基于單片機控制的電鈴控制器的設(shè)計

1、單片機原理與應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計報告（論文）基于單片機控制的電鈴控制器的設(shè)計專業(yè)班級： 電 子132 姓名： 方 勛 時 間： 11.30 - 12.20 指導(dǎo)教師： 蘇 珂 珂 2015年12月20日基于單片機控制的電鈴控制器課程設(shè)計任務(wù)書1.設(shè)計目的與要求設(shè)計出一個電鈴控制器，準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，要求所設(shè)計的電路具有以下功能：（1）可以顯示 星期、時、分和秒。（2）每天可設(shè)置20次，打鈴持續(xù)時間每次1-90秒可調(diào)，每次打鈴的間隔時間1-99分鐘可調(diào)。 （3）內(nèi)置蜂鳴器可以發(fā)出監(jiān)控聲音。2設(shè)計內(nèi)容 （1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）進行電

2、路模擬仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出； 3編寫設(shè)計報告 寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會。4答辯 在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。論文結(jié)構(gòu)清晰，層次分明，理論嚴謹?；趩纹瑱C控制的電鈴控制器的設(shè)計電子132 方勛摘要：系統(tǒng)采用單片機STC89C52作為本設(shè)計的核心元件，在其基礎(chǔ)上外圍擴展芯片和外圍電路，附加時鐘電路，復(fù)位電路，鍵盤接口及LED顯示器。鍵盤采用獨立連接式。還有定時報警系統(tǒng)，即定時時間到，通過揚聲器發(fā)出報警聲，提示預(yù)先設(shè)定時間時間到，從而起到定時作用。外圍器件有LED顯示驅(qū)動器及相應(yīng)的顯示數(shù)字電子鐘設(shè)計與制作可采用單片機來完成。由于其功能的實現(xiàn)主要通過軟件編

3、程來完成,那么就降低了硬件電路的復(fù)雜性,而且其成本也有所降低,所以在該設(shè)計與制作中采用單片機STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機。片內(nèi)帶有8KB的Flash存儲器,且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編程。另外, STC89C52的指令系統(tǒng)和引腳與8051完全兼容,片內(nèi)有512B的RAM、32條I/O口線、3個16位定時計數(shù)器、4個外部中斷、一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)）等。在LED顯示器中，分成靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩類，在這個設(shè)計的最小系統(tǒng)中主要用了它的動態(tài)顯示功能，動態(tài)顯示器利用了人視覺的短暫停留，在數(shù)據(jù)的傳輸中是一個一個傳輸?shù)?，且先傳輸?shù)臀?。關(guān)鍵詞

4、：單片機 存儲器 數(shù)碼管1 引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動控制在人們的生活中可以說是“無孔不入”小到遙控兒童玩具，大到冰箱空調(diào)的智能化，這都歸結(jié)于科學(xué)技術(shù)的進步。特別是單片機（SingleChipMicrocomputerSCM）技術(shù)的應(yīng)用，不但降低了生產(chǎn)成本，而且更為重要的是方便了消費者，使操作簡潔、安全。單片機的應(yīng)用讓許多很復(fù)雜的事情，都輕而易舉的實現(xiàn)了。用單片機控制的自動打鈴器，充分發(fā)揮單片機體積小，價格便宜，功耗低，可靠性好等特點。可用于學(xué)校作息，方便了廣大師生。2 總體設(shè)計方案2.1 設(shè)計思路單片機作為核心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，功能也比較強大， 而且可以隨時的更新系統(tǒng)，進

5、行不同狀態(tài)的組合。本系統(tǒng)采用單片機STC89C52作為本設(shè)計的核心元件，利用兩個4位7段共陰LED作為顯示器件。接入共陰LED顯示器，可顯示時，分鐘，秒，單片機外圍接有定時報警系統(tǒng)，定時時間到，蜂鳴器發(fā)出報警聲，提示預(yù)先設(shè)定時間到。電路由下列部分組成：時鐘電路、復(fù)位電路、控制電路、LED顯示、報警電路，芯片選用STC89C52單片機。 2.2 設(shè)計方案此設(shè)計主要是通過單片機系統(tǒng)，綜合運用定時器、中斷、數(shù)碼顯示等知識設(shè)計一個可定時的電子鐘。它包括系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計，軟件設(shè)計，Proteus軟件仿真等部分。 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計是本設(shè)計的重要組成部分，在這部分詳細介紹了時鐘原理，硬件設(shè)計，數(shù)

