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自动打铃系统设计论文

  • 上传者:诸葛月月
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文档分类: 电气自动化

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关于本文

  • 本文标题:自动打铃系统设计论文.doc
  • 链接地址:https://wk.sbvv.cn/view/17693.html
  • 内容摘要:自动打铃系统设计 学院,信息学院 专业,自动化 姓名,学号, 指导老师,董静职称,讲师 中国珠海 二二年5月 诚信承诺书 本人郑重承诺,本人承诺呈交的毕业设计自动打铃系统设计是在指导老师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料。均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。 本人签名, 日期,年月日 自动打铃系统设计 摘要 在时代的快速发展下,家电对人民的影响,加快了人民生活节奏,因此电器的多功能在定时方面发展迅速以便满足人们的需求。自动打铃系统可用于许多类似学校的需要通过定时打铃来帮助其运作的场合,各类工厂个人家庭等。自动打铃系统具有节约资源,安全和使用便利的优点。本篇文章介绍的设计方案是基于STC89C52RC单片机的自动打铃系统。 本文先阐述了自动打铃系统设计要实现的功能,然后介绍了该系统电路的设计和相关的原理说明,其中涵盖了设计方案系统硬件的设计电路设计的说明系统软件设计的流程和系统制作及调试。最后做出了对此次毕业设计的总结心得。 关键词,STC89C52RC,定时打铃,1602液晶,键盘 Designofautomaticbellsystem Abstract Withtheincreasingpopularityofhouseholdappliancesandpeopleliferhythmspeedinguppeopleforthedependenceoftheelectricalappliancestofurtherimprovedemandforelectrictimingalsoincreasesfurther。Timeswitchringingthebellcanbeusedinfactoriesschoolsandsoonneedtoregulartheoccasionofringingthebell。Timeswitchtheuseofringingthebellcanachieveenergysavingsafetyconvenienceetc。ThispaperintroducesakindofbasedonSTC89C52RCsinglechipmicrocomputertimerswitchdesignofringingthebell。 ThisarticlefitdescribesthefunctiotobeachievedbytheautomaticbellsystemdesignandthenexpoundsdesignandprincipleofthecircuitsystemincludingdesignschemeselectionkeycomponentscircuitdesignspecificSTCion(includingpowercircuitkeyboard1602singlechipmicrocomputercontrolcircuitliquidcrystaldisplayrelaycircuit)softwaredesignprocessandsystemtest。FinallyImadeasummaryofthegraduationproject。 Keywords:STC89C52RCTimerswitchLCD1602Keyboard 目录 1前言 1 1。1该设计的目的意义及应达到的技术要求 1 1。2本设计在国内外的发展状况及存在的问题 2 1。3本设计应解决的主要问题 3 4 2。1设计原理 4 2。2单片机最小系统 4 4 2。2。2复位电路 7 2。2。3时钟电路 7 2。3LCD1602液晶显示器 8 2。4蜂鸣器驱动 11 2。5DS1302时钟芯片 12 2。6按键模块 13 15 3。1主程序流程图 15 16 3。3显示子程序流程图 18 3。4按键电路程序编写 20 4系统的制作与调试 21 4。1硬件的制作 21 4。2硬件电路的调试 21 4。2。1独立元件的检测 21 4。2。2单片机最小系统的调试 22 4。2。3显示模块的调试 23 4。2。4键盘模块的调试 23 4。2。5蜂鸣器电路的调试 23 4。3软件的调试 23 4。3。1显示模块的调试 23 4。3。2时钟模块的调试 23 4。3。3键盘模块的调试 23 4。3。4人机界面模块的调试 23 5总结 24 参考文献 26 谢辞 27 附录 28 在当今社会,电子技术,。 1。1该设计的目的意义及应达到的技术要求 学校,本控制芯片单片机STC89S52,开发了一种新型实用的控制电路。 自动控制在人们的生活中,大到的智能化,小到,都体现了。是单片机技术的应用,的自动打铃,体积小,功耗低,等,单片机的控制优势。