【正文】 25 Q2NPN1KR9D3 K2P22~220VD5Q1NPN1KR8D2 K1P23~220VD4 圖 311 宿舍 電燈控制原理圖 圖 313 教室 電燈控制原理圖 單片機(jī)的引腳 控制繼電器 1，引腳 控制繼電器 2，當(dāng)需要相應(yīng)的燈亮?xí)r，設(shè)置相對(duì)應(yīng)的管腳為高電平，三極管導(dǎo)通，繼電器中線圈中有電流經(jīng)過 ，繼電器常開觸電閉合，接通電路，燈泡形成回路，燈泡點(diǎn)亮。 電燈控制 單片機(jī)控制電燈，電燈工作電壓是 220V 電壓，單片機(jī)是 5V 電壓，所以單片機(jī)不能直接控制電燈，這里采用了繼電器，繼電器在這的作用是實(shí)現(xiàn)弱點(diǎn)控制強(qiáng)點(diǎn)，防止強(qiáng)電進(jìn)入到單片機(jī) 的內(nèi)部，起到隔離作用。 根據(jù) ISD1820 芯片放音方式，實(shí)際響鈴方式可以分為自動(dòng)響鈴和手動(dòng)響鈴。本設(shè)計(jì)電鈴不僅要保證放音時(shí)間合適，還要保證放音質(zhì)量高，所以采用 ROSC 電 阻為 100KΩ，能夠錄放音時(shí)間為 10 秒 。 AGC 電路、濾波器和喇叭驅(qū)動(dòng)器而直接到達(dá)喇叭輸出端。 喇叭輸出 (SP+,SP) 這對(duì)輸出端可直接驅(qū)動(dòng) 8Ω以上的喇叭 。外接話筒應(yīng)通過串聯(lián)電容耦合到此端。放音持續(xù)至此端回到低電平， 或遇到 EOM 標(biāo)志，或內(nèi)存結(jié)束。 邊沿觸發(fā)放音 (PLAYE) 此端出現(xiàn)上升沿時(shí)，芯片開始放音。只要 REC 變高 (不管芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音 )芯片即開始錄音。既激活學(xué)生的藝術(shù)細(xì)胞，又達(dá)到優(yōu)化育人環(huán)境，陶冶學(xué)生情操，營(yíng)造良好的校園氛圍 [16]。 寫指令： RS=H， RW=L， E=下降沿，下降沿脈沖， DB0~DB7=數(shù)據(jù) 輸出：無 。 指令 11：讀數(shù)據(jù)。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。高電平表示有效，低電平則無效。 （說明： 1 為高電平、 0 為低電平） 表 34 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符發(fā)生存貯器地址 0 0 0 1 字符發(fā)生存貯器地址 19 8 置數(shù)據(jù)存貯器地址 0 0 1 顯示數(shù)據(jù)存貯器地址 9 讀忙標(biāo)志或地址 0 1 BF 計(jì)數(shù)器地址 10 寫數(shù)到 CGRAM 或DDRAM） 1 0 要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容 11 從 CGRAM 或 DDRAM 讀數(shù) 1 1 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容 指令 1：清顯示，指令碼 01H， 光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。第 3 管腳 VL 是液晶背光驅(qū)動(dòng)端，通過 10K 電位器調(diào)節(jié)對(duì)比度 。 7 D0 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 8 D1 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 9 D2 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 10 D3 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 11 D4 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 12 D5 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 13 D6 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 14 D7 H/L 雙向數(shù)據(jù)線 15 BLA — 背光源正極 16 BLK — 背光源負(fù)極 數(shù)據(jù)線 D0~D7 與單片機(jī) P0 口相連，完成數(shù)據(jù)傳送。 4 RS H/L RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低 17 電平時(shí)選擇指令寄存器。 基本簡(jiǎn)介 1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，是一 種專門顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊，它有若干 57 點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣都可以顯示一個(gè)字符。在控制字指令輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（ 0 位）開始。 DS1302 的控制字如圖 36 所示 。當(dāng) WP 位為 1 時(shí)，寫保護(hù)位防止對(duì)任一寄存器的寫操作。在 24 小時(shí)模式時(shí)，位 5 是 第二個(gè) 10 小時(shí)位。 2． DS1302 幾組寄存器的介紹 （ 1） DS1302 有關(guān)日歷、時(shí)間的寄存器共有 12 個(gè)，其中有 7 個(gè)寄存器（讀時(shí) 81h~8Dh，寫時(shí) 80h~8Ch），存放的格式為 BCD 碼形式，如 表 32 所示 [13]。 X12X23VCC21GND4RST5I/O6SCLK7VCC18U2DS130212Y2P16P17GNDP35+5V33pFC433pFC3GNDBT1Battery 圖 35 DS1302 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1．各引腳的功能為： Vcc1：主電源，與 5V 直流電源連接； Vcc2：備份電源連接 3V電池。 