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1、学校上课自动打铃系统本科毕业设计论文 本科生毕业论文设计题 目: 学校上课自动打铃系统目 录摘 要(关键词)1Abstract(KEY WORDS)1前 言21 系统设计31.1设计任务31.2设计要求32 方案设计32.1 控制局部32.2 时钟局部42.3 显示局部43 系统硬件电路设计43.1设计思路43.2各模块电路设计53.2.1 键盘电路53.2.2 电源和继电器控制电路图及说明53.2.3 DS1337时钟芯片电路图及说明73.3总电路图83.3.1存储器设置83.3.2时钟电路94 软件设计104.1 I2C总路线的编程104.1.1 I2C总线工作原理104.1.2 I2C总
2、线的数据传输114.1.3读写操作124.2程序结构图134.2.1中断流程图134.2.2 主程序流程图144.3汇编程序155 结束语24参考文献25致谢26学校上课自动打铃系统摘 要 校园作息时间控制系统主要用于学校,对一些以24小时为周期的开关量进行自动控制。如上下课打铃等。 本系统就是以上下课自动打铃为依据来设计的,分为四大方面:系统设计、方案设计、系统硬件电路设计和软件设计。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。设置的数据用FLASH来存储,以到达掉电后数据不丧失的目的。本打铃器最多可
3、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。关键字 SPCE061A单片机;DS1337C时钟芯片;自动打铃;自动控制电路Abstract Campus schedule control system is mainly used in schools to 24 hours for some of the switch cycle automation. As school bell, such as fighting. More than the school system is based
4、 on auto-play Ling designed and divided into four major areas: system design, program design, system hardware circuit design and software design. Mainly single-chip microcomputer as the control SPCE061A core DS1337C clock chip used to calculate the current time. Through the LCD to display the curren
5、t time and date, as well as the data set to fight bell. FLASH data set used to store, so as to achieve the data is not lost after power-down purposes. Ling the playing device 30 can be set up to fight road bell time, cycle every day can be set off-day weekend or do not play a single bell. Power-down
6、 time can be maintained after the current time and the best data set, do not have to set up each time after power-down time and set the current data.Key words SPCE061A single-chip; DS1337C chip;Automatic clock bell;Automatic control circuit前 言 传统的学校播送系统都是按公共播送系统建造的,它需要人工手动控制播送系统的播放、停止等,学校现在要实现音乐铃声、自
7、动播放等功能,实际上是在原有播送系统的根底上实现播送的自动播出,并将传统的电铃升级成音乐铃声,美妙悦耳的上下课音乐铃声,消除了传统的电铃噪声和紧张气氛,营造出轻松愉快的学习环境。整个系统的改造只需要学校增加一台多媒体电脑,安装上一套自动播出软件,假设学校已有的播送系统按功能分为几个区,再加上一个分区控制器就可实现以下功能: 自动播放功能:系统可按校方设置的时间表通过自动播放软件,全自动播放播送操、眼保健操、国歌、运发动进行曲、预备音乐铃、上课音乐铃、下课音乐铃、起床号等,及新闻、英语教学节目等学校其他自选播送音乐和节目。 循环功能:编排好一周的播放时间表后,全年可循环播放,而无需每周重设。 设
8、定播放标识符:可根据播放内容自行设定各类播放标识符,如上课铃、下课铃、课间操等,方便识别播放内容及播放文件的调用。 播放临时播送:学校假设有临时要播放的播送内容,可随时结束自动播放状态,进入手动播放状态进行播放。 无人值守:播送控制主机可实现自动开关机,每天开机后自动识别星期几,然后调用当天的播放表自动进行播放,实现无人值守。 1 系统设计 设计一个可设置多路打铃时间点的学校上课自动打铃系统。?(1)对各局部进行分析,理解各局部工作原理。 (2)按照设计标准,画出系统框图和系统硬件电路图。?(3)完成该课题的程序设计,提交程序设计框图及程序设计清单。一、根本要求(1) 可以实时显示当前时间。
