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1、1基于单片机控制的电铃控制器班级：应教 042 班 姓名：李瑞奇摘要 该设计介绍了一种以 AT89S51 单片机为核心，并带有片外扩展 AT24C02 为存储器。以七段数码管显示星期、时、分和秒。发光二极管作为指示灯标志和按键较时、定时自动打铃器。关键词 单片机 存储器 数码管 1 引言随着科学技术的发展，自动控制在人们的生活中可以说是“无孔不入”小到遥控儿童玩具，大到冰箱空调的智能化，这都归结于科学技术的进步。特别是单片机（SingleChip Microcomputer SCM）技术的应用，不但降低了生产成本，而且更为重要的是方便了消费者，使操作简洁、安全。单片机的应用让许多很复杂的事情，
2、都轻而易举的实现了。用单片机控制的自动打铃器，充分发挥单片机体积小，价格便宜，功耗低，可靠性好等特点。可用于学校作息，方便了广大师生。2 总体设计方案2.1 设计思路利用单片机及定时器设计的一个时钟，在每次秒加 1 的计时过程中，都与规定的时间作比较，如果相等就进行开关电铃，不等则返回。2.2 总体设计框图AT89S51 打铃器键盘电路复位电路数码管显示状态指示片外存储器图 1 总体设计框图2.3 设计方案 根据设计任务和其基本要求，针对当前一般打铃仪的操作繁琐，复杂，使用起来不太方便，设计了由单片机（AT89S51）作为主控器件，七位数码管作为显示电路，七个按键组成的按键操作电路，七个发光二
3、极管组成的状态指示电路，掉电存储电路和 5V 电源电路构成的自动打铃器。除了以上的硬件电路外，还充分利用软件、硬件相结合，充分发挥单片机设计的优势。使设计更具特色。系统可分成三部分，即时钟电路、时间显示电路、控制电路，而时钟电路起控制主导作用。时钟电路的构成由单片机及其定时器完成，时间显示电路则由单片机串口输出，送到外部集成芯片 74LS164 进行译码，最后由数码管显示出来。2控制电路：这部分电路非常重要，它控制着 RAM 的复位操作、定时设置、时序控制、校时电路控制；由启动电路、延时控制等单元电路组成。其它辅助电路：因为 RAM 掉电后数据将会全部丢失，所以可加入掉电保护电路，来保存以设置
4、好的定时信号，这样可以增加系统的可靠性。由 AT24C02 来完成。3 设计原理分析3.1 按键功能初步设计了由六个按键来完成所有的操作，它们的功能分别是：复位键、功能键、校时定时键、加一键、减一键、确定键，具体操作方法由软件设计为菜单式操作，使所有的操作更加的简洁，方便。使本打铃控制器更具有现代化。3.2 状态指示状态指示电路由硬件部分（六个发光二极管） ，结合软件使操作状态一目了然。第一个发光二极管亮时候，表明当前状态为时间显示；第二个发光二极管亮时候，表明此状态为时间调整状态；第三个发光二极管亮时候，表明此状态为时间加一状态；第四个发光二极管亮时候，表明此状态为时间减一状态；第五个发光二
5、极管亮时候，表明此状态为定时时间设定存储状态。3.3 打铃控制比较所存储的打零时间点，到打铃时间时进行打铃。3.4 存储器介绍AT24C02 是美国 ATMEL 公司的低功耗 CMOS 串行 EEPROM，它是内含 256 x 8 存储空间，具有工作电压宽（2.5V-5.5V） ，擦写次数多（大于 10000 次） ，读写速度快（小于10ms）等特点。AT24C02 的 1、2、3 脚是三条地址线，用于确定芯片的硬件地址。在 AT89C51 试验开发板上它们都接地，第 8 脚和第 4 分别为正、负电源。第 5 脚 SDA 为串行输入输出，数据通过这条双向 I2C 总线串行传送。第 6 脚 SC
6、L 为串行时钟输入线。 SDA 和 SCL 都需要和正电源间各接一个 5.1K 的上拉电阻。第 7 脚需要接地。24C02 中带有片内地址寄存器。每写入或读出一个数据字节后，该地址寄存器自动加一，以实现对下一个存储单元的读写。所有的字节均以单一的方式进行读取。为降低总的写入时间，一次可写入多大 8 个字节的数据。3.5 电路原理图（1）电源和继电器D2D1D4D3+C43300uF+C610uFC50.1uFVin1GND2Vout 3U9 LM780512TINGND+5VQ28550GND12534KM1C1512JDB12JDKJDBJDBJDKJDKJDG JDG JDGL7R171K
7、D8IN4007图 2 电源电路图 图 3 继电器电路图3（2）主电路P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728ALE/PROG30PSEN29EA/VPP31P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.5/MOSI6P1.6/MISO7P1.7/SCK8REST9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTA
8、L218XTAL119GND20U1AT89S51C322uFR1610KCRY12MHzC133PFC233PFRESETRESET GNDS7ALEPSENVCC GNDR15 200A10A11A12A13A14A15A16A17B10B11B12B13B14B15B16B17 C10C11C12C13C14C15 C17D10D11D12D13D14D15D16D17VCCSPEAKQ18550C16VCC GNDA10A11A12A13A14A15VCC L1L2L3L4L5L6NC1NC2NC3GND4SDA5SCL6WP7VCC8U10 AT24C04AGNDVCCR145.1k
