一种基于单片机的自动打铃系统的设计方法

基于单片机的打铃系统一、系统简介打铃系统是一种用于管理学校、工厂、办公室等场所时间的设施，它可以自动地、准确地实现时间的管理。

本文所介绍的打铃系统基于单片机开发，通过编程实现各种铃声的播放，实现按时响铃的功能。

二、系统硬件组成打铃系统基于AT89S52单片机实现。

除了单片机之外，还需要以下硬件：1.时钟电路：用于提供准确的时钟信号。

2.按键：用于设定铃声和时间，以及启动和停止铃声。

3.位选器：用于选择哪个七段数码管进行显示。

4.七段数码管：用于显示当前时间和设定的时间。

5.蜂鸣器：用于播放铃声。

6.电源模块：用于提供系统所需的电源。

三、系统程序实现1.时钟模块时钟模块是整个打铃系统的核心模块，它通过内部定时器实现时钟计时。

定时器的具体参数需要根据外部晶体振荡器的频率进行设置。

在计时过程中，将当前时间实时显示在七段数码管上，并提供按键设置时间的功能。

2.铃声模块铃声模块主要负责蜂鸣器的控制，通过控制蜂鸣器的高低电平来实现各种铃声的播放。

在设定的时间到达时，蜂鸣器会自动响起预先设置好的铃声。

当按下停止键时，蜂鸣器会停止响铃。

四、系统优化设计为了提高打铃系统的稳定性和可靠性，需要进行一些优化设计。

其中的一些优化设计包括：1.电源管理：系统的电源管理非常重要，可以通过使用稳压器等组件来提高系统的抗噪声性能和稳定性。

2.按键处理：按键可以使用中断或轮询的方式进行处理，使用中断方式可以提高系统的实时性。

3.时钟精度：系统的时钟精度非常关键，需要使用高精度的外部晶体振荡器并进行一定的校准以提高时钟的准确性。

四、系统应用本文所介绍的打铃系统可以广泛应用于学校、工厂、办公室等场所。

它可以帮助管理者准确地掌握各个时间点，提高管理效率和准确性。

同时，通过优化设计可以大大提高系统的性能和稳定性。

五、总结打铃系统是一种非常实用的设施，通过单片机等电子技术的应用，可以实现自动化、智能化的时间管理。

本文介绍了基于单片机的打铃系统的硬件组成和程序实现，以及针对性的优化设计，以期为相关领域的读者提供一些借鉴和参考。

目录第一部分设计任务 (2)1、毕业设计的主要任务 (2)2、单片机总体设计思路 (2)第二部分设计说明 (3)1、单片机介绍 (3)2、设计说明 (3)3、软件设计 (8)第三部分设计成果 (12)1、开机运行图 (12)2、自动打铃器源程序 (12)第四部分结束语 (15)第五部分致谢 (18)第六部分参考文献 (19)第一部分设计任务1、毕业设计的主要任务设计一个采用4位数码管显示时间秒、分、时，伴有调时校正电路，响铃控制则是通过作息时间表和定时器来实现自动打铃的单片机控制系统。

