实现自动化，诠释了我们这次毕业设计的主题。并在修改打铃时间上有了很大的方便，只需修改一部分程序便能实现不同的需要。

因此我选择方案二进行设计。

1.3 基本方案

1.3.1 设计课题简要概述

自动打铃装置用于工厂、学校等地的时间控制，本设计是按照学校作息时问设定的，模拟了电了钟显示时、分、秒。还根据学校的作息时间按时打铃，本系统有4 个按钮，分别用来调时、调分、秒和强制打铃及强制关铃，以保证始终与标准时间相吻合。

首先设计出本系统的硬件基本框图，根据框图设计电气原理图，简要概述基本原理，按照设计技术参数设计出各部分程序。

1.3.2 系统软硬件划分

由于需要最小系统设计，因此，极大地介于系统的硬件成本，所有能用软件实现的功能都用软件完成，如按键的去抖，采用延时，显示部分用动态显示等，这样硬件部分的设计可以采用单片机最小系统，所谓最小系统时仅有程序存储器和时钟及复位电路的单片机系统。

1.3.3 单片机选型

根据课题的具体内容，任务要求，计时、校时、定时、键盘显示等功能，经多方面考虑，所选系统选项用．与MSC-51单片机完全兼容的AT89C51 低功耗单片机。

1.4 总体设计框图

图一整体框图

第二章硬件电路设计

2.1 基本原理概述

本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等4 部分构成。通过内部定时产生中断，从而使驱动电铃打铃。设定51 单片机工作在定时器工作方式1 ，每100ms产生一次中断，利用软件将基准100ms 单元进行累加，

当定时器产生10 次中断就产生lS 信号，这是秒单元加1 。同理，对分单元和时单元计数从而产生秒，分，时的值，通过六位七段显示器进行显示。由于动态显示法需要数据所存等硬件，接口较复杂，考虑显示只有六位，且系统没有其他浮躁的处理程序，所有采用动态扫描LED 的显示。

本系统采用四个按键，当时钟时间和设置时间一直时，驱动程序动作，进行打铃，每次打铃30S

2.2 主要原件参数及功能简介

2.2.1 主控器AT89C51

AT89C51 公司生产的AT89C51 单片机用高性能的静态89C51 设计，由先进工艺制造，并带有非易失性FLASH 程序存储器，它是· 种高性能、低功耗的8 位CMOS 微处理芯片，市场应用最多，主要特点有：

有4K 的FLASH 程序存储器

256 字节内部RAM

电源控制模式：时钟可停止和恢复，空闲模式，掉电模式

6个中断源

4个中断优先级

4个8位I/O口

全双工增强型UART

2个16位定时、计数器

图二 AT89C51

2.2.2 DS1302时钟电路DS1302

（1）性能特性

实时时钟可对秒，分，时等进行计数，存在高速数据暂存的31*8位RAM，最少引脚的串行I/O口；2.5~~5.5V电压工作范围;2.5V耗电小于300nA；用于时钟或RAM数据读/写的单字节或多字节数据传送方式；简单的3线接口；可选的慢速充电的能力。

DS1302时钟芯片包括实时时钟和31字节的静态RAM，它经过一个简单的串行接口与微处理器通信，实时时钟提供秒，分，时等信息，时钟运行可以采用24H，或带AM/PM的12H格式，采用三线接口与CPU进行同眇通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302有主电源/后备电源双电源引脚；

1）性能特性

DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：1.RSE复位,2.I/O数据线，3.SCLK 串行时钟。时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信。DS1302 工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小十1mW 。提供秒分时日日期。月年的信息，每月的