單片機(jī)自動(dòng)打鈴系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案-文庫(kù)吧
2025-04-07 23:12 本頁(yè)面
【正文】 普通的LCD1602顯示 鍵盤接口電路設(shè)計(jì)由于鍵盤只有四個(gè)，采用獨(dú)立式按鈕，用查詢法完成讀健功能。\ 圖五 按鍵電路 響鈴電路設(shè)計(jì)響鈴電路用到了蜂鳴器、三極管、1K電阻。蜂鳴器兩端分別接地和三極管。電路原理圖使用SH69P43 為控制芯片，使用4MHz 晶振作為主振蕩器。 分別接了兩個(gè)按鍵，一個(gè)是PWM 按鍵，是用來(lái)控制PWM 輸出口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的；另一個(gè)是PORT 按鍵，是用來(lái)控制I/O 口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器使用的。連接按鍵的I/O 口開(kāi)內(nèi)部上拉電阻。 先分析一下蜂鳴器。所使用的蜂鳴器的工作頻率是2000Hz，也就是說(shuō)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形周期是500μs，由于是1/2duty 的信號(hào)，所以一個(gè)周期內(nèi)的高電平和低電平的時(shí)間寬度都為250μs。軟件設(shè)計(jì)上，將根據(jù)兩種驅(qū)動(dòng)方式來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。 a） 蜂鳴器工作原理：PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式 由于PWM 只控制固定頻率的蜂鳴器，所以可以在程序的系統(tǒng)初始化時(shí)就對(duì)PWM 的輸出波形進(jìn)行設(shè)置。 首先根據(jù)SH69P43 的PWM 輸出的周期寬度是10 位數(shù)據(jù)來(lái)選擇PWM 時(shí)鐘。系統(tǒng)使用4MHz 的晶振作為主振蕩器，一個(gè)tosc ，若是將PWM 的時(shí)鐘設(shè)置為tosc 的話， 則蜂鳴器要求的波形周期500μs 的計(jì)數(shù)值為500μs/=（2000）10=（7D0）16，7D0H 為11 位的數(shù)據(jù)，而SH69P43 的PWM輸出周期寬度只是10 位數(shù)據(jù)，所以選擇PWM 的時(shí)鐘為tosc 是不能實(shí)現(xiàn)蜂鳴器所要的驅(qū)動(dòng)波形的。 這里將PWM 的時(shí)鐘設(shè)置為4tosc，這樣一個(gè)PWM 的時(shí)鐘周期就是1μs 了，由此可以算出500μs 對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值為500μs/1μs=（500）10=（1F4）16，即分別在周期寄存器的高2 位、中4 位和低4 位三個(gè)寄存器中填入F 和4，就完成了對(duì)輸出周期的設(shè)置。再來(lái)設(shè)置占空比寄存器，在PWM 輸出中占空比的實(shí)現(xiàn)是 通過(guò)設(shè)定一個(gè)周期內(nèi)電平的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)輸出模式選擇為普通模式時(shí)，占空比寄存器是用來(lái)設(shè)置高電平的寬度。250μs 的寬度計(jì)數(shù)值為250μs/1μs=（250）10=（0FA）16。只需要在占空比寄存器的高2 位、中4 位和低4 位中分別填入0、F 和A 就可以完成對(duì)占空比的設(shè)置了，設(shè)置占空比為1/2duty。 以后只需要打開(kāi)PWM 輸出，PWM 輸出口自然就能輸出頻率為2000Hz、占空比為1/2duty 的方波。 b） 蜂鳴器工作原理：I/O 口定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式 使用I/O 口定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器方式的設(shè)置比較簡(jiǎn)單，只需要對(duì)波形分析一下。由于驅(qū)動(dòng)的信號(hào)剛好為周期500μs，占空比為1/2duty 的方波，只需要每250μs 進(jìn)行一次電平翻轉(zhuǎn)，就可以得到驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的方波信號(hào)。在程序上，可以使用TIMER0 來(lái)定時(shí)，將TIMER0 的預(yù)分頻設(shè)置為/1，選擇TIMER0 的始終為系統(tǒng)時(shí)鐘（主振蕩器時(shí)鐘/4），在TIMER0 的載入/計(jì)數(shù)寄存器的高4 位和低4 位分別寫(xiě)入00H 和06H，就能將TIMER0 的中斷設(shè)置為250μs。