对于不同的季节，作息时间可能不同，可以制定多个作息时间表采用开关切换达到目的。

本设计采用了1个开关实现夏季和冬季作息时间的切换，完成一个自动循环。

2、单片机总体设计思路(1)设计能正常工作的一个单片机最小硬件系统，外围电路包括设置键盘，LCD或LED的显示屏。

(2)进行软件设计，利用单片机系统时钟先设计一个高精度的内部时钟系统，最小精确时间为期1秒。

(3)在秒计数器的基础上设计一个24小时时钟，并设计若干定时功能。

(4)设计打铃执行机构，完成自动打铃功能。

第二部分设计说明1、单片机介绍本系统主要由主控模块，时钟模块，显示模块，键盘接口模块等4部分构成。

通过内部定时产生中断，从而使驱动电铃打铃。

设定51单片机工作在定时器工作方式1，每100ms产生一次中断，利用软件将基准100ms单元进行累加，当定时器产生10次中断就产生1S信号，这是秒单元加1。

同理，对分单有采用动态扫描LED的显示。

本系统采用四个按键，当时钟时间和设置时间一直时元和时单元计数从而产生秒、分、时的值，通过六位七段显示器进行显示。

由于动态显示法需要数据所存等硬件，接口作，进行打铃，每次打铃30s较复杂，考虑显示只有六位，且系统没有其他浮躁的处理程序。

2、设计说明2.1 AT89C51简介一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

单片机自动控制打铃系统,是以一片8位单片机为核心的实时时钟及控制系统.我们知道单片机的外接石英晶体震荡器能提供稳定、准确的基准频率,并经12分频后向内部定时器提供实时基准频率信号,设定定时器工作在中断方式下,连续对此频率信号进行分频计数,便可得到秒信号,再对秒信号进行计数便可得到分、时等实时时钟信息.如果石英晶体震荡器的频率信号为6MHZ,设定定时器定时器工作在方式1下,定时器为3CB0H,则定时器每100ms产生1次中断,在定时器的中断定时处理程序中,每10次中断,则向秒计数器加1,秒计数器计数到60则向分计数器进位(并建立分进位标志),分计数器计数到60,则向时计数器进位,如此周而复始的连续技术,便可获得时、分、秒的信号,建立一个实时时钟.接下来便可以进行定时处理和打铃输出,当主程序检测到有分进位标志时,便开始比较当前时间(小时与分、存放在RAM中)与信息时间表上的作息时间(小时与分,存放在ROM)是否相同,如有相同者,则进行报时处理并控制打铃,如有不相同则返回主程序,如此便实现了报时控制的要求.2.2 ISP下载电缆的电路及程序设计简介能实现ISP功能的硬件电路，通常被称为“下载电缆”。

ATMEL公司推出的AT89S51/52单片机就具有ISP功能。

用计算机并行口实现ISP功能，在电路设计上非常灵活。

（1）下载电缆的电路设计：计算机并行接口共有25个口线，主要包括数据端口D0～D7（端口地址为378H，用于数据输出）；状态端口Busy、nAck、PE、Select、nError（端口地址为379H，用于数据输入）；控制端口nSelin、nlnit、nStrobe（端口地址为37AH，用于输出控制）。

从中选出4个口线来模拟ISP所需的引脚，就非常灵活，只需考虑数据的输入、输出方向及操作方便即可。

但要注意同一端口的数据方向必须一致，例如数据端口是8位同时操作的，只能全部作为输入或输出，而不能将一部分做输入，另一部分做输出。

自动打铃电路设计摘要打铃器可以为上下课的学生和老师们提供时间提醒，有利于师生对上课和学习的合理安排。

同事也可以作为一个提醒学生作息时间的时间表，让老师和学生都有一个规律科学的时间安排。

因此，打铃系统的核心部分也是时钟部分，为系统提供时间基准。

本设计主要是针对适用于校园打铃系统要求的，其介绍了一种基于单片机的自动打铃系统的设计方法，系统以STC89C52单片机为控制器，以DS1302时钟芯片为系统提供时间，并在1602液晶显示器上显示，通过按键可以设定定时打铃时间和打铃间隔。

系统软件设计采用C语言来完成，C语言语法简洁，使用方便，用于完成软件设计非常方便。

关键字：打铃器，STC89C52单片机，DS1302，LCD1602目录1 绪论 (1)1.1 课题描述 (1)1.2 设计任务与要求 (1)1.3 基本工作原理及框图 (1)2 总体电路设计及分析 (2)2.1 总体电路设计 (2)2.2 工作原理 (2)3单元电路设计 (3)3.1 STC89C52最小系统 (3)3.2晶振电路 (5)3.3复位电路 (5)3.4时钟集成模块 (6)3.6按键控制电路 (10)3.7响铃电路 (10)3.8程序流程图 (11)4 软件设计 (11)5 系统测试 (26)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1绪论1.1课题描述此次设计利用单片机的中断系统，每次中断都从计时芯片中读取时间，与规定的作息时间比较，如果相等则进行相应的控制或动作。

