【正文】 004 的時(shí)鐘靠后備電池維持工作，拒絕 CPU對其讀出和寫入訪問。采用此種方案雖然減少芯片的使用，NE555 時(shí)基電路 分頻器 100Hz 信號 數(shù)據(jù) 鎖存器 1Hz 信號 數(shù)碼管驅(qū)動 數(shù)碼管顯示 時(shí)鐘芯片 秒計(jì)時(shí) 單片機(jī) 液晶顯示器顯示 計(jì)時(shí)時(shí)間 欽州學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 書 3 節(jié)約成本，但是，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大，硬件就比較復(fù)雜，穩(wěn)定性低，而且不易控制。這種方案電路設(shè)計(jì)簡單，時(shí)間精確，使用方便 。這種方案電路結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，芯片使用比較多，靈活性不高，而且準(zhǔn)確度不夠精確，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。 基于以上原因，本課題設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的自動打鈴系統(tǒng)，使用簡單方便、功能齊全。 打鈴器 作為一個(gè)提醒人們時(shí)間的 設(shè)備，自然離不開提供時(shí)間的系統(tǒng)，最原始的打鈴器是人工根據(jù)時(shí)間通過敲鐘來提醒，隨著技術(shù)的發(fā)展，開始有了機(jī)械時(shí)打鈴器。 用單片機(jī)控制的自動打鈴器，充分發(fā)揮了體積小，價(jià)格便宜，功耗低可靠性好等特點(diǎn)，而且具有可改性，用于學(xué)校作息，方便了廣大師 生。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用 C語言來完成， C語言語法簡潔，使用方便，用于完成軟件設(shè)計(jì)非常方便。在學(xué)校生活中，每天上下課都離不開打鈴系統(tǒng)的使用。打鈴裝置有很多 種 ，比如手機(jī)的打鈴系統(tǒng)，鬧鐘的機(jī)械打鈴裝置，廣播打鈴系統(tǒng)等等，但是日常生活中見得最多的還是校園的自動打鈴系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)主要是針對適用于校園打鈴系統(tǒng)要求的，其介紹了一種基于單片機(jī)的自動打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)為控制器，以 ISD4004 時(shí)鐘芯片為系統(tǒng)提供時(shí)間，并在液晶顯示器上顯示，通過按鍵可以設(shè)定定時(shí)打鈴時(shí)間和打鈴的時(shí)間間隔。 而 且 自動打鈴系統(tǒng) 不斷影響著我們的學(xué)習(xí)和生活，它已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)校中， 它能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)校的 辦公自動化 ，便于學(xué)校的管理。對于那些上課精力過于集中、知識面拓展比較廣的老師的拖堂現(xiàn)象也給了一個(gè)下課時(shí)間提醒，以免耽誤學(xué)生們下一節(jié)課的上課時(shí)間。單片機(jī)簡單的說就是一款微型的計(jì)算機(jī)， 包含 中央處理器 CUP、隨機(jī)存取存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、 I/O 口、串行口等部分，可以 作為一個(gè)系統(tǒng)的主控制器，將其他部分電路整合到一起組成一個(gè)系統(tǒng)，為控制提供智能化。設(shè)計(jì)框圖如圖 21 所示。設(shè)計(jì)框圖如圖 22 所示。 時(shí)鐘芯片選擇 方案一：因?yàn)楸疚脑O(shè)計(jì)的數(shù)字鐘只需要顯示分鐘 和 秒，因此可以直接采用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)分、秒計(jì)數(shù)。 ISD4004，它是 I2C 總線接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，可以獨(dú)立于 CPU 工 作，不受 CPU主晶振及其電容的影響，且計(jì)時(shí)準(zhǔn)確，月累積誤差一般小于 10秒。所以采用 ISD4004 作為時(shí)鐘芯片。 半導(dǎo)體數(shù)碼管的每個(gè)線段都是一個(gè)發(fā)光二極管（ Light Emitting Diode，簡稱 LED），因而也把它叫作 LED 數(shù)碼管或 LED 七段顯示器。它的工作電壓也很低，在 1V 以下仍能工作。 設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如圖 23 所示。 