定时打铃器的设计

课程设计说明书

课程设计名称：专业课程设计

课程设计题目：定时打铃器的设计

学院名称：信息工程学院

专业：电子信息工程班级： 110411

学号： 11041130 姓名：张明

评分：教师：李翔文

20 14 年 6 月 30 日

专业课程设计（论文）任务书I、专业课程设计(论文)题目：

定时打铃器的设计

II、专业课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：（1）显示时钟格式：**时**分**秒。

（2）可任意设定时间达到定时控制，定时点可有2 个

（3）定时时间到，打铃1 分钟，然后自动关闭打铃。

III、专业课程设计(论文)工作内容及完成时间：

第17周：设计电路图，参考文献，仿真。

第18周：领取元器件，按照电路图焊接。

第19周：调试装置，总结实验，完成实验报告。

IV、主要参考资料:

[1] 张先庭.单片机原理、接口与C51应用程序设计.北京：国防工业出版社,2011年

[2] 吴开志、陈黎娟、邓谦、任爱山.单片机技术及应用实验指导书.南昌.南昌航空出版社，2008年.

[3] 吴清绣.微型计算机原理及接口技术.北京.中国科学技术大学出版社，2004年.

[4] 吴向军.汇编语言程序设计.北京.高等教育出版社，2001年.

[5] 李光飞.51系列单片机设计实例.北京:北京航空航天大学出版社.2003年信息工程学院电子信息工程专业 110411 班

学生（签名）：张明

日期：自2014年6月5日至2014年6月25日

指导老师（签名）：

助理指导老师（并指出所负责的部分）：

电子系（室）主任（签名）：

定时打铃器的设计

学生姓名：张明班级：110411

指导老师：李翔文

摘要：随着电子技术的不断发展，定时提示功能在生活中、工作中越来越重要，在一些重要领域，对时间的精确度及实现多个时间点提示功能的要求也越来越高，通过合理的技术实现定时提示功能的多样化及高精度性越来越成为当下一迫切的需要。根据单片机的特性制作的定时打铃系统能很好的实现定时提示功能多样化的要求，且能满足一定程度下的时间精度要求。本文介绍的是以STC89C51芯片为核心结合其他硬件模块制作的定时打铃器实现定时提示功能。

本文主要介绍了定时打铃器的硬件、软件的设计及调试过程。硬件主要由：单片机最小系统、键盘显示电路、数据存储电路、打铃电路组成。单片机最小系统主要由AT89C51芯片构成；键盘显示电路主要由HD7279控制的4x4矩阵键盘和八个数码管构成；数据存储电路是以AT24C02芯片为基础的具有掉电保存数据功能的小型模块。打铃电路实现了到达定时点响铃提醒功能。软件采用Keil开发环境作为开发平台，程序由C语言编写，可读性强及可移植性。程序主要由主程序、键盘扫描子程序、定时中断子程序，显示子程序，数据存储子程序组成。通过单片机程序烧写软件，将程序写入AT89C51芯片中，结合硬件电路实现了通过程序控制硬件电路实现定时打铃功能。

经测试，本定时打铃器很好的实现了定时打铃功能，能设定四个定时时间点，响铃提示时间长达一分钟，且具有掉电保护功能，能存储设定好的定时时间点。由于本次设计中采用了模块化设计思想，故可以很方便的扩充相应的功能，诸如在芯片容量及硬件电路条件允许范围内增加多个定时时间点、增加数据的存储等。本次设计能为今后更多的定时打铃系统的设计提供了宝贵的研究基础，能在更多的项目工程中发挥不可或缺的重要作用。

关键词：AT89C51 HD7279 AT24C02 定时打铃Keil

目录

第一章绪论 (2)

1.1 课题的背景及意义 (3)

1.2 国内外发展趋势 (3)

1.3 设计要求 (4)

1.4 研究内容 (4)

第二章系统组成及工作原理 (5)

2.1 系统组成 (5)

2.2 系统工作原理 (5)

第三章硬件电路设计 (7)

3.1 单片机控制系统电路设计 (7)

3.2 键盘显示电路设计 (8)

3.3 数据存储电路设计 (11)

3.4 打铃电路设计 (13)

