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1、目录第一部分 设计任务及方案2第二部分 设计说明3第三部分 设计成果11第四部分 结束语26第五部分 致谢27第六部分 参考文献28第一部分 设计任务及方案1.1设计任务 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:显示电路设计,按键电路，时钟电路等。以某高校的打铃情况设计：表1-1 打铃情况设计图表内容时间起床6:30早自习7:30-8:10第一节课8:20-9:00第二节课9:10-9:50第三节课10:00-10:40第四节课10:50-11:30第五节课13:30-14:10第六节课14:20-15:00第七节课15:20-16
2、:00第八节课16:10-16-50晚自习19:00-20:30熄灯22:301.2设计说明 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，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1S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
3、时间一直时，驱动程序动作，进行打铃，每次打铃30S。1.3设计方案基于单片机的自动打铃系统设计 系统以AT89C51单片机为控制器，通过DS1307来为系统提供标准时间，单片机读取DS1307时间后送显示器显示，通过按键来设置打铃时间。当打铃时间到时，系统实现电铃提示。图1-1 整体框图第二部分 设计说明2.1主要原件参数及功能简介 1.主控器AT89C51 AT89C51 公司生产的AT89C51 单片机用高性能的静态89C51 设计，由先进工艺制造，并带有非易失性FLASH 程序存储器，它是 种高性能、低功耗的8 位CMOS 微处理芯片，市场应用最多，主要特点有：有4K 的FLASH 程序
4、存储器、 256字节内部RAM 、电源控制模式：时钟可停止和恢复，空闲模式，掉电模式、6个中断源、4个中断优先级、4个8位I/O口、全双工增强型UART、2个16位定时、计数器。图2-1 AT89C51 2.时钟电路 1.DS1307简介: DS1307是I2C总线接口的日历时钟芯片，片内有8个特殊寄存器和56字节的非易失性RAM，是一种低功耗、BCD码的8引脚实时时钟芯片。它的主要特点：可对秒、时、分、每月的天数、月份、每周的天数进行计数，并具有闰年补偿功能，记年上线为2100年;56字节非易失性RAM；两线串行接口；可编程方波输出；自动掉电检测和切换电路；在电池备份模式下，功耗小于50nA
5、；工业级工作温度：-40-80；8引脚DIP和SOIC封装。DS1307的引脚排列如图2-2所示。图2-2 DS1307引脚图引脚说明如下： X1、X2：接入32.768kHz的石英晶振； VBAT：+3V电源输入；GND：地； SDA：数据线，输入输出数据，需要外接上拉电阻； SCL：时钟线，用来同步数据； SQW/OUT：方波信号输出端，可输出供选择的频率方波，1Hz、4KHz、8KHz、32KHz，需外接上拉电阻。 VCC：+5V电源; 2. 时钟电路如图2-3所示。时钟芯片的SCL引脚和SDA引脚分别由单片机的P3.1和P3.2引脚控制，单片机只需按照DS1307的工作时序来控制DS1
6、307即可实现时间的写入和读取，其中DS1307的时钟端与数据端需外接上拉电阻，本设计选用5针排阻来充当上拉电阻。图2-3 时钟电路 3.按键电路 本设计中按键电路如图2-4所示，由单片机的P1口控制按键电路。本设计中按键用于设定定时时间、打铃时间间隔，所以只需4路按键即可实现所需功能，采用独立式按键即可。由于按键是机械式触点，所以在断开或闭合时，一般都有抖动产生，虽然这个抖动时间在我们看来非常短，但是单片机执行指令的速度为微秒级别，很容易会读取这个时间而将其判断为真正的工作状态，从而引起误判。因此，在设计中必须考虑到按键抖动的影响。常用的去抖动的方法有两种：硬件方法和软件方法。硬件方法一般是
7、加电容或者RS触发器；软件方法是在单片机在检测引脚所连接的按键的工作状态时加一个延时程序再次确认，通过2次的确认就可以确保按键的工作状态不受机械抖动的影响了。图2-4 按键电路图 4.显示电路设计 显示部分采用普通的共阳数码管显示，采用动态扫描，以减少硬件电路，数码管分别为十时，时，十分，分，十秒，秒显示，显示时采用串行口输出段码，用74LS164来驱动数码管扫描只需7ms。4LS164内部位8个D触发器，用以实现数据的串行移位，74LS164位TTL单向8位移位寄存器，可实现串行输入并行输出，CPU位时钟输入端，可接到串行口TXD端。每个时钟信号的上升沿加到CP端时，移位寄存器移一位，8个时
8、钟脉冲过后，8为二进制数个部移入74LS164中，MR为复位端，当该位为低电平时，移位寄存器各位复O。当它为高电平时时钟脉冲才起作用。图2-5 显示电路 5.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。图2-6 响铃电路2.2流程图 1.主程序流程图图3-1 主程序流程图 2.系统定时中断程序流程图图3-2 定时中断程序流程图第三部分 设计成果 3.1硬件原理图3.2仿真图源程序：BEEP EQU p3.7ORG 0000HLJMP DL1ORG 000BHLJMP DL2ORG 0300H
9、DL1: SETB BEEP SETB 48H SETB 47H CLR 15H MOV RI,#0 MOV 20H,#00H MOV 21H,#00H MOV 22H,#00H MOV 23H,#00H MOV 24H,#00H MOV IP,#02H;IP;IE MOV IE,#82H MOV TMOD,#01H MOV THO,#3CH MOV TLO, #oBoH; SETB TRO； MOV SP, #4OH；MAIN :CJNE R1, #00H, A1； LCALL L3 LCALL L4 LCALL L5A1:LCALL DlSPLAY； LCALL A2； JZ MAIN；
