基于51单片机按时打铃系统毕业设计论文.doc
《基于51单片机按时打铃系统毕业设计论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于51单片机按时打铃系统毕业设计论文.doc(44页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 200909340945 编号学号: 本科学生毕业设计题 目:_基于单片机的智能定时打铃系统_ Design of Intelligent timing bell system based on MCU 学院名称:_物理与电子信息学院_ _专业名称:_电子信息工程专业_ _年 级:_2009级9班_ _学生:_钟德超_ _学 号:_200909340945_ _指导教师:_ 唐正明_ 职称/学历:_ 讲师/硕士_教务处 制学习文档 仅供参考目录摘要3ABSTRACT4第1章 绪论51.1 选题背景及研究意义51.2 课题设计的主要内容6第2章 系统总体设计72.1 设计要求7功能特点7第3章
2、 方案的论证9主控芯片的选择93.2 显示模块9时钟模块的选择10第4章 系统硬件设计11硬件模介绍11单片机技术简介11系统主要芯片和元器件的介绍及应用114.1.3 DS1302 时钟模块介绍144.1.4 LCD液晶显示模块介绍164.1.5 蜂鸣器模块18单片机最小系统的设计194.2.1 时钟脉冲电路19复位电路20硬件设计总图21第5章 软件程序设计22软件程序整体设计22程序流程图22程序模块设计235.2.1 DS1302时钟显示与调节程序设计235.2.2 LCD1602显示程序设计24蜂鸣器程序设计25第6章 系统测试及分析266.1 系统测试266.2 各模块初始化现象2
3、66.2.1 时钟芯片模块26参考文献28附录A301.系统整体电路图302.系统整体PCB图31附录B 作品实物图32附录C 程序33致 谢42基于单片机的智能定时打铃系统 钟德超物理与电子信息学院电子信息工程专业2009级 指导教师:唐正明摘要 :单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性能价格比,受到人们的重视和关注,应用很广、发展很快。同时,单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。基于上述优点,在我国,单片机已广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等方面,而51单片机是各单片机中最
4、为典型和最有代表性的一种。本设计以AT89S52芯片为核心,利用DS1302作时钟芯片,具有实时显示当前时间,按设定时间报时,能修改当前时钟等功能。关键词: 定时打铃;DS1302时钟; LCD1602液晶显示Design of Intelligent timing bell system based on MCUZhong DechaoPhysics and Electronic Information Institute of Electronics and Information Engineering Professional 2009 Instructor: Tang Zhengmi
5、ngABSTRACT: Monolithic integrated circuit , since its advent in the 1970 of the 20th century, with its extremely high performance price ratio, embraced the attention and concern, develops very broad and rapidly. At the same time, it have many advantages, such as single chip small size, light weight,
6、 strong anti-interference ability, low environmental requirements , low price, reliability, flexibility, and easily develop . Based on the above advantages, in our country, the microcontroller has been widely used in industrial automation and control, automatic detection, intelligent instruments, ho
7、usehold electrical appliances, electric and electronic, electromechanical equipment.51 monolithic integrated circuit is a single-chip in one of the most typical and representative. AT89S52 chip at the core of the design, used for clock chip DS1302, with real time display of the current time, press t
