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1、石家庄铁道学院毕业设计作息时间系统设计The System Design of Work and Rest Time 毕业设计成绩单学生姓名学号班级电0402-2班专业自动化毕业设计题目作息时间系统设计指导教师姓名指导教师职称教授评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长签字：年 月 日毕业设计任务书题目作息时间系统设计学生姓名学号班级电0402-2班专业自动化承担指导任务单位电气与电子工程分院导师姓名导师职称教授一、主要内容(1)设计一个由单片机控制的作息时间系统(2)硬件电路设计(3)软件设计二、基本要求(1)所设计的作息时间系统必须具备基本时钟、星期、日、月、年的功能
2、。(2)能够自动识别闰年、闰月及每月的天数。(3)能实现多点、多路定时控制。(4)能够通过简单的几个按键随时调整时间。三、主要技术指标(1)全日历计时。(2)12/24小时转换。(3)大、小月，闰年，周自动追踪。四、应收集的资料及参考文献(1)单片机原理及应用实例。(2)常用时钟芯片的原理及应用实例。(3)模拟电路、数字电路及电路设计等相关资料。(4)熟悉Protel 99 SE的使用方法。五、进度计划第 1 周-第 2周：熟悉设计任务书、查阅有关技术资料，构思设计方案，细化设计目标。第 3 周-第 7周：硬件电路设计制作及调试。第 8 周-第 12周：编写作息时间系统程序，并调试通过。第 1
3、3 周-第 14周：完善系统，提出改进意见，编写设计说明书，答辩。教研室主任签字时间2008年02月26日毕业设计开题报告题目作息时间系统设计学生姓名雷龙斌学号20041674班级电0402-2班专业自动化一、研究背景学校以及一些企事业单位通常使用传统的电铃声作为上下课、上下班的时间信号。且不说人工打铃的繁琐，铃声的单调和乏味，光是那突然骤响的刺耳铃声就常常激起周围居民的不满。多年来，中国各地从大学到小学乃至幼儿园，从城市到农村，从冬到夏，那特有的铃声响遍了大江南北，成了学校的特色和“专利”。正是这种铃声.让一些学生产生了厌烦情绪，甚至一些学生把铃声看成是考试的代名词，以至于一听到这种声音就产
4、生紧张、恐惧心理。有教育专家建议，学校教育理应彰显“人”的个性，并从“小”处做起。推进素质教育，于细微之处加强对学生的人文关怀，起到润物无声的育人目的。为此，我开发了“作息时间控制系统”来管理学校日常作息时间，播放自起床、早操、上下课直到晚熄灯等信号音乐，并且还可以控制电视、路灯、室内照明等电气设备。从此屏弃那传统的铃声，代之以现代化优美、怡人的环境音乐，让学生在一次次的铃声音乐中受到美的熏陶，体验音乐的魅力，形成愉悦的心境。既激活学生的艺术细胞，又达到优化育人环境，陶冶学生情操的效果。无形之中推进了素质教育，营造良好的校园氛围。二、国内外研究现状现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振
5、荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，LED显示器代替指针显示，减小了计时误差。这种电子钟具备显示时、分、秒的功能，还可以对时、分、秒进行校对，片选的灵活性好。随着科学技术的迅速发展，电子时钟正迅速取代纸质日历、年历和一般机械电子时钟，以其走时准确、功能多样、外观时尚、使用方便，深受消费者的青睐。三、方案该设计主要是以单片机和时钟芯片为核心，辅以必要的外围电路，构成一个作息时间控制器，并且以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改
6、，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。四、预期效果所设计出的作息时间系统能很好地满足学校及企事业单位日常工作的需要,可以通过简单的几个按键任意设置时间，还可以控制打铃器以及广播等设备，还能实时显示时间等。力求使该系统体积最小，结构简单，且功能较多，操作简单，造价低，能满足多种场合使用。指导教师签字时 间2008年03月10日摘 要我所设计的作息时间系统除具备基本时钟功能外，还可以实时显示年、月、日信息，并且可以自动识别闰年、闰月及每月的天数。另外还可以根据学校、工厂等单位的作息时间表按时打铃、播放音乐、广播体操和其他节目等。该系统设有3个按钮，可以随时调整当前时间，以保
7、证时间与标准时间相吻合，且采用DS1302高性能时钟芯片，从而保证了时钟显示的精度和可靠性。整个系统采用市电通过电源适配器供电，由于DS1302时钟芯片有备用电池供电功能，所以当市电停电时，不但整个控制系统所有数据不会丢失，而且可以照常运行，这样再次上电后就不用再调整时间了。为了使该系统体积尽量最小，我在设计时采用了AT89C2051单片机，该单片机可直接驱动LED数码显示器。考虑到整个系统显示位数较多(14位)，为了保证显示的亮度，显示部分采用了静态显示。还有，为了便于使用者操作，整个系统采用了一些人性化的设计，比如指示灯的添加等。纵观整个系统，结构简单、体积小、可靠性高、操作简单、扩展性强