10、LCALL A3； JB 46H, MAIN ； LCALL B1； LCALL DEC_KEY； LCALL A5； LJMP MAINL2: PUCH ACC PUCH PSW; MOV THO，#3CH MOV TLO, #0B0H CPL 47H； INC 24H MOV A, 24H CJNEA, #l0, B2 CPL 48H； MOV 24IJ, #00H B2: INC 20H MOV A，20H CJNEA, #20, DL1 MOV 20H, #O0H; MOV A ,21H ADD A，#01H DA A MOV 21H, A CJNEA, #60H, DL1 MOV 2
11、1H，#00H MOV A，22H ADD A，#01H DA A MOV 22H,A CJNE A，#60H,DL1 MOV 22H,#00H MOV A,23H ADD A,#01H DA A MOV 23H,A CJNE A,#24H,DL1 MOV 23H,#00HDL1: POP PSW POP ACC RET1DISPLAY:MOV A,#21H ANL A,#0FH SWAP A MOV 2EH,A JB 46H,MIN CJNE R1,#3,MIN JB 45H,MIN MOV 2EH,#0AHMIN: MOV A,22H ANL A,#0F0H SWAP A MOV A,22
12、H ANL A,#0F0H SWAP A MOV 2CH,A JB 46H,HOUR CJNE R1,#2,C3 JB 48H,HOUR MOV 2DH,#0AH MOV 2CH,#0AHC3: MOV A,323H ANL A,#0FH MOV 2BH,A MOV A,23H ANL A,0F0H SWAP A MOV 2AH,A JB 46H,C4 CJNE R1,#1,C4 MOV 2BH,#0AH MOV 2AH,#0AHC4: MOV DPTR,#TABLE MOV A,2FH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.7 LCALL DELAY SETB P2.7
13、 MOV A,2EH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.6 LCALL DELAY SETB P2.6 MOV A,#0BF MOV P0,A CLR P2.5 LCALL DELAY SETB P2.5 MOV A,2DH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.4 LCALL DELAY SETB P2.4 MOV A,2CH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.3 LCALL DELAY SETB P2.3 MOV A,#0BFH MOV P0,A CLR P2.2 LCALL DELAY SETB P2.2 MOV
14、A,2BH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.1 LCALL DELAY SETB P2.1 MOV DPTR,#TABLE1 MOV A,2AH MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.0 LCALL DELAY SETB P2.0 RETA2:CLR 46H MOV P1,#0FFH MOV A,P1 CPL A ANLA:#0FH,P1 CPL A ANL A,#0FHJZ D1:MOV R5,A MOV R4,#00HLOOP: LCALL DISPLAY MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JB 47H,LOOP1 INC
15、 R4LOOP1: CJNE R1,#03H,LOOP2 LJMP LOOP3LOOP3: JNZ LOOP MOV A,R5 RETDELAY: MOV R7,#150 DJNZ R7,$ RETA3: CJNE R5,#01H,D2 INC R1 SETB BEEP CJNE R1,#4,D2 MOV R1,#0 MOV 24H,#00H RETB1: CJNE R5,#02H,D2 CJNE R1,#01H,L1 MOV A,23H ADD A,#01H AD A MOV 23H,A CJNE 23H,#00H L1: CJNE R1,#02H,L2 MOV A,22H ADD A,#0
16、1H DA A MOV 22H,A CJNE A,#260H,D2 MOV 22H,#00H L2: CJNE R1,#03H,D2 MOV 21H,#00H RETDEC_KEY:CJNE R5,#04H,D2 CJNE R1,#01H,L3 MOV A,23H ADD A,#99H DA A MOV 23H,A CJNE,#99H,D2 MOV 23H,#23HL3: CJNE R1,#02H,L4 MOV A,22H ADD A,#99H DA A MOV 22H,A CJNE A,#99H,D2 MOV 22H,#59HL4: CJNE R1,#03H,D2 MOV 21H,#00H
17、RETA5:CJNE R5,#08H,D2 CPL BEEP RETD2: RETTABLE: DB OCOH, OFGH, OA4H, OBOH, 99H, 92H, 82H, OFSH, 80H, 90H, OFFHTABLE1： DB OFFH, OFGH, OA4H, OBOH, 99H, 92H, 82H, OFSH, 80H, 90H, OFFHZF1: MOV A，23HCJNE A，#06H，G0 MOV A，22HCJNE A，#30H，G0SETB 45HRETG0: MOV A, 23H CJNEA, #22H, D3 MOV A, 22H CJNE A, #30H,D3
18、 SETB 45HRETD3 :CLR 45HRETZF2 :MOVA, 23H CJNE A, #07H, G1 MOV A，22H CJNE A，#30H，G1 SETB 44H RETG2: MOV A, 23H CJNE A, #08H, G2 MOV A, 22H CJNE A，#10H，G2 SETB 44H RETG2:MOV A, 23H CJNE A, #08H, G3 MOV A, 22H CJNE A，#20H，G3 SETB 44H RETG3: MOV A, 23H CJNE A, #09H,G4 MOV A, 22H CJNE A，#00H，G4 SETB 44H
