基于单片机控制电铃设计.docx
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基于单片机控制电铃设计
单片机原理与应用
综合实验报告
基于单片机控制的电铃控制器
专业班级：
电子信息工程
姓 名：
胡俊_
学号：
时间：
2014.10.30
指导教师：
左敬龙
2014年10月30日
电铃控制器设计任务书
1.设计目的与要求
设计出一个用于电铃控制器。
准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能:
（1）基本功能
1）显示：
可以显示星期、时、分和秒。
2）打铃：
每天可设置20次，打铃持续时间每次1-90秒可调，每次打铃的间隔时间1-99分钟可调。
3）铃声：
内置蜂鸣器可以发出监控声音。
（2）性能:
时间日误差<1.5秒。
（3）扩展功能
1）可设定单/双休息日不打铃。
2）随季节变化,每天自动调整开与关的时间。
2．设计内容
写出实现该功能的C语言编程，并在KILE软件上仿真，并产生hex文件，通过软件把该程序写入单片机开发板，验证是否实现该功能
3．编写设计报告
写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
4．答辩
在规定时间内，完成叙述并回答问题。
1引言………………………………………………………………………………….…1
2总体设计方案……………………………………………………………………….…1
2.1设计思路………………………………………………………………………….…1
2.2设计方案……………………………………………………………………….…2
3程序流程图框……………………………………………………………………….…2
3.1总体程序流程图框…………………………………………………………….……2
3.2时钟打铃程序流程图框…………………………………………………….……3
4设计原理分析…………………………………………………………………….……4
4.1时钟电路的设计……………………………………………………………….……4
4.2控制电路的原理………………………………………………………………….……4
4.3显示电路的原理……………………………………………………………………………5
总结与体会………………………………………………………….…………….….5
参考文献…………………………………………………………......………………….……6
附录1效果图……………………………………………………………………….……7
附录2C语言程序…………………………………………………………………………8
电铃控制器
摘要：
该设计介绍了一种以AT89S51单片机为核心，以七段数码管显示星期；时；分钟和秒，发光二极管作为指示灯标志及按键校时定时的自动打铃控制器。
关键词：
单片机；数码管；电铃；定时；74LS245
1引言
当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域有尤其是自动化自动控制了领域，传统的分立元件或数学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，学校及企业单位大规模的兴起。
学习单片机的最有效的方法就是理论与实践并重。
打铃器由AT89S51及其它器件组成,采用按键控制调时和定时等功能,用7个数码管来分别显示星期、时、分和秒.用5V直流电源,可以设定20多个打铃时间点。
以AT89S51为核心的单片机控制.主要作用:
解除作息管理麻烦、改变人工打铃、人工控制电器落后现象,实行电铃周期性工作的自动化控制.同时设有数字显示器及控制系统体积小,重量轻等优点。
充分发挥单片机体积小，价格便宜，功耗低，可靠性好等特点，充分发挥了单片机的控制优势。
2总体设计方案
2.1设计思路
图1设计思路框图
电铃控制器设计要求具有显示星期、时、分和秒以及设定时间和调整时间等功能，这些基本要求都可以通过软件编程实现。
要实现打铃提示，就需要设置打铃提示电路，
信号输入电路采用按钮开关。
设计思路框图如图1所示。
2.2方案论证
根据设计任务的基本要求，设计了由单片机（AT89S51）作为主控器件，七段数码管作为显示路，七个按键组成的按键操作电路，以及三极管、蜂鸣器组成的报警提示
电路构成的自动打铃器。
时钟电路的构成由单片机及其定时器完成，时间显示电路则由单片机串口输出，最后由七段数码管显示出来。
控制电路主要控制着复位电路、校时以及设置打铃点等操作。
显示电路采用串行静态显示，这种软件编程比较简单。
采用单片机内部时钟，这种方法产生的时钟还可以，但是成本低，而且编写时钟程序简单。
打铃电路电路可以采用蜂鸣器代替电铃,当时间到达打铃时间点时，使单片机发出控制信号，可以直接驱动三极管组成的基本放大电路，使蜂鸣器发出声音。
设计方框图如图2所示
图2设计方框图
3程序流程图框
3.1总体程序流程图
根据硬件设计结果，为满足要求，程序应有主程序、按键处理程序、中断服务程序和显示程序等部分构成。
主程序中主要是程序各部分的初始化；按键处理程序处理六个按键的操作，包括各个按键的响应程序以及按键指示、报警输出等；显示程序显示星期、时、分、秒，主要是时钟显示。
总程序流程图如图3所示
图3总程序流程图
3.2时钟打铃程序流程图
时钟打铃程序使用单片机T0、T1两个定时器中断，两个定时器均为方式一，当定时器T0溢出时响应中断，使毫秒单元加1，当毫秒单元满20时分单元加1，依此类推。
当定时器T1溢出时响应中断，依次比较存储的打铃点，条件符合就输出打铃信号。
中断均需保护现场，返回时恢复现场。
时钟打铃程序流程图如图4所示
N
Y
N
Y
N
Y
N
Y
N
Y
图4时钟打铃程序流程图
4设计原理分析
4.1时钟电路的原理
采用定时器/计数器T0的方式1，由于晶振是11.0592，令TH0=（65536-46080）/256;TL0=（65536-46080）%256,故所记次数应为46080，计时器每隔50000微秒发起一次中断。
为了方便设计每20毫秒使得时钟加一秒，每60秒加一分钟，每60分加一个小时，每24个小时加一天。
4.2控制电路的原理
控制电路采用矩阵式键盘，当无按键动作时，行线处于高电平而列线处于低电平，当有按键按下时，则对应的行线和列线短接，行线电平变为低电平，以此知道有那个按键被按下了。
为了能够通过按键控制电路的运行，通过C语言编程使得S0-S9为数据输入键，S12为定时键（当按下是可以通过S0-S9设定响铃时间），S13为确定键，S11为返回键，通过上述的按键设定响铃时间，设定的数据暂时保存在锁存器中，当设定的时间与时钟电路的时间一致时，蜂鸣器响。
矩阵式电路如下图
4.3显示电路的原理
为了能显示星期、时、分、秒，需要7个数码显示管，其中6个显示管可以通过按键改变显示以显示定时时间。