簡(jiǎn)介 DS1302 是美國(guó) Dallas 公司生產(chǎn)的一種實(shí)時(shí)高性能、低功耗時(shí)鐘芯片，具有寬范圍工作電壓能在 之間正常工作，能提供包括秒、分、時(shí)、日、月、年等在內(nèi)的實(shí)時(shí)時(shí)間信息，并可對(duì)月末日期、閏年天數(shù)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，并能計(jì)算 2100 年之前的秒、分、時(shí)、日、日期、星期、月、年的能力，它還擁有用于主電源和備份電源的雙電源引腳 ,在主電源關(guān)閉的情況下 ,也能保持時(shí)鐘的 連續(xù)運(yùn)行。由于本次設(shè)計(jì)中，只涉及到時(shí)間設(shè)置位（ SET）、上調(diào)（ UP）、下調(diào)（ DOWN）、教室燈控制開關(guān)（ KEY2）、宿舍燈控制開關(guān)（ KEY3）五個(gè)功能，需要的 I/O口比較少，所以采用獨(dú)立按鍵式鍵盤。 獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。通常在引腳 X1 和 X2 跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，如圖中 Y C2 和 C7。本系統(tǒng)通過按鍵 KEY1，使得 RESET 獲得高電平，使單片機(jī)復(fù)位。 Vin1Vout3GND27805D7Bridge12200uFC1230pFC14S1SWSPSTVCCD6LED11KR10224pFC13~220VGND9V 圖 31電源電路圖 2．復(fù)位電路 單片機(jī)復(fù)位電路。主要由 STC89C5時(shí)鐘振蕩電路、復(fù)位電路、電源模塊、鍵盤以及其它外部擴(kuò)展接口等組成。 P3口（ ~）： P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。在 P1口作為輸入使用時(shí)，應(yīng)先向 P1口所存地址（ 90H）寫入全 1，此時(shí) P1口引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平。在 CPU訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)， P0口分時(shí)提供低 8位地址和 8位數(shù)據(jù)線的復(fù)用總線。 3． I/O口引腳 P0口 (~)： P0口是一個(gè)漏極開路的 8位準(zhǔn)雙向 I/O口。 2．控制引腳 RST（ 9腳）： RST是復(fù)位引腳，輸入高電平使 89C52復(fù)位，返回低電平退出復(fù)位。該器件采用 STCMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51指令集和輸出管腳相兼容 [9]。 同時(shí)單片機(jī)還需滿足消耗的功耗低，性能高，高密度非易失性基本性能。該裝置由單片機(jī)控制電路、 時(shí)鐘電路 、液晶顯示器、 響鈴 電路 和電源 等組成，各組成模塊的工作原理和電路設(shè)計(jì) 接下來 將做具體的介紹。 9 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件電路是保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)，其性能優(yōu)劣直接影響到整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)工作的可靠性、安全性和連續(xù)性。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力 [7]。 方案二： 采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片計(jì)時(shí)。 時(shí)鐘模塊 方案一 ：采用單片機(jī)自帶定時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)，外加存儲(chǔ)器保存數(shù)據(jù) ， 普通鍵盤輸入。 方案一 ： 采用 LED 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描， LED 數(shù)碼管價(jià)格適中，對(duì)于顯示數(shù)字比較 合適，采用動(dòng)態(tài)描法與單片機(jī)連接時(shí)，雖然占用的單片機(jī)口線少，但連線還需要花費(fèi)一點(diǎn)時(shí)間，且不容易控制，所以也不用此種作為顯示。 綜上所述，我選擇 STC89C52 芯片作為本次設(shè)計(jì)的主控芯片 。 方案三： 采用 STC89C52 芯片， STC89C52 是一種低功耗、高性能的 8位 CMOS 微控制器，它具有 STC89C2051 和 STC89C51 芯片的所有功能，且IO 口數(shù)非常多， 且 比 STC89C205 和 STC89C51 多 功能多 [5]。 單片機(jī)選擇 方案一 ： 采用 STC89C2051 芯片，它具有體積小、功耗小。 方案二 ：本設(shè)計(jì)用到的電源為 5V，屬于中 小功率穩(wěn)壓電源，所以可以采用三端穩(wěn)壓芯片 LM7805。 電源模塊 電源模塊是為系統(tǒng)提供電源，本設(shè)計(jì)中用到的是正 5V 的直流穩(wěn)壓電源。 表 21 電鈴時(shí)間控制表 時(shí)間 事件 動(dòng)作 8： 30 第一節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 9： 15 第一節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 9： 20 第二節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 10： 05 第二節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 10： 35 第三節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 11： 20 第三節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 11： 25 第四節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 