19、RETG4: MOV A, 23H CJNE A, #09H, G5 MOV A, 22H CJNE A，#10H，G5 SETB 44H RETG5: MOV A, 23H CJNE A, #09H, G6 MOV A, 22H CJNE A，#50H，G6 SETB 44H RETG6: MOV A, 23H CJNE A, #10H, G7 MOV A, 22H CJNE A，#00H，G6 SETB 44H RETG7: MOV A, 23H CJNE A, #10H, G8 MOV A, 22H CJNE A，#40H，G8 SETB 44H RETG8: MOV A, 23H CJ
20、NE A, #10H, G9 MOV A, 22H CJNE A, #50H, G9 SETB 44H RETG9: MOV A, 23H CJNE A, #11H, G10 MOV A, 22H CJNE A, #30H, G10 SETB 44H RETG10: MOV A, 23H CJNE A, #13H, G11 MOV A, 22H CJNE A, #30H, G11 SETB 44H RETG11: MOV A, 23H CJNE A, #14H, G12 MOV A, 22H CJNE A, #10H, G12 SETB 44H RETG12: MOV A, 23H CJNE
21、A, #14H, G13 MOV A, 22H CJNE A, #20H, G13 SETB 44H RET G13: MOV A, 23H CJNE A, #15H, G14 MOV A, 22H CJNE A, #00H, G14 SETB 44H RET G14: MOV A, 23H CJNE A, #15H, G15 MOV A, 22H CJNE A, #20H, G15 SETB 44H RET G15: MOV A, 23H CJNE A, #16H, G16 MOV A, 22H CJNE A, #00H, G16 SETB 44H RETG16: MOV A, 23H CJ
22、NE A, #16H, G17 SETB 44H RETG17: MOV A, 23H CJNE A, #16H, G18 MOV A, 22H CJNE A, #50H, G18 SETB 44H RETG18: MOV A, 23H CJNE A, #19H, G19 MOV A, 22H CJNE A, #00H, G19 SETB 44H RETG19: MOV A, 23H CJNE A, #20H, EXIT_2 MOV A, 22H CJNE A, #30H, EXIT_2 SETB 44H RETEXIT_2： CLR 44H RETDALING1； JNB 45H, EXIT
23、_DALING MOV A, 21H CJNE A, #05H, H2 SETB BEEPH2： CJNE A, #07H,H3 CLR BEEP RETH3： CJNE A，#12H, EXIT_DALING SETB BEEP RETDALINGZ:JNB 44H，EXIT_DALING MOV A，51H CJNE A，#00H，H4 CLR BEEPH4：MOV A，21H CJNE A，#05H，EXIT_DALING SETB BEEP RET END第四部分 结束语本设计在李浩老师的悉心指导和严格要求下已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着李浩老师的心血和汗水，
24、在三年的学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向李浩老师表示深深的感谢和崇高的敬意。 不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，归功于老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业设计顺利完成，在此向全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。第五部分 致谢 将近三个月的时间终于将这篇设计做完，在做设计的过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的指导老师，他对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行设计的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图
25、书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢！ 感谢这篇设计所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇设计的写作。 感谢我的同学和朋友，在我做毕业设计的过程中给予我了很多素材，还在毕业设计的撰写和排版等过程中提供热情的帮助。第六部分 参考文献【1】沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现M.电子工业出版社.2005. P131-161.【2】张志良.单片机原理与控制技术M.机械工业出版社.2009. P62-65. 【3】孙涵芳.徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原理及引用M.北京航空航天大学出 版社.1996. P11-26. 【4】李光弟.单片机基础M.北京航空航天大学出版社.1992. P54-60. 【5】孙育才.苏学成.单片微型计算机应用系统设计与实现M.东南大学出版社。.1990. P35-38. 【6】林毓梁.单片机原理及应用M.机械工业出版社.2009. P33-37.【7】杨宏丽.王静霞.单片机基础教程M.人民邮电出版社.2009. 30-37.【8】唐继贤.51单片机工程引用实例M.北京航空航天大学出版社.2009. P70-81.28