本作息时间控制,。 本设计主要实现以下功能, 1。基本计时和显示功能 2。能设置当前时间,含上午下午,时分, 3。规定,((((((((( (((((((((((( 1。2本设计在国内外的发展状况及存在的问题 用于控制领域的单片机计算机向微型方向发展。 经过快速发展,,方面。芯片制造公司都推出了,各具特色, 1。3本设计应解决的主要问题 通过考虑并结合了众多因素后,本设计采用STC89C52单片机芯片去完成本次自动打铃系统的设计,因为这不仅能够使系统构成更简单,而且可以降低系统成本增强系统性能满足更多应用场合的需要。 本设计采用DS1302单片机芯片。用DS1302计时和预设打铃时间,通过三线串行数据传输的方式,让其接口与STC89C52RC芯片连接起来,完成同步通信,8255芯片会读入用矩阵键盘给定的时间值,最后在89C52RC的综合控制下,当前时间会被送到液晶显示器显示,到了预定时间时,蜂鸣器接收到信号后响铃。 2如何选择合适的液晶显示器 由于本系统信息显示量大,所以本设计选用LCD1602中文模块的液晶显示器,LCD1602的宽电压最低为2。7V,最高为5。5V,并且可以在正常工作模式睡眠模式和低功耗模式三种中切换状态,即不管是给予多少工作电压都能工作,它也是一种低功耗的便携式电子仪器。另外,LCD1602中文模块显示负电压有助于系统电源设计的简化。因此在本设计中是很好的选择。 2系统硬件的设计 2。1设计原理 ,。原理如下图所示, 本设计有三种工作方式打开关闭自动。独立设置20组开启和闭合的时间。 2。2单片机最小系统 随着单片机技术的高速发展,在单片机上的选择也越来越多,8051STC89C52RC等。 8051单片机Intel公司冯诺依曼的体系结构。8051单片机。从外形上看几乎看不出有任何差别,而且这两款单片机的总线STC89C52RC是一种CMOS8位微控制器, 图2。2STC89C52RC单片机实物图 除了8K字节的Flash以外,STC89C52RC还 序号 结构 序号 结构 1 1个512字节的RAM 6 看门狗 2 32位IO口 7 4个外部中断 3 内置的4KB的PROM 8 1个7向量4级中断结构 4 MAX810复位电路 9 全双工串行端口 5 3个16位的定时器计数器 。。。 。。。 此外,在0Hz的状态下,STC89C52RC可以进行静态逻辑操作。它还支持2种软件选项的省电模式。CPU在空闲模式下不工作,但是允许其他功能结构正常工作。芯片掉电时,会保存随机存取存储器内容,冻结振荡器,停止单片机的所有工作,只有硬件的强制复位或者执行下一个中断指令才会结束这个状态。 图2。3STC89C52RC单片机引脚图 在经过对以上几款单片机的分析和比较之后,选择了STC89C52RC单片机,因为, STC89C52RC单片机可靠性,便于扩展, STC89C52RC单片机采用的CHMOS工艺具有速度功耗的优点, STC89C52RC单片机的控制功能相较于其它几款单片机要更为强大, STC89C52RC单片机的片内存储容量较小具有集成度高性价比高应用广泛特点。 2。2。2复位电路 图2。4复位电路 2。2。3时钟电路 图2。5时钟电路 2。3LCD1602液晶显示器 LED数码管液晶显示器。 表示,笔画和公共电极需要被引出。如果要使LED数码管显示的信息准确,就必须使用驱动电路去驱动数码管的每一段代码,这样就可以获得需要的它显示的数字。根据不同的驱动方式,分为静态驱动和动态驱动。 静态式驱动,就是一个单片机的输入输出端口 动态驱动而且功耗更低。 而LCD液晶显示器相较于LED数码管,其性价比更高。它的外形更小,工作消耗更少电能,显示更多样化的内容。如今,在许多单片机应用设计中,字符型液晶显示器吸引了更多目光与获得广泛应用,是单片机应用设计中显示模块的首选。在本次设计中,LCD液晶显示模块发挥很多作用。除了满足设计要求,而且使用简单方便,故优先考虑字符型液晶显示模块。 本设计采用的是LCD1602液晶显示器 带背光 不带背光 控制器,大部分, HD44780 HD44780 厚度 较厚 较薄 采用的引脚接口 16引脚接口 14引脚接口 备注,是否带背光在实际应用中并无差别 图2。6LCD160实物图 LCD1602液晶显示模块引脚: 表2。3LCD1602液晶显示模块引脚说明 编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明 1 VSS 电源地 9 D2 数据口 2 VDD 电源正极 10 D3 数据口 3 V0 液晶显示对比度调节端 11 D4 数据口 4 数据命令选择端,HL, 12 D5 数据口 5 RW 读写选择端,HL, 13 D6 数据口 6 E 使能信号 14 D7 数据口 7 D0 数据口 15 BLA 背光电源正极 8 D1 数据口 16 BLK 背光电源负极 液晶引脚与单片机连接接法如下表所示, 表2。4液晶引脚与单片机连接的接法表 引脚号 单片机 引脚号 单片机 1 接地 6 E端为使能端 2 接5V正极 7~14 P0口 3 接3K的电位器调整对比度 15 接电源 4 为寄存器选择 16 接地 5 RW为读写信号线 图2。8LCD1602引脚图 2。4蜂鸣器驱动 蜂鸣器驱动电路图可知蜂鸣器驱动模块的工作内容如下表所示, 表2。