基于單片機(jī)控制的電鈴控制器

1、基于單片機(jī)控制的電鈴控制器 設(shè)計(jì)要求一）基本功能1.顯示： 可以顯示 星期、時(shí)、分和秒2. 打鈴：每天可設(shè)置 20 次，打鈴持續(xù)時(shí)間每次 1-90 秒可調(diào)，每次打鈴的間隔 時(shí)間 1-99 分鐘可調(diào) .3.鈴聲： 內(nèi)置蜂鳴器可以發(fā)出監(jiān)控聲音二）性能 : 時(shí)間日誤差 1.5 秒三）擴(kuò)展功能 :1可設(shè)定單 / 雙休息日不打鈴2隨季節(jié)變化 , 每天自動(dòng)調(diào)整開與關(guān)的時(shí)間目錄1 引言. 12 總體設(shè)計(jì)方案. 12.1 設(shè)計(jì)思路. 12.2 總體設(shè)計(jì)框圖. 12.3 設(shè)計(jì)方案. 13 設(shè)計(jì)原理分析. 23.1 按鍵功能. 23.2 狀態(tài)指示. 23.3 打鈴控制. 23.4 電路原理圖. 24 程序流程框圖

2、. 34.1 總體程序流程圖. 34.2 主程序流程圖. 34.3 校時(shí)程序流程圖. 44.4 時(shí)鐘打鈴程序流程圖. 45 心得與體會(huì). 5參考文獻(xiàn). 5附錄. 6基于單片機(jī)控制的電鈴控制器摘要：該設(shè)計(jì)介紹了一種以 AT89C51 單片機(jī)為核心，以七段數(shù)碼管顯示星期、時(shí)、分和秒，發(fā)光二極管作為指示燈標(biāo)志及按鍵較時(shí)、定時(shí)的自動(dòng)打鈴器。關(guān)鍵詞：單片機(jī)電鈴自動(dòng)數(shù)碼管1 引言基于目前傳統(tǒng)電鈴噪音大，聲音刺耳，不符合人們追求綠色環(huán)保的要求，我們 采用89c51 單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)打鈴系統(tǒng)。單片機(jī)（Single Chip Microcomputer SCM技術(shù)的應(yīng)用，不但降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也方便了消費(fèi)

3、者，使操作簡潔、安 全。單片機(jī)的應(yīng)用使許多復(fù)雜的事情，都能夠簡單、方便的實(shí)現(xiàn)了。用單片機(jī)控制 的自動(dòng)打鈴器，充分發(fā)揮單片機(jī)體積小，價(jià)格便宜，功耗低，可靠性好等特點(diǎn)，充 分發(fā)揮了單片機(jī)的控制優(yōu)勢(shì)。本打鈴器可用于作息時(shí)間控制，方便了廣大師生。2 總體設(shè)計(jì)方案：2.1 設(shè)計(jì)思路利用單片機(jī)及其定時(shí)器設(shè)計(jì)的一個(gè)時(shí)鐘，在每次毫秒加1 的計(jì)時(shí)過程中，都與設(shè)定的打鈴時(shí)間作比較，如果相等就輸出打鈴信號(hào)，不等則返回。如此反復(fù)運(yùn)行。2.2 總體設(shè)計(jì)框圖數(shù)碼管顯示AT89S51創(chuàng)打鈴信號(hào)圖 1 總體設(shè)計(jì)框圖2.3 設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的基本要求，設(shè)計(jì)了由單片機(jī)（AT89S51 作為主控器件，七段數(shù)碼管作為顯示電路，七