12： 10 第四節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 14： 00 第五節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 14： 45 第五節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 5 14： 50 第六節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 15： 35 第六節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 15： 45 第七節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 16： 30 第七節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 16： 35 第八節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 17： 20 第八節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 18： 30 第九節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 19： 15 第九節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 19： 20 第十節(jié)課上課 鈴響； 播放音樂 20： 05 第十節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 20： 10 第十一節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 20： 55 第十一節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 21： 00 第十二節(jié)課上課 鈴響；播放音樂 21： 45 第十二節(jié)課下課 鈴響；播放音樂 表 22 電燈時(shí)間控制 時(shí)間 事件 動(dòng)作 5： 30 寢室燈打開 繼電器 1 開啟 7： 00 教室燈打開 繼電器 2 開啟 8： 00 寢室燈關(guān)閉 繼電器 1 關(guān)閉 12： 00 寢室燈打開 繼電器 1 開啟 14： 00 寢室燈關(guān)閉 繼電器 1 關(guān)閉 17： 00 寢室燈打開 繼電器 1 開啟 22： 00 教師燈關(guān)閉 繼電器 2 關(guān)閉 22： 30 寢室燈關(guān)閉 繼電器 1 關(guān)閉 6 系統(tǒng)框圖 根據(jù)系統(tǒng)的性能要求作出系統(tǒng)框圖如 圖 21 下所示。 5． 燈的控制：按時(shí)間打開學(xué)校教學(xué)樓燈和宿舍燈總閘。 系統(tǒng)的性能和要求 1． 時(shí)鐘功能：能顯示年、月、日、時(shí)、分、秒。第 4 章 主要介紹軟件電路的設(shè)計(jì)，包括主程序軟件設(shè)計(jì)流程圖、 DS1302 時(shí)鐘流程圖、 LCD1602 程序流程圖 。偶爾還會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)到位，從而出現(xiàn)拖延時(shí)間的狀況，擾亂正常的教學(xué)計(jì)劃，這次設(shè)計(jì)的學(xué)校時(shí)間控制系統(tǒng)可以很好的解決這些難題。還有 3 傳統(tǒng)的點(diǎn)鈴聲作為上下課的作息時(shí)間信號(hào)，這種鈴聲單調(diào)乏味會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生了厭煩的情緒，甚至一些學(xué)生把鈴聲看成是考試的代名詞，以至于一聽到這種聲音就產(chǎn)生緊張、恐懼心理。這些電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛的采用。電子時(shí)鐘走時(shí)準(zhǔn)確、功能多樣、外觀時(shí)尚、使用方便。 現(xiàn)在，高精度的計(jì)時(shí)工具大多數(shù)都使用了石英晶體振蕩器，由于電子鐘，石英表，石英鐘都采用了石英技術(shù)，因此走時(shí)精度高，穩(wěn)定性好，使用方便，不需要經(jīng)常調(diào)校。本系統(tǒng)可以控制上下課打鈴及擴(kuò)音設(shè)備的開與關(guān)、學(xué)校教學(xué)樓照明的定時(shí)開與關(guān)、學(xué)生宿舍燈的定時(shí)開 關(guān)的控制。系統(tǒng)由鍵盤、聲音輸出模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和時(shí)鐘模塊等幾部分組成。隨著科技的進(jìn)步和技術(shù)不斷的提升，人們?cè)僖膊挥脼榇蠖鴱?fù)雜的模擬電路花費(fèi)了巨大的精力，為繁多的元器件增加成本。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。本系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，廉價(jià)，控制時(shí)間精確以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，非常適合學(xué)校使用。首先，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了深入理解，包括系統(tǒng)的可行性、實(shí)用性等，然后確定方案，對(duì)方案的進(jìn)行論證。 基于單片機(jī)的校園時(shí)間控制系統(tǒng) I 摘 要 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是是隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)走向了各個(gè)領(lǐng)域。方案確定后，進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，描述硬件的工作原理，用 Altium Designel 繪制原理圖。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī) STC89C52 DS1302 LED1602