ATS单片机自动控制电铃设计方案与开发

1、封面陕西理工学院课程设计作者： Pan Hongliang仅供个人学习课程设计题目基于 AT89S51单片机的自动控制电铃设计与开发学生姓名韩润林学号08100640041/21陕西理工学院课程设计所在院( 系)物理与电信学院专业班级电信 081 班指导教师刘东完成地点2011陕西理工学院年12 月21 日基于 AT89S51单片机的自动控制电铃设计与开发作者：韩润林物电学院电子信息科学与技术081 汉中 723000指导教师：刘东 摘要 ： 本设计由单片机系统、按钮开关、 LED显示和打铃电路组成。系统能完成显示星期、时、分和秒以及设定时间和打铃等功能。除上述基本的时钟显示功能外，还具有调电存储、指示功能，依据实际的情况还可以添加其他扩展功能。关键词： 单片机打铃 LED 显示定时调时 74LS164一引言1.1设计目的综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统实例的设计并仿真实现，从而加深对所学单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验， 为以后从事单片机应用的相关工作打下基础。1.2设计要求本次设计的重点是实现一个基于单片机的电铃控制电路，具备以下特点：1、 在预定的时间周期内实

2、现到点打铃2、 能够通过LCD显示屏显示3、 实现掉电数据保护1.3设计内容概述设计思路及框图电铃控制器设计要求具有显示星期、 时、分和秒以及设定电铃电路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。同时为了方便，在掉电的情况下，为了保护已存储的打铃点，可设置掉电保护电路，减少人重新设置打铃点图 1设计思路框图驱动单显2/21信片示号机电输控路陕西理工学院课程设计二系统方案设计2.1设计方案电铃控制器是以 AT89S51为核心的单片机组成。但它的辅助电路分别采用，信号输入电路采用按钮开关，可以把按钮开关设置成多功能，这样可以节省开关数目。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。2.2设计方框图和流程图N开 始Yes初 始 化N图 2 设计方框

3、图和流程图YL E D显 示2.3按 钮显 示系统设计原理开 关驱 动利用 AT89S51单片机作为主体控制单元，按键程序按钮输入电路可以输入控制指令，复位电路， 打铃信 号电 路电路实现对指令的执行，掉电保护电路完成掉电时数据的保护，组合起来完成对电铃的控制。输入电 路AT89S51时间设定和存储程序单片机打铃电路单片机 AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，调整程序四个端口只需要两个口就能满足电路系单片机统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。显示电路复位电路时间比较程序打铃电路掉电存储电路打铃电路由三极管组成的放大电路和蜂鸣器组成。三极管选用 8550PNP型，当单片机输出低相 等 ？电平时三极管导通，采用蜂鸣器代替电铃，从而驱动蜂鸣器发出声音，可以通过编程实现使蜂鸣器发出有节奏的声音。当接通电源时 P3.4 口为高电平， 三极管截止， 打铃电路不能工作当按打 铃下复位开关时，输出为高电平，三极管截止，打铃电路不能工作。当时间走到打铃时间点时，单片机输出低电平，则打铃电路开始工作。而且响铃时间的长短可通过编程实现，在响铃的时候可以采用按钮实现暂停。

4、打铃电路的电路图如图3 所示。图 3打铃电路显示驱动电路显示驱动电路采用串行动态显示电路，只使用单片机的两个串行口，就可以完成单片机的显示功能，。它由7 个 74LS164 移位记存器和7 个 LED数码管组成。从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器（74LS164） , 由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。移位寄存器74LS164 还兼作数码管的驱动，显示驱动电路的电源采用 5V 直流电源经过三个 IN4007 的二极管降压， 三个整流管 D1 D3的作用是降低数码管的工作电压，增加其使用寿命，这种方法简单使用。同时用三个发光二极管作为指示灯，用来指示不同的功能和操作，这样可以是各种操作和指示一目了然，而且哪一块功能出现错误，能够方便查找，指示电路将在信号输入电路中体现出来。3/21陕西理工学院课程设计图4 显示驱动电路掉电存储电路掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的时间和打铃时间信息。AT24C02A是 ATMEL公司的 2KB字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到 2.5V ，额定电流为1mA，静态电流 10uA

