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基于51單片機的教學打鈴控制器的設計畢業(yè)設計論文-wenkub

2022-09-08 20:04:40 本頁面
 

【正文】 的脈沖或用于定時目 的。當振蕩器復位器件時,要保持 RST 腳兩個機器周期的高電華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 5 平時間。 P3 口: P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口,可接收輸出 4 個 TTL門電流。并因此作為輸入時, P2 口的管腳被外部拉低,將輸出電流。在 FIASH 編程時, P0 口作為 原 碼輸入口,當 FIASH 進行校驗時, P0 輸出原碼,此時 P0 外部必須被拉高。 引腳說明: VCC:供電電壓。 華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 3 第二章 系統(tǒng) 的硬件設計 系統(tǒng)設計方案 (1)設計能正常工作的一個單片機最小硬件系統(tǒng),外圍電路包括設置鍵盤,數碼管顯示屏; (2)進行軟件設計,利用單片機系統(tǒng)時鐘先設計一個高精度的內部時鐘系統(tǒng),最小精確時間為期 1 秒; (3)在秒計數器的基礎上設計一個 24 小時時鐘,并設計若干定時功能; (4)設計打鈴執(zhí)行機構,完成自動打鈴功能。含有中斷、定時 ∕計數器。通過內部定時產生中斷,從而驅動電鈴打鈴。 隨著電子技術突飛猛進的發(fā)展,家用電器和辦公電子設備逐漸增多,不同的設備都有自己的控制器,使用起來很不方便。早期常用的一些時間控制單元都是用模擬電路設計制作的,其定時準確性和精度都不是很 理想,現在基本上都是基于數字電子技術的新一代產品,隨著單片機性價比的不斷提高,新一代產品的應用也越來越廣泛。由于單片機集成度高、功能強、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價格低廉等一系列的優(yōu)點。單片機具有體積小、功能強、成本低、應用面廣等優(yōu)點,可以說,智能控制與自動控制的核心就是單片機。 本設計主要是針對適用于校園打鈴系統(tǒng)要求的,介紹了一種基于單片機的自動打鈴系統(tǒng)的設計方法。 六、主要參考文獻 [1]陳凱 秦實宏等 .《基于 GSM 模塊的收發(fā)控制系統(tǒng)設計》 [J].武漢工程大學學報 .2020 年 . [2]田思源 姚玉霞等 .《智能化樓宇安防自動監(jiān)控報警系統(tǒng)的研究》 [J]. [3]馬士寶 張國玉等 .《基于 GSM 模塊的無線報警系統(tǒng)設計》 [J].長春理工大學學報 .2020 年 . 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IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2020. 選題是否合適: 是□ 否□ 課題能否實現: 能□ 不能□ 指導教師(簽字) 年 月 日 選題是否合適: 是□ 否□ 課題能否實現: 能□ 不能□ 審題小組組長(簽字) 年 月 日 華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 畢業(yè)設計(論文)說明書 題目:基于 51 單片機的教學打鈴控制器的設計 系 名 信息工程系 專 業(yè) 自動化 學 號 6010202392 姓 名 趙金奇 指導教師 扈書亮 2020 年 6 月 6 日 華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 摘 要 現在,生活節(jié)奏加快,人們對時間的規(guī)劃也越來越重視,這就要用時鐘提醒裝置,即打鈴裝置。 — 掌握 AT89C51 單片機編程的基本方法和液晶顯示控制器的控制方法。含有中斷、定時∕計數器。通過內部定時產生中斷,從而驅動電鈴打鈴。 二、研究目標 熟練掌握 51 單片機的 C編程。當今時代是一個新技術層出不窮的時代,在電子領域尤其是自動化智能控制領域,傳統(tǒng)的分立元件或數字邏輯電路構成的控制系統(tǒng),正以 前所未有的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所取代?,F代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。 指導教師(簽字) 年 月 日 審題小組組長(簽字) 年 月 日 本科生畢業(yè)設計(論文)開題報告 華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 課題名稱 基于 51 單片機的教學打鈴控制器的設計 系 名 稱 信息工程系 專業(yè)名稱 自動化 學生姓名 趙金奇 指導教師 扈書亮 一、 課題來源及意義 近年來隨著電子技術和微型計算機的迅速發(fā)展,單片機的檔次不斷提高,其應用領域也在不斷的擴大。) 完成 DS1302 的時間獲取與設定。 工作目的:熟練掌握 51 單片機的 C 編程 。) 工作基礎:了解 基于 DS1302 實時時鐘的基本命令格式 ,能熟練使用 51 系列單片機 。 研究條件: 利用 DS1302 實現時間、日期的計量,利用數碼管實現信息的顯示,利用 51 單片機實現時間日期的獲取,并可接受來自鍵盤的按鍵信息,完成時間、日期的設定,通過當期時間日期與設定時間日期的比對,實現打鈴控制。 熟練掌握 DS1302/AT24C02 的編程方法。 完成基于 AT24C02 的數據存儲。已在工業(yè)控制﹑尖端科學、智能儀器儀表、日用家電、汽車電子系統(tǒng)、辦公自動化設備、個人信息終端及通信產品中得到廣泛應用,成為現代電子系統(tǒng)中最重要的智能化的 核心部件。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有 12 部單片機。單片機具有體積小、功能強、成本低、應用面廣等優(yōu)點,可以說智能控制與自動控制的核心就是單片機。 