5结束语
在这课程设计中，我学到了很多课堂上学不到的东西，也深刻的体验到了实践的重要性。
只学习理论而不实践，那理论就是一具空壳。
只有实践才能检验自己所学的理论知识。
实践的好处就在于能帮助你去更好地理解理论知识，平时课堂上不理解的东西，在实践的过程中就能很好的理解。
虽然这次课程设计上机调试没有成功，但是我自己毕竟努力做了。
参考文献
[1]阎石.数字电子技术基础（第三版）[M].：
高等教育，1989
[2]蔡振江.单片机原理及应用.：
电子工业，2007年2月,第1版
[3]童诗白,华成英.模拟电子技术基础.:
高等教育,2001年,第3版
[4]李朝青.单片机原理及接口技术[M].:
航空大学,2005年,第3版
[5]万光毅.单片机实验与实践教程.:
航空航天大学,2006年,第2版
[6]周航慈.单片机应用程序设计基础[M].:
电子工业,1997年7月
[7]朱承高.电工及电子技术手册[M].:
高等教育,1990
[8]廖常初.现场总线概述[J].电工技术,1999.6
附录效果图
C语言程序
#include
#defineucharunsignedchar
sbitdula=P2^6;
sbitwela=P2^7;
sbitbeep=P2^3;
unsignedcharj,k,a1,a0,b1,b0,c1,c0,ho=1,s,f,m,key=10,temp,qq;
ucharshi20,shi10,fen20,fen10,miao20,miao10,miao30,ok=1,wei,dingshi,change,yidingshi;
ucharbaoshi,baoshijieshu;
unsignedintpp;
unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,
0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
voiddelay（unsignedchari）
{
for（j=i;j>0;j--）
for（k=125;k>0;k--）;
}
voiddisplay（ucharshi2,ucharshi1,ucharfen2,ucharfen1,ucharmiao2,ucharmiao1,ucharmiao3）
{
dula=0;
P0=table[miao3];
dula=1;
dula=0;
wela=0;
P0=0x7f;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
dula=0;
P0=table[shi2];
dula=1;
dula=0;
wela=0;
P0=0xfe;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
P0=table[shi1]|0x80;
dula=1;
dula=0;
P0=0xfd;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
P0=table[fen2];
dula=1;
dula=0;
P0=0xfb;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
P0=table[fen1]|0x80;
dula=1;
dula=0;
P0=0xf7;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
P0=table[miao2];
dula=1;
dula=0;
P0=0xef;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
P0=table[miao1];
dula=1;
dula=0;
P0=0xdf;
wela=1;
wela=0;
delay（5）;
}
voidkeyscan0（）
{
P3=0xfb;
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（10）;
if（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
switch（temp）
{
case0xbb:
ok=0;
change=1;
break;
case0x7b:
ok=1;
change=0;
dingshi=0;
break;
}
}
}
P3=0xf7;
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（10）;
if（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
switch（temp）
{
case0xe7:
ok=0;
dingshi=1;
break;
case0xd7:
yidingshi=0;//取消定时
break;
}
}
}
}
voidkeyscan（）
{
{
P3=0xfe;
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（10）;
if（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
switch（temp）
{
case0xee:
key=0;
wei++;
break;
case0xde:
key=1;
wei++;
break;
case0xbe:
key=2;
wei++;
break;
case0x7e:
key=3;
wei++;
break;
}
while（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
beep=0;
}
beep=1;
}
}
P3=0xfd;
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（10）;
if（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
switch（temp）
{
case0xed:
key=4;
wei++;
break;
case0xdd:
key=5;
wei++;
break;
case0xbd:
key=6;
wei++;
break;
case0x7d:
key=7;
wei++;
break;
}
while（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
beep=0;
}
beep=1;
}
}
P3=0xfb;
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
if（temp!