9、根本计时和显示功能。包括上下午标志,时、分的数字显示,秒信号指示。 能设置当前时间含上、下午,时,分 能实现根本打铃功能,规定: 上午6:00起床铃:打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。 下午10:30熄灯铃:打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。(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丧失。二、发挥局部(1)增加整点报时功能,整点时响铃5秒,要求有控制启动和关闭功能。(2)增加调整起床铃、熄灯铃时间的功能。(3)增设上午4节课的上下课打铃功能,规定如下:8:00 上课,8:45下课:8:55上课,9:40下课;10:00 上课,10:
10、45下课;10:55上课,11:40下课;每次铃声5秒。(4)特色和创新自选。三、设计步骤(1)设计能正常工作的一个单片机最小硬件系统,外围电路包括设置键盘,LCD或LED的显示屏;(2)进行软件设计,利用单片机系统时钟先设计一个高精度的内部时钟系统,最小精确时间为期1秒;(3)在秒计数器的根底上设计一个24小时时钟,并设计假设干定时功能;(4)设计打铃执行机构,完成自动打铃功能。2 方案设计 本系统设计的是一个学校上课自动打铃系统,根题目的要求,设计了以下几个方案。2.1 控制局部 方案:我们采用的是SPCE061A单片机来实现的,此单片机内置32K FLASH,不需外接存储芯片。而且具有很
11、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,比拟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。在这里我们并没有采用AT89S51单片机实现,原因是AT89S51单片机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,比拟复杂,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。所以我们采用的是SPCE061A单片机。2.2 时钟局部 方案:由于本系统要求时间精确度高,所以采用DS1337 I2C时钟芯片来实现。DS1337串行实时时钟是低功耗时钟芯片,地址与数据通过I
12、2C总线串行传送。该时钟可以通过AM/PM指标器决定工作在24小时模式或是12小时模式。精确度很高,很适合于作时钟器件。2.3 显示局部 方案:采用MzL05-12864 LCD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。3 系统硬件电路设计 根据题目要求系统可划分为以下几个根底模块,如图3-1: 图3-1 系统方框图 3.2各模块电路设计 3.2.1 键盘电路 六个按键分别接IOB0?IOB5 图3-2 键盘原理图 3.2.2 电源和继电器控制电路图及说明 电源主要
13、采用LM7805和LM7824来做稳压。其中+5V用来为单片机供电,另外一路+24V用来做电铃电源。继电器采用5V的,通过单片机的IO口用来控制继电器的吸合,以到达控制电铃响或停的目的。 3.2.3 DS1337时钟芯片电路图及说明 DS1337C是两线的I2C总线时钟芯片,内罢晶振。VCC用3V的CR2032纽扣电池,主要是为DS1337C单独供电,目的是在单片机断电时时间还在继续跳动保持着当前时间。值得注意的是DS1337C一定要与单片机共地否那么不能读出。 原理图b封装图图3-4 DS1337C原理图和封装图 图3-5系统硬件电路图 一般的微型计算机都采用程序与数据共用一组存储器形式,而
14、此单片机将程序与数据分别放在两组存储器内,一组称为程序存储器,另一组称为数据存储器。 单片机的应用特点是为某个特定对象效劳,它的程序设计调试成功后,一般是固定不变的,因而程序包括常数表可以一次性地永久放到单片机内。这样不仅省去了每次开机后的程序重新装入步骤,还可以有效地防止因掉电和其它干扰而引起的程序丧失的错误。 物理上,SPCE061A单片机有4个存储器空间:片内程序存储器、片外程序存储器,片内数据存储器、片外数据存储器。 程序存储器 程序存储器用来存放编制好的始终保存的固定程序和表格常数。程序存储器以程序计数器PC作地址指针,用16位的地址总线,地址空间为64KB。 ?SPCE061A单片
15、机内部设置有4KB的ROM,片外可以扩展到64KB的程序存储区,而整个程序存储器的地址空间是统一的。 当引脚为高电平时,单片机正常运行,片内外统一编址。片内ROM地址范围由0000H0FFFH共4KB;片外ROM地址从1000HFFFFH,内外共64KB。当程序计数器PC0FFFH时执行片内程序,当PC0FFFH时,会自动转向片外程序。 当引脚为低电平时,只能执行片外ROM的程序。因此,片外ROM地址从0000HFFFFH共64KB。在使用ROM时,下面六个地址单元具有特殊专用功能: 0000H单元是程序起始单元。系统复位后,PC=0000H,程序从0000H单元开始执行; 0003H单元是外部中断0入口地址; 000BH单元是定时器 T0溢出中断入口地址; 0013H单元是外部中断1入口地址