由显示部分、计时时钟、蜂鸣器驱动模块和按钮控制模块四部分组成，三个轻触按键用于校正时间。

现代机关企业，特别是学校要求对时间加以控制，要按时打铃及播放广播，以保证学习与工作的正常运行。

本设计实现了这些功能，给学校及其他机关企业带来方便，整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制的智能化。

1.2 设计任务与要求设计自动打铃电路：1.按照设计要求，画出系统框图和系统硬件电路图。

基于单片机的自动打铃器设计随着社会的发展和科学技术的进步，大部分单位对于时间有严格的管理制度，能够实现在预定时间进行打铃的设备也成为必需品。

本文单片机AT89C51为核心，加入了键盘输入，时间显示等模块，可以满足日常使用所需的功能。

标签：AT89C51；自动打铃器；时间；显示为了方便人们的生活和工作，自动打铃器广泛于学校、工厂、企业等有比较固定作息时间的单位。

尤其是学校，要按时打铃，以指挥师生员工上课、下课等统一行动。

现在我们可以利用单片机设计自动打铃器，在预定的时间打铃。

这项设计涉及到单片机的定时器、中断、键盘输入、LCD数码和字符显示、I2C总线、单总线、开关量输出等内容。

1 总体设计总体设计，其中最主要的就是原理设计。

根据设计要求和现有的技术条件，在满足功能、性能等用户需求的基础上，初步提出可选技术路线，并对各方案进行必要的分析，充分听取方方面面的意见，选择一种实施方案。

本项目的实施方案如下：选用机型：AT89C51（可以使用简化版AT89C2051）。

这是美国ATMEL公司生产的与INTEL公司的MCS-51系列全兼容的单片机产品，指令兼容，引脚兼容，可以直接代换。

其优点是片内程序存储器是电擦写的，使用方便，耗电少，价格低。

时间显示：16位×2行的液晶显示模块1602，显示内容比较多。

并行口连接。

键盘输入：4个独立式按键，分别是对表、定时、临时打铃和上、下、左、右调整键打铃输出：经二级晶体管放大驱动12V直流继电器，控制220V电源通、断电铃。

系统扩展：不需要扩展RAM、ROM、和其它I/O接口，只需要通过I2C总线扩展一片24LC16B，用于保存打铃时间，以保证掉电不丢失，免得重新设置之麻烦。

电源部分：220V交流电经降压、整流、滤波、稳压，提供+12V和+5V两种直流电源，再加可充电电池作备用电源，停电时保持时钟和作息时间表。

交流供电时给电池充电。

现在，专用的日历时钟芯片很多，性能也很好，尤其是精度可以很高，省电，使用方便。

校园自动打铃器作息时钟摘要本文介绍了以AT89S51单片机为控制核心的自动打铃器产品，该电路具有时钟功能，可通过产品的上的设置键对要报警的时间点逐个的设置进去，打玲器只要走到设置好的时间就能报警。

输出效果由报警模块与显示模块组成，显示模块主要采用数码管来显示时间，让人们可以看到自动打铃器的时间是否与我们生活的时间一致，如果有误差则可以通过按键对时间进行调整。

该打铃器是一种电路比较简单，功能完善，且比较实用的自动打铃器。

它不但可以适用于学校及企业工厂等场所。

关键字：单片机自动控制数码显示调整目录一．引言 (3)二．方案比较 (4)2.1方案一基于数模电路的自动打铃器 (4)2.2方案二基于A T89S51控制的自动打铃器 (5)三．硬件电路设计 (5)3.1微控制器 (5)3.2振荡电路 (6)3.3复位电路 (6)3.4控键电路 (7)3.5显示电路 (8)3.6报警电路 (9)四．软件系统设计 (10)4.1主程序设计 (10)4.2定时1mS子程序设计 (10)4.3显示子程序设计 (10)4.4软件抗干扰设计 (11)五．系统调试与测试 (13)5.1软件仿真 (13)5.2硬件电路安装 (14)5.2.1单片机振荡电路安装 (14)5.2.2单片机复位电路安装 (14)5.2.3单片机控键电路安装 (14)5.2.4单片机显示电路安装 (15)5.2.5单片机报警电路安装 (15)5.2.6整机电路安装与调试 (15)结束语............................................................................................................. 错误！未定义书签。