5、(5.5V) ，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的 DIP封装，使用方便。图5。图5 掉电存储电路信号输入电路信号输入电路采用按钮开关控制。将单片机的P2口接开关的一端，将开关的另一端接地。单片机复位以后， P2口变为高电平，当按下按钮开关时，对应的 P2口就变为低电平，给单片机送入信号，开始对应的功能。 S1为调时和定时键， S2为转换键， S3为返回键， S4为加一键， S5为减一键， S6为确定键。其他按键如果想设置其它功能可以使用。通过软件编程可以使按钮开关实现多功能。电路图如图 6所示：图 6信号输入电路三系统硬件设计3.1单片机AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-systemprogrammable) 的可反复擦写1000 次的 Flash 只读程序存储器， 器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51 引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元， AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。3.1.1

6、89C51 单片机主要特性1、 4k Bytes Flash片内程序存储器；2、 128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM）3、 32 个外部双向输入/ 输出（ I/O ）口；4、 5个中断优先级、两个中中断嵌套中断5、 6个中断源；6、 2个 16 位可编程定时器 / 计数器；7、 2 个全双工串行通信口；8、看门狗电路；9、片内震荡器和时钟电路；10、与 MCS-51 兼容；11、全静态工作：0Hz-33MHz ；12、三级程序存储器保密锁定；4/21陕西理工学院课程设计13、可编程串行通道；14、低功耗的闲置和掉电模式。3.2其他模块显示电路显示电路主要由 7个 74LS164移位记存器和 7个 LED数码管组成从单片机串口输出的信号先送到左边的移位寄存器（ 74LS164） , 由于移位脉冲的作用，使数据向右移，达到显示的目的。掉电存储电路掉电存储单元的作用是在电源断开的时候，存储当前设定的时间和打铃时间信息。AT24C02A是 ATMEL公司的 2KB字节的电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到 2.5V ，额定电流为1mA，静态电流 10u

7、A(5.5V) ，芯片内的资料可以在断电的情况下保存40年以上，而且采用8脚的 DIP封装，使用方便。四总结通过此次课程设计，初步掌握了单片机、LCD显示屏等知识，是我对本专业有了更深一步的了解，对以前所学的知识进行提高和巩固，并且对当今单片机、LCD显示屏的最新发展计数有所了解。在整个课程设计过程中，我学到许多原先没有接触过的新知识，增长了见识，给了我很大的启发，了解到班内许多同学对这方面有更加深入的了解，我将把这份压力变成动力，以后不断充实自己，不断学习，不断进步。在此我更要感谢我的指导老师，是老师对我们的细心指导与关怀，是我能顺利的完成毕业论文。从老师严谨的态度中深受启迪，学到了知识的同时也学到了做人的道理。在此我要向我的指导老师致以衷心的感谢 。五总结语通过此次课程设计，初步掌握了单片机、LCD显示屏等知识，是我对本专业有了更深一步的了解，对以前所学的知识进行提高和巩固，并且对当今单片机、LCD显示屏的最新发展计数有所了解。在整个课程设计过程中，我学到许多原先没有接触过的新知识，增长了见识，给了我很大的启发，了解到班内许多同学对这方面有更加深入的了解，我将把这份压力变成动力，以后不断充实自己，不断学习，不断进步。在此我更要感谢我的指导老师，是老师对我们的细心指导与关怀，是我能顺利的完成毕业论文。从老师严谨的态度中深受启迪，学到了知识的同时也学到了做人的道理。在此我要向我的指导老师致以衷心的感谢。六 参考文献1

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