第四章软件设计 (15)

4.1 系统软件开发平台的介绍 (15)

4.2 主程序设计 (16)

4.3 子程序设计 (18)

4.3.1键盘扫描子程序 (18)

4.3.2定时中断服务子程序 (19)

4.3.3显示子程序 (20)

4.3.4 数据存取子程序 (21)

第五章系统的安装及调试 (22)

5.1硬件调试 (23)

5.2软件调试 (25)

第六章总结与展望 (26)

6.1 总结 (26)

6.2 展望 (26)

参考文献 (27)

附录一程序清单 (28)

附录二实验原理图 (44)

附录三元件清单 (45)

致谢 (46)

第一章绪论

1.1 课题的背景及意义

随着人类文明的不断发展，科学技术不断的得到提高，特别是在电子领域，生活中我们经常需要根据时间来计划将要完成的事情，定时提示功能就显得非常重要，起初的定时提示功能是以定时打铃器的形式出现在学校、机关、工厂、车站、码头、医院、邮电等企事业单位，用于实现作息安排功能，机械式且打铃单调，使用范围有限而且时间不准确，不适合于更高精度时间的要求领域，因此，研究新型的定时打铃器引领变革具有重要的意义。

近年来在电子领域单片机产品的出现及其技术的成熟与完善，使得大量基于单片机为基础的定时打铃器运用而生，而且种类繁多，定时精确度也相对有了很大的提高，打铃器的打铃方式也多种多样，有使用计算机声卡发声的，也有通过使用串口控制打铃设备电源的一些产品，但是在现今通过生产利润与技术成本控制提高企业竞争力背景下，这些种类的定时打铃器不适合大量生产，而且在某种条件或者环境中使用及其不方便，因此，设计一种简单方便同时又具有相对全面的计时功能、打铃功能的定时打铃器显得及其重要。

综上所述，在电子技术飞速发展的时代下，设计一个功能全面，定时准确且适用领域和适用环境广泛、生产成本合理相对有技术含量的定时打铃器具有很重要的价值，而且这种打铃器简单便捷，能根据项目所需实现的功能要求进行适当的修改，进而实现重要的定时提示功能，具有很大的生产与使用价值。

1.2 国内外发展趋势

现今社会中，定时提示功能变得越来越重要，日常生活中的闹钟，学校或者企业的作息铃声，体育行业中的计时以及一些高精密的仪器中都需要用到定时提示功能，快节奏工作生活前提下，对定时精准性要求也越来越高，定时打铃器在国内外技术上其实已有了很大的发展与革新。

起初大部分定时打铃器都是比较简单电子元器及适当的程序控制件构成，但是很容易受到内外部的干扰，比如电压不稳定等，引起很大的偏差甚至错误，随着单片机技术的出现，基于单片机为核心的与外部电路结合的电子定时打铃器开始大量出现，形式各异，相比之下计时更精准电路，更稳定，受外部影响较小，而且电路模块化，程序设计更便捷简单，可实现更多的功能。而大部分基于单片机为基础的定时打铃器大都是由三个部分组成，即键盘控制、数码显示、打铃电路三个模块组成，比如A T89C51芯片与HD7279芯片构成的键盘控制电路，通过程序的编写控制I/O口的输出进而控制显示定时数据及打铃电路。当然也有部分采用8255芯片为核心部件的定时打铃器，原理都大同小异。现今高科技时代在一些特殊的对定时精确度要求高的领域比如，微电子方面，体育田径项目等行业，单片机技术显然会有一定的误差，于是随之出现了部分通过计算机控的定时打铃器，或者是结合其他影像技术设计而成的打铃器。

随着技术的不断发展，定时打铃器不断地走向体积小、模块化的集成电路的形式，在一些大型的电子设备或机械仪器中充当不可或缺的一部分，基于单片机为基础的打铃器不仅有较成熟的技术而且成本低廉、体积小，根据功能需求可以很容易的设计多元的定时器，未来定时打铃器将会朝着多元化的趋势行进，比如定时与记忆保护功能的实现，基于单片机为基础的定时打铃器适合于低成本的大量生产，多元化发展的道路上具有很大的发展前景。