【正文】 。 AT89S51 引腳圖如圖 34 所示： 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 13 圖 34 AT89S51 引腳圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 單片機(jī)最小系統(tǒng)由晶振 電路和復(fù)位電路組成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。如果程序鎖定位 LB1 被編程（ P），那么 EA 值將在復(fù)位時(shí)由片內(nèi)鎖存。 VPPEA/ ： EA 片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng) AT89S51 執(zhí)行來(lái)自外部程序存儲(chǔ)器的指令代碼時(shí)， PSEN/每個(gè)機(jī)器周期兩次有效。如果需要，可通過(guò) SFR 的第 0 位置禁止 ALE 操作，但 ALE 的禁止位不影響對(duì)外部存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。在正常操作狀態(tài)下，該引腳端口輸出恒定頻率的脈沖。在 CPU 訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 提供一個(gè)地址鎖存信號(hào)，將低 8 位地址鎖存在片外鎖存器中。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 P3 口（ ～ ）為 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載，能夠?qū)崿F(xiàn)第一功能，可作為通用 I/O 口。它是地址總線的高 8 位復(fù)用，可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 負(fù)載。 P1 口常用作通用 I/O 口，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)雙向口。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址 /數(shù)據(jù)總線口 使用。 I/O 口分配： P0 口（ ～ ）為雙向 8 位三態(tài) I/O 口，當(dāng)作為 I/O 口使用時(shí)，可直接連接外部 I/O 設(shè)備。 AT89S51 提供 5 個(gè)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(qǐng)求信號(hào)，或掉電故障異常事件中斷請(qǐng)求信號(hào)都可以作為外部中斷源連 /INT0、 /INT1。所謂中斷實(shí)際是一個(gè)處理時(shí)間的過(guò)程，這一過(guò)程一般是由計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部某種緊急事件引起并向主機(jī)發(fā)出請(qǐng)求處理的信號(hào)，主機(jī)在允許情況下相應(yīng)請(qǐng)求，暫停正在執(zhí)行的程序，保存好“斷點(diǎn)”處的現(xiàn)場(chǎng)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序，處理完后自動(dòng)返回到原斷點(diǎn)處，繼續(xù)執(zhí)行原程序。 AT89S51 系列單片機(jī)完全繼承了 MCS51 的指令系統(tǒng)，共有 111 條指令，按其功能可分為五大類：數(shù)據(jù)傳送類指令、算術(shù)運(yùn)算類指令、邏輯運(yùn)算類指令、控制 轉(zhuǎn)移類指令、布爾操作。主要特性： 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容； 4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲(chǔ)器； 1000 次擦鞋周期； 的電壓工作范圍； 全靜態(tài)工作模式： 0Hz33MHz； 三級(jí)程序加密鎖； 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 32 個(gè)可編程 I/O 口線（ P P P P4）； 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，可通過(guò)編程實(shí)現(xiàn) 4 種工作方式； 1 個(gè)具有 6 個(gè)中斷源、 4 個(gè)優(yōu)先級(jí)的中斷潛嵌套結(jié)構(gòu)； 全雙工 UART 通道； 低功耗空閑和掉電模式； 中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)； 看門狗（ WDT）及雙數(shù)據(jù)指針； 掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性； 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁(yè)寫模式）。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。現(xiàn)在人們生活中幾乎每個(gè)電子產(chǎn)品或機(jī)械產(chǎn)品都或多或少帶有單片機(jī)控制系統(tǒng)，智能儀器儀表、醫(yī)療器械、家用電器、兒童玩具等等，汽車電子中單片機(jī)的應(yīng)用也是非常廣泛，一般汽車上配備有接近 40 多個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了16 位的單片機(jī)，因性價(jià)比不好并未得到廣泛的應(yīng)用。 早期的單片機(jī)是 8 位或 4 位的，其中最成功的是 INTEL 的 8031 單片機(jī)，因簡(jiǎn)單可靠而獲得了很大的好評(píng)。 圖 33 按鍵電路 單片機(jī)電路 單片機(jī)簡(jiǎn)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(shí)器 /計(jì)時(shí)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(jì)（論文）說(shuō)明書 10 完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它最 早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。常用的去抖動(dòng)的方法有兩種：硬件方法和軟件方法。由于按鍵是機(jī)械式觸點(diǎn)，所以在斷開或閉合時(shí)，一般都有抖動(dòng)產(chǎn)生，雖然這個(gè)抖動(dòng)時(shí)間在我們看來(lái)非常短，但是單片機(jī)執(zhí)行指令的速度為微秒級(jí)別，很容易會(huì)讀取這個(gè)時(shí)間而將其判斷為真正的工作狀態(tài)，從而引起誤判。 