自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、廣東省私立華聯(lián)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系 名機(jī)電系專業(yè)電子信息工程技術(shù)班級(jí)12電子1班姓名梁日成學(xué)號(hào)0301120123指導(dǎo)老師楊英杰系主任朱燊權(quán)年 月 日摘 要自動(dòng)打鈴系統(tǒng)，是以一片8位單片機(jī)為核心的實(shí)時(shí)時(shí)鐘及控制系統(tǒng)。我們知道單片機(jī)的外接石英晶體振蕩器能提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的基準(zhǔn)頻率，并經(jīng)12分頻后向內(nèi)部定時(shí)器提供實(shí)時(shí)基準(zhǔn)頻率信號(hào)，設(shè)定定時(shí)器工作在中斷方式下，連續(xù)對(duì)此頻率信號(hào)進(jìn)行分頻計(jì)數(shù)，便可得秒信號(hào)，再對(duì)秒信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)便可得到分、時(shí)等實(shí)時(shí)時(shí)鐘信息。如果石英晶體振蕩器的頻率信號(hào)為6MHZ，設(shè)定定時(shí)器定時(shí)工作方式1下，定時(shí)器為3CBOH，則定時(shí)器每100ms產(chǎn)生1次中斷，在定時(shí)器

2、的中斷定時(shí)處理程序中，每10次中斷，則向秒計(jì)數(shù)器加1，秒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到60則向分計(jì)數(shù)器進(jìn)位（并建立分進(jìn)位標(biāo)志），分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到60，則向時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)位，如此周而復(fù)始的連續(xù)計(jì)數(shù)，便可獲得時(shí)、分、秒的信號(hào)，建立一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。接下來便可以進(jìn)行定時(shí)處理和打鈴輸出，當(dāng)主程序檢測(cè)到有分進(jìn)位標(biāo)志時(shí)，便開始比較當(dāng)前時(shí)間（小時(shí)與分、存放在RAM中）與信息時(shí)間表上的作息時(shí)間（小時(shí)與分，存放在ROM）是否相同，如有相同者，則進(jìn)行報(bào)時(shí)處理并控制打鈴，如有不相同則返回主程序，如此便實(shí)現(xiàn)了報(bào)時(shí)控制的要求。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；時(shí)間設(shè)置電路；計(jì)時(shí)電路；顯示電路；定時(shí)打鈴控制電路目 錄第一章 設(shè)計(jì)方案- 35 -1.1 研究意義及設(shè)計(jì)

3、要求- 3 -1.2 基本方案- 4 -1.3 總體設(shè)計(jì)框圖- 5 -第二章 電路設(shè)計(jì)- 68 -2.1基本原理概述- 6 -2.2單元電路的設(shè)計(jì)- 78 -2.2.1顯示電路設(shè)計(jì)- 7 -2.2.2 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)- 7 -2.2.3 響鈴電路設(shè)計(jì)- 8 -2.3 總體運(yùn)行進(jìn)程- 8 -第三章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)- 9 -第四章 自動(dòng)打鈴硬件原理圖與實(shí)物圖- 1011 -第五章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)- 12 -致謝- 12 -參考文獻(xiàn)- 13 -第一章 設(shè)計(jì)方案1.1 研究意義及設(shè)計(jì)要求研究意義：在學(xué)校以及一些企事業(yè)單位中，通常使用傳統(tǒng)的人工打鈴作為上下班、上下課等作息時(shí)間信號(hào)，且不說人工打鈴的繁瑣，鈴

4、聲的單調(diào)和乏味，光是那突然驟響的刺耳鈴聲就常常讓人感到不適，成本增加及系統(tǒng)可靠性差的缺點(diǎn)。為此，設(shè)計(jì)了一種時(shí)間顯示與自動(dòng)打鈴系統(tǒng)，將數(shù)字電子鐘與自動(dòng)打鈴系統(tǒng)結(jié)合起來，從而有效地解決了這些問題。該產(chǎn)品以單片機(jī)為核心來控制各個(gè)功能模塊，用戶可以隨時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)間、作息時(shí)間表進(jìn)行修改，可以很方便地任意設(shè)定作息時(shí)間方案。本設(shè)計(jì)還具有普通的數(shù)字時(shí)間設(shè)定、顯示功能，是集時(shí)間設(shè)置、顯示和打鈴一體的多功能打鈴計(jì)時(shí)系統(tǒng)，通過簡(jiǎn)單的設(shè)置，可以適合任何學(xué)校、企事業(yè)單位。設(shè)計(jì)要求：它可以作為時(shí)鐘電路來顯示時(shí)間，進(jìn)行設(shè)置，定時(shí)打鈴。按照自頂向下設(shè)計(jì)方法劃分自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的功能?？煞譃椋簳r(shí)間設(shè)置電路，計(jì)時(shí)電路，顯示電路和定時(shí)打

