【正文】 功能定義如表 31 所示： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 表 31 P3 口第二功能定義 引腳定義 功能 引腳定義 功能 串行輸入口 串行輸出口 0INT 外部中斷 0 1INT 外部中斷 1 計時器 0 外部輸入 計時器 1 外部輸入 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 RST：復(fù)位輸入。它是地址總線低 8 位及數(shù)據(jù)總線分時服用口，可驅(qū)動 8 個 TTL 負(fù)載。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 AT89S51 單片機(jī)內(nèi)部主要由 9 個部件組成： 1 個 8 位中央處理器； 4KBFlash 存儲器；128B 的數(shù)據(jù)存儲器； 32 條 I/O 口線； 2 個定時器 /計數(shù)器； 1 個具有 6 個中斷源、 4 個優(yōu)先級的中斷嵌套結(jié)構(gòu)；用于多處理機(jī)通信、 I/O 擴(kuò)展或全雙工 UART 的串行口；特殊功能寄存器； 1 個片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。此后，在 8031 的基礎(chǔ)上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)，基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)一直到現(xiàn)在還廣泛應(yīng)用著。本設(shè)計中按鍵用于設(shè)定定時時間、打鈴時間間隔，所以只需 4 路按鍵即可實現(xiàn)所需功能，采用獨立式按鍵即可。 DS1307 的引腳排列如圖 31 所示，引腳說明如下： X X2：接入 ； VBAT： +3V 電源輸入； GND：地； SDA：數(shù)據(jù)線，輸入輸出數(shù)據(jù)，需要外接上拉電阻； SCL：時鐘線，用來同步數(shù)據(jù)； SQW/OUT：方波信號輸出端，可輸出供選擇的頻率方波， 1Hz、 4 KHz、 8K Hz、32K Hz，需外接上拉電阻。系統(tǒng)以 AT89S51 單片機(jī)為控制器，通過 DS1307 來為系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時間，單片機(jī)讀取 DS1307 時間后送液晶顯示器顯示，通過按鍵來設(shè)置打鈴時間。半導(dǎo)體數(shù)碼管不僅具有工作電壓低、體積小、壽命長、可靠性高等優(yōu)點，而且響應(yīng)時間短（一般不超過 ），亮度也比較高，但是只能顯示數(shù)字，顯示內(nèi)容比較受到限制，又過多的占用單片機(jī)的 I/O 口。芯片還具有主電源掉電情況下的時鐘保護(hù)電路， DS1307 的時鐘靠后備電池維持工作，拒絕 CPU 對其讀出和寫入訪問。這種方案電路設(shè)計簡單，時間精確，使用方便。 第五章：系統(tǒng)的調(diào)試，主要是介紹下系統(tǒng)硬件和軟件調(diào)試過程中的問題 和解決方案，還有調(diào)試步驟的細(xì)節(jié)問題的說明。當(dāng)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(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。機(jī)械鐘表進(jìn)入中國最早是在公元1601 年，意大利傳教士把鳴鐘作為貢品獻(xiàn)給當(dāng)時的皇帝，揭開了中國人使用機(jī)械時鐘的序幕。1728~1759 年，英國的哈里森制造出高精度的標(biāo)準(zhǔn)航海鐘。晷盤是一個有刻度的盤，其中央裝有一根與盤面垂直的晷針，針影隨太陽運轉(zhuǎn)而移動在盤上的位置。打鈴器可以為上下課的學(xué)生和老師們提供時間 提醒，同時，也可作為一個提醒學(xué)生們作息時間的時間表，讓大家有一個時間意識，形成規(guī)律的生物鐘，對自身的健康也有很大的好處的。 本設(shè)計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)計方法，系統(tǒng)以 AT89S51 單片機(jī)為控制器，以 DS1307 時鐘芯片為系統(tǒng)提供時間，并在液晶顯示器上顯示，通過按鍵可以設(shè)定定時打鈴時間和打鈴的時間間隔。在學(xué)校生活中，每天上下課都離不開打鈴系統(tǒng)的使用。 用單片機(jī)控制的自動打鈴器，充分發(fā)揮了體積小，價格便宜，功耗低可靠性好等特點，而且具有可改性，用于學(xué)校作息，方便了廣大師 生。單片機(jī)簡單的說就是一款微型的計算機(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，可以作為一個系統(tǒng)的主控制器，將其他部分電路整合到一起組成一個系統(tǒng)，為控制提供智能化。 1511 年，荷蘭人彼得 一九七二年，美國的漢密爾頓公司發(fā)明了數(shù)字顯示手表，馬達(dá)和齒輪從手表中消失了。時至今日，人們已經(jīng)可以通過測量原子的周期來計時了。 