本設(shè)計(jì)中按鍵電路如圖 33 所示，由單片機(jī)的 P1 口控制按鍵電路。常用的按鍵一般為觸點(diǎn)式按鍵，根據(jù)按鍵所連接的單片機(jī)引腳的電平高低來(lái)判斷其是否按下。 圖 32 時(shí)鐘電路 按鍵電路 鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用中常用的一種輸入器件，鍵盤的按鍵有觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式之分，按接口原理有編碼鍵盤和非編碼鍵盤之分。 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 8 VCC： +5V 電源； 圖 31 DS1307 引腳圖 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘電路如圖 32 所示。它的主要特點(diǎn)： 可對(duì)秒、時(shí)、分、每月的天數(shù)、月份、每周的天數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并具有閏年補(bǔ)償功能，記年上線為 2100 年； 56 字節(jié)非易失性 RAM； 兩線串行接口； 可編程方波輸出； 自動(dòng)掉電檢測(cè)和切換電路； 在電池備份模式下，功耗小于 50nA； 工業(yè)級(jí)工作溫度： 40℃ 80℃； 8 引腳 DIP 和 SOIC 封裝。當(dāng)?shù)竭_(dá)打鈴時(shí)間時(shí)，單片機(jī)引腳啟動(dòng)蜂鳴器和 LED 燈電路工作以聲光形式實(shí)現(xiàn)打鈴功能。 系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)時(shí)間由時(shí)鐘芯片 DS1307 來(lái)提供，單片機(jī)通過(guò) P3 口讀取了DS1307 的時(shí)間數(shù)據(jù)后，經(jīng)過(guò)處理得到時(shí)間顯示模式的時(shí)鐘數(shù)據(jù)，并通過(guò) P2 口送液晶顯示器顯示出來(lái)。當(dāng)打鈴時(shí)間到時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)蜂鳴器和 LED 燈聲光提示。 設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如圖 23 所示。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。它的工作電壓也很低，在 1V 以下仍能工作。 液晶顯示器簡(jiǎn)稱 LCD，液晶是一種既具有液體的流動(dòng)性又具有光學(xué)特性的有機(jī)化合物，它的透明度和呈現(xiàn)的顏色受外加電場(chǎng)的影響，利用這一特點(diǎn)便可以做成字符顯示器。 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(jiǎn)稱 LED），因而也把它叫作 LED 數(shù)碼管或 LED 七段顯示器。這種字符顯示器由七段可發(fā)光的線段拼合而成。所以采用 DS1307 作為時(shí)鐘芯片。同時(shí)還具有備用電源自動(dòng)切換控制電路，因而可在主電源掉電和其它一 些惡劣環(huán)境場(chǎng)合中保證系統(tǒng)時(shí)鐘的定時(shí)準(zhǔn)確性。 DS1307，它是 I2C 總線接口實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯NE555 時(shí)基電路 分頻器 100Hz 信號(hào) 數(shù)據(jù) 鎖存器 1Hz 信號(hào) 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng) 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 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 5 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。所以不采用此方案。 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(hào)，使用程序?qū)崿F(xiàn)分、秒計(jì)數(shù)。而且單片機(jī)的強(qiáng)大功能使得系統(tǒng)方便擴(kuò)展，有利于提高智能性。設(shè)計(jì)框圖如圖 22 所示。而且這種電路中需要使用獨(dú)立式的數(shù)碼管，每一個(gè)數(shù)碼管都需要連接一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存器和數(shù) 碼管驅(qū)動(dòng)芯片，連接線比較多，制作的過(guò)程中很容易出錯(cuò)。設(shè)計(jì)框圖如圖 21 所示。 第六章：論文總結(jié)。 第四章：系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)系統(tǒng)的主程序的結(jié)構(gòu)圖和流程圖的解說(shuō)。 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 本設(shè)計(jì)是以 AT89S51 單片機(jī)為核心的一款自動(dòng)打鈴系統(tǒng)，以時(shí)鐘芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，然后單片機(jī)負(fù)責(zé)將時(shí)間送入顯示電路顯示，整個(gè)系統(tǒng)不是很復(fù)雜，其設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)控制模塊、時(shí)鐘電路和顯示電路三個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)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(guò)跟此設(shè)計(jì)相似的論文或者期刊，得到了不少啟發(fā)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)本人的設(shè)計(jì)工作有很大的幫助，能很好的把握設(shè)計(jì)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(jì)方案，根據(jù)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，確定設(shè)計(jì)的基本方案。