系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)時(shí)間由時(shí)鐘芯片 ISD4004 來提供，單片機(jī)通過 P3 口讀取了ISD4004 的時(shí)間數(shù)據(jù)后，經(jīng)過處理得到時(shí)間顯示模式的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并通過 P2 口送液晶顯示器顯示出來。時(shí)鐘芯片的 SCL 引腳和 SDA 引腳分別由單片機(jī)的 和 引腳控制，單片機(jī)只需按照 ISD4004 的工作時(shí)序來控制 DS1307 即可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的寫入和讀取 ，其中 ISD4004 的時(shí)鐘端與數(shù)據(jù)端需外接上拉電阻，本設(shè)計(jì)選用 5 針排阻來充當(dāng)上拉電阻 。 按功能分，鍵盤有獨(dú)立按鍵和矩陣按鍵之分，獨(dú)立按鍵每一路按鍵就占用單片機(jī)的一個(gè)控制引腳，單片機(jī)直接獲取其信息；矩陣按鍵將按鍵排成由行和列組成的行列式，通過確認(rèn)按鍵的行號和列號來確定每一路按鍵，利用少的單片機(jī)引腳控制更多的按鍵。 因此，在設(shè)計(jì)中必須考慮到按鍵抖動的影響。由于單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為使更多的業(yè)內(nèi)人士、學(xué)生和愛好者學(xué)習(xí)掌握這門技術(shù)，產(chǎn)生了單片機(jī)開發(fā)板。 90 年代后期隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品的大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了很大的提高， 32 位機(jī)迅速代替了 16 位機(jī)進(jìn)入主流市場，傳統(tǒng)的 8 位機(jī)的處理速度也提高了數(shù)百倍， 而且價(jià)格也降低了很多，得到了廣泛的應(yīng)用。該器件采用 ATMEL 高密度非易失性存儲器制造技術(shù)，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 中斷技術(shù)是計(jì)算機(jī)中的重要技術(shù)之一，它既和硬件相關(guān)，也和軟件相關(guān)，正因?yàn)橛辛恕爸袛唷辈攀沟糜?jì)算機(jī)的工作更加靈活、效率更高。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0 溢出中斷： TF0 做標(biāo)志，由 輸出； 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T1 溢出中斷： TF1 做標(biāo)志，由 輸出； 片內(nèi)串行口產(chǎn)生的中斷： RX、 TX。 P1 口（ ～ ）的每一位都可以分別定義為輸入線和輸出線（做輸入時(shí)，鎖存器必須置 1），可驅(qū)動 4 個(gè) TTL 負(fù)載。一般作為擴(kuò)展地址總線欽州學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 書 8 的高 8 為使用。 ALE/PROG： 地址鎖存允許信號輸出。其頻率為晶振頻率的 1/6，可用作外部定時(shí)或其他觸發(fā)信號。在訪 問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)， PSEN/無效。在與 Flash 并行編程 /校驗(yàn)期間，該引腳施加 12V的編程電壓 VPP。 電路如圖 35 所示。本設(shè)計(jì)選用內(nèi)部振蕩方式，在 XTAL1 和 XTAL2引腳之間連接一個(gè) 12MHz 的晶振，再分別外接 30p 的對地電容。 手動復(fù)位是在 RST 引腳設(shè)置按鍵，當(dāng)按鍵按下時(shí)， RST 引腳會有高電平，即可實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能；上電復(fù)位是在RST 引腳連接一個(gè)電解電容接至電源，再接一個(gè)電阻接地，系統(tǒng)上電時(shí)，電容充電，只要電源的上升時(shí)間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。 單片機(jī)的 P2 口作為 LCD1602 的數(shù)據(jù)線端口， P3 口控制 LCD1602 的使能端。 圖 35 打鈴電路 欽州學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 書 12 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)流程圖 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖 41所示。