【正文】 的脈沖或用于定時目 的。當振蕩器復(fù)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(shè)計（論文） 5 平時間。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)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(shè)計（論文） 3 第二章 系統(tǒng) 的硬件設(shè)計 系統(tǒng)設(shè)計方案 (1)設(shè)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(shè)置鍵盤，數(shù)碼管顯示屏； (2)進行軟件設(shè)計，利用單片機系統(tǒng)時鐘先設(shè)計一個高精度的內(nèi)部時鐘系統(tǒng)，最小精確時間為期 1 秒； (3)在秒計數(shù)器的基礎(chǔ)上設(shè)計一個 24 小時時鐘，并設(shè)計若干定時功能； (4)設(shè)計打鈴執(zhí)行機構(gòu)，完成自動打鈴功能。含有中斷、定時 ∕計數(shù)器。通過內(nèi)部定時產(chǎn)生中斷，從而驅(qū)動電鈴打鈴。 隨著電子技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，家用電器和辦公電子設(shè)備逐漸增多，不同的設(shè)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(shè)計制作的，其定時準確性和精度都不是很 理想，現(xiàn)在基本上都是基于數(shù)字電子技術(shù)的新一代產(chǎn)品，隨著單片機性價比的不斷提高，新一代產(chǎn)品的應(yīng)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(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)計》 [J].武漢工程大學學報 .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(xiàn)： 能□ 不能□ 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□ 審題小組組長（簽字） 年 月 日 華中科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 題目：基于 51 單片機的教學打鈴控制器的設(shè)計 系 名 信息工程系 專 業(yè) 自動化 學 號 6010202392 姓 名 趙金奇 指導(dǎo)教師 扈書亮 2020 年 6 月 6 日 華中科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘 要 現(xiàn)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(shù)器。通過內(nèi)部定時產(chǎn)生中斷，從而驅(qū)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(shù)層出不窮的時代，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)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(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。 指導(dǎo)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(shè)計（論文）開題報告 華中科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 課題名稱 基于 51 單片機的教學打鈴控制器的設(shè)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(dǎo)教師 扈書亮 一、 課題來源及意義 近年來隨著電子技術(shù)和微型計算機的迅速發(fā)展，單片機的檔次不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴大。） 完成 DS1302 的時間獲取與設(shè)定。 工作目的：熟練掌握 51 單片機的 C 編程 。） 工作基礎(chǔ)：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(xiàn)時間、日期的計量，利用數(shù)碼管實現(xiàn)信息的顯示，利用 51 單片機實現(xiàn)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(shè)定，通過當期時間日期與設(shè)定時間日期的比對，實現(xiàn)打鈴控制。 熟練掌握 DS1302/AT24C02 的編程方法。 完成基于 AT24C02 的數(shù)據(jù)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(shè)備、個人信息終端及通信產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)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(yīng)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(shè)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(shù)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(shè)備上顯示，通過按鍵可以設(shè)定定時打鈴時間和打鈴時間間隔。目前，一個學習與應(yīng)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(jīng)滲入到人們生活和工作的方方面面，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)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(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。大則可以構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng)，完成復(fù)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(chǎn)品減輕了人們的勞動，擴大了數(shù)字化的范圍，為家庭數(shù)字 化提供可能。本設(shè)計采用 5V電源，屬于中小功華中科技大學畢業(yè)設(shè)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(shù) 相對較多，價錢也相對比較便宜。 圖 21 系統(tǒng)設(shè)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(nèi)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(shè)計（論文） 4 收輸出 4 個 TTL 門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當 P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)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(shù)據(jù)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(shè)計選用內(nèi)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(shè)計（論文） 6 時鐘電路設(shè)計 時鐘芯片 DS1302 的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu) 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(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。 I/O 為串行數(shù)據(jù)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(guān)，存放的數(shù)據(jù)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(shè)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(xiàn)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(shè)計 鍵盤是單片機應(yīng)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(shè)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(shè)計（論文） 9 圖 27 單片機鍵盤設(shè)計 打鈴電路設(shè)計 打鈴電路一般用聲音或音樂作為提醒，本設(shè)計選用蜂鳴器和燈實現(xiàn)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(dǎo)通，使上面開關(guān)吸合，繼電器導(dǎo)通， 220V電壓進入，電鈴響。串行總線只有兩條信號線，一條是數(shù)據(jù)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(guān)系。 在標準的 I2C 普通模式下，數(shù)據(jù)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(shù)目的限制。讀取已知信息之后就要判斷時間是否與設(shè)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(qū)動，三極管 2N222A 導(dǎo)通即驅(qū)動繼電器導(dǎo)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(shù)據(jù)傳送進行初始化，需要將復(fù)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