對(duì)于本課題的研究與發(fā)展來(lái)說(shuō)，不管是國(guó)內(nèi)或者國(guó)外都已經(jīng)發(fā)展的很成熟了，畢竟相對(duì)于單片機(jī)的飛速發(fā)展來(lái)說(shuō)，自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并不算什么太難，而且可以算是很基本的東西，目前市場(chǎng)上各種類型的自動(dòng)打鈴系統(tǒng)層出不窮，大部分的打鈴系統(tǒng)都是基于單片機(jī)開發(fā)的，而且是結(jié)合各種設(shè)備的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)的功能更強(qiáng)大也更便捷，例如基于校園網(wǎng)的自動(dòng)打鈴系統(tǒng)，自動(dòng)廣播打鈴系統(tǒng) ，音樂(lè)打鈴系統(tǒng)等等，但是基本功能都相差不大，區(qū)別在于表現(xiàn)的形式有所不同。單 片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。 80C51 同樣如此，從開始的無(wú)人問(wèn)津到現(xiàn)在的隨處可見(jiàn)，紅綠燈，記分牌，電子秒表，遙控器，電飯煲，電視等只要是電子產(chǎn)品，都會(huì)和芯片有關(guān)，其實(shí)河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 3 芯片并不是什么神秘的高科技，它只是里面裝了一些編好的程序而己．而自動(dòng)打鈴系統(tǒng)是用匯編語(yǔ)言來(lái)編程的一個(gè)系統(tǒng)，它能夠讓一個(gè)學(xué)?；蚱髽I(yè)集團(tuán)實(shí)現(xiàn)打鈴自動(dòng)化，總之，一個(gè)需要時(shí)間系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)提醒功能。時(shí)至今日，人們已經(jīng)可以通過(guò)測(cè)量原子的周期來(lái)計(jì)時(shí)了。我國(guó)近 代機(jī)械制鐘工業(yè)始于 1915年，民族實(shí)業(yè)家李東山開辦了中國(guó)時(shí)鐘制造業(yè)的第一家鐘廠，并在 1918 年自制成功第一批座掛鐘投放市場(chǎng)。清朝康熙年間，中國(guó)成為世界上最大的鐘表進(jìn)口國(guó)。至元明之時(shí)，計(jì)時(shí)器擺脫了天文儀器的結(jié)構(gòu)形式，得到了突破性的新發(fā)展。一九七二年，美國(guó)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。 20 世紀(jì)，隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電池驅(qū)動(dòng)鐘、交流電鐘、電機(jī)械表、指針式石英電子鐘表、數(shù)字式石英電子鐘表相繼問(wèn)世，鐘表的日差已小于 秒，鐘表進(jìn)入了微電子技術(shù)與精密機(jī)械相結(jié)合的石英化新時(shí)期。 1775~1780 年，英國(guó)的阿諾德創(chuàng)造出精密表用擒縱機(jī)構(gòu)。 1582 年前后，意大利的伽利略發(fā)明了重力擺， 1657 年，荷蘭的惠更斯把重力擺引入機(jī)械鐘，創(chuàng)立的擺鐘。 1511 年，荷蘭人彼得 1400 年，第一批機(jī)械鐘開始在歐洲流行，其始祖由意大利人喬瓦尼 在公元前1400 年，出現(xiàn)的漏壺（沙漏或者滴漏）是第一個(gè)擺脫天文現(xiàn)象的計(jì)時(shí)儀器。 本次的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的基本功能之外， 爭(zhēng)取設(shè)計(jì)出亮點(diǎn)，出新意，對(duì)我本身是個(gè)不小的挑戰(zhàn)，因此對(duì)這個(gè)課題的研究不管是對(duì)于我本身還是對(duì)此項(xiàng)目在科技方面的發(fā)展都是有很重要的意義 技術(shù)發(fā)展概況 日晷是最早報(bào)“標(biāo)準(zhǔn)時(shí)”的儀器，它由晷盤和晷針組成。單片機(jī)簡(jiǎn)單的說(shuō)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(chǔ)器 RAM、只讀存儲(chǔ)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。隨著二十世紀(jì)電子技術(shù)的發(fā)展和二十一世紀(jì)半導(dǎo)體技術(shù)和集成電路的發(fā)展，電子技術(shù)開始滲入到各行各業(yè)，以電子表為主要基礎(chǔ)提供時(shí)間基準(zhǔn)的打鈴 器自然也是更新?lián)Q代的更快，現(xiàn)在各種功能更多、使用更先進(jìn)的打鈴器層出不窮，有的還可以以音樂(lè)響鈴代替?zhèn)鹘y(tǒng)的“呤呤”聲，打鈴器更多的向著智能型轉(zhuǎn)變。對(duì)于那些上課精力過(guò)于集中、知識(shí)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。 在學(xué)校生活中，每天上下課都離不開打鈴器的使用。 用單片機(jī)控制的自動(dòng)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。 關(guān)鍵字： 打鈴器、 AT89S51 單片機(jī)、 DS130液晶顯示器 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 II Abstract Now fastpaced life, the time more and more demanding, often need time to plan and then to the point in time there should be reminded, which must be used to clock reminder can also be calledrang the bell device. Rang the bell device are many, such as the phone rang the bell system, mechanical bell device of the alarm clock, radio bell systems, etc., but in daily life appear or campus automatic bell system. In school life, the last class of the day are inseparable from the bell system. The bell can provide time for the last class of students and te