教学打铃器设计.doc

东北石油大学课程设计2010年7月10日课程电子技术课程设计题目教学打铃器设计院系电气信息工程学院自动化系专业班级自动化08-x班学生姓名xxxxx学生学号xxxxxx指导教师xxxxxxxx东北石油大学课程设计任务书课程电子技术课程设计题目教学打铃器专业自动化姓名xxxxxxxxxxx学号xxxxxxxxxxxx主要内容：本系统主要以SPCE061A单片机作为控制核心，用DS1337C时钟芯片来计算当前时间。并通过LCD来显示当前时间和日期，以及设置打铃的数据。设置的数来存储，以达到掉电后数据不丢失的目的。本打铃器最多可以设置30路打铃时间，每天循环可设定双休日或单休日不打铃。掉电后时间能保持当前时间和所设置好的数据，不用每次掉电后都要设置当前时间和设置的数据。主要参考资料：1李晓白，秦红磊，朱俊杰，潘泽凌阳16位单片机C言语开发北京：北京航空航天大学出版社，2006.221IC中国电子网3船仓一朗，土屋尧等（日）.机器人控制电子学.宗光华，杨洋，唐伯雁译.北京：科学出版社，2004.4高峰编。单片微型计算机原理与接口技术。北京：科学出版社，2003.5万方数据资源统一服务系统。6RamonPallas-Areny，JohnG.Webster（美）.传感器和信号调节，第2版.张伦译.北京：清华大学出版社，2003.完成期限2010.7.302008.7.6指导教师徐建军专业负责人2010年7月10日目录目录.0摘要.11、系统设计.21.1任务.21.2要求.22、方案设计与论证.22.1控制部分.22.2时钟部分.32.3显示部分.33、系统硬件电路设计.33.1设计思路.33.2各模块电路设计.43.2.1键盘电路.43.2.2电源和继电器控制电路图及说明.53.2.3DS1337时钟芯片电路图及说明.54、软件设计.641I2C总路线的编程.641.1I2C总线工作原理.64.1.2I2C总线的数据传输.641.3读写操作.74.2程序结构图.74.2.1主程序流程图.74.2.2中断流程图.95、测试结果.96、总结.107、结束语.10参考文献.错误!未定义书签。电子技术课程设计（报告）1摘要本系统主要以SPCE061A单片机作为控制核心，用DS1337C时钟芯片来计算当前时间。并通过LCD来显示当前时间和日期，以及设置打铃的数据。设置的数来存储，以达到掉电后数据不丢失的目的。本打铃器最多可以设置30路打铃时间，每天循环可设定双休日或单休日不打铃。掉电后时间能保持当前时间和所设置好的数据，不用每次掉电后都要设置当前时间和设置的数据。电子技术课程设计（报告）21、系统设计1.1任务设计一个可设置多路打铃时间点的教学打铃器。1.2要求（1）可以实时显示当前时间。（2）可以用键盘设定多个预定打铃时间。（3）掉电后时间能与当前时间同步。（4）预定打铃时间点的数据掉电后不丢失。2、方案设计与论证本项目设计的是一个教学打铃器，根题目的要求，我们设计了以下几个方案并进行论证。2.1控制部分方案一：采用AT89S51单片机实现，此单片机软件编程自由度大，不但可用编程实现各种控制算法和逻辑控制，而且价格也很便宜。但是AT89S51存储容量太小需外接存放器来存储数据。如果系统增加语音播放功能，还需外接语音芯片，对外围电路来说，比较复杂，且软件实现也较麻烦。另外，51单片机需要用仿真器来实现软硬件调试，较为繁琐。方案二：采用SPCE061A单片机实现，此单片机内置32KFLASH，不需外接存储芯片。而且具有很强大的语音功能，如果本系统要加语音功能的话也很方便。另外，比较方便的是该芯片内置在线仿真、编程接口，可以方便实现在线调试，这大大加快了系统的开发与调试。综上所述，由于本系统要求存储的数据量比较多，通过比较我们选择方案二。电子技术课程设计（报告）32.2时钟部分方案一：采用单片机内部功能来实现。主要是通过中断来进行时间计算，通过变量之间来换算，以达到计时的目的。但是，一旦单片机断电的话，时间就不能保持当前时间，再次上电又得重新设置时间。还有一个很严重的问题就是，走时精确的误差大于30秒。对时间要求精确度高的器件来说，即使给单片机提供掉电保护装置使单片永不断电来确保时间不间断，但是时间误差太大做出来的打铃器也不实用。方案二：采用DS1337I2C时钟芯片来实现。DS1337串行实时时钟是低功耗时钟/日历芯片,具有两个可编程日历闹钟与一路可编程方波输出。地址与数据通过I2C总线串行传送。时钟/日历可以提供秒、分、小时、星期、日、月、年信息。对于少于31天的月份,到每月的最后一天会自动进行调整，包括闰年调整。该时钟可以通过AM/PM指标器工作在24小时模式或12小时模式。精确度很高，很适合于作时钟器件。综上所述，由于本系统要求时间精确度高，所以我们选择方案二。2.3显示部分方案一：采用LED来实现。LED亮度高看起比较醒目，而且价格便宜。但是LED显示比较单调，一般只能显示数字，对于汉字很显示出来。根据本设计的要求很难实现。方案二：采用MzL05-12864LCD来实现。LCD能显示的内容很丰富，在LCD上显示多级菜单，用户通过键盘输入设定信息只要通过编程就可以显示不同的代码。而且让人看起来很直观。对于本系统的要求能够很容易的实现。综上所述，由于本系统要显示的内容比较多，所以我们选方案二。3、系统硬件电路设计3.1设计思路根据题目要求系统可划分为以下几个基础模块，如图3-1：电子技术课程设计（报告）4图3-1系统方框图3.2各模块电路设计3.2.1键盘电