6、碼管LED，以及在設(shè)計過程中考慮到技術(shù)指標(biāo)，機型的選擇，器件的選擇等一系列問題。 硬件設(shè)計的主要任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計要求，以及在所選機型的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)擴展所要用的存儲器，I/O電路及有關(guān)外圍電路等然后設(shè)計出系統(tǒng)的電路原理圖。合理的軟件結(jié)構(gòu)是設(shè)計出一個性能優(yōu)良的單片機應(yīng)用性系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)，因此必須充分重視。在本設(shè)計中采用應(yīng)用廣泛的C語言。用Proteus軟件仿真檢查設(shè)計是否合理。 2.3 總體設(shè)計方框圖 數(shù)碼顯示電路信號輸入電路AT89C52單 片 機數(shù)碼 打鈴電路復(fù)位電路 圖1設(shè)計方框圖 3設(shè)計原理分析利用AT89C52單片機作為主體控制單元，按鈕輸入電路可以輸入控制指令，復(fù)位電路，打鈴電路

7、實現(xiàn)對指令的執(zhí)行，掉電保護電路完成掉電時數(shù)據(jù)的保護，組合起來完成對電鈴的控制 。3.1 單片機單片機AT89C52具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計需要，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用系統(tǒng)可用二節(jié)電池供電。3.2 打鈴電路打鈴電路由三極管組成的放大電路和蜂鳴器組成，如圖2所示。三極管選用8550PNP型，當(dāng)單片機輸出低電平時三極管導(dǎo)通，采用蜂鳴器代替電鈴，從而驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，可以通過編程實現(xiàn)使蜂鳴器發(fā)出有節(jié)奏的聲音。當(dāng)接通電源時P3.3口為高電平，三極管截止，打鈴電路不能工作當(dāng)按下復(fù)位開關(guān)時，輸出為高電平，三極管截止，打鈴電路不能工作。當(dāng)時間走到打鈴時

8、間點時，單片機輸出低電平，則打鈴電路開始工作。而且響鈴時間的長短可通過編程實現(xiàn)，在響鈴的時候可以采用按鈕實現(xiàn)暫停。圖2 打鈴電路3.3 數(shù)碼管顯示電路單片機中通常使用7段LED，LED是發(fā)光二極管顯示器的縮寫。LED顯示器由于結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，體積小，亮度高，電壓低，可靠性高，壽命長，響應(yīng)速度快，顏色鮮艷，配置靈活，與單片機接口方便而得到廣泛應(yīng)用。LED顯示器是由若干個發(fā)光二極管組成顯示字段的顯示部件，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆劃發(fā)光，控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。LED顯示器有多種形式，如：“米”字型顯示器，點陣顯示器和七段數(shù)碼顯示器等，在單片機系統(tǒng)中使用最多

9、的是七段數(shù)碼顯示器。LED七段數(shù)碼顯示器由8個發(fā)光二極管組成顯示字符，根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的連接形式不同，LED有共陰極和共陽極兩種，如圖3所示為7段共陰數(shù)碼管的引腳圖。圖3 7段共陰數(shù)碼管引腳圖采用高亮共陰型s位數(shù)碼管，為示區(qū)別，顯示秒的兩個數(shù)碼管個頭較小，另外4個較大。共陰數(shù)碼管連接線路如下：一般用7個發(fā)光二極管構(gòu)成顯示數(shù)字和符號，另外還用一段發(fā)光二極管顯示小數(shù)點。這種顯示器一般分為兩種，共陽極顯示器和共陰極顯示器，共陽極顯示器是把每個二極管的正端連在一起，共陰極顯示器是把每個二極管的陰極連在一起。一只顯示器是有8個發(fā)光二極管構(gòu)成，當(dāng)把某段加正向電壓時，則該段所對應(yīng)的筆劃亮，不加正向電壓則暗

10、，為了保護各段不受損壞需要加限流電阻，無論是共陽極顯示器還是共陰極顯示器，它的8段排列順序都是一樣的：A段、B段、C段、D段、E段、F段、G段和DP段。在單片機中通常使用7段LED。數(shù)碼管的顯示電路如下圖4所示：圖4 數(shù)碼管的顯示電路3.4 按鍵電路設(shè)計方案中使用的是3個開關(guān)鍵組成的按鍵電路，設(shè)幾個按鍵從左往右為K1,K2,K3。K1與P1.0相連，K2與P1.1相連,K3與P1.2相連。按一下啟動開關(guān)，顯示為時間顯示。按一下K1，進入時間顯示的小時設(shè)定狀態(tài)；按兩下K1，進入時間顯示的分鐘設(shè)定狀態(tài)；按三下K1，進入定時的小時設(shè)定狀態(tài)；按四下K1，進入定時的分鐘設(shè)定狀態(tài)；按五下K1，退出設(shè)定，進