當(dāng)?shù)刂分羔樦赶?RAM 的最后一個(gè)地址 3FH 時(shí)，若進(jìn)行多字節(jié)操作，則地址指針將會復(fù)位而指向 00H，這樣原來存在 00H 的數(shù)據(jù)將會丟失。 ISD4004 可運(yùn)行在 12/24 小時(shí)模式下， 并由時(shí)間控制器中的相應(yīng)位來進(jìn)行控制。 寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0D7=指令碼， E=高脈沖；輸出：無。 LCD 有 11 條控制指令，如表 42 所示。 查詢方式是利用單片機(jī)引腳不斷查詢是否有按鍵按下，如果有按鍵按下，利用延時(shí)程序去除抖動再次確認(rèn)后，進(jìn)入該按鍵對應(yīng)的子程序執(zhí)行命令。每個(gè)獨(dú)立式按鍵直接接至單片機(jī)引腳，每個(gè)按鍵的鍵值與單片機(jī)端口的 8個(gè)引腳的 8位二進(jìn)制碼相對應(yīng)。 制作與 調(diào)試過程如下： 按照元器件清單準(zhǔn)備好所需要用到的元器件 。 經(jīng)上述調(diào)試，系統(tǒng)工作正常，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能。在硬件設(shè)計(jì)部分，顯示器件選的是液晶顯示器，它具有功耗和工作電壓低的特點(diǎn)，而且它的顯示 質(zhì)量高 ， 可視面積大，能很好的達(dá)到設(shè)計(jì)要求，還降低了軟件的編程難度。在這段時(shí)間里成老師經(jīng)常給提醒我們在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)，并在百忙之中特地抽出時(shí)間為我們講課，講解論文的排版及寫 作技巧，使我們受益不淺，還不忘督促我們按步驟完成每一項(xiàng)內(nèi)容，可以說從畢業(yè)設(shè)計(jì)的開始到完成都能看見老師的身影，沒有老師的辛勤輔導(dǎo)和對學(xué)生的責(zé)任心就沒有我現(xiàn)在這樣一篇畢業(yè)論文。 sbit lcdrs=P0^7。 sbit warming=P0^0。 //加 sbit k4= P3^3。 // fen sbit k8= P0^2。 欽州學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告 書 23 uchar flag=0。139。339。539。739。939。39。S39。n39。o39。T39。e39。e39。T39。u39。r39。S39。t39。 //fendingshi uchar code shi[]={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x20,0x21,0x22,0x23}。 for(i=0。j++) {。 delay(5)。 } void write_data(uchar date) //寫內(nèi)容與 lcd 顯示 { lcdrs=1。 delay(5)。 write_(0x38)。 write_(0x80+0x10)。 delayus()。// 57 秒鐘 write_add(0x03,0x09)。// 04 星期 write_add(0x07,0x10)。// 報(bào)警時(shí)間 49 分 write_add(0x0A,0X22)。// 報(bào)警時(shí)間 49 分 write_add(0x0A,shi[d])。} //fen else p=0x00。 //shi } if(k3==0) { if(m0x32) {m++ 。LED=~LED。} else p=0x01。 } } */ void delayus() //延時(shí)微秒函數(shù) { 。 delayus()。 delayus()。 delayus()。 while((sda==1)amp。 delayus()。i8。 sda=CY。 } scl=0。 } uchar read_byte() //讀一個(gè)字節(jié)函數(shù) { uchar i,k。 delayus()。 delayus()。 } return k。 write_byte(address)。 stop()。 respons()。 write_byte(0xa3)。 return date。 // 讀分地址 hour=read_add(0x04)。 // 讀月份地址 year=read_add(0x08)。 P3=0xff。 temp=P3。 //p3=num if(num==flaginc)// 被按下 //功能鍵的增加 define flaginc 0xfe { if(flag==7) { flag=0。} } 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write_data(table[(monamp。 write_data(table[11])。0x3f)%16])。num++) { write_data(table1[(weekamp。0x3f)/16])。 write_data(table[(minamp。 write_data(table[10]