=0xf0）
{
delay（10）;
if（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
switch（temp）
{
case0xeb:
key=8;
wei++;
break;
case0xdb:
key=9;
wei++;
break;
}
while（temp!
=0xf0）
{
temp=P3;
temp=temp&0xf0;
beep=0;
}
beep=1;
}
}
}
}
voidmain（）
{
TMOD=0x01;
TH0=（65536-46080）/256;//由于晶振为11.0592,故所记次数应为46080，计时器每隔50000微秒发起一次中断。
TL0=（65536-46080）%256;//46080的来历，为50000*11.0592/12
ET0=1;
EA=1;
while
（1）
{keyscan0（）;
if（ok==1）
{TR0=1;
wei=0;
if（pp==20）
{pp=0;
m++;
if（m==60）
{
m=0;
f++;
if（f==60）
{
f=0;
s++;
if（s==24）//为24h一个循环，若要12h，只需在此改为12即可。
{
s=0;
ho++;
if（ho==7）//为7天一个循环
{
ho=1;
}
}
}
}
}
a0=s%10;
a1=s/10;
b0=f%10;
b1=f/10;
c0=m%10;
c1=m/10;
display（a1,a0,b1,b0,c1,c0,ho）;
}
else
{
if（change==1）
{TR0=0;
keyscan（）;
if（key!
=10）
{
switch（wei）
{
case1:
if（key<3）//小时最高位为2
a1=key;
else
wei--;
break;
case2:
if（a1==1|a1==0）
a0=key;
else
if（key<5）
a0=key;//当小时最高位为2时，低位最高为4
break;
case3:
if（key<6）//分钟最高位为5
b1=key;
else
wei--;
break;
case4:
b0=key;break;
case5:
if（key<6）//秒最高位为5
c1=key;
else
wei--;
break;
case6:
c0=key;break;
}
key=10;
}
m=c1*10+c0;
f=b1*10+b0;
s=a1*10+a0;
display（a1,a0,b1,b0,c1,c0）;
}
if（dingshi==1）
{
TR0=0;
display（shi20,shi10,fen20,fen10,miao20,miao10）;
keyscan（）;
if（key!
=10）
{
switch（wei）
{
case1:
if（key<3）//小时最高位为2
shi20=key;
else
wei--;
break;
case2:
if（a1==1|a1==0）
shi10=key;
else
if（key<5）
a0=key;//当小时最高位为2时，低位最高为4
break;
case3:
if（key<6）//分钟最高位为5
fen20=key;
else
wei--;
break;
case4:
fen10=key;break;
case5:
if（key<6）//秒最高位为5
miao20=key;
else
wei--;
break;
case6:
miao10=key;break;
}
key=10;
}
yidingshi=1;
display（shi20,shi10,fen20,fen10,miao20,miao10,miao30）;
}
}
if（yidingshi==1）
{
if（（a1==shi20）&&（a0==shi10）&&（b1==fen20）&&（b0==fen10）&&（c1==miao20）&&（c0==miao10））
beep=0;
}
if（（（a1==shi20）&&（a0==shi10）&&（b1==fen20）&&（b0==fen10+1）&&（c1==miao20）&&（c0==miao10））||（yidingshi==0））//一分钟报时提示
beep=1;
}
}
voidtime0（）interrupt1
{TH0=（65536-46080）/256;
TL0=（65536-46080）%256;
pp++;
}
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