【正文】 控制電鈴?fù)〝嗟碾娐罚軌蚓唧w實(shí)現(xiàn)該功能的電路有多種。具體電路設(shè)計(jì)如上圖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。圖32 單片機(jī)時(shí)鐘、復(fù)位電路復(fù)位電路使單片機(jī)或系統(tǒng)中的其他部件處于某種確定的狀態(tài)。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。（RXD）：串行輸入口（TXD）：串行輸出口 單片機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路介紹單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來為單片機(jī)芯片內(nèi)部的各種操作提供時(shí)間基準(zhǔn)。P1口管腳寫入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。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。圖31 AT89C51引腳圖AT89C51單片機(jī)引腳分布如圖31所示。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是它的一種精簡版本。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。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。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖23所示。故選擇第二種方案。該方案保證設(shè)置的打鈴時(shí)間數(shù)據(jù)在掉電時(shí)也不會(huì)丟失，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能夠修改打鈴時(shí)間，采用開關(guān)電源作為整個(gè)系統(tǒng)的供電，它具有多路電源輸出，缺點(diǎn)是價(jià)格較貴。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。下面考慮了兩種電源方案。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。方案二：用七段LED數(shù)碼管完成年、月、日、時(shí)、分、秒、星期顯示，這種方案只能顯示數(shù)字、英文字符及一些簡單的數(shù)學(xué)符號(hào)，但價(jià)格相對(duì)便宜。方案一：完全采用點(diǎn)陣式LED 顯示。 顯示模塊方案選擇該系統(tǒng)要求完成當(dāng)下年、月、日、時(shí)、分、秒、星期的顯示等功能。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。它是MCS51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品，在指令系統(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī)完全兼容，使用時(shí)容易掌握；采用ATC89S52單片機(jī)穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強(qiáng)。其組成方框圖如下21所示： 顯示器顯示器顯示器譯碼器譯碼器譯碼器二十四進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)器六十進(jìn)制分計(jì)數(shù)器六十進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器校時(shí)電路報(bào)時(shí)電路晶體振蕩器單刀雙置開關(guān)單刀雙置開關(guān)分頻器圖21 方案一組成方框圖方案二：采用ATC公司的單片機(jī)ATC89C51作為控制器。37第2章　方案設(shè)計(jì)與論證 系統(tǒng)方案選擇與比較 控制模塊方案選擇校園打鈴系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案有多種，下面提出兩種電路方案。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞—“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。單片機(jī)又稱單片微控制器，是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。終端電鈴為響應(yīng)控制設(shè)備，通過其自身的控制系統(tǒng)可以獲得清晰、響亮的聲響。鈴聲控制系統(tǒng)整體由兩部分組成：主控中心和終端電鈴?；趩纹瑱C(jī)的校園打鈴系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案第1章　緒論校園打鈴系統(tǒng)就是利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、通訊等技術(shù)，以傳統(tǒng)的鈴聲系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶對(duì)鈴聲系統(tǒng)功能的要求，由單片機(jī)來控制、管理、播放的系統(tǒng)。通過把播放的內(nèi)容以數(shù)字形式存放在存儲(chǔ)器中，然后單片機(jī)通過控制軟件，按照學(xué)校設(shè)定的播放時(shí)間和內(nèi)容控制單片機(jī)自動(dòng)將存儲(chǔ)器中的數(shù)字音樂文件播放出來。主控中心以單片機(jī)為核心，包括控制電路、顯示電路、鍵盤電路和存儲(chǔ)電路。單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，并且在很多電子產(chǎn)品中也將其用到校園鈴聲和廣播控制。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。本次設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)的校園打鈴系統(tǒng)，能過設(shè)置打鈴時(shí)間，同時(shí)要求能夠在系統(tǒng)掉電時(shí)，時(shí)間能夠繼續(xù)，數(shù)據(jù)能夠保持，能夠?qū)崿F(xiàn)打鈴。方案一：主要是由石英晶體振蕩電路和分頻器電路組成的脈沖發(fā)生器、校時(shí)電路、報(bào)時(shí)電路以及時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器和譯碼顯示電路等電路組成，其中采用計(jì)數(shù)器74LS290、譯碼器74LS4分頻器和八段數(shù)碼管顯示器等器件組成的校園打鈴系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)有控制簡單，調(diào)試容易等優(yōu)點(diǎn)，但是其顯示功能單一、電路復(fù)雜。