4、個(gè)按鍵組成的按鍵操作電路，七個(gè)發(fā)光二極管組成的狀態(tài) 指示電路，以及三極管、蜂鳴器組成的報(bào)警提示電路和繼電器組成的打鈴信號(hào)輸出 電路構(gòu)成的自動(dòng)打鈴器。除了以上的硬件電路外，還充分利用軟件、硬件相結(jié)合，充分發(fā)揮單片機(jī)設(shè)計(jì) 的優(yōu)勢(shì)。使設(shè)計(jì)更具特色。系統(tǒng)可分成三部分，即時(shí)鐘電路、時(shí)間顯示電路、控制電路，而時(shí)鐘電路起控 制主導(dǎo)作用。時(shí)鐘電路的構(gòu)成由單片機(jī)及其定時(shí)器完成，時(shí)間顯示電路則由單片機(jī)串口輸出，送到外部集成芯片 74LS164,最后由七段數(shù)碼管顯示出來?？刂齐娐分饕刂?著復(fù)位電路、校時(shí)以及設(shè)置打鈴點(diǎn)等操作，并配以狀態(tài)指示電路輔助操作。3 設(shè)計(jì)原理分析 :3.1 按鍵功能初步設(shè)計(jì)了由六個(gè)按鍵來完成

5、所有的操作，它們的功能分別是：復(fù)位鍵、設(shè)置 鍵、存儲(chǔ)鍵、加一鍵、減一鍵、確認(rèn)鍵，具體操作方法由軟件設(shè)計(jì)為菜單式操作， 使所有的操作更加的簡潔，方便。3.2 狀態(tài)指示狀態(tài)指示電路由硬件部分 （六個(gè)發(fā)光二極管）， 結(jié)合軟件使操作狀態(tài)一目了然。第一個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r候，表明當(dāng)前狀態(tài)為時(shí)間顯示；第二個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r候， 表明此狀態(tài)為時(shí)間調(diào)整狀態(tài)；第三個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r候，表明此狀態(tài)為時(shí)間加一狀 態(tài)；第四個(gè)發(fā)光二極管亮?xí)r候，表明此狀態(tài)為時(shí)間減一狀態(tài)；第五個(gè)發(fā)光二極管亮 時(shí)候，表明此狀態(tài)為定時(shí)時(shí)間設(shè)定存儲(chǔ)狀態(tài)。3.3 打鈴控制比較所存儲(chǔ)的打零時(shí)間點(diǎn)，到打鈴時(shí)間時(shí)進(jìn)行打鈴。3.4 電路原理圖圖 2 總體電路圖圖

6、 2 中，S1 為確認(rèn)鍵，S2 為設(shè)置鍵，S3 為加一鍵，S4 為減一鍵，S5 為存儲(chǔ)鍵，S7為復(fù)位鍵。當(dāng) S2 按下時(shí) L2 亮，S3 按下時(shí) L3 亮，S4 按下時(shí) L4 亮，S5 按下時(shí) L5 亮。L1 為正常運(yùn)行指示。S5, L6 暫無使用。蜂鳴器在每個(gè)操作時(shí)給予報(bào)警提示。 繼電器電路作為打鈴信號(hào)輸出電路，對(duì)外提供打鈴信號(hào)。4 程序流程框圖4.1 總體程序流程圖根據(jù)硬件設(shè)計(jì)結(jié)果，為滿足要求，程序應(yīng)有主程序、按鍵處理程序、中斷服務(wù) 程序和顯示程序等部分構(gòu)成。主程序中主要是程序各部分的初始化；按鍵處理程序 處理五個(gè)按鍵的操作，包括各個(gè)按鍵的響應(yīng)程序以及按鍵指示、閃爍指示、報(bào)警輸 出等；顯示

7、程序顯示星期、時(shí)、分、秒，主要是時(shí)鐘顯示。I初始化丨主程序1按鍵處理程序中斷服務(wù)程序顯示程序LED18LED28LED38LED48LED58LED68LED7010FQQ10103 4 5 36FB、T03 436FB C r710F34B5；10N6Q Q QQ Q Q1U374LS1 64CN A BCC V GKO cDrbBAu56DNG gV.DTLCBDTLCBA6DNGLu V.DTLCB6DNG宅V.DTLCB6DNG gV.LLDVCCS4CRY12MHz1920C1 叩C23 3PF33PFP1. 0VCCP1. 1P0. 0P1. 2P0. 1P1. 3P0. 2P1.

