1、广东省私立华联学院毕业设计（论文）题目 自动打铃系统的设计系 名 机电系专业 电子信息工程技术班级 12 电子 1 班姓名 梁日成学号 0301120123指导老师 杨英杰系主任 朱燊权年 月 日广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- 1 -摘 要自动打铃系统，是以一片 8 位单片机为核心的实时时钟及控制系统。我们知道单片机的外接石英晶体振荡器能提供稳定、准确的基准频率，并经 12 分频后向内部定时器提供实时基准频率信号，设定定时器工作在中断方式下，连续对此频率信号进行分频计数，便可得秒信号，再对秒信号进行计数便可得到分、时等实时时钟信息。如果石英晶体振荡器的频率信号为 6MHZ，设
2、定定时器定时工作方式 1 下，定时器为 3CBOH，则定时器每 100ms 产生 1 次中断，在定时器的中断定时处理程序中，每 10 次中断，则向秒计数器加 1，秒计数器计数到 60则向分计数器进位（并建立分进位标志） ，分计数器计数到 60，则向时计数器进位，如此周而复始的连续计数，便可获得时、分、秒的信号，建立一个实时时钟。接下来便可以进行定时处理和打铃输出，当主程序检测到有分进位标志时，便开始比较当前时间（小时与分、存放在 RAM 中）与信息时间表上的作息时间（小时与分，存放在 ROM）是否相同，如有相同者，则进行报时处理并控制打铃，如有不相同则返回主程序，如此便实现了报时控制的要求。关
3、键词：单片机；时间设置电路；计时电路；显示电路；定时打铃控制电路广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- - 2 -目 录第一章 设 计方 案 .- 35 -1.1 研究意义及设计要求 .- 3 -1.2 基本方案 .- 4 -1.3 总 体设计框图 .- 5 -第二章 电路 设计 .- 68 -2.1 基本 原理概 述 .- 6 -2.2 单元电路的设计 .- 78 -2.2.1 显示电 路设计 .- 7 -2.2.2 键盘接口电路设计 .- 7 -2.2.3 响铃电路设计 .- 8 -2.3 总体运行进 程 .- 8 -第三章 系统程 序设计 .- 9 -第四章 自动打铃硬件原理图
4、与实物图 .- 1011 -第五章 毕业设计 总结 .- 12 -致谢 .- 12 -参考文献 .- 13 -广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- 3 -第一章 设计方案1.1 研究意义及设计要求研究意义：在学校以及一些企事业单位中，通常使用传统的人工打铃作为上下班、上下课等作息时间信号，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让人感到不适，成本增加及系统可靠性差的缺点。为此，设计了一种时间显示与自动打铃系统，将数字电子钟与自动打铃系统结合起来，从而有效地解决了这些问题。该产品以单片机为核心来控制各个功能模块，用户可以随时对实时时间、作息时间表进行修改
5、，可以很方便地任意设定作息时间方案。本设计还具有普通的数字时间设定、显示功能，是集时间设置、显示和打铃一体的多功能打铃计时系统，通过简单的设置，可以适合任何学校、企事业单位。设计要求：它可以作为时钟电路来显示时间，进行设置，定时打铃。按照自顶向下设计方法划分自动打铃系统的功能。可分为：时间设置电路，计时电路，显示电路和定时打铃控制电路等。以广东私立华联学院的打铃情况设计：内容 时间早自习 7:30-8:00第一节课 8:10-8:55第二节课 9:00-9:45第三节课 10:05-10:50第四节课 10:55-11:40第五节课 14:30-15:15第六节课 15:20-16:05第七节
6、课 16:15-17:00第八节课 17:05-17:45第九节课 19:30-20:15第十节课 20:20-21:05广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- - 4 -1.2 基本方案基于单片机的自动打铃系统设计自动打铃装置用于工厂、学校等地的时间控制，本设计是按照学校作息时问设定的，模拟了电子钟显示时、分、秒。还根据学校的作息时间按时打铃，本系统有 4 个按钮，分别用来调时、调分、调秒和强制打铃及强制关铃，以保证始终与标准时间相吻合。首先设计出本系统的硬件基本框图，根据框图设计电气原理图，简要概述基本原理，按照设计技术参数设计出各部分程序。由于需要最小系统设计，因此，极大地介于
