【正文】 器。采用方案二實(shí)現(xiàn)的校園打鈴系統(tǒng)其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)多功能控制，計(jì)時(shí)精確，全自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)其所用功能，并且能在斷電的情況下任能正常的實(shí)現(xiàn)打鈴。方案一：完全采用點(diǎn)陣式 LED 顯示。因此這種方案既軟件工作量大，又價(jià)格相對(duì)較貴，因此權(quán)衡利弊，選擇方案二。該方案的優(yōu)點(diǎn)是存儲(chǔ)方便，節(jié)約成本；缺點(diǎn)是斷電后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)消失。故選擇第二種方案。此設(shè)計(jì)的控制模塊由單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路組成的。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一種商效微控制器，AT89C51 是它的一種精簡(jiǎn)版本。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。P1 口管腳寫(xiě)入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。AT89C51 單片機(jī)內(nèi)有時(shí)鐘振蕩電路，只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體和微調(diào)電容，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)，具體電路設(shè)計(jì)如圖 32 所示。實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力有限，因而需要硬件將單片機(jī)輸出的高、低電平變成控制電鈴?fù)〝嗟碾娐?，能夠具體實(shí)現(xiàn)該功能的電路有多種。此時(shí)，三極管呈截止?fàn)顟B(tài)，繼電器不吸合電鈴?fù)Ｖ勾蜮彛划?dāng) 腳輸出低電平時(shí)，給三極管基極送入的是低電壓。繼電器線圈在斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的反感生電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電壓會(huì)損失繼電器或者電路中的元件，在繼電器線圈上反向并聯(lián)一個(gè)二極管，可將產(chǎn)生的反感生電動(dòng)勢(shì)通過(guò)二極管回路釋放掉、保護(hù)繼電器線圈和電路中的電子元件不受高壓損壞。DS1302 是 DS1202 的升級(jí)產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1＋ 時(shí)，Vcc2 給 DS1302 供電。RST 輸入有兩種功能：首先，RST 接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。最低有效位(位 0)如為 0 表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開(kāi)始輸出。此外，DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與RAM 相關(guān)的寄存器等。所以就采用能在學(xué)校停電時(shí)借助電池也能工作的芯片，而 DS1302 能夠在學(xué)校掉電時(shí)，Vcc2 無(wú)法給實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DS1302 供電，只有通過(guò)干電池 B1給實(shí)時(shí)時(shí)鐘 DS1302 的 Vcc1 提供電量讓 DS1302 繼續(xù)工作，系統(tǒng)能夠繼續(xù)計(jì)時(shí)。 24C02C 的引腳介紹考慮到串口線、穩(wěn)定性等方面，本系統(tǒng)采用串行數(shù)據(jù)傳輸存儲(chǔ)器。（1）行數(shù)據(jù)（SDA）引腳串行數(shù)據(jù)引腳為雙向引腳，用于把地址和數(shù)據(jù)輸入/輸出期間。而 SDA 電平在SCL 高電平期間若發(fā)生變化，表明起始和停止條件產(chǎn)生。它主要的特點(diǎn)有：（1）總線只有兩根線，即串行時(shí)鐘線和串行數(shù)據(jù)線，這在設(shè)計(jì)中大大簡(jiǎn)化了硬件接口；（2）每個(gè)連接到總線上的器件地址同時(shí)由芯片內(nèi)部硬件電路和外部地址引腳決定，避免了片選線的線連接方法，并建立簡(jiǎn)單的主從關(guān)系，主器件既可以作為發(fā)送器，又可作為接收器； 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 11 頁(yè) 共 34 頁(yè)（3）它是一個(gè)真正的多主總線，帶有競(jìng)爭(zhēng)監(jiān)測(cè)和仲裁電路，多個(gè)主機(jī)可以任意發(fā)送而不破壞總線上的數(shù)據(jù)；（4）同步時(shí)鐘可以作為停止或重新啟動(dòng)串行口發(fā)送的握手方式；（5）連接到同一總線的集成電路數(shù)量只受 400pF 最大總線電容的限制。在系統(tǒng)掉電時(shí)不會(huì)丟失其中的內(nèi)容，保證了設(shè)置的打鈴時(shí)間不會(huì)因系統(tǒng)掉電而需要重新設(shè)置。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，有的是單個(gè)按鍵，有的是矩陣式的按鍵，即行列式按鍵。這種按鍵軟件程序簡(jiǎn)單，但占用 I/O 口線較多（一根口線只能接一個(gè)鍵） ，適用于鍵盤(pán)應(yīng)用數(shù)量較少的系統(tǒng)中。調(diào)節(jié)按鍵：它的主要功能就是想改變當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間首先要按模式鍵，選中要修改的時(shí)間，再按調(diào)節(jié)鍵就能控制當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間遞增。與單片機(jī)具體鏈接圖，如圖 38 所示。這些段分別由字母 a、b、c、d、e、f、g、dp 來(lái)表示。共陰極就是將 8 個(gè) LED 的陰極連接到一起組成公共端 COM，接負(fù)極，當(dāng)相應(yīng)字段為高電平“1”時(shí)，可以點(diǎn)亮該字段；當(dāng)相應(yīng)字段為低電平“0”時(shí)，該字段不亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。在輪流顯示過(guò)程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1～2ms，由于人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。其中，WP是 24C02C 的寫(xiě)保護(hù)控制引腳，WP 為低電平時(shí)，串行存儲(chǔ)器可以正常地讀/寫(xiě)；WP 為高電平時(shí)，對(duì)串行存儲(chǔ)器內(nèi)部的數(shù)據(jù)進(jìn)行寫(xiě)保護(hù)。