基于单片机控制电铃设计

单片机原理与应用

综合实验报告

基于单片机控制的电铃控制器

专业班级：电子信息工程

姓名：胡俊_

学号：

时间：2014.10.30

指导教师：左敬龙

2014年10月30 日

电铃控制器设计任务书

1.设计目的与要求

设计出一个用于电铃控制器。准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能:

（1）基本功能

1）显示：可以显示星期、时、分和秒。

2）打铃：每天可设置20次，打铃持续时间每次1-90秒可调，每次打铃的间隔时间1-99分钟可调。

3）铃声：内置蜂鸣器可以发出监控声音。

（2）性能: 时间日误差< 1.5秒。

（3）扩展功能

1）可设定单/双休息日不打铃。

2）随季节变化,每天自动调整开与关的时间。

2．设计内容

写出实现该功能的C语言编程，并在KILE软件上仿真，并产生hex文件，通过软件把该程序写入单片机开发板，验证是否实现该功能

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

目录

1 引言 (1)

2 总体设计方案 (1)

2.1 设计思路 (1)

2.2 设计方案 (2)

3 程序流程图框 (2)

3.1 总体程序流程图框 (2)

3.2 时钟打铃程序流程图框 (3)

4 设计原理分析 (4)

4.1时钟电路的设计 (4)

4.2控制电路的原理 (4)

4.3显示电路的原理 (5)

总结与体会 (5)

参考文献 (6)

附录1 效果图 (7)

附录2 C语言程序 (8)

电铃控制器

摘要：该设计介绍了一种以AT89S51单片机为核心，以七段数码管显示星期；时；分钟和秒，发光二极管作为指示灯标志及按键校时定时的自动打铃控制器。

关键词：单片机；数码管；电铃；定时；74LS245

1 引言

当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域有尤其是自动化自动控制了领域，传统的分立元件或数学逻辑电路构成的控制系统，正以前所未有的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小，功能强，成本低，应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂，学校及企业单位大规模的兴起。学习单片机的最有效的方法就是理论与实践并重。

打铃器由AT89S51及其它器件组成,采用按键控制调时和定时等功能,用7个数码管来分别显示星期、时、分和秒.用5V直流电源,可以设定20多个打铃时间点。以AT89S51为核心的单片机控制. 主要作用:解除作息管理麻烦、改变人工打铃、人工控制电器落后现象,实行电铃周期性工作的自动化控制.同时设有数字显示器及控制系统体积小,重量轻等优点。充分发挥单片机体积小，价格便宜，功耗低，可靠性好等特点，充分发挥了单片机的控制优势。

2 总体设计方案

2.1设计思路

图1 设计思路框图

电铃控制器设计要求具有显示星期、时、分和秒以及设定时间和调整时间等功能，这些基本要求都可以通过软件编程实现。要实现打铃提示，就需要设置打铃提示电路，

信号输入电路采用按钮开关。设计思路框图如图1所示。

2.2方案论证

根据设计任务的基本要求，设计了由单片机（AT89S51）作为主控器件，七段数码管作为显示路，七个按键组成的按键操作电路，以及三极管、蜂鸣器组成的报警提示

电路构成的自动打铃器。

时钟电路的构成由单片机及其定时器完成，时间显示电路则由单片机串口输出，最后由七段数码管显示出来。控制电路主要控制着复位电路、校时以及设置打铃点等操作。显示电路采用串行静态显示，这种软件编程比较简单。采用单片机内部时钟，这种方法产生的时钟还可以，但是成本低，而且编写时钟程序简单。打铃电路电路可以采用蜂鸣器代替电铃,当时间到达打铃时间点时，使单片机发出控制信号，可以直接驱动三极管组成的基本放大电路，使蜂鸣器发出声音。设计方框图如图2所示

图2 设计方框图

3程序流程图框

3.1总体程序流程图

根据硬件设计结果，为满足要求，程序应有主程序、按键处理程序、中断服务程序和显示程序等部分构成。主程序中主要是程序各部分的初始化；按键处理程序处理六个按键的操作，包括各个按键的响应程序以及按键指示、报警输出等；显示程序显示星期、时、分、秒，主要是时钟显示。总程序流程图如图3所示

图3 总程序流程图

3.2时钟打铃程序流程图

时钟打铃程序使用单片机T0、T1两个定时器中断，两个定时器均为方式一，当定时器T0溢出时响应中断，使毫秒单元加1，当毫秒单元满20时分单元加1，依此类推。当定时器T1溢出时响应中断，依次比较存储的打铃点，条件符合就输出打铃信号。中断均需保护现场，返回时恢复现场。时钟打铃程序流程图如图4所示

N

Y

N

Y

N Y

N

Y

N

Y

图4 时钟打铃程序流程图

4 设计原理分析

4.1 时钟电路的原理

采用定时器/计数器

T0

的方式

1，由于晶振是

11.0592，令

TH0=(65536-46080)/256;TL0=(65536-46080)%256,故所记次数应为46080，计时器每隔50000微秒发起一次中断。为了方便设计每20毫秒使得时钟加一秒，每60秒加一分钟，每60分加一个小时，每24个小时加一天。

4.2 控制电路的原理

控制电路采用矩阵式键盘，当无按键动作时，行线处于高电平而列线处于低电平，当有按键按下时，则对应的行线和列线短接，行线电平变为低电平，以此知道有那个按键被按下了。为了能够通过按键控制电路的运行，通过C语言编程使得S0-S9为数据输入键，S12为定时键（当按下是可以通过S0-S9设定响铃时间），S13为确定键，S11为返回键，通过上述的按键设定响铃时间，设定的数据暂时保存在锁存器中，当设定的时间与时钟电路的时间一致时，蜂鸣器响。矩阵式电路如下图

4.3 显示电路的原理

为了能显示星期、时、分、秒，需要7个数码显示管，其中6个显示管可以通过按键改变显示以显示定时时间。