5蜂鸣器驱动模块的工作内容 内容 三极管8050的作用 起放大作用 起开关作用 引脚连接 8050的基极 单片机的P2^0端口 控制蜂鸣器的开关 P2^0为低电平,蜂鸣器打开 P2^0为高电平,蜂鸣器关闭 图蜂鸣器驱动电路 2。5DS1302时钟芯片DS1302DS1307等。接口简单价格低廉方便。 研发公司 美国DALLAS公司 特点 高性能低功耗的涓流充电时钟芯片 内部结构 内置一个实时时钟日历和31字节静态RAM 通信方式 用简单的串行接口与单片机进行通信,在同步串行的模式下, 通信端口 (1)RES,(2)IO,(3)SCLK 时钟AM的读写数据的通信方式 通过1个字节或多达31个字节的字符组来完成 图2。10DS1302时钟芯片实物图 DS1302时钟芯片引脚对应的功能[14]请看下表, 表2。7DS1302时钟芯片引脚功能说明表 编号 符号 引脚说明 1 X1,X2 32。768KHz晶振管教 2 GND 地 3 复位脚 4 IO 数据输入输出引脚 5 SCLK 串行时钟 6 VCC1,VCC2 电源供电管脚 图2。11DS1302引脚图 2。6按键模块 图2。12独立键盘电路 3系统软件设计 3。1主程序流程图 步骤 内容 1 单片机对主程序进行主要控制 2 建立人机操作界面 3 存储并分析预设时间 4 驱动液晶模块显示相关信息 5 控制打开和关闭蜂鸣器的预定时间 6 分析和比较时钟信息 7 控制蜂鸣器开关 主程序的流程图请看下方图3。1。 图3。1主程序流程图 在这个部分中,T置1,8位被载入移位寄存器,它们能够给出地址和命令的信息,其发挥的作用是启动任何数据传输。数据在SCLK上升沿串行输入。读写周期的其中一个发生,都是单字节传输或多字节的传输模式,系统会访问前8位指定的40个字节。命令字在前8个时钟周期存储在移位寄存器中之后,其它时钟在读操作期间输出相应的数据,在写操作期间输入相应的数据。时钟脉冲数在单字节模式下为8+8,而在多字节模式下,则为8+248。 请看下面图3。2展示的DS1302的其中一个命令字节。在单片机工作时,它会初始化全部传输的数据。位MSB只有置为1,DS1302才能被写入。第6位中,时钟日历数据是置0,内存数据置1。第1位和第5位指定的是输入或输出的特定寄存器。在位LSB中,置0就写入,置0就读取,命令字节就要在这个位开始传输。 图3。2DS1302的命令字节 图3。3DS1302的读写时序 DS1302芯片集成了12个寄存器,包括了与日历时钟有相应的关联的有7个,以BCD码的形式存放数据位。具体的DS1302的资料如表3。2所示。在这之中,偶数代表写入,奇数代表读取。 表3。寄存器地址和内容 读寄存器 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 秒 80H 81H CH 10秒 秒 分 82H 83H 0 10分 分 小时 84H 85H 1224 0 10 时 时 AP 日 86H 87H 0 0 10日 日 月 88H 89H 0 0 0 10月 月 星期 8AH 8BH 0 0 0 0 0 星期 年 8CH 8DH 10年 年 控制 8EH 8FH WP 0 0 0 0 0 0 0 在这一部分编程中,首先设定一个固定模式的时间,然后通过时间变化中的分的变化的值,提取在执行定时指令的分的数值,把前后两个数值相加,下一个时间到达时间时执行相反。 DS1302读取的日历和时钟数值 基本操作时序, 输入 输出 读 =LRW=HE=H DO~D7=状态字 =LRW=LD0~D7=指令码E=高脉冲 =HRW=HE=H DO~D7=数据 =HRW=LD0~D7=数据E=高脉冲 具体读写时序。 a。读取操作时序 b。写入操作时序 图3。4LCD1602具体的读写时序 3。4按键电路程序编写 按键电路由6个独立的按键组成,这6个按键的功能分别是,上一个界面下一个界面移动光标添加减去确认。可以分别独立的设置20组数据来控制定时,让铃声响起。修改模式只能通过界面上下翻的按键进入。进入后,可以修改各组数据,每一组数据中都可以进行修改当前时间,有7个数字是用来控制星期几,可设置铃声响起和关闭的时间点,在每一个操作界面中,通过按下光标移动键来选取不一样的数字,并且在确认选中时通过添加键和减去键来改变数字,在确认修改好数据后按下确认键完成对这组数据的修改,即写入。 4系统的制作与调试 4。1硬件的制作 首先在Protel软件上将所需的原理图画好,电路结构如下表所示, 表4。1硬件电路的相关结构说明表 序号 电路 1 单片机的最小系统 2 液晶显示模块与单片机连接电路 3 蜂鸣器的外围电路及与单片机的连接电路 4 电源电路 5 键盘与单片机的连接电路等 备注,画好后进行仿真。 在检查确定没有问题后,就在网上购买相应的PCB板以及其他电子器件,然后根据各个原理图将电子器件安放在PCB板上。在确认所有电子器件的参数与电路中的一致后进行焊接,就这样将自动打铃系统的硬件电路板完成制作。 4。2硬件电路的调试 制作完硬件电路板,在插上电源之前,先使用多用电表逐个检查全部电子器件。如果没有发现存在短路断路或者虚焊等问题,就可以通电进行各个电路功能的调试步骤了。 4。2。1独立元件的检测 对于焊好的电路板,想要通电进行调试之前,一定要对照着仿真图仔细认真地检查各个电路的连线。例如,对电路板的电阻阻值进行确定,通过用万用表...
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