8、，而且价格低廉，非常适合学校、工厂和机关等单位使用。关键词：作息时间 单片机 时钟芯片 继电器AbstractThe system of work and rest time what I have designed can display a real-time of year, month and day ,and may automatically identify a leap year,a leap month and the number of the days per month in addition to a basic clock function. This system
9、 may hit the bell on time according to the schools or factories daily schedule, play music and broadcasting gymnastics and other programs and so on.The system has three buttons so that you can adjust the current time at any moment to ensure that the current time coincides with the standard time,in a
10、ddition to using the high-performance clock chip DS1302,which has ensured a clock display of precision and high reliability.The entire system uses the city electricity to supply power through the power source adapter.As the DS1302 clock chip has the power supply function of backup battery,all datas
11、of the entire control system will not be losed and the system run as usual when the city electricity was cut so that the system will not need the adjustment of time when the city electricity comes next time.In order to cause this system volume to be as smallest as possible,AT89C2051 SCM was used in
12、the design which can directly drive the LED digital display.Moreover considering the display digits of the overall system are many (14 digits) and in order to guarantee the brightness of show,I has adopted the static demonstration in the show part. Also,in order to facilitate users,the entire system
13、 has used some user-friendly design,such as the addition of indicating lights etc.The whole system has simple structure,small size,high reliability,simple operation, high expansibility and low prices so that it is ideal for schools,factories and departments.Key words:Work and Rest time SCM Clock chi
14、p Relay目 录第1章 绪论11.1 课题研究的目的及意义11.2 国内外研究现状11.3 论文研究内容及创新点21.3.1 主要内容21.3.2 创新点2第2章 核心芯片简介32.1 AT89C2051简介32.1.1 AT89C2051芯片的引脚及特点32.1.2 AT89C2051的主要性能参数52.2 DS1302简介62.2.1 DS1302引脚功能与内部结构72.2.2 DS1302的控制字82.2.3 DS1302的数据输入输出(I/O)82.2.4 DS1302内部寄存器82.3 DS1302实时显示时间的软硬件112.3.1 DS1302与CPU的连接112.3.2 DS
15、1302与单片机的接口软件设计及功能应用举例12第3章 控制任务与控制原理193.1 控制任务193.2 控制原理概述19第4章 硬件电路设计214.1 硬件组成及操作说明214.1.1 硬件组成框图214.1.2 设计电路原理图214.1.3 操作说明224.2 单片机与继电器的接口及工作原理224.3 单片机与显示器的接口及工作原理234.3.1 LED显示器的基本结构和原理234.3.2 LED的显示244.4 电源电路设计26第5章 软件设计285.1 绘制流程图285.1.1 主程序设计285.1.2 控制子程序设计295.1.3 显示子程序设计305.1.4 键盘扫描子程序设计315.2 作息时间系统的软件设计方法。
