基于单片机的自动打铃系统设计论文

目录第一部分设计任务及方案················ ··········2第二部分设计说明································3第三部分设计成果································11第四部分结束语··································26第五部分致谢····································27第六部分参考文献································28第一部分设计任务及方案1.1设计任务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:显示电路设计,按键电路，时钟电路等。以某高校的打铃情况设计：表1-1打铃情况设计图表内容时间起床6:30早自习7:30-8:10第一节课8:20-9:00第二节课9:10-9:50第三节课10:00-10:40第四节课10:50-11:30第五节课13:30-14:10第六节课14:20-15:00第七节课15:20-16:00第八节课16:10-16-50晚自习19:00-20:30熄灯22:301.2设计说明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1S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。1.3设计方案基于单片机的自动打铃系统设计系统以AT89C51单片机为控制器，通过DS1307来为系统提供标准时间，单片机读取DS1307时间后送显示器显示，通过按键来设置打铃时间。当打铃时间到时，系统实现电铃提示。图1-1整体框图第二部分设计说明2.1主要原件参数及功能简介1.主控器AT89C51AT89C51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2-1AT89C512.时钟电路1.DS1307简介:DS1307是I2C总线接口的日历时钟芯片，片内有8个特殊寄存器和56字节的非易失性RAM，是一种低功耗、BCD码的8引脚实时时钟芯片。它的主要特点：可对秒、时、分、每月的天数、月份、每周的天数进行计数，并具有闰年补偿功能，记年上线为2100年;56字节非易失性RAM；

两线串行接口；

可编程方波输出；自动掉电检测和切换电路；在电池备份模式下，功耗小于50nA；工业级工作温度：-40℃-80℃；8引脚DIP和SOIC封装。DS1307的引脚排列如图2-2所示。图2-2DS1307引脚图引脚说明如下：X1、X2：接入32.768kHz的石英晶振；

