【正文】 。 AT89S51 引腳圖如圖 34 所示： 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 圖 34 AT89S51 引腳圖 單片機最小系統(tǒng)電路 單片機最小系統(tǒng)由晶振 電路和復位電路組成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。如果程序鎖定位 LB1 被編程（ P），那么 EA 值將在復位時由片內(nèi)鎖存。 VPPEA/ ： EA 片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。當 AT89S51 執(zhí)行來自外部程序存儲器的指令代碼時， PSEN/每個機器周期兩次有效。如果需要，可通過 SFR 的第 0 位置禁止 ALE 操作，但 ALE 的禁止位不影響對外部存儲器的訪問。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 訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器時， ALE 提供一個地址鎖存信號，將低 8 位地址鎖存在片外鎖存器中。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 P3 口（ ～ ）為 8 位準雙向 I/O 口，是雙功能復用口，可驅(qū)動 4 個 TTL 負載，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 位復用，可驅(qū)動 4 個 TTL 負載。 P1 口常用作通用 I/O 口，它是一個標準的準雙向口。一般作為擴展時地址 /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，當作為 I/O 口使用時，可直接連接外部 I/O 設(shè)備。 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。所謂中斷實際是一個處理時間的過程，這一過程一般是由計算機內(nèi)部或外部某種緊急事件引起并向主機發(fā)出請求處理的信號，主機在允許情況下相應(yīng)請求，暫停正在執(zhí)行的程序，保存好“斷點”處的現(xiàn)場，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷處理程序，處理完后自動返回到原斷點處，繼續(xù)執(zhí)行原程序。 AT89S51 系列單片機完全繼承了 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)運算類指令、邏輯運算類指令、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； 三級程序加密鎖； 128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 32 個可編程 I/O 口線（ P P P P4）； 2 個 16 位定時 /計數(shù)器，可通過編程實現(xiàn) 4 種工作方式； 1 個具有 6 個中斷源、 4 個優(yōu)先級的中斷潛嵌套結(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； 掉電標識和快速編程特性； 靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP 字節(jié)或頁寫模式）。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次?，F(xiàn)在人們生活中幾乎每個電子產(chǎn)品或機械產(chǎn)品都或多或少帶有單片機控制系統(tǒng)，智能儀器儀表、醫(yī)療器械、家用電器、兒童玩具等等，汽車電子中單片機的應(yīng)用也是非常廣泛，一般汽車上配備有接近 40 多個單片機系統(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，因性價比不好并未得到廣泛的應(yīng)用。 早期的單片機是 8 位或 4 位的，其中最成功的是 INTEL 的 8031 單片機，因簡單可靠而獲得了很大的好評。 圖 33 按鍵電路 單片機電路 單片機簡介 單片機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畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 完善的計算機系統(tǒng)，它最 早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。常用的去抖動的方法有兩種：硬件方法和軟件方法。由于按鍵是機械式觸點，所以在斷開或閉合時，一般都有抖動產(chǎn)生，雖然這個抖動時間在我們看來非常短，但是單片機執(zhí)行指令的速度為微秒級別，很容易會讀取這個時間而將其判斷為真正的工作狀態(tài)，從而引起誤判。 本設(shè)計中按鍵電路如圖 33 所示，由單片機的 P1 口控制按鍵電路。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引腳的電平高低來判斷其是否按下。 圖 32 時鐘電路 按鍵電路 鍵盤是單片機應(yīng)用中常用的一種輸入器件，鍵盤的按鍵有觸點式和非觸點式之分，按接口原理有編碼鍵盤和非編碼鍵盤之分。 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 8 VCC： +5V 電源； 圖 31 DS1307 引腳圖 時鐘電路設(shè)計 時鐘電路如圖 32 所示。它的主要特點： 可對秒、時、分、每月的天數(shù)、月份、每周的天數(shù)進行計數(shù)，并具有閏年補償功能，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； 自動掉電檢測和切換電路； 在電池備份模式下，功耗小于 50nA； 工業(yè)級工作溫度： 40℃ 80℃； 8 引腳 DIP 和 SOIC 封裝。當?shù)竭_打鈴時間時，單片機引腳啟動蜂鳴器和 LED 燈電路工作以聲光形式實現(xiàn)打鈴功能。 系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)時間由時鐘芯片 DS1307 來提供，單片機通過 P3 口讀取了DS1307 的時間數(shù)據(jù)后，經(jīng)過處理得到時間顯示模式的時鐘數(shù)據(jù)，并通過 P2 口送液晶顯示器顯示出來。當打鈴時間到時，系統(tǒng)實現(xiàn)蜂鳴器和 LED 燈聲光提示。 設(shè)計方案 本設(shè)計系統(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。 液晶顯示器簡稱 LCD，液晶是一種既具有液體的流動性又具有光學特性的有機化合物，它的透明度和呈現(xiàn)的顏色受外加電場的影響，利用這一特點便可以做成字符顯示器。 