8、 4P0. 3P1. 5/MOSIP0. 4P1 6/MISOP0 5P1. 7/SCKP0. 6RESTP0. 7P3. 0/RXDEA/VPPP3. 1 /TXDALE/PROG1P3. 2/N0-P3. 3/mrrP2. 7P3 4/T0P2 6P3. 5/T1P2. 5P3. 6/WRP2. 4P3. 7/RDP2. 3XTAL2P2 2XTAL1P2. 1GNDP2. 0R6I:VCCR4R2R11K1KVCC40廿39: VCC2JDK1JDB2JDB1JDGJDGDK JDBa b c d e fp7 aA AEa b c d e fp7 G -1 O /I on ua b c

9、d e fp7 C d O /I on EQ QQ QQ Qa b c d e fp7 C d O /I cn Ea b c d e fp7 C d O /I (Di E-NU274LS1VCCR1 20K0K0KS2S3S56101 1VCC1 51789R1 51 8U1AT89 S5130zo2Q24233534373633322221JDKVCCKM1Q28550R171 KD8IN4 0073SPEAKVCCQ1855 0圖 3 總體程序流程圖4.2 主程序流程圖該部分程序主要是對(duì)程序中所用到的數(shù)據(jù)單元進(jìn)行初始化，以及定時(shí)器的賦初值。圖 4 主程序流程圖4.3 校時(shí)程序流程圖該咅部分

10、的鍵盤掃描為程序掃描方式， CPU 不停的對(duì) P1 口進(jìn)行掃描， 當(dāng)任何一個(gè) 鍵按下時(shí)，與之相連的輸入數(shù)據(jù)線即被清 0 （低電平），而平時(shí)該線為 1 （高電平） 這種鍵盤掃描方式的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單：缺點(diǎn)是當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)，要占用較多的 I/O 線 由于按鍵的機(jī)械特性，在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，鍵抖動(dòng)會(huì)引起 一次按鍵被誤讀多次。為了確保 CPU 寸鍵的一次閉合僅作一次處理，必須去除鍵抖 動(dòng)。該程序使用10ms 延時(shí)程序作為去抖動(dòng)程序去除鍵抖動(dòng)。校時(shí)程序-I設(shè)置鍵r1 1星期調(diào)整1小時(shí)調(diào)整1分鐘調(diào)秒調(diào)整調(diào)用閃爍子程序調(diào)用顯示子程丁保存設(shè)置圖 5 校時(shí)程序流程圖4.4 時(shí)鐘打鈴程序流程圖時(shí)鐘

11、打鈴程序使用單片機(jī) T0、T1 兩個(gè)定時(shí)器中斷，兩個(gè)定時(shí)器均為方式一，初值為 10ms 當(dāng)定時(shí)器 TO 溢出時(shí)響應(yīng)中斷，使毫秒單元加 1,當(dāng)毫秒單元滿 100 時(shí) 分單元加 1,依此類推。當(dāng)定時(shí)器 T1 溢出時(shí)響應(yīng)中斷，依次比較存儲(chǔ)的打鈴點(diǎn)，條 件符合就輸出打鈴信號(hào)。中斷均需保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，返回時(shí)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。圖 6 時(shí)鐘打鈴中斷程序流程圖5 心得與體會(huì)：周一老師布置了課程設(shè)計(jì)的任務(wù)，老師沒有像其他小組一樣好幾個(gè)人做一個(gè) 題目，而是讓我們小組每人做一個(gè)題目，這給了我們足夠的空間，我們可以按照自己的想法去做，做自己感興趣的東西。我?guī)捉?jīng)周折最終選擇做一個(gè)單片機(jī)控制的 電鈴，電鈴可以按照我在程序中設(shè)定的時(shí)間自