8、he time setting the time, modify the current clock and other functions.Keyword: Timing bell; DS1302 clock; LCD1602 LCD第1章 绪论1.1 选题背景及研究意义随着现代科技的发展,管理水平的完善,具有自动提示功能的打铃器能够为企业节省人力资源,减少开支,这对做到一体化管理具有很大的帮助。而且自动打铃系统不断影响着我们的学习和生活,它已被广泛应用于各个学校中,既能实现学校的办公自动化,又便于学校的管理。用单片机控制的自动打铃器,充分发挥了体积小,价格廉价,功耗低,可靠性好等特点,而且
9、具有可改性,将之用于学校作息,方便了广阔师生。目前自动打铃系统的研究和使用已经非常普及,之所以选这个课题就是看在它的成熟性和普遍性上。在学校生活中,每天上下课都离不开打铃器的使用,打铃器可以为上下课的学生和老师们提供时间提醒。同时,也可作为一个提醒学生们作息时间的时间表,让大家有一个时间意识,形成规律的生物钟,对自身的健康也有很大的好处的。对于那些上课精力过于集中、知识面拓展比较广的老师的拖堂现象也给了一个下课时间提醒,以免耽误学生们下一节课的上课时间。打铃器作为一个提醒人们时间的设备,自然离不开提供时间的系统,最原始的打铃器是人工根据时间通过敲钟来提醒。随着技术的发展,开始有了机械时打铃器。
10、随着二十世纪电子技术的发展和二十一世纪半导体技术和集成电路的发展,电子技术开始渗入到各行各业,以电子表为主要基础提供时间基准的打铃器自然也是更新换代较快的,现在各种功能更多、使用更先进的打铃器层出不穷,有的还可以以音乐响铃代替传统的“呤呤”声,打铃器更多的向着智能型转变。设备的智能化离不开单片机的使用,单片机简单的说就是一款微型的电脑,包含中央处理器CUP、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O口、串行口等部分,可以作为一个系统的主控制器,将其他部分电路整合到一起组成一个系统,为控制提供智能化。基于以上原因,本课题设计了一款基于单片机的自动打铃系统,使用简单方便、功能齐全。本次的设计重
11、点在于实现自动打铃系统的基本功能之外,争取设计出亮点,设计出新意,这对我本身是个不小的挑战,因此对这个课题的研究不管是对于我本身还是对此项目在科技方面的发展都具有很重要的意义。随着电子行业技术的发展和电子元器件工艺的精进,电子技术开始应用于各行各业,应用电子元器件设计的智能电子时钟也开始流行起来。人们利用电子元器件和微控制器,根据使用要求可以设计出各种功能齐全、使用方便的多功能时钟,使其应用范围更广,实用价值更高。例如AT89C51,从开始的无人问津到现在的随处可见。红绿灯,记分牌,电子秒表,遥控器,电饭煲,电视等只要是电子产品,都会和芯片有关,其实芯片并不是什么神秘的高科技,它只是里面装了一
12、些编好的程序而己。而自动打铃系统是用汇编语言来编程的一个系统,它能够让一个学校或企业集团实现打铃自动化。 当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前,一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。对于本课题的研究与发展来说,不管是国内或者国外都已经发展的很成熟了,毕竟相对于单片机的飞速发展来说,自动打铃系统的设计并不算什么太难,而且可以算是很基本的东西,目前市
13、场上各种类型的自动打铃系统层出不穷,大部分的打铃系统都是基于单片机开发的,而且是结合各种设备的综合应用系统,能实现的功能更强大也更便捷,例如基于校园网的自动打铃系统,自动广播打铃系统,音乐打铃系统等等,但是基本功能都相差不大,区别在于表现的形式有所不同。不过就目前而言打铃系统的功能由单一型发展成多功能多把戏的通用型,而且核心技术不再局限于单片机,这更好的刺激了单片机行业的进步和革新,要想不被时代的脚步所抛弃就必须不断研究出新的东西,保持自身的优势。1.2 课题设计的主要内容本设计就是利用Atmel 公司生产的单片机AT89S52,芯片DS1302用作时钟芯片具有实时显示当前时间,按设定时间用蜂
14、鸣器报时,能修改当前时钟闹钟等功能。在以单片机为核心的基础上加上其外围设备实现的小的系统自动打铃系统。所谓的单片机小系统从系统的角度来定义就是完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的电脑系统。硬件设计部分分别从各个功能电路进行阐述,包括电源电路、复位电路、时钟电路及显示电路。软件部分分成了四个模块:初始化模块、时间显示模块、蜂鸣器模块、以及定时打铃模块。初始化模块主要是p对定时计数器的方式及初值的设定,时间显示模块负责正确的显示当前时间,按键设定模块主要是对时间的校准及设定,定时打铃模块负责到时响铃功能。也就是说系统的功能是由硬件和软件两大部分共同合作完成。第2章 系统总体设计2.1
15、设计要求系统设计主要包括硬件和软件两大部分,根据控制系统的工作原理和技术性能,将硬件和软件分开设计。硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图,然后对硬件进行调试、测试,到达设计要求。硬件电路采用结构化系统设计方法,该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机,并确定与之配套的外围芯片,使设计的系统既经济又高性能。硬件电路设计包括输入射出接口设计,画出详细电路图,标出芯片的信号、器件参数值,根据电路图在仿真机上进行调试、修改,最终到达设计要求。软件设计部分,首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计,拟定详细的工作计划;然后进行具体设计,包括