半導體數(shù)碼管的每個線段都是一個發(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。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 作為時鐘芯片。同時還具有備用電源自動切換控制電路，因而可在主電源掉電和其它一 些惡劣環(huán)境場合中保證系統(tǒng)時鐘的定時準確性。 DS1307，它是 I2C 總線接口實時時鐘芯NE555 時基電路 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 時鐘芯片 秒計時 單片機 液晶顯示器顯示 計時時間 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 5 片，可以獨立于 CPU 工作，不受 CPU 主晶振及其電容的影響，且計時準確，月累積誤差一般小于 10 秒。所以不采用此方案。 時鐘芯片選擇 方案一：因為本文設(shè)計的數(shù)字鐘只需要顯示分鐘和秒，因此可以直接采用單片機定時計數(shù)器提供 秒信號，使用程序?qū)崿F(xiàn)分、秒計數(shù)。而且單片機的強大功能使得系統(tǒng)方便擴展，有利于提高智能性。設(shè)計框圖如圖 22 所示。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。設(shè)計框圖如圖 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，主要是對系統(tǒng)的主程序的結(jié)構(gòu)圖和流程圖的解說。 論文內(nèi)容與結(jié)構(gòu) 本設(shè)計是以 AT89S51 單片機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，然后單片機負責將時間送入顯示電路顯示，整個系統(tǒng)不是很復雜，其設(shè)計主要包括單片機控制模塊、時鐘電路和顯示電路三個模塊的設(shè)計，在設(shè)計前本人 在學校圖書館看了很多關(guān)于單片機方面的書，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。對于本課題的研究與發(fā)展來說，不管是國內(nèi)或者國外都已經(jīng)發(fā)展的很成熟了，畢竟相對于單片機的飛速發(fā)展來說，自動打鈴系統(tǒng)的設(shè)計并不算什么太難，而且可以算是很基本的東西，目前市場上各種類型的自動打鈴系統(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)，能實現(xiàn)的功能更強大也更便捷，例如基于校園網(wǎng)的自動打鈴系統(tǒng)，自動廣播打鈴系統(tǒng) ，音樂打鈴系統(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 片機具有體積小、功能強、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機。 80C51 同樣如此，從開始的無人問津到現(xiàn)在的隨處可見，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，都會和芯片有關(guān)，其實河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 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．而自動打鈴系統(tǒng)是用匯編語言來編程的一個系統(tǒng)，它能夠讓一個學?；蚱髽I(yè)集團實現(xiàn)打鈴自動化，總之，一個需要時間系統(tǒng)的機構(gòu)實現(xiàn)自動提醒功能。時至今日，人們已經(jīng)可以通過測量原子的周期來計時了。我國近 代機械制鐘工業(yè)始于 1915年，民族實業(yè)家李東山開辦了中國時鐘制造業(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。清朝康熙年間，中國成為世界上最大的鐘表進口國。至元明之時，計時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，美國的漢密爾頓公司發(fā)明了數(shù)字顯示手表，馬達和齒輪從手表中消失了。 20 世紀，隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電池驅(qū)動鐘、交流電鐘、電機械表、指針式石英電子鐘表、數(shù)字式石英電子鐘表相繼問世，鐘表的日差已小于 秒，鐘表進入了微電子技術(shù)與精密機械相結(jié)合的石英化新時期。 1775~1780 年，英國的阿諾德創(chuàng)造出精密表用擒縱機構(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械鐘，創(chuàng)立的擺鐘。 1511 年，荷蘭人彼得 1400 年，第一批機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）是第一個擺脫天文現(xiàn)象的計時儀器。 本次的設(shè)計重點在于實現(xiàn)自動打鈴系統(tǒng)的基本功能之外， 爭取設(shè)計出亮點，出新意，對我本身是個不小的挑戰(zhàn)，因此對這個課題的研究不管是對于我本身還是對此項目在科技方面的發(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“標準時”的儀器，它由晷盤和晷針組成。單片機簡單的說就是一款微型的計算機，包含中央處理器 CUP、隨機存取存儲器 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。隨著二十世紀電子技術(shù)的發(fā)展和二十一世紀半導體技術(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)提供時間基準的打鈴 器自然也是更新?lián)Q代的更快，現(xiàn)在各種功能更多、使用更先進的打鈴器層出不窮，有的還可以以音樂響鈴代替?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)象也給了一個下課時間提醒，以免耽誤學生們下一節(jié)課的上課時間。 在學校生活中，每天上下課都離不開打鈴器的使用。 用單片機控制的自動打鈴器，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，用于學校作息，方便了廣大師 生。 關(guān)鍵字： 打鈴器、 AT89S51 單片機、 DS130液晶顯示器 河南理工大學畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 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