熟練掌握 DS1302∕ AT24C02 的編程方法。本設計采用 5V供電,屬于小功率穩(wěn)壓電源,所以可以采用三端穩(wěn)壓芯片。且 I∕ O 接口數相對較多,價錢也相對比較便宜。 — 編寫程序,完成單片機基于 DS1302處理。在校園生活中,用到最多的還是校園的自動打鈴裝置 。系統(tǒng)以 AT89C51 單片機為控制器,以 DS1302 時鐘芯片為系統(tǒng)提供時間,并在顯示設備上顯示,通過按鍵可以設定定時打鈴時間和打鈴時間間隔。目前,一個學習與應用單片機的高潮正在工廠、學校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。目前已經滲入到人們生活和工作的方方面面,單片機的應用領域已經從面向工業(yè)控制、通訊 、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費品、辦公自動化、汽車電子、 PC 機外圍以及網絡通訊等廣大領域。大則可以構成復雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng),完成復雜的功能,小則可以用于家電控制,甚至可以用于兒童電子玩具。這些具有人們所需要的智能化特性產品減輕了人們的勞動,擴大了數字化的范圍,為家庭數字 化提供可能。本設計采用 5V電源,屬于中小功華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 2 率穩(wěn)壓電源,所以可以采用三端穩(wěn)壓芯片。且 I/O 接口數 相對較多,價錢也相對比較便宜。 圖 21 系統(tǒng)設計框圖 MCS51 單片機 AT89C51 單片機性能 AT89C51 是一種帶 4K字節(jié) FLASH 可編程 可擦除只讀存儲器的低電壓,高性能 的 8 位微處理器,俗稱單片機。 P0 口: P0 口為一個 8 位漏 極 開路雙向 I/O 口,每腳可吸收 8 個 TTL 門電流。 P1 口: P1 口是一個內部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口, P1 口緩沖器能接華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 4 收輸出 4 個 TTL 門電流。這是由于內部上拉的緣故。當 P3 口寫入 “1”后,它們被內部上拉為高電平,并用作輸入。 ALE/PROG:當訪問外部存儲器時,地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是:每當用作外部數據存儲器時,將跳過一個 ALE 脈沖。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止,置位無效。電路如下所示 。本設計選用內部振蕩方式,在 XTAL1 和 XTAL2 引腳之間連一個 12MHz 的晶振,再分別外接 30p的對地電容。 圖 23 單片機最小系統(tǒng) 華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 6 時鐘電路設計 時鐘芯片 DS1302 的結構及工作原理 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路,它可以對 年、月、日、周日、時、分、秒進行計時,具有閏年補償功能,工作電壓為 ~ 。 引腳功能及結構 DS1302 的引腳排列 ,其中 VCC1 為后備電源, VCC2 為主電源。當 Vcc2 小于VCC1 時, DS1302 由 VCC1 供電。當 RST 為高電平時,所有的數據傳送被初始化,允許對 DS1302 進行操作。 I/O 為串行數據輸入輸出端 (雙向 ),后面有詳細說明。位 5 至位 1 指示操作單元的地址 。 DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個寄存器,其中有 7 個寄存器與日歷、時鐘相關,存放的數據位為 BCD 碼形式 ,其日歷、時間寄存器及其控制字見表 21。 時鐘電路設計 圖 25 DS1302時鐘電路 DS1302 存在時鐘精度不高,易受環(huán) 境影響,出現時鐘混亂等缺點。但是,如果在系統(tǒng)中采用時鐘芯片 DS1302,則能很好 地解決這個問題。 圖 26 單片機顯示電路 鍵盤電路設計 鍵盤是單片機應用中常用的一種輸入器件,鍵盤的按鍵有觸點式和非觸點式之分,按接口原理有編碼鍵盤和非編碼鍵盤之分。 本設計按鍵電路圖如下,由單片機的 P1 口控制按鍵電路。 華中科技大學畢業(yè)設計(論文) 9 圖 27 單片機鍵盤設計 打鈴電路設計 打鈴電路一般用聲音或音樂作為提醒,本設計選用蜂鳴器和燈實現聲光雙重打鈴功能,電路如圖,打鈴時間到時,單片機 引腳置高, NPN 型三極管2N2222A 導通,使上面開關吸合,繼電器導通, 220V電壓進入,電鈴響。串行總線只有兩條信號線,一條是數據線 SDA,另一條是時鐘線 SCL。 I2C串行總線的運行由主器件控制。由于連接到總線上器件的輸出級必須是漏極或集電極開路的,只要有一個器件任意時刻輸出低電平,都將時總線上的信號變低,即各器件的 SDA 及 SCL 都是“線與”的關系。 在標準的 I2C 普通模式下,數據的傳輸速率為 100kbit/s,高速模式下可達400bit/s。每個連到 I2C 總線上的器件都有一個唯一的地址,擴展器件時也要受到器件地址數目的限制。讀取已知信息之后就要判斷時間是否與設定要求打鈴時間一致,如果一致則進行上述后續(xù)步驟, P3口驅動,三極管 2N222A 導通即驅動繼電器導通。當為高時,選擇 12 小時模式。當該位置為 1時,時鐘振蕩器停止, DS1302 處于低功耗狀態(tài);當該位置為 0 時,時鐘開始運行。 DS1302 的工作原理 DS1302 工作時為了對任何數據傳送進行初始化,需要將復位腳( RST)置為高電平且將 8 位地址和命令信息裝入移位寄存器。此外,DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘
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