16、各模块的流程图,选择C语言,进行代码设计等;最后对软件进行调试、测试,到达所需的功能要求。功能特点a、时钟功能:能显示年、月、日、时、分、秒。b、键盘功能:能校正年份、日期、时间。c、打铃功能:按指定时间打铃即播放音乐。多功能校园打铃控制系统是由微处理器单片机、键盘模块、时钟模块、复位电路、打铃电路和时间显示模块组成。本系统采用AT89S52作为中央处理单元来自动控制蜂鸣器自动响铃,控制时间显示。采用DS1302时钟芯片来为系统提供可靠的时间,尽量减少时间积累误差。时间显示模块采用LCD1602来实时显示当前的年、月、日、时、分、秒时间,系统还设有输入键盘,可以校正实时时钟。复位电路使CPU及
17、系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作。系统总体设计图如图2.1所示。图 2.1 系统总体设计图第3章 方案的论证方案一:采用AT89C2051芯片,它具有体积小、功耗小。含有中断、定时/计数器。本次设计需要非常大的编程量,虽然其价钱相对廉价,但IO口数和存储空间相对较少,所以此芯片不利于系统的工作和系统功能的扩展。方案二:采用AT89C51芯片,它具有AT89C2051芯片的所有功能,且IO口数相对较多,价钱相对也比较廉价,但存储空间不是非常大,而本次的设计需要大量的存储空间。方案三:采用AT89S52芯片,它具有AT89C2051和AT89C51芯片的所有功能,且IO口数非常多,比
18、AT89C2051和AT89C51多。价钱虽然比AT89C2051和AT89C51昂贵,但存储空间非常大,可以到达8K。而本次的设计正需要此容量的空间。综上所述,我选择AT89S52芯片作为本次设计的主控芯片。3.2 显示模块方案一:采用LCD1602液晶模块,1602 液晶模块内部的字符发生存储器CGROM已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号等,每一个字符都有一个固定的代码,比方大写的英文字母“A”的代码是01000001B41H,显示时模块把地址41H 中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。方案二:采用LCD2402液晶模块
19、,用LCD 显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由68 或88 点阵组成,既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM 区的8 字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD 上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM 对应的地址,设立光标,在此送上该字符对应的代码即可。由于LCD1602液晶显示模块只能显示16*2个字符,而LCD2402液晶显示模块能够显示24*2个字符,在本设计中要显示的字符比较多,综上所述,我选择LCD2402
20、作为本设计的显示模块。在通过各种的考虑后,时钟芯片我选用的是DS1302, DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时 时钟芯片,附加31字节静态RAM,采用SPI 三线接口与CPU进行 同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号和RAM 数据。实时时钟可提供秒、分、时、日、星期、月和年,一个月小与 31天时可以自动调整,且具有闰年补偿功能。工作电压宽达2.5 5.5V 。采用双电源供电主电源和备用电源,可设置备用电源充电 方式,提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。DS1302用于数据记录, 特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录上,能实现数据与出现该数据的
21、时间同时记录,因此广泛应用于测量系统中。第4章 系统硬件设计单片机技术简介单片机又称为单片微型电脑single chip microcomputer,也称为微控制处理器或嵌入式微控制处理器。它是将电脑的部分基本组成部件做到微型化,使之集成在一块芯片上的微型电脑。其上集成了包括中央处理器CPU、片内含有随机存储器RAM、程序存储器ROM或者EOROM、并行的8位I/0口,定时器与计数器,中断控制处理器及支持总线模式等。它是工业设备控制、工业流程检测控制和智能化电器设备控制系统中应用程度最广泛的一种处理器。这种处理器的最大特点是设计开发人员可以根据自己的想法和实际需要进行开发研究,设计一个基于单片
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 51 单片机 按时 打铃 系统 毕业设计 论文
限制150内