单片机控制电铃控制器设计与实现

5 下载量 98 浏览量 更新于2024-06-28 2 收藏 128KB DOC 举报
"基于单片机控制的电铃控制器是一个智能定时系统,旨在提供精确的显示和铃声控制,适用于学校、办公室等场所。该控制器使用AT89C51单片机作为核心处理器,具备多种功能,如时间显示、多时段打铃设定以及灵活的休息日设置。设计要求包括高精度的时间显示(日误差小于1.5秒),以及通过蜂鸣器产生监控声音。此外,系统还支持根据季节自动调整开关时间,并具备扩展功能,如区分单双休日的打铃模式。设计包含硬件电路和软件程序两大部分,通过按键进行操作,状态通过LED指示,打铃控制由单片机实现。程序流程包括主程序、校时程序和时钟打铃程序等,确保系统的稳定运行。" 基于这个摘要,我们可以深入探讨以下知识点: 1. **单片机控制**: - AT89C51是一款常见的8位微处理器,广泛用于嵌入式系统设计,它具有4KB的Flash存储空间,128B的RAM,32个输入/输出端口,以及内置的定时器和计数器,非常适合实现这种电铃控制器。 2. **时间显示**: - 使用七段数码管来显示星期、时、分和秒,这是一种常见的LED数字显示方式,通过驱动电路和单片机控制每个数码管的段来形成所需的数字字符。 3. **打铃控制**: - 可设置每天多达20个不同的打铃时段,打铃时长1-90秒可调,间隔时间1-99分钟可调,这需要单片机进行复杂的定时和计数操作。 4. **蜂鸣器**: - 蜂鸣器作为铃声源,可以通过单片机控制其开启和关闭,实现不同音调或音量的铃声,满足监控声音的需求。 5. **按键功能**: - 用户通过按键设定时间、打铃时段和休息日等参数,单片机需检测并解析按键输入,实现人机交互。 6. **状态指示**: - 发光二极管用于指示当前系统状态,如运行、设置、报警等,有助于用户了解系统的工作情况。 7. **程序流程**: - 程序设计包含总体程序流程、主程序流程、校时程序流程和时钟打铃程序流程,这些流程确保了时间的准确性和打铃的准时性。 8. **扩展功能**: - 单/双休日不打铃功能体现了系统的灵活性,可以根据工作日和休息日的不同需求调整打铃策略。 - 季节性时间调整是基于光照和日常作息的考虑,自动适应早晚时间的变化。 9. **系统设计**: - 设计思路通常包括需求分析、硬件选择、软件设计、电路设计和系统集成等步骤,通过总体设计框图和设计方案来呈现整个系统架构。 10. **电路原理图**: - 实现这一系统需要相应的电路设计,包括电源电路、单片机最小系统、数码管驱动电路、按键检测电路和蜂鸣器驱动电路等。 以上就是基于单片机控制的电铃控制器的关键技术点,它综合运用了硬件电路设计、嵌入式软件编程和系统集成,为实现智能化定时打铃提供了有效解决方案。
2023-05-26 上传
目录 摘要 1 第一章 系统设计要求 2 第二章 硬件总体设计方案 3 第三章软件总体设计方案 10 第四章 课程设计结果分析 22 第五章 总结 23 参考文献 24 电子钟设计 摘要:单片机 即单片微型计算机。(Single-Chip Microcomputer ),是 集 CPU ,RAM ,ROM ,定时,计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小,成本低,功能强,广泛应用于工 业自动化上和智能产品。时钟,自从它被发明的那天起,就成为了人类的好朋友,但随 着时间的推移,科学技术的不断发展,时钟的应用越来越广范,人们对时间计量的精度 要求也越来越高。怎样让时钟更好的为人民服务,怎样让我们的老朋友再次焕发青春呢 ?这就要求我们不断设计出新型的时钟,来不断满足人们的日常生活需要。然而市场上 的时钟便宜的比较笨重,简单实用的又比较昂贵。那么,有没有一款既简单实用价格又 便宜的时钟呢? 