基于单片机控制的电铃控制器的设计

单片机原理与应用技术课程设计报告（论文）

基于单片机控制的电铃控制器的设计

专业班级：电子132

*名：**

时间：11.30 - 12.20

指导教师：***

2015年12月20日

基于单片机控制的电铃控制器课程设计任务书

1.设计目的与要求

设计出一个电铃控制器，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）可以显示星期、时、分和秒。

（2）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）内置蜂鸣器可以发出监控声音。

2．设计内容

（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；

（2）确定元器件及元件参数；

（3）进行电路模拟仿真；

（4）SCH文件生成与打印输出；

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。

论文结构清晰，层次分明，理论严谨。

基于单片机控制的电铃控制器的设计

电子132 方勋

摘要：系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，

复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出

报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。

外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用单片机来完成。由于其功能的实现主

要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单

片机STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有8KB的Flash存储器,且允许在系统内改写

或用编程器编程。另外, STC89C52的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有512B的RAM、32条I/O口线、3

个16位定时计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）等。

在LED显示器中，分成静态显示和动态显示两类，在这个设计的最小系统中主要用了它的动态显示功能，动

态显示器利用了人视觉的短暂停留，在数据的传输中是一个一个传输的，且先传输低位。

关键词：单片机存储器数码管

1 引言

随着科学技术的发展，自动控制在人们的生活中可以说是“无孔不入”小到遥控儿童玩具，大到冰箱空调的智能化，这都归结于科学技术的进步。特别是单片机（Single－Chip Microcomputer SCM）技术的应用，不但降低了生产成本，而且更为重要的是方便了消费者，使操作简洁、安全。单片机的应用让许多很复杂的事情，都轻而易举的实现了。用单片机控制的自动打铃器，充分发挥单片机体积小，价格便宜，功耗低，可靠性好等特点。可用于学校作息，方便了广大师生。

2 总体设计方案

2.1 设计思路

单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。

本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，利用两个4位7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，蜂鸣器发出报警声，提示预先设定时间到。

电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示、报警电路，芯片选用STC89C52单片机。

2.2 设计方案

此设计主要是通过单片机系统，综合运用定时器、中断、数码显示等知识设计一个可定时的电子钟。它包括系统总体方案及硬件设计，软件设计，Proteus软件仿真等部分。

系统总体方案及硬件设计是本设计的重要组成部分，在这部分详细介绍了时钟原理，硬件设计，数码管LED，以及在设计过程中考虑到技术指标，机型的选择，器件的选择等一系列问题。

硬件设计的主要任务是根据总体设计要求，以及在所选机型的基础上，确定系统扩展所要用的存储器，I/O电路及有关外围电路等然后设计出系统的电路原理图。

合理的软件结构是设计出一个性能优良的单片机应用性系统软件的基础，因此必须充分重视。在本设计中采用应用广泛的C语言。用Proteus软件仿真检查设计是否合理。

2.3 总体设计方框图

数码

图1设计方框图

3设计原理分析

利用AT89C52单片机作为主体控制单元，按钮输入电路可以输入控制指令，复位电路，打铃电路实现对指令的执行，掉电保护电路完成掉电时数据的保护，组合起来完成对电铃的控制 。 3.1 单片机

单片机AT89C52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 3.2 打铃电路

打铃电路由三极管组成的放大电路和蜂鸣器组成，如图2所示。三极管选用8550PNP 型，当单片机输出低电平时三极管导通，采用蜂鸣器代替电铃，从而驱动蜂鸣器发出声音，可以通过编程实现使蜂鸣器发出有节奏的声音。当接通电源时P3.3口为高电平，三极管截止，打铃电路不能工作当按下复位开关时，输出为高电平，三极管截止，打铃电路不能工作。当时间走到打铃时间点时，单片机输出低电平，则打铃电路开始工作。而且响铃时间的长短可通过编程实现，在响铃的时候可以采用按钮实现暂停。

图2 打铃电路

AT89C52

单 片 机

信号输入电路

复位电路

数码显示电路

打铃电路

3.3数码管显示电路

单片机中通常使用7段LED，LED是发光二极管显示器的缩写。LED显示器由于结构简单，价格便宜，体积小，亮度高，电压低，可靠性高，寿命长，响应速度快，颜色鲜艳，配置灵活，与单片机接口方便而得到广泛应用。LED显示器是由若干个发光二极管组成显示字段的显示部件，当发光二极管导通时，相应的一个点或一个笔划发光，控制不同组合的二极管导通，就能显示出各种字符。LED显示器有多种形式，如：“米”字型显示器，点阵显示器和七段数码显示器等，在单片机系统中使用最多的是七段数码显示器。

LED七段数码显示器由8个发光二极管组成显示字符，根据内部发光二极管

的连接形式不同，LED有共阴极和共阳极两种，如图3所示为7段共阴数码管的引脚图。

A1a f A2A3b

e d dp c g A4

图3 7段共阴数码管引脚图

采用高亮共阴型s位数码管，为示区别，显示秒的两个数码管个头较小，另外4个较大。共阴数码管连接线路如下：一般用7个发光二极管构成显示数字和符号，另外还用一段发光二极管显示小数点。这种显示器一般分为两种，共阳极显示器和共阴极显示器，共阳极显示器是把每个二极管的正端连在一起，共阴极显示器是把每个二极管的阴极连在一起。一只显示器是有8个发光二极管构成，当把某段加正向电压时，则该段所对应的笔划亮，不加正向电压则暗，为了保护各段不受损坏需要加限流电阻，无论是共阳极显示器还是共阴极显示器，它的8段排列顺序都是一样的：A段、B段、C段、D段、E段、F段、G段和DP段。在单片机中通常使用7段LED。数码管的显示电路如下图4所示：

图4 数码管的显示电路