5、鈴控制電路等。以廣東私立華聯(lián)學(xué)院的打鈴情況設(shè)計(jì)：內(nèi)容時(shí)間早自習(xí)7:30-8:00第一節(jié)課8:10-8:55第二節(jié)課9:00-9:45第三節(jié)課10:05-10:50第四節(jié)課10:55-11:40第五節(jié)課14:30-15:15第六節(jié)課15:20-16:05第七節(jié)課16:15-17:00第八節(jié)課17:05-17:45第九節(jié)課19:30-20:15第十節(jié)課20:20-21:051.2 基本方案基于單片機(jī)的自動(dòng)打鈴系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)打鈴裝置用于工廠、學(xué)校等地的時(shí)間控制，本設(shè)計(jì)是按照學(xué)校作息時(shí)問設(shè)定的，模擬了電子鐘顯示時(shí)、分、秒。還根據(jù)學(xué)校的作息時(shí)間按時(shí)打鈴，本系統(tǒng)有4 個(gè)按鈕，分別用來調(diào)時(shí)、調(diào)分、調(diào)秒和強(qiáng)制打

6、鈴及強(qiáng)制關(guān)鈴，以保證始終與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間相吻合。首先設(shè)計(jì)出本系統(tǒng)的硬件基本框圖，根據(jù)框圖設(shè)計(jì)電氣原理圖，簡(jiǎn)要概述基本原理，按照設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)出各部分程序。由于需要最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，因此，極大地介于系統(tǒng)的硬件成本，所有能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能都用軟件完成，如按鍵的去抖，采用延時(shí)，顯示部分用動(dòng)態(tài)顯示等，這樣硬件部分的設(shè)計(jì)可以采用單片機(jī)最小系統(tǒng)，所謂最小系統(tǒng)時(shí)僅有程序存儲(chǔ)器和時(shí)鐘及復(fù)位電路的單片機(jī)系統(tǒng)。根據(jù)課題的具體內(nèi)容，任務(wù)要求，計(jì)時(shí)、校時(shí)、定時(shí)、鍵盤顯示等功能，經(jīng)多方面考慮，所選系統(tǒng)選項(xiàng)用與MSC-51單片機(jī)完全兼容的AT89C51 低功耗單片機(jī)。單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器設(shè)三個(gè)字節(jié)分別存放時(shí)鐘的時(shí)、分、秒信息。利用定

7、時(shí)器與軟件結(jié)合實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)中斷，每產(chǎn)生一次中斷，存儲(chǔ)器內(nèi)相應(yīng)的秒值加1；若秒值達(dá)到60，則將其清零，并將相應(yīng)的分字節(jié)值加1；若分值達(dá)到60，則清零分字節(jié)，并將時(shí)字節(jié)值加1；若時(shí)值達(dá)到24，則將時(shí)字節(jié)清零。建立完一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘后接下來進(jìn)行定時(shí)處理和打鈴輸出，當(dāng)主程序檢測(cè)到有分進(jìn)位標(biāo)志時(shí)，便開始比較當(dāng)前時(shí)間與信息時(shí)間表上的作息時(shí)間是否相同，相同者，則進(jìn)行報(bào)時(shí)處理并控制打鈴，不相同則返回主程序。1.3 總體設(shè)計(jì)框圖圖一 總體設(shè)計(jì)框圖第二章 電路設(shè)計(jì)2.1 基本原理概述本系統(tǒng)主要由主控模塊，時(shí)鐘模塊，顯示模塊，鍵盤接口模塊等4 部分構(gòu)成。通過內(nèi)部定時(shí)產(chǎn)生中斷，從而使驅(qū)動(dòng)電鈴打鈴。設(shè)定51單片機(jī)工作在定時(shí)

8、器工作方式1 ，每100ms產(chǎn)生一次中斷，利用軟件將基準(zhǔn)100ms 單元進(jìn)行累加，當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生10 次中斷就產(chǎn)生lS 信號(hào)，這是秒單元加1。同理，對(duì)分單元和時(shí)單元計(jì)數(shù)從而產(chǎn)生秒，分，時(shí)的值，通過六位七段顯示器進(jìn)行顯示。由于動(dòng)態(tài)顯示法需要數(shù)據(jù)所存等硬件，接口較復(fù)雜，考慮顯示只有六位，且系統(tǒng)沒有其他浮躁的處理程序，所有采用動(dòng)態(tài)掃描LED 的顯示。本系統(tǒng)采用四個(gè)按鍵，當(dāng)時(shí)鐘時(shí)間和設(shè)置時(shí)間一直時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序動(dòng)作，進(jìn)行打鈴，每次打鈴30S2.2單元電路的設(shè)計(jì)2.2.1顯示電路設(shè)計(jì)顯示部分采用普通的LCD1602顯示圖二 顯示電路2.2.2 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)由于鍵盤只有四個(gè)，采用獨(dú)立式按鈕，用查詢法完成讀健