12、動(dòng)打鈴。開始就是上網(wǎng)查資料，去圖 書館找有關(guān)方面的書籍，東拼西湊。周三才把程序和電路圖做好。在上機(jī)調(diào)試的時(shí) 候遇到了很大的麻煩，程序運(yùn)行沒有錯(cuò)誤，就是連接電路時(shí)發(fā)現(xiàn)我用到的芯片實(shí)驗(yàn) 臺(tái)上都沒有，我又找其他芯片代替，可沒有找到合適，以至于調(diào)試不成功。總之在這一周的課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)到了很多課堂上學(xué)不到的東西，也深刻的 體驗(yàn)到了實(shí)踐的重要性。只學(xué)習(xí)理論而不實(shí)踐，那理論就是一具空殼。只有實(shí)踐才 能檢驗(yàn)自己所學(xué)的理論知識(shí)。實(shí)踐的好處就在于能幫助你去更好地理解理論知識(shí)， 平時(shí)課堂上不理解的東西，在實(shí)踐的過程中就能很好的理解。雖然這次課程設(shè)計(jì)上 機(jī)調(diào)試沒有成功，但是我自己畢竟努力做了。參考文獻(xiàn)：T1中斷打鈴

13、1周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京:電子工業(yè)出版社，1997 年 7 月2朱承高.電工及電子技術(shù)手冊(cè)M.北京:高等教育出版社，19903閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）M.北京：高等教育出版社，19894廖常初. 現(xiàn)場(chǎng)總線概述 J. 電工技術(shù) ,1999.65李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第三版） M. 北京;北京航空航天大學(xué)出版 社，2005 年 10 月附錄1 程序分為五部分：1. 初始化程序， 2. 鍵值處理程序， 3. 中斷程序， 4. 顯示程序， 5. 延時(shí)程序2 程序清單：ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP TOINTORG 001BHLJMP

14、DLBJORG 30HMAIN：MOV IE，#8AH ;開 T0，T1 中斷MOV TMOD，#11H;定時(shí)器方式 1MOV TH0，#0D8HMOV TL0，#0F0H ;初值MOV A，#0MOV 59H，AMOV 60H，AMOV 61H，AMOV 62H，AMOV 63H，AMOV 64H，AMOV 65H，AMOV 66H，A; 清零m_secEQU20H;毫秒單元secEQU21H;秒單元minEQU22H;分單元hourEQU23H;時(shí)單元weekEQU24H;星期單元SETB TR0SETB TR1CLR P1.0CLR AMOV R0，AMOV R1，AMOV R2，A.*

15、主程序*MOV R3，AMOV R5，AMOV R6,AMOV R7,AMOVms,#00;毫秒單元清零MOVsec,#00;秒單元清零MOVmin,#00;分單元清零MOVhour,#00;時(shí)單元清零MOVweek,#00; 星期單元清零MOV 70H,AMOV 71H,AMOV 72H,AMOV 73H,AMOV 74H,ALCALL XS;調(diào)用顯示程序.*.*數(shù)字鐘按鍵程序*.*NET1: JB P0.0,NET2LCALL YS10MSJB P0.0,NET2CLR p2.2JNB P0.0,$SETB p2.2CLR P1.1SETB P1.0SETB TR0SETB TR1CLR

16、P1.0SETB P1.1SETB P1.2SETB P1.3MOV 59H,#00MOV R7,#00* *調(diào)整時(shí)間部分切換鍵 *NET2: MOVCJNEJBLCALLJB CLRA,59HA,#00 ,NET3P0.1,NET9 ;數(shù)字鐘調(diào)整時(shí)間部分切換鍵YS10MsP0.1 ,NET9p2.2.*調(diào)時(shí)鐘按鍵 *;開中斷;正常運(yùn)行INC59HJNBP0.1 ,$SETBp2.2INCR7CLRTR0CLRTR1SJMPNET4NET3:JBP0.1 ,NET4LCALLYS10msJBP0.1 ,NET4CLRp2.2INC59HJNBP0.1 ,$SETBp2.2INCR7NET4:C