7、系统的硬件成本，所有能用软件实现的功能都用软件完成，如按键的去抖，采用延时，显示部分用动态显示等，这样硬件部分的设计可以采用单片机最小系统，所谓最小系统时仅有程序存储器和时钟及复位电路的单片机系统。根据课题的具体内容，任务要求，计时、校时、定时、键盘显示等功能，经多方面考虑，所选系统选项用与 MSC-51 单片机完全兼容的 AT89C51 低功耗单片机。单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现 1 秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到 60，则将其清零，并将相应的分字节值加 1；若分值达到 60，则清零分字节，并将时字节值加 1
8、；若时值达到 24，则将时字节清零。建立完一个实时时钟后接下来进行定时处理和打铃输出，当主程序检测到有分进位标志时，便开始比较当前时间与信息时间表上的作息时间是否相同，相同者，则进行报时处理并控制打铃，不相同则返回主程序。广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- 5 -1.3 总体设计框图图一 总体设计框图广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- - 6 -第二章 电路设计2.1 基本原理概述本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等 4 部分构成。通过内部定时产生中断，从而使驱动电铃打铃。设定 51 单片机工作在定时器工作方式 1 ，每 100ms 产生一次中断
9、，利用软件将基准 100ms 单元进行累加，当定时器产生 10 次中断就产生 lS 信号，这是秒单元加 1。同理，对分单元和时单元计数从而产生秒，分，时的值，通过六位七段显示器进行显示。由于动态显示法需要数据所存等硬件，接口较复杂，考虑显示只有六位，且系统没有其他浮躁的处理程序，所有采用动态扫描 LED 的显示。本系统采用四个按键，当时钟时间和设置时间一直时，驱动程序动作，进行打铃，每次打铃 30S2.2单元电路的设计2.2.1显示电路设计显示部分采用普通的 LCD1602 显示图二 显示电路广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- 7 -2.2.2 键盘接口电路设计由于键盘只有四个，
10、采用独立式按钮，用查询法完成读健功能。图三 按键电路2.2.3 响铃电路设计响铃电路用到了蜂鸣器、三极管、1K 电阻。蜂鸣器两端分别接地和三极管。三极管一段电源另一端与电阻相连并接入 AT89C51 的 P3.7 接口。广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- - 8 -图四 响铃电路2.3 总体运行进程首先实现 24 小时制电子钟，在 8 位数码管显示，显示为时分秒，实现的格式为：23-59-59 。到达预定时间启动蜂鸣器开始打铃，打铃的方式分为起床、熄灯和上下课铃两种。系统使用了 4 个按键，3 只按键用来调整时间，另一只为强制打铃按钮。通过选择键选择调整位，选中位闪烁，按增加键为
11、选中位加1，按减少键为选中位减 1。按强制打铃按钮是实现强制打铃或者强制关闭打铃。广东私立华联学院 2012 届毕业设计（论文）- 9 -第三章 系统程序设计程序名称：自动打铃系统说明：实现 24 小时制电子钟，8 位数码管显示，显示时分秒显示格式：23-59-59（小时十位如果为 0 则不显示）。到预定时问启动蜂鸣器模拟打铃，蜂鸣器 BEEP: P3.7。打铃方式分起床、熄幻铃和上、下课铃两种。系统使用 4 只按键，3 只按键用来调整时间，另一只为闹钟按钮即定时打铃。键 SET_KFY: PI.0；通过选择键选择调整位，选中位闪烁。增加键 ADD_KEY：PI.1；按一次使选中位加 1。减少键 DEC_KEY: PI.2；按一次使选中位减 1。如果长按 ADD_KEY 或 DEC_KEY，识别后则进行调时快进，此时停止闪烁。如果选中位是秒，则按增加键或减少键都是将秒清零。定时扫铃键 DALING_KEY: P1.3；用来强制打铃或强制关闭铃声 PO 口输出数码管段选信号，P2 口输出数码管位选信号，晶振 12M。