9、功能。圖三 按鍵電路2.2.3 響鈴電路設(shè)計(jì)響鈴電路用到了蜂鳴器、三極管、1K電阻。蜂鳴器兩端分別接地和三極管。三極管一段電源另一端與電阻相連并接入AT89C51的P3.7接口。圖四 響鈴電路2.3 總體運(yùn)行進(jìn)程首先實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制電子鐘，在8位數(shù)碼管顯示，顯示為時(shí)分秒，實(shí)現(xiàn)的格式為：23-59-59。到達(dá)預(yù)定時(shí)間啟動(dòng)蜂鳴器開始打鈴，打鈴的方式分為起床、熄燈和上下課鈴兩種。系統(tǒng)使用了4個(gè)按鍵，3只按鍵用來調(diào)整時(shí)間，另一只為強(qiáng)制打鈴按鈕。通過選擇鍵選擇調(diào)整位，選中位閃爍，按增加鍵為選中位加1，按減少鍵為選中位減1。按強(qiáng)制打鈴按鈕是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制打鈴或者強(qiáng)制關(guān)閉打鈴。第三章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)程序名稱：自動(dòng)打鈴

10、系統(tǒng)說明：實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)制電子鐘，8 位數(shù)碼管顯示，顯示時(shí)分秒顯示格式：23-59-59（小時(shí)十位如果為0 則不顯示）。到預(yù)定時(shí)問啟動(dòng)蜂鳴器模擬打鈴，蜂鳴器BEEP: P3.7。打鈴方式分起床、熄幻鈴和上、下課鈴兩種。系統(tǒng)使用4 只按鍵，3 只按鍵用來調(diào)整時(shí)間，另一只為鬧鐘按鈕即定時(shí)打鈴。鍵SET_KFY: PI.0；通過選擇鍵選擇調(diào)整位，選中位閃爍。增加鍵ADD_KEY：PI.1；按一次使選中位加1。減少鍵DEC_KEY: PI.2；按一次使選中位減1。如果長(zhǎng)按ADD_KEY 或DEC_KEY，識(shí)別后則進(jìn)行調(diào)時(shí)快進(jìn)，此時(shí)停止閃爍。如果選中位是秒，則按增加鍵或減少鍵都是將秒清零。定時(shí)掃鈴鍵DA

11、LING_KEY: P1.3；用來強(qiáng)制打鈴或強(qiáng)制關(guān)閉鈴聲PO 口輸出數(shù)碼管段選信號(hào)，P2 口輸出數(shù)碼管位選信號(hào)，晶振12M。第四章 自動(dòng)打鈴硬件原理圖與實(shí)物圖圖五 原理圖圖六 實(shí)物圖第五章 畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)完成自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)我能綜合運(yùn)用通信、電子技術(shù)課程中的所學(xué)到的理論知識(shí)來完成自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析電路，學(xué)會(huì)了在虛擬的環(huán)境下創(chuàng)建電路，計(jì)算和調(diào)整參數(shù)，對(duì)protcl99se畫圖軟件的應(yīng)用有了進(jìn)一步的提高，并且掌握了一定的單片片機(jī)知識(shí)，通過這門課的設(shè)計(jì)我還有以下幾點(diǎn)收獲：1、有利于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握通過這次設(shè)計(jì)我親手做，自己思考，將理論知識(shí)上升到實(shí)踐的高度，從而進(jìn)一步打破了單片機(jī)的神秘面紗。2

12、、有利于邏輯思維的鍛煉。在許多常規(guī)可生的日常學(xué)習(xí)中我們不難發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)現(xiàn)象，不少學(xué)生的思維常處于混亂的狀態(tài)，寫作文來前言不搭后語(yǔ)，解起數(shù)學(xué)題來步驟混亂，這些都是缺乏思維訓(xùn)練的結(jié)果，程序設(shè)計(jì)是公認(rèn)的，最能直接有效的訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造思維，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力的方法之一。即使見到陌生的程序，從任務(wù)分析，確定算法界面布局，縮寫代碼到調(diào)試運(yùn)行，都能順利完成。整個(gè)過程需要我們有條理的構(gòu)思，這之間有猜測(cè)設(shè)計(jì)，判斷思維的抽象思維訓(xùn)練，又有分析問題解決問題，預(yù)測(cè)日標(biāo)等能力的培養(yǎng)。致 謝在本次畢業(yè)論文的構(gòu)思過程中，指導(dǎo)老師詹寶容給予了悉心的指導(dǎo)和關(guān)心，使我克服了眾多困難終于完成了畢業(yè)論文的工作。導(dǎo)師淵博的知識(shí)

13、、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度及敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，并將在我今后的人生道路上產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，在此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！再一次感謝所有關(guān)心我、幫助我的人！參考文獻(xiàn)1 張克農(nóng).數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社，2003年第一版2 康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社，2006年1月3 姚曉平.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)M.電子工業(yè)出版社，2012年9月4 廖常初.PLC編程與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社，2007年5 石洪林.基于PLC的一種定時(shí)控制電路M.科技出版社，2007年6 江力.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，2006年5月7 劉海寬.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程M.東南大學(xué)出版社.2009年