我的毕业设计设想:可不可以利用单片机功能集成化高,价格又便宜的特点设计一 款结构既简单,价格又便宜的单片机电子时钟呢? 基于这种情况,我多方查阅资料,反复论证设计出了这款既简单实用,又价 格便宜的——多功能电子时钟 关键词:单片机 时钟 计时 第一章 系统设计要求 1.1 基本功能 (1)能够显示时分秒 (2)能够调整时分秒 1.2 扩展功能 (1)能够任意设置定时时间 (2)定时时间到闹铃能够报警 (3)实现了秒表功能 第二章 硬件总体设计方案 本次设计时钟电路,使用了AT89C51单片机芯片控制电路,单片机控制电路简单且 省去了很多复杂的线路,使得电路简明易懂,使用键盘键上的按键来调整时钟的时、分 、秒,用一扬声器来进行定时提醒,同时使用C语言程序来控制整个时钟显示,使得编程 变得更容易,这样通过四个模块:键盘、芯片、扬声器、显示屏即可满足设计要求。 2.1系统功能实现总体设计思路 此设计原理框图如图2- 1所示,此电路包括以下四个部分:单片机,键盘,闹铃电路及显示电路。 图2-1 设计原理框图 2.2各部分功能实现 1. 单片机发送的信号通过程序控制最终在数码管上显示出来。 2. 单片机通过输出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作。 3. 为使时钟走时与标准时间一致,校时电路是必不可少的,键盘用来校正数码管上显示 的时间。 4. 单片机通过控制闹铃电路来完成 定时闹钟的功能。 2.3系统工作原理 设计的电路主要由四模块构成:单片机控制电路,显示电路、闹铃电路以及校正电 路。 详细电路功能图如图2-2: 图2-2 详细电路功能图 本设计采用C语言程序设计,使单片机控制数码管显示时、分、秒,当秒计数计满 60时就向分进位,分计数器计满60后向时计数器进位,小时计数器按"23翻0"规律计数。 时、分、秒的计数结果经过数据处理可直接送显示器显示。当计时发生误差的时候可以 用校时电路进行校正。设计采用的是时、分、秒显示,单片机对数据进行处理同时在数 码管上显示。 2.4时钟各功能分析及图解 2.4.1电路各功能图解分析 (1) 时钟运行图 仿真开始运行时,或按下key4键时,时钟从12:00:00开始运行,其中key2键对分 进行调整,key3对小时进行调整,key6可以让时钟暂停。 时钟运行图如图 2-3 所示: 图2-3 时钟运行图 (2)秒表计时图 当按下key1键进入秒表计时状态,key6是秒表暂停键,可按key4键跳出秒表计时状 态。 如图2-4: 图2-4 秒表计时图 (3)闹铃设置图及运行图 当按下key5,开始定时,分别按key2调分,key3调时设置闹铃时间,然后按下key 4键恢复时钟运行状态(图2-5)当闹铃设置时间到时,蜂鸣器将发出10秒中蜂鸣声(图2- 6)。 图2-5 闹铃时间设置图 图2-6 闹铃运行图 该数字钟是用一片AT89C51单片机通过编程去驱动8个数码管实现的。通过6个开关控 制,从上到下6个开关KEY1- KEY6的功能分别为:KEY1,切换至秒表;KEY2,调节时间,每调一次时加1;KEY3, 调节时间,每调一次分加1;KEY4,从其它状态切换至时钟状态;KEY5,切换至闹钟设置 状态,也可以对秒表清零;KEY6,秒表暂停.控制键分别与P1.0~P1.5口连接.其中: A通过P2口和P3口去控制数码管的显示如图所示P2口接数码管的a——g端,是控制输出 编码,P3口接数码管的1——8端,是控制动态扫描输出. B从P0.0输出一个信号使二极管发光,二极管在设置的闹钟时间到了时候发光,若有 乐曲可以去驱动扬声器实现。 2.4.2电路功能使用说明 (1) 各个控制键的功能:可对时间进行校准调节(只能加1);按下设置键数字时钟进入闹 钟设置状态,设置闹钟的时间;时加1、分加1键是在校准时间时或设置闹钟时间对小 时数