9、R135.1kS1 S2 S3 S4GNDS5R1010KS6VCC R710KR810KR910KR1110KR1210KVCCR11KR21KR31KR41KR51KR61KB15 B14 B13 B12 B11 B10c 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED1c 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED2c 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED3c 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED4A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U274LS164
10、A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U374LS164A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U474LS164A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U574LS164D10D11VCCGNDD7IN4007 D6IN4007 D5IN4007 VCCc 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED5 A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND
11、 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U674LS164c 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED6 A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U774LS164c 1d 2g 10e 4dp 5b 6a7f 98LED7 A 1B 2QA3 QB4QC5QD6 GND 7CLK 8CLR9QE10 QF11QG12 QH13 VCC 14U874LS164图 4 主电路图44 程序流程框图4.1 总体程序流程图初始化主程序按键程处序理中断程服序务显示程序图 5 总体程
12、序流程图4.2 主程序流程图图 6 主程序流程图4.3 校时程序流程图比较打铃程序计时程序中断返回定时器溢出中断显 示校 时5NYN定时校时部分功能键星期调整 小时调整 分钟调整 秒调整调用闪烁子程序调用显示子程序退出？. . .图 7 校时程序流程图4.4 时钟打铃程序YN YNY加一？减一？确定？保存设置秒单元清 0，分加 16NYYNT0 中断保护现场1s 到？=60s？秒单元加 1N中断保护现场比较小时小时相等？比较分钟图 9 打铃中断程序流程图YYYN=60min?分单元清 0，时加1=24h?时单元清 0，星期单元加1NN打铃图 8 时钟中断程序流程图5 心得与体会经过将近三周的单
13、片机实习，在指导老师和同学的帮助下，我确实学到了不少平时在NYY秒单元清 0，分加1恢复现场，中断返回分钟相等？=7day?星期单元清 17课堂上所学不到的知识。这样的实习不论是对我们的理论知识还是实践能力都有很大的帮助，经过这些实习可以使我们能更快更准确的掌握专业方面的理论知识。我们这次的设计是基于单片机控制的自动打铃器，虽然说我们已经学习过单片机课程，但是对于单片机这个词还是有些陌生。并不是太清楚单片机的功能和性能方面的知识，为了使自己设计的题目更加合理，我可以说是在图书馆查阅了很多有关单片机和自动打铃器方面的知识，也对别人设计的相关题目进行了参考和分析。刚开始的时候看到这些电路觉得这些电
14、路都不错，都挺符合自己所设计的要求，经过自己仔细分析和同学探讨，得到的结论是，虽然说资料上的驱动电路在理论分析上是行的通的，如果把它拿到实际的电路中，可以看到它并不一定能起到我们所要达到的目的。我感觉这次实习我们得到更多的是，对办任何事情我们都要先经过认真细致的观察和分析，才能确定我们到底该如何去做它，要不然，只会是事倍功半，耽误我们的办事效率。我觉得这个方面的经验是最宝贵的，也是我们在毕业后，进入社会所必须的能力。我们也只有具备了这个基本的能力后，才不至于在以后的生活，学习和工作中误入歧途，对自己和对他人造成不必要的损失。总之，通过这次实习，我真正学到了很多东西，真正体会到了理论联系实际的重
15、要性。我想如果在平时多搞几次这样的实习，那我们的知识会掌握的更多，更牢固。最后，衷心感谢辅导老师的指导和同学的帮助！参考文献1周航慈著.单片机应用程序设计基础.北京：电子工业出版社，1997 年 7 月2朱承高.电工及电子技术手册M.北京：高等教育出版社，19903阎石.数字电子技术基础（第三版）. 北京：高等教育出版社，19894廖常初.现场总线概述J.电工技术，1999.65 李广弟编著.单片机应用程序设计基础.北京：北京航空航天大学出版社，1994 年 6 月8附录1 程序分为五部分1.初始化程序，2.键值处理程序，3.中断程序，4.显示程序，5.延时程序2 程序清单ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP TOINTORG 001BHLJMP DLBJ;*主程序*ORG 30HMAIN:MOV IE,#8AH ;开 T0,T1 中断MOV TMOD,#11H ;定时器方式 1MOV TH0,#0D8HMOV TL0,#0F0H ;初值MOV A,#0MOV 59H,AMOV 60H,AMOV 61H,AMOV 62H,AMOV 63H,AMOV 64H,AMOV 65H,AMOV 66H,A;清零m_sec EQU 20H ;毫秒单元sec EQU 21H ;秒单元m