17、JNER7 ,#1,NET5LCALLSSH;秒閃爍SJMPNET9NET5:CJNER7 ,#2,NET6LCALLMSH;分閃爍SJMPNET9NET6:CJNER7 ,#3,NET7LCALLHSH;時(shí)閃爍SJMPNET9NET7:MOVR7 ,#0LCALLWSH;星期閃爍SJMPNET9NET8:LCALLXS.*J調(diào)整時(shí)間加 1 鍵 *NET9:JBP0.2 ,NET115; 數(shù)字鐘調(diào)整時(shí)間鍵LCALLYS10msJBP0.2 ,NET13CLRp2.2CLRP1.2CJNER7 ,#1,NET10SETBp2.2SETBP1.3LCALLYS200msINCsec ;秒單元加 1

18、MOVA ,secCJNEA ,#60,NET8 ;不等 60 時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示60 時(shí)將秒*調(diào)整時(shí)間減 1 鍵 *單元清零MOVsec ,#00LCALLXSJBP0.2,NET13LJMPNET9LJMPNET15CJNER7,#2 ,NET11SETBp2.2SETBP1.3LCALLYS200msINCmin;分單元加 1MOVA,minCJNEA,#60 ,NET8 ;不等MOVmin,#00LCALLXSJBP0.2,NET13LJMPNET9CJNER7,#3 ,NET12SETBp2.2SETBP1.3LCALLYS200msINChour;時(shí)單元加 1MOVA,hourCJNEA,

19、#24 ,NET8 ;不等MOVhour,#00LCALLXSJBP0.2,NET13LJMPNET9SETBp2.2SETBP1.3LCALLYS200msINCweek;星期單元加 1MOVA,weekCJNEA,#08,NET8 ; 不等 7MOVweek,#01LCALLXSJNBP0.2,NET13LJMPNET9SJMPNET15LCALLXSNET115:NET10:單元清零NET11:單元清零NET12:元清零NET13:NET14:60 時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示，等 60 時(shí)將分24 時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示，等 24 時(shí)將時(shí)時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示，等 7 時(shí)將星期單*調(diào)整時(shí)間減 1 鍵 *P0.3 ,NET19Y

20、S10msP0.3 ,NET19P2.2P1.3R7 ,#1 ,NET16P2.2P1.2 YS200ms sec;秒單元減 1A,secA,#0FFH,NET14 ;不等 60 時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示，等 60 時(shí)將sec ,#59NET14P0.3 ,NET19NET15R7 ,#2 ,NET17P2.2P1.2YS200msmin;分單元減 1A,minA,#0FFH ,NET14 ;不等 60 時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示，等 60 時(shí)將min ,#59NET14P0.3 ,NET19NET15R7 ,#3 ,NET18P2.2P1.2YS200msNET15: JBLCALLJB CLRCLRCJNESETBSE

21、TBLCALLDECMOV CJNE 秒單元清零MOVLCALLJBLJMPNET16: CJNESETBSETBLCALLDECMOVCJNE 分單元清零MOVLCALLJBLJMPNET17: CJNESETBSETBLCALLDECMOV CJNE 時(shí)單元清零MOVLCALLJBLJMPNET18: SETBSETB;數(shù)字鐘調(diào)整時(shí)間鍵hourAAhourNET14P0.3NET15P2.2P1.2DSH:MOV R2,#00JB P0.4 ,NT11LCALL YS10msJB P0.4 ,NT11CLR P2.2CLR P1.4JNB P0.4,$SETB P2.2INC R2CJNE

22、 R2,#01,NTAMOV R1,#30HLCALL CUN; 第 1 個(gè)打鈴點(diǎn)NT11:LJMP NT1NTA:CJNE R2,#02,NTBLCALL CUN; 第 2 個(gè)打鈴點(diǎn)NTB:CJNE R2,#03,NTCLCALL CUN;第 3 個(gè)打鈴點(diǎn)NTC:CJNE R2,#04,NTDLCALL CUN;第 4 個(gè)打鈴點(diǎn)NTD:CJNE R2,#05,NTELCALL CUN;第 5 個(gè)打鈴點(diǎn)NTE:CJNE R2,#06,NTFLCALL CUN;第 6 個(gè)打鈴點(diǎn)NTF:CJNE R2,#07,NTGLCALL CUN;第 7 個(gè)打鈴點(diǎn)NTG:CJNE R2,#08,NTHLCAL