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 本設(shè)計是以 AT89S51 單片機(jī)為核心的一款自動打鈴系統(tǒng)，以時鐘芯片來實現(xiàn)計時功能，然后單片機(jī)負(fù)責(zé)將時間送入顯示電路顯示，整個系統(tǒng)不是很復(fù)雜，其設(shè)計主要包括單片機(jī)控制模塊、時鐘電路和顯示電路三個模塊的設(shè)計，在設(shè)計前本人 在學(xué)校圖書館看了很多關(guān)于單片機(jī)方面的書，也在網(wǎng)上查了不少資料，也查閱過跟此設(shè)計相似的論文或者期刊，得到了不少啟發(fā)和經(jīng)驗，對本人的設(shè)計工作有很大的幫助，能很好的把握設(shè)計的整體方向和細(xì)節(jié)，論文的結(jié)構(gòu)如下： 第二章：系統(tǒng)的設(shè)計方案，根據(jù)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，確定設(shè)計的基本方案。而且這種電路中需要使用獨立式的數(shù)碼管，每一個數(shù)碼管都需要連接一個數(shù)據(jù)鎖存器和數(shù) 碼管驅(qū)動芯片，連接線比較多，制作的過程中很容易出錯。所以不采用此方案。這種字符顯示器由七段可發(fā)光的線段拼合而成。因此，液晶顯示 器在電子表以及各種小型、便攜式儀器、儀表中得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)?shù)竭_(dá)打鈴時間時，單片機(jī)引腳啟動蜂鳴器和 LED 燈電路工作以聲光形式實現(xiàn)打鈴功能。常用的按鍵一般為觸點式按鍵，根據(jù)按鍵所連接的單片機(jī)引腳的電平高低來判斷其是否按下。 圖 33 按鍵電路 單片機(jī)電路 單片機(jī)簡介 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的CPU、 RAM、 ROM、多種 I/O 口、中斷系統(tǒng)和定時器 /計時器功能集成到一塊芯片上的河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 完善的計算機(jī)系統(tǒng)，它最 早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。 AT89S51 提供 5 個中斷源，即： 外部中斷源 /INT0：由 輸入； 外部中斷源 /INT1：由 輸入， I/O 設(shè)備中斷請求信號，或掉電故障異常事件中斷請求信號都可以作為外部中斷源連 /INT0、 /INT1。它是地址總線的高 8 位復(fù)用，可驅(qū)動 4 個 TTL 負(fù)載。在正常操作狀態(tài)下，該引腳端口輸出恒定頻率的脈沖。如果程序鎖定位 LB1 被編程（ P），那么 EA 值將在復(fù)位時由片內(nèi)鎖存。內(nèi)部振蕩方式是在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接一個晶體振蕩器，與單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器組成時鐘信號；外部振蕩方式是在外部將已有的脈沖信號引入單片機(jī)內(nèi)，一般用于使單片機(jī)的時鐘與外部信號保持同步。 LCD1602 共有 16 個引腳，引腳說明如下： 1 腳， VSS，電源地； 2 腳， VDD，電源正極，接 +5V； 3 腳， VL，液晶顯示偏壓，接正電源時對比度較弱，接地時對比度最高； 4 腳， RS，數(shù)據(jù) /命令選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時選擇指令寄存器； 5 腳， R/W，讀 /寫選擇，高電 平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作，當(dāng) RS 和 R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)； 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 15 6 腳， E，使能信號，當(dāng) E 端由高電平跳變?yōu)榈碗娖綍r，液晶塊執(zhí)行命令； 714 腳， D0D7， 8 位雙向數(shù)據(jù)線； 15 腳， BLA，背光源正極； 16 腳， BLK，背光源負(fù)極。再利用按鍵進(jìn)入時間設(shè)定狀態(tài)，設(shè)定完時間后單片機(jī)通過比較時間是否到達(dá)設(shè)定的時間來確定是否到打鈴時間，如果達(dá)到打鈴時間，則控制蜂鳴器響LED 燈亮。在 24 小時模式中，小時寄存器的第 5 位和第 4 位共同組成小時的十位數(shù)。 表 43 LCD1602 的 RAM 地址映射表 LCD1602 寫操作時序如圖 43 所示。 單片機(jī)控制按鍵子程序流程圖如圖 45所示： 圖 45 單片機(jī)控制按鍵子程序流程圖 初 始 化 引 腳 和 中 斷掃 描 P 1 . 0 P 1 . 3 口 是否 有 按 鍵 按 下執(zhí) 行 相 應(yīng) 按 鍵 指 令結(jié) 束NY開 始河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 23 5 系統(tǒng)調(diào)試 元件清單 本設(shè)計中的硬件制作中所用元器件如表 51 所示。 經(jīng)上述調(diào)試，系統(tǒng)工作正常，實現(xiàn)設(shè)計要求的功能。