11、入當(dāng)前時間顯示狀態(tài)；K2和K3分別是對當(dāng)前設(shè)定值的加和減。如下圖5所示：圖5 按鍵電路圖其中，調(diào)試仿真效果圖（圖6）如下：圖6調(diào)時仿真效果圖開始3.5 主程序與子程序流程圖 初始化數(shù)碼管顯示按鍵程序時間設(shè)定與定時設(shè)定程序設(shè)定時間比較程序N相等？Y打鈴圖7程序流程圖圖8 子程序流程圖5 結(jié)束語在做課程設(shè)計的過程中，我進一步認識到全面專業(yè)知識以及邏輯思考方式對研究問題的重要性，同時我也更加具體的掌握了課程設(shè)計的基本方法。經(jīng)過不斷的努力，我終于完成了這次課程設(shè)計，總的來說，我學(xué)到了不少的東西，知道了理論聯(lián)系實際的重要性。在設(shè)計過程中我遇到了很多的困難，但沒放棄，查閱了許多相關(guān)的書籍，自己獨立思考和借

12、鑒了前人的許多優(yōu)秀成果，并與所學(xué)的知識緊密的結(jié)合了起來。我相信這過程對我今后的學(xué)習(xí)和工作有著積極的影響，并搭好了平臺。通過這次設(shè)計，我對這門課有了更好的理解，尤其結(jié)合了這幾年學(xué)的相關(guān)的專業(yè)知識，對各門課都有了一個較全面的理解。這必將對我以后的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。參考文獻1 鄒應(yīng)全.51系列單片機原理與實驗教程M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2007.2 譚浩強.C語言程序設(shè)計M.北京：清華大學(xué)出版社，2007.3 蔡振江.單片機原理及應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2007.4 周航慈.單片機應(yīng)用程序設(shè)計基礎(chǔ)M.北京：電子工業(yè)出版社,1997.5 朱承高.電工及電子技術(shù)手冊M.北京：高等教

13、育出版社,1990.6 李朝青.單片機原理及接口技術(shù)（第三版）M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2005.附錄一 圖9原理圖附錄二#include unsigned char led12=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40,0x00; /用一維數(shù)組定義0-9、橫杠、全滅unsigned char a8; unsigned char second=0,minute=0,hour=1;unsigned char minute1=0,hour1=0;unsigned char b8=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0x

14、ef,0xdf,0xbf,0x7f;/掃描unsigned char k=0;unsigned int temp; / 記錄毫秒為秒的變量unsigned char M,S_flag;/M是模式，更新時間的4種模式加上正常模式S_flag閃爍標(biāo)志sbit K1=P10;sbit K2=P11;sbit K3=P12;sbit BEEP=P33;void delay(unsigned n) /0.2毫秒 int x,y; for(x=0;xn;x+) for(y=0;y24;y+);void time1() interrupt 3 /定時器中斷函數(shù) TH1=0xfc; /定時ms TL1=0x1

15、8; temp+; if(temp=1000) /配合定時器定時s temp=0;second+; if(second=60)second=0; if(minute59)minute+;else minute=0;hour+;hour=24; if(hour1=hour&minute1=minute&second10) /鬧鐘時間到 if(M=0) BEEP=!BEEP; if(temp%250=0) /每ms S_flag=!S_flag; /閃爍標(biāo)志位取反 if(k=8) k=0; P0=ak; P2=bk+; delay(1); P2=0xff; void display()switch

16、(M)case 0:a0=ledhour/10;a1=ledhour%10;a2=led10;a3=ledminute/10;a4=ledminute%10;a5=led10;a6=ledsecond/10;a7=ledsecond%10;break;case 1:if(S_flag=1)a0=ledhour/10;a1=ledhour%10;elsea0=led11;a1=led11;a2=led10;a3=ledminute/10;a4=ledminute%10;a5=led10;a6=ledsecond/10;a7=ledsecond%10;break;case 2:a0=ledhour

17、/10;a1=ledhour%10;a2=led10;if(S_flag=1)a3=ledminute/10;a4=ledminute%10;elsea3=led11;a4=led11;a5=led10;a6=ledsecond/10;a7=ledsecond%10;break;case 3:if(S_flag=1)a0=ledhour1/10;a1=ledhour1%10;elsea0=led11;a1=led11;a2=led10;a3=ledminute1/10;a4=ledminute1%10;a5=led11;a6=led11;a7=led11;break;case 4:a0=led

18、hour1/10;a1=ledhour1%10;a2=led10;if(S_flag=1)a3=ledminute1/10;a4=ledminute1%10;elsea3=led11;a4=led11;a5=led11;a6=led11;a7=led11; void key_prc() if(K1=0) delay(10);/延時去抖 if(K1=0) /按K1進行模式切換 M+;if(M=5) M=0;while(!K1);/等待按鍵釋放 if(M!=0) switch(M) case 1: /模式-調(diào)時 if(K2=0)delay(10);/延時去抖 if(K2=0) /加鍵按下 if(hour 0) hour-;else hour=23; while(!K3); break; case 2: /模式-調(diào)分 if(K2=0)delay(10);if(K2=0) if(minute0) minute-;else minute=59; while(!K3); break; case 3: /模式-鬧鐘調(diào)時 if(K2=0)delay(10); if(K2=0) if(