單片機(jī)運(yùn)算能力強(qiáng)，軟件編程靈活，自由度大。單片機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路鍵盤電路顯示電路存儲(chǔ)電路聲音驅(qū)動(dòng)輸出電路圖22 方案二組成方框圖方案選擇：采用方案一實(shí)現(xiàn)的校園打鈴控制系統(tǒng)調(diào)試容易，價(jià)格相對(duì)較為便宜，但是電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制單一，且整個(gè)系統(tǒng)性能不是很高，倒計(jì)時(shí)不是非常精確，功能不完整，如果要求系統(tǒng)調(diào)節(jié)打鈴時(shí)間時(shí)不容易調(diào)整。因而對(duì)于完成此題目，方案二完全能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，并且容易掌握，此方案是利用編程來實(shí)現(xiàn)，易于調(diào)整時(shí)間，且I/O接口很多，易于擴(kuò)展外圍電路，故選擇方案二。基于上述原因，考慮了三種方案。這種方案實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，且須完成大量的軟件工作；但功能強(qiáng)大，可方便的顯示各種英文字符，漢字，圖形等。方案比較：相對(duì)比較而言，方案二比方案一更符合此設(shè)計(jì)要求，方案一采用點(diǎn)陣式LED顯示的方法，而設(shè)計(jì)只要求年、月、日、時(shí)、分、秒、星期的顯示輸出。 存儲(chǔ)模塊方案選擇存儲(chǔ)器是整個(gè)系統(tǒng)的“連接線”，它是系統(tǒng)穩(wěn)定工作的保障，為使各個(gè)模塊穩(wěn)定工作，須有可靠存儲(chǔ)器。方案一：采用單片機(jī)存儲(chǔ)器。方案二：采用存儲(chǔ)器24C02C。方案比較：方案一只采用單片機(jī)自身的存儲(chǔ)是不行的，而方案二雖然要給另外購買，但卻能在斷電的情況下仍能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并且繼續(xù)計(jì)數(shù)。 總體方案設(shè)計(jì)思想根據(jù)校園打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可將本系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，第一個(gè)模塊是控制模塊，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)工作的控制和運(yùn)算，從而使各模塊正常工作；第二個(gè)模塊為顯示模塊，主要是對(duì)現(xiàn)時(shí)刻內(nèi)年、月、日、時(shí)、分、秒和星期的直觀顯示；第三個(gè)模塊是鍵控模塊，它的主要作用是輔助控制模塊，相當(dāng)于輸入裝置，利用它可以對(duì)打鈴時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)；第四個(gè)模塊是存儲(chǔ)模塊，它是整個(gè)系統(tǒng)的連接線，負(fù)責(zé)給各模塊提供合適的信息，讓各模塊能穩(wěn)定工作?？刂颇K顯示模塊鍵控模塊存儲(chǔ)模塊圖23 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖第3章　硬件電路設(shè)計(jì) 控制模塊設(shè)計(jì)AT89C51在此設(shè)計(jì)中起到非常重要的作用，它就像一個(gè)人的大腦，控制著整個(gè)設(shè)計(jì)的所有系統(tǒng)。 單片機(jī)AT89C51簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓。該器件采用ATMEL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。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列，作為單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)，典型的晶體管振蕩頻率為12MHz。圖中電容C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，其值為5～30pF，在此選擇30pF；～12MHz之間選擇。當(dāng)在單片機(jī)的RST引腳處引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作。在單片機(jī)運(yùn)行期間，可以利用此按鍵完成復(fù)位操作。 打鈴模塊電鈴工作在交流電220V下，單片機(jī)工作電壓為直流電+5V，所以單片機(jī)引腳不能直接控制電鈴工作，因此我們使用單片機(jī)控制電鈴工作電路的通斷。常見的方式是采用將單片機(jī)輸出信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)繼電器，用繼電器的觸頭控制電鈴電路的接通和斷開，如圖33所示。給三極管基極送入高電壓。此時(shí)，三極管呈導(dǎo)通狀態(tài)，促使繼電器吸合，電鈴打鈴。當(dāng)輸入量達(dá)到規(guī)定值時(shí)，使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開的電器。圖33 聲音控制電路圖 存儲(chǔ)模塊 實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302簡介 它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，～。DS1302內(nèi)部有一個(gè)318的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。圖34 DS1302引腳圖如圖34所示，DS1302的引腳排列，其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時(shí)，DS1302由Vcc1供電。RST是復(fù)位/片選線，通過RST輸入高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥，RST必須保持低電平。I/O為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)，SCLK始終是輸入端。位5至位1指示操作單元的地址。(I/O)在控制指令字輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