在這段時間里成老師經(jīng)常給提醒我們在做畢業(yè)設(shè)計過程中應(yīng)當(dāng)注意的事項，并在百忙之中特地抽出時間為我們講課，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內(nèi)容，可以說從畢業(yè)設(shè)計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。 define LCD_DATA 1 define LCD_COMMAND 0 define LCD_PORT P2 uchar DISP_up[16]。 uchar t_count。tt) { for(i=0。 _nop_()。i100)){i++。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 32 _nop_()。i++) { LCD_Write(dat[i],LCD_DATA)。0x0f]。 DISP_up[9]=39。 DISP_up[13]=39。39。 39。:39。 delay(1)。 sclk=0。 } /******************************************************************************* ** 發(fā)送應(yīng)答信號。 sclk=1。 delay(1)。 DISP_dw[14]=TBA[save_data[7]]。 39。 DISP_dw[3]=TBA[save_data[1]]。 DISP_up[14]=39。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 33 DISP_up[10]=39。:39。 DISP_up[1]=TBA[D1307[2]amp。 LCD_Write(0x38,LCD_COMMAND)。 LCD_RS=type。0x80)。i++)。 uchar key_count。 uchar LCD_NO。 畢業(yè)設(shè)計告一段落了，但是我的人生卻迎來了另一個出發(fā)點，畢業(yè)并不意味著結(jié)束，它同時是一個新的開始，我會帶著老師們的希冀，朋友們的祝福和友誼走得更遠(yuǎn)、更高、更堅定，謝謝，謝謝你們！??！ 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 28 參考文獻(xiàn) [1] 張鳳言 .電子電路基礎(chǔ) .北京高 等教育出版社， 1995. [2] 戴佳，戴衛(wèi)恒，劉博文等 .51 單片機(jī) C 語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講 .電子工業(yè)出版社，2020. [3] 孫江宏等 . Protel 99 電路設(shè)計與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [4] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社， 1998. [5] 范風(fēng)強(qiáng)，蘭嬋麗 .單片機(jī)語言 C51 應(yīng)用實戰(zhàn)集錦 .電子工業(yè)出版社 ,2020. [6] 張萌，和湘，姜斌等 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)綜合實例 .清華大學(xué)出版社 ,2020. [7] 張義和 .例說 51 單片機(jī)（ C語言版）， 人民郵電出版社 ,2020. [8] 張毅剛 , 劉杰 . MCS51 單片機(jī)原理及應(yīng)用 . 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,2020. [9] 曹冬，尹成群，何玉鈞等 .基于 AT89S51 的新型打鈴器的研制 .現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020，（ 10）： 7981. [10] 徐福成 .一款人性化的打鈴器 .電子制作， 2020，（ 2）： 3637. [11] 魏建安，龍希現(xiàn) .智能式電子打鈴器的原理與設(shè)計 .湖南教育學(xué)院學(xué)報， 2020， 18（ 2）： 4951. [12] 王水富，韓云東，鐘超等 .基于 8051 的自動打鈴系統(tǒng)設(shè)計 .電腦編程技巧與維護(hù)，2020，（ 17）： 2326. [13] 顧曙敏 .單片機(jī)與串行時鐘 DS1307 的接口設(shè)計 .現(xiàn)代電子技術(shù)， 2020， 26(14)：8587. [14] 王書杰，陳震 .基于校園網(wǎng)絡(luò)的自動打鈴系統(tǒng)設(shè)計 .科學(xué)技術(shù)與工程， 2020， 11（ 31）：78047807. [15] 王娟，魏雄 .基于單片機(jī)的多功能定時打鈴鐘設(shè)計 .湖南農(nóng)機(jī)，學(xué)術(shù)版， 2020，（ 5）：8586. [16] 于永，戴佳，常江． 51 單片機(jī) C語言常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計實例精講．北京：電子工業(yè)出版社， 2020. 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 29 附錄 附錄一：電路圖 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書