23、L CUN;第 8 個(gè)打鈴點(diǎn)NTH:CJNE R2,#09,NTILCALL CUN;第 9 個(gè)打鈴點(diǎn)NTI:CJNE R2,#10,NTJLCALL CUN;第 10 個(gè)打鈴點(diǎn)NTJ:CJNE R2,#11,NTK;第 11 個(gè)打鈴點(diǎn)*定時(shí)程序LCALLYS200msDECweek;星期單元減 1MOVA,week單元清 1CJNEA,#00 ,NET14 ;不等 7 時(shí)跳轉(zhuǎn)顯示，等 7 時(shí)將星期MOVweek,#07LCALLNET14JBP0.3,NET19LJMPNET15NET19: LJMPDSH*LCALL CUNNTK:CJNE R2,#12,NTLLCALL CUN;第 12

24、 個(gè)打鈴點(diǎn)NTL:CJNE R2,#13,NTMLCALL CUN;第 13 個(gè)打鈴點(diǎn)NTM:CJNE R2,#14,NTNLCALL CUN;第 14 個(gè)打鈴點(diǎn)NTN:CJNE R2,#15,NTOLCALL CUN;第 15 個(gè)打鈴點(diǎn)NTO:CJNE R2,#16,NTPLCALL CUN;第 16 個(gè)打鈴點(diǎn)NTP:CJNE R2,#17,NTQLCALL CUN;第 17 個(gè)打鈴點(diǎn)NTQ:CJNE R2,#18,NTRLCALL CUN;第 18 個(gè)打鈴點(diǎn)NTR:CJNE R2,#19,NTSLCALL CUN;第 19 個(gè)打鈴點(diǎn)NTS:CJNE R2,#20,NT1LCALL CUN;

25、第 20 個(gè)打鈴點(diǎn)NT1:LJMP NET1.*J打鈴點(diǎn)存儲(chǔ)子程序 *CUN:MOV R1,hourINC R1MOV R1,minINC R1TOINT:PUSHPSWPUSHACC;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)MOVTH0,#0D8HMOVTL0,#0F0H;重新賦計(jì)數(shù)初值INCms;毫秒單元加 1MOVA,msCJNEA,#100,NEXT1MOVms,#00INCsec;秒單元加 1MOVA,secCJNEA,#60,NEXT1MOVsec,#00INCmin.*時(shí)鐘中斷程序*DLBJ:PUSH PSWPUSH ACCMOV TH0,#0D8HMOV TL0,#0F0HMOV R0,#30HFH: MOV

26、 A,R0CJNE A,hour,LOP1INC R0MOV A,R0CJNE A,min,LOP2 CLR P2.2CLR P1.4LCALL YS1min SETB P2.2MOVA,minCJNEA,#60,NEXT1MOVmin,#00INChourJMOVA,hourCJNEA,#24,NEXT1MOVhour,#00INCweekMOVA,weekCJNEA,#08,NEXT1MOVweek,#01NEXT1: LCALLXSPOPACCPOPPSW;恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)RETI;中斷返回.*打鈴中斷程序*SETB P1.4CLR AMOV 7FH ,AAJMP LOP2LOP1:INC R0LOP2:INC R0CJNE R0,#58H,FHLOP3:LCALL XS POPPSW POP ACCRETI;鈴聲響;延時(shí) 1 分鐘;鈴聲停*J數(shù)字鐘顯示程序 *XS:MOVA,sec ;將秒送 AMOVB,#10DIVABMOV60H,B;秒的個(gè)位MOV61H,A;秒的十位MOVA,min ;將分送 AMOVB,#10DIVABMOV62H,B;分的個(gè)位MOV63H,A; 分的十位MOVA,hour ; 將時(shí)送 AMOVB,#10DIVABMOV64H,B;時(shí)的個(gè)位MOV65H,A;時(shí)的十位MOVA,week ;