來(lái)電時(shí)，數(shù)碼管上顯示的系統(tǒng)時(shí)間不會(huì)是停電時(shí)刻的時(shí)間，系統(tǒng)繼續(xù)工作。如果當(dāng)前系統(tǒng)與打鈴時(shí)間不一致，AT89C51 中的 腳就輸出高電平，三極管 Q1 截止，繼電器斷開(kāi)，電鈴電路不導(dǎo)通。程序流程圖如圖 51 所示。測(cè)量數(shù)據(jù)在顯示時(shí)需轉(zhuǎn)換成 10 進(jìn)制 BCD 碼放在 24C02C 存儲(chǔ)器中，再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制進(jìn)過(guò)總線輸出，經(jīng)由單片機(jī)控制 LED 顯示。分別是打鈴時(shí)間設(shè)置子程序、當(dāng)前時(shí)間顯示子程序、鍵盤(pán)模塊子程序、打鈴校準(zhǔn)子程序等。Keil C51 181。 調(diào)試的操作步驟 uVision 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建新項(xiàng)目（Project） ，擴(kuò)展文件名為 UV2，并為該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī) CPU 器件。，生成絕對(duì)目標(biāo)代碼和可選的 HEX 文件，如果出現(xiàn)編譯連接錯(cuò)誤則返回到第 2 步，修改源文件中的錯(cuò)誤后重構(gòu)整個(gè)項(xiàng)目。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0./U1AT89C51R120R20320R420520R620720R820abcdefgdp12345678abcdefgdp 12345678RST5SCLK7I/O6X12X23VC18V21U2DS1302模 式調(diào) 節(jié)SCK6SDA5WP7 A01A12A23U324C02CQ12N2905R920R清 空存 入I2CSDASCLRL15VD11N418BAT13VLS1SOUNDER圖 61 當(dāng)前年、月、日的顯示狀態(tài) 2：LED 數(shù)碼管對(duì)時(shí)、分、秒和星期顯示的仿真效果如圖 62 所示。Relays RELAYMiscellaneous BATTERYTerminals Mode POWER 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 24 頁(yè) 共 34 頁(yè)操作步驟如下： proteusISIS 集成環(huán)境，在工作前，在 systerm 菜單下設(shè)置界面的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目，我采用了系統(tǒng)默認(rèn)值。單片機(jī)的存儲(chǔ)容量小，所以采用了 I2C 總線的串行存儲(chǔ)器24C02C，并通過(guò)始終芯片 DS1302 進(jìn)行時(shí)鐘控制，最后經(jīng)過(guò)三極管的開(kāi)關(guān)性能控制繼電器進(jìn)而控制鈴聲。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我認(rèn)為不僅僅是一次簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，同時(shí)也教會(huì)我們學(xué)以致用的道理，很多知識(shí)我們學(xué)過(guò)卻沒(méi)有應(yīng)用到實(shí)踐中，很可能就荒廢了，但通過(guò)這次設(shè)計(jì)讓我加深知識(shí)的理解，真正將知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合，達(dá)到了理論的升華，同時(shí)也是一次熟悉知識(shí)、改正錯(cuò)誤、提升自己的機(jī)會(huì)。也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力、更強(qiáng)的溝通力和理解力。sbit key_change=P1^4。//數(shù)碼管顯示： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F uchar code dis[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,// 0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. A. B. C. D. E. F. 0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0x08,0x03,0x46,0x21,0x06,0x0e,// Y L J 黑 全亮 點(diǎn) 0x91,0xc7,0xe1,0xFF,0x00, 0x7f, 0xbf}。}//顯示子程序void display(){ uchar i。i8。 //選擇數(shù)碼管位數(shù) 延時(shí) 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 30 頁(yè) 共 34 頁(yè)LED_123=0x00。0x0F)+1。 //顯示標(biāo)志,0=時(shí)分鈔星期,1=年月日uchar mode_N=0。 //日 datetime[3]=Read_DS1302(week)。 //秒 second if(yh || mode_N3){disp_buf[0]=0x02。disp_buf[4]=time[1]/0x10。}else{disp_buf[0]=time[4]/0x10。disp_buf[4]=time[6]/0x10。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 31 頁(yè) 共 34 頁(yè)}}//分析是否打鈴bit Dll_OK(){uchar i,j,k[2]。ji。time[5]==k[1]) return 1。1=校分。年 year。時(shí) hour。 //年顯示 20 Write_DS1302(year,0x10)。 //星期 4 Write_DS1302(hour,0x12)。 //8} while(1) { //模式鍵 if(!key_mode) // 鍵是否按下 {delay(100)。 //鍵是否按下 延時(shí)}} if(!key_change) //調(diào)整鍵 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)第 32 頁(yè) 共 34 頁(yè) {delay(100)。Write_DS1302(second,0)。if(temp=0x24) temp=0。if(temp=0x08) temp=1。if(temp=0x32) temp=1。if(temp=0x13) temp=1。if(temp=0x30) temp=0。 if(count204) //顯示模式 {switch(mode_N) {case 1:disp_buf[2]=0x23。disp_buf[1]=0x23。break。case 6:disp_buf[0]=0x23。break。 } } else {++count20。display()。display()。i0。RW24XX(amp。display()。display()。 //讀指針if(i=252){RW24XX(amp。i,1,0,0xa0, M2402)。 //實(shí)現(xiàn)打鈴 } else //否則 {Dll_Symbolize=0。 //輸出低電平 } else { L_OUT=1。 //延時(shí)