當(dāng)需要I/O 口驅(qū)動(dòng)的蜂鳴器鳴叫時(shí)，只需要在進(jìn)入TIMER0 中斷的時(shí)候?qū)υ揑/O 口的電平進(jìn)行翻轉(zhuǎn)一次，直到蜂鳴器不需要鳴叫的時(shí)候，將I/O 口的電平設(shè)置為低電平即可。不鳴叫時(shí)將I/O 口的輸出電平設(shè)置為低電平是為了防止漏電。 總體運(yùn)行進(jìn)程首先實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制電子鐘，在8位數(shù)碼管顯示，顯示為時(shí)分秒，實(shí)現(xiàn)的格式為：235959。到達(dá)預(yù)定時(shí)間啟動(dòng)蜂鳴器開(kāi)始打鈴，打鈴的方式分為起床、熄燈和上下課鈴兩種。系統(tǒng)使用了4個(gè)按鍵，3只按鍵用來(lái)調(diào)整時(shí)間，另一只為強(qiáng)制打鈴按鈕。通過(guò)選擇鍵選擇調(diào)整位，選中位閃爍，按增加鍵為選中位加1，按減少鍵為選中位減1。按強(qiáng)制打鈴按鈕是實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制打鈴或者強(qiáng)制關(guān)閉打鈴。第三章 軟件電路設(shè)計(jì)及流程圖 基本原理概述主程序首先是初始化部分，主要是計(jì)時(shí)單元清零，中斷初始化，堆棧指針初始化，啟動(dòng)定時(shí)器工作，然后是調(diào)用顯示子程序。主程序的起始存儲(chǔ)地址是0000H單元，但由于本系統(tǒng)用了定時(shí)器T0的中斷，中斷服務(wù)程序入口地址為000BH，因此從0000H單元起存放一條短調(diào)轉(zhuǎn)指令A(yù)JMP，使真正的主程序從0300H單元開(kāi)始存放。 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0定時(shí)100ms，10次中斷即為1秒，60秒為1分，60分為1小時(shí)，24小時(shí)為一天，如此循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能。編寫(xiě)中斷服務(wù)程序關(guān)鍵要注意：，本系統(tǒng)中是累加器A和程序狀態(tài)字PSW值的保護(hù)。，因此時(shí)，分，秒單元加1后要進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整，即要執(zhí)行DAA指令，還要注意的是時(shí)計(jì)到24就回零，分和秒計(jì)到60就回零。 顯示程序設(shè)計(jì)和按鍵判斷與按鍵處理程序設(shè)計(jì)顯示采用的是動(dòng)態(tài)顯示，段控和位控都經(jīng)過(guò)反相器，顯示的字形代碼是共陽(yáng)的顯示代碼，位控信號(hào)輸出時(shí)是高電平有效，在校時(shí)時(shí)，采用的是點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn)信位調(diào)節(jié)器標(biāo)志，哪位小數(shù)點(diǎn)亮表示調(diào)整的是該為的值。顯示子程序的第一部分是拆字，顯示緩沖區(qū)是2FH—2AH；第二部分是查字型碼，輸出段控和位控信號(hào)，由于采用的是動(dòng)態(tài)顯示，所以每出輸出一位的段控和位控信號(hào)要延時(shí)一定的時(shí)間，使LED顯示器顯示的字符時(shí)穩(wěn)定的。按鍵判斷程序有編寫(xiě)時(shí)應(yīng)注意按鍵的去抖動(dòng)，該系統(tǒng)采用的是延時(shí)去抖動(dòng)的方法，延時(shí)是通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)按鍵按下后都要等待釋放后再返回。按鍵處理程序中的按鍵式校時(shí)的，所以進(jìn)入按鍵處理程序后就關(guān)閉定時(shí)中斷，對(duì)于動(dòng)能鍵注意設(shè)置顯示標(biāo)志。 流程圖 系統(tǒng)主程序流程圖 系統(tǒng)定時(shí)中斷流程圖第四章 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)概要程序名稱：51 單片機(jī)自動(dòng)掃鈴機(jī)控制系統(tǒng)說(shuō)明：實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)制電子鐘，8 位數(shù)碼管顯示，顯示時(shí)分秒顯示格式：235959（小時(shí)十位如果為0 則不顯示）。到預(yù)定時(shí)問(wèn)啟動(dòng)蜂鳴器模擬打
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