VBAT：+3V电源输入；

GND：地；

SDA：数据线，输入输出数据，需要外接上拉电阻；

SCL：时钟线，用来同步数据；

SQW/OUT：方波信号输出端，可输出供选择的频率方波，1Hz、4

KHz、8K

Hz、32K

Hz，需外接上拉电阻。VCC：+5V电源;2.时钟电路如图2-3所示。时钟芯片的SCL引脚和SDA引脚分别由单片机的P3.1和P3.2引脚控制，单片机只需按照DS1307的工作时序来控制DS1307即可实现时间的写入和读取，其中DS1307的时钟端与数据端需外接上拉电阻，本设计选用5针排阻来充当上拉电阻。图2-3时钟电路3.按键电路本设计中按键电路如图2-4所示，由单片机的P1口控制按键电路。本设计中按键用于设定定时时间、打铃时间间隔，所以只需4路按键即可实现所需功能，采用独立式按键即可。由于按键是机械式触点，所以在断开或闭合时，一般都有抖动产生，虽然这个抖动时间在我们看来非常短，但是单片机执行指令的速度为微秒级别，很容易会读取这个时间而将其判断为真正的工作状态，从而引起误判。因此，在设计中必须考虑到按键抖动的影响。常用的去抖动的方法有两种：硬件方法和软件方法。硬件方法一般是加电容或者RS触发器；软件方法是在单片机在检测引脚所连接的按键的工作状态时加一个延时程序再次确认，通过2次的确认就可以确保按键的工作状态不受机械抖动的影响了。图2-4按键电路图4.显示电路设计显示部分采用普通的共阳数码管显示，采用动态扫描，以减少硬件电路，数码管分别为十时，时，十分，分，十秒，秒显示，显示时采用串行口输出段码，用74LS164来驱动数码管扫描只需7ms。4LS164内部位8个D触发器，用以实现数据的串行移位，74LS164位TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入并行输出，CPU位时钟输入端，可接到串行口TXD端。每个时钟信号的上升沿加到CP端时，移位寄存器移一位，8个时钟脉冲过后，8为二进制数个部移入74LS164中，MR为复位端，当该位为低电平时，移位寄存器各位复O。当它为高电平时时钟脉冲才起作用。图2-5显示电路5.响铃电路设计响铃电路用到了蜂鸣器、三极管、1K电阻。蜂鸣器两端分别接地和三极管。三极管一段电源另一端与电阻相连并接入AT89C51的P3.7接口。图2-6响铃电路2.2流程图1.主程序流程图图3-1主程序流程图2.系统定时中断程序流程图图3-2定时中断程序流程图第三部分设计成果3.1硬件原理图3.2仿真图源程序：BEEPEQUp3.7ORG0000HLJMPDL1ORG000BHLJMPDL2ORG0300HDL1:SETBBEEPSETB48HSETB47HCLR15HMOVRI,#0MOV20H,#00HMOV21H,#00HMOV22H,#00HMOV23H,#00HMOV24H,#00HMOVIP,#02H;IP;IEMOVIE,#82HMOVTMOD,#01HMOVTHO,#3CHMOVTLO,#oBoH;SETBTRO；MOVSP,#4OH；MAIN:CJNER1,#00H,A1；LCALLL3LCALLL4LCALLL5A1:LCALLDlSPLAY；LCALLA2；JZMAIN；LCALLA3；JB46H,MAIN；LCALLB1；LCALLDEC_KEY；LCALLA5；LJMPMAINL2:PUCHACCPUCHPSW;MOVTHO，#3CHMOVTLO,#0B0HCPL47H；INC24HMOVA,24HCJNEA,#l0,B2CPL48H；MOV24IJ,#00HB2:INC20HMOVA，20HCJNEA,#20,DL1MOV20H,#O0H;MOVA,21HADDA，#01HDAAMOV21H,ACJNEA,#60H,DL1MOV21H，#00HMOVA，22HADDA，#01HDAAMOV22H,ACJNEA，#60H,DL1MOV22H,#00HMOVA,23HADDA,#01HDAAMOV23H,ACJNEA,#24H,DL1MOV23H,#00HDL1:POPPSWPOPACCRET1DISPLAY:MOVA,#21HANLA,#0FHSWAPAMOV2EH,AJB46H,MINCJNER1,#3,MINJB45H,MINMOV2EH,#0AHMIN:MOVA,22HANLA,#0F0HSWAPAMOVA,22HANLA,#0F0HSWAPAMOV2CH,AJB46H,HOURCJNER1,#2,C3JB48H,HOURMOV2DH,#0AHMOV2CH,#0AHC3:MOVA,323HANLA,#0FHMOV2BH,AMOVA,23HANLA,0F0HSWAPAMOV2AH,AJB46H,C4CJNER1,#1,C4MOV2BH,#0AHMOV2AH,#0AHC4:MOVDPTR,#TABLEMOVA,2FHMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.7LCALLDELAYSETBP2.7MOVA,2EHMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.6LCALLDELAYSETBP2.6MOVA,#0BFMOVP0,ACLRP2.5LCALLDELAYSETBP2.5MOVA,2DHMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.4LCALLDELAYSETBP2.4MOVA,2CHMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.3LCALLDELAYSETBP2.3MOVA,#0BFHMOVP0,ACLRP2.2LCALLDELAYSETBP2.2MOVA,2BHMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.1LCALLDELAYSETBP2.1MOVDPTR,#TABLE1MOVA,2AHMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.0LCALLDELAYSETBP2.0RETA2:CLR46HMOVP1,#0FFHMOVA,P1CPLAANLA:#0FH,P1CPLAANLA,#0FHJZD1:MOVR5,AMOVR4,#00HLOOP:LCALLDISPLAYMOVA,P1CPLAANLA,#0FHJB47H,LOOP1INCR4LOOP1:CJNER1,#03H,LOOP2LJMPLOOP3LOOP3:JNZLOOPMOVA,R5RETDELAY:MOVR7,#150DJNZR7,$RETA3:CJNER5,#01H,D2INCR1SETBBEEPCJNER1,#4,D2MOVR1,#0MOV24H,#00HRETB1:CJNER5,#02H,D2CJNER1,#01H,L1MOVA,23HADDA,#01HADAMOV23H,ACJNE23H,#00HL1:CJNER1,#02H,L2MOVA,22HADDA,#01HDAAMOV22H,ACJNEA,#260H,D2MOV22H,#00HL2:CJNER1,#03H,D2MOV21H,#00HRETDEC_KEY:CJNER5,#04H,D2CJNER1,#01H,L3MOVA,23HADDA,#99HDAAMOV23H,ACJNE,#99H,D2MOV23H,#23HL3:CJNER1,#02H,L4MOVA,22HADDA,#99HDAAMOV22H,ACJNEA,#99H,D2MOV22H,#59HL4:CJNER1,#03H,D2MOV21H,#00HRETA5:CJNER5,#08H,D2CPLBEEPRETD2:RETTABLE:DBOCOH,OFGH,OA4H,OBOH,99H,92H,82H,OFSH,80H,90H,OFFHTABLE1：DBOFFH,OFGH,OA4H,OBOH,99H,92H,82H,OFSH,80H,90H,OFFHZF1:MOVA，23HCJNEA，#06H，G0MOVA，22HCJNEA，#30H，G0SETB45HRETG0:MOVA,23HCJNEA,#22H,D3MOVA,22HCJNEA,#30H,D3SETB45HRETD3:CLR45HRETZF2:MOVA,23HCJNEA,#07H,G1MOVA，22HCJNEA，#30H，G1SETB44HRETG2:MOVA,23HCJNEA,#08H,G2MOVA,22HCJNEA，#10H，G2SETB44HRETG2:MOVA,23HCJNEA,#08H,G3MOVA,22HCJNEA，#20H，G3SETB44HRETG3:MOVA,23HCJNEA,#09H,G4MOVA,22HCJNEA，#00H，G4SETB44HRETG4:MOVA,23HCJNEA,#09H,G5MOVA,22HCJNEA，#10H，G5SETB44HRETG5:MOVA,23HCJNEA,#09H,G6MOVA,22HCJNEA，#50H，G6SETB44HRETG6:MOVA,23HCJNEA,#10H,G7MOVA,22HCJNEA，#00H，G6SETB44HRETG7:MOVA,23HCJNEA,#10H,G8MOVA,22HCJNEA，#40H，G8SETB44HRETG8:MOVA,23HCJNEA,#10H,G9MOVA,22HCJNEA,#50H,G9SETB44HRETG9:MOVA,23HCJNEA,#11H,G10MOVA,22HCJNEA,#30H,G10SETB44HRETG10:MOVA,23HCJNEA,#13H,G11MOVA,22HCJNEA,#30H,G11SETB44HRETG11:MOVA,23HCJNEA,#14H,G12MOVA,22HCJNEA,#10H,G12SETB44HRETG12:MOVA,23HCJNEA,#14H,G13MOVA,22HCJNEA,#20H,G13SETB44HRETG13:MOVA,23HCJNEA,#15H,G14MOVA,22HCJNEA,#00H,G14SETB44HRETG14:MOVA,23HCJNEA,#15H,G15MOVA,22HCJNEA,#20H,G15SETB44HRETG15:MOVA,23HCJNEA,#16H,G16MOVA,22HCJNEA,#00H,G16SETB44HRETG16:MOVA,23HCJNEA,#16H,G17SETB44HRETG17:MOVA,23HCJNEA,#16H,G18MOVA,22HCJNEA,#50H,G18SETB44HRETG18:MOVA,23HCJNEA,#19H,G19MOVA,22HCJNEA,#00H,G19SETB44HRETG19:MOVA,23HCJNEA,#20H,EXIT_2MOVA,22HCJNEA,#30H,EXIT_2SETB44HRETEXIT_2：CLR44HRETDALING1；JNB45H,EXIT_DALINGMOVA,21HCJNEA,#05H,H2SETBBEEPH2：CJNEA,#07H,H3CLRBEEPRETH3：CJNEA，#12H,EXIT_DALINGSETBBEEPRETDALINGZ::JNB44H，EXIT_DALINGMOVA，51HCJNEA，#00H，H4CLRBEEPH4：MOVA，21HCJNEA，#05H，EXIT