参考文献.. (16)附录1：总设计原理图 (17)附录2：源程序 (18)一．引言打铃器是一种广泛应用于企业和学校单位。

就以对学校单位而言，自动打铃器是为了对了广大师生的作息时间做更好的管理，它一种学校必备电子设备，也是一种逐渐成型的电子产品，打铃器多为小规模集成电路构成，其性能单一，工作起来不够理想。

目录前言................................................................... . (1)第1章方案比较与选择 (2)1.1系统的比较与选................... ..... .... ......... (2)1.2显示器的比较与选择 (2)1.3时钟芯片的比较与选择................... . (2)第2章系统框图 (3)2.1系统框图 (3)第3章原理分析 (4)3.189C52简介 (4)3.2键盘控制模块 (7)3.3时钟电路模块............. ............. ............. ........... . (7)3.4复位电路模块........... ........ ........... ................ .. (7)3.5系统电源模块........ ........ ........... ................ ....... (8)3.6液晶显示模块........ ........ ........... ................ ......... .. (8)3.7打铃模块....... ........ . ......... .......... ................ .. (9)3.8 ISP下载线接口....... ........ .......... .......... ............ . (9)第4章系统软件设计 (10)4.1软件调试 (11)结论..................................................... .............13 致谢.................... .... .... .... .... ...................... (24)参考文献....................... ..... ..... ..... .. (26)单片机打铃系统设计前言随着现代科技的发展，管理水平的完善，具有自动提示功能的打铃器能够为企业节省人力资源，减少开支，对做到一体化管理具有很大的帮助。

单片机系统课程设计课程设计名称：自动打铃器设计专业班级：XXXX学生姓名：XXXX学号：XXXXXXXX指导教师：XXX课程设计地点：XXXX课程设计时间：XXXXXXXXXX单片机系统课程设计任务书学生姓名专业班级自动化学号题目自动打铃器设计课题性质工程设计课题来源老师拟定指导老师XXX主要内容（参数）基于89c51单片机可以实现以下功能：1、根据自己需要设计打铃时间，到定时时间自动打铃。

2、8位LED动态显示，实现表24小时制计时和显示功能。

3、能设置当前时间4、可以随时更改打铃时间任务要求（进度）1、查阅有关资料，熟悉设计任务要求，确定设计方案，大概需要1——2天。

2、按照确定的方案设计单元电路，画出单元电路图，元件及元件参数的选择有依据，大概需要1——2天的时间3、软件设计及编写程序，大概需要1——2天的时间。

4、实验室调试，需要1——2天。

5、撰写课程设计报告。

要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理设计正确。

主要参考资料［1］张迎新.单片机原理、应用及接口技术[M].北京:国防工业出版社，2004［2］李光飞.单片机课程设计实例[M].北京：北京航天航空大学出版社，2004［3］周润景，袁伟婷，景晓松.Proteus在MCS-51系统中的应用[M].北京：电子工业出版社，2006[4] 邓兴成．单片机原理与实践指导．北京：机械工业出版社，2010[5] 阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社,2009审查意见系（教研室）主任签字：年月日目录1概述 (5)1.1研究背景 (5)1.2设计思想及基本功能 (5)2总体设计 (5)2.1模块设计 (5)2.2程序流程图 (5)3硬件单元设计 (6)3.1电路设计总原理图 (7)3.2各模块电路设计 (7)3.2.1键盘扫描模块 (7)3.2.2时钟与复位模块 (8)3.2.3显示模块 (8)3.2.4响铃模块 (9)4软件设计 (9)4.1键盘扫描程序 (9)4.2主程序 (10)4.3显示程序 (13)4.4响铃程序 (14)5 总结 (17)6参考文献 (17)7附录 (18)1 概述1.1研究背景现代社会的发展越来越快，人们的时间观念也越来越强。

摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。

简易自动打铃系统的出现，使学校上下课铃声得以有效管制，对于减轻学校管理人员工作量、提高学校各工作效率，减少管理人员因忘记打铃，从而导致老师拖延课程时间起到明显效果。

本系统采用单片机STC89C52为中心器件来设计简易自动打铃控制器，系统实用性强、操作简单、扩展性强。

关键词：单片机；8255扩张芯片；数码管显示时钟模块；键盘调时钟模块；定时蜂鸣器鸣叫模块。

目录简易自动打铃系统 (1)设计要求 (1)1方案论证与对比 (1)1.1方案一 (1)1.2方案二 (1)1.3方案对比与选择 (1)2单元电路设计与计算 (2)2.1复位电路 (2)2.2时钟电路 (2)2.3按键电路 (3)2.4数码显示功能说明 (4)2.5蜂鸣器电路 (4)3系统软件工作流程 (5)3.1系统软件设计流程图 (5)3.2按键处理流程图 (5)3.3定时器中断流程图 (6)3.4响铃流程图 (7)4系统功能测试与整体指标 (8)4.1系统各功能模块的性能调试与测试 (8)4.2系统功能测试 (9)4.3系统误差原因分析 (9)4.4系统整体指标测试 (9)5详细仪器清单 (10)6总结与思考致谢 (10)7参考文献 (11)附录一：总设计原理图 (11)附录二：总设计PCB板图 (12)附录三：程序 (13)简易自动打铃系统设计要求利用单片机作为控制核心，完成一个简易自动打铃系统。

具体功能要求如下：（1）基本计时和显示功能（12小时制）。

可设置当前时间（包括上下午标志，时、分的数字显示）。

（2）能实现基本打铃功能，规定：上午7：30早自习：打铃5秒、停2秒、再打铃5秒。

课程设计任务书2013—2014学年第二学期专业：电子信息工程学号：姓名：课程设计名称：单片机原理及应用课程设计设计题目：自动打铃电路设计完成期限：自2014 年 5 月19 日至2014 年 6 月 1 日共 2 周一、设计依据提示作息时间的打铃器在各学校、企业等单位经常被使用，其中智能程控打铃器应运最广泛。

智能程控打铃器不但解除了作息管理的麻烦，它还可以控制电器设备自动的周期性工作。

因此设计作息时间自动打铃电路对于使用和维护这类设备有着触类旁通的现实意义。

熟悉所学的单片机知识设计出理论框图。

设计出符合要求的整体硬件电路图，包括时间显示电路、响铃电路、校时电路等。

编写软件程序，使电路具备时间显示，按预定时间响铃及校正时、分、秒的功能。

该设计应根据预定的响铃时间不同给出相应不同的电路设计和软件程序，对器件选择、线路连接要有较深入地分析探讨，对软件设计要求应有一定的软件流程和程序；同时写出合格的课程设计说明书。

二、要求及主要内容1.按照设计要求，画出系统框图和系统硬件电路图。

2. 有基本计时和显示功能(用12小时制显示)。

包括上下午标志，时、分的数字显示，秒信号指示。

3.能设置当前时间，且具有校时功能，能实现基本打铃功能，铃声可用小喇叭播放。

4. 编写软件程序。

要求最终正确无误地完成全部软件设计，并具有一定先进性，给出进一步提高性能的深入分析，对电路设计也应提出建设性意见并写出合格的课程设计说明书，圆满完成各项任务。

三、途径和方法1．硬件电路及软件程序设计设计一个能正常工作的一个单片机最小硬件系统，外围电路包括设置键盘，LCD或LED的显示屏；先画流程图再根据流程图写程序，利用单片机系统时钟先设计一个高精度的内部时钟系统，最小精确时间为期1秒；在秒计数器的基础上设计一个24小时时钟，并设计若干定时功能；设计打铃执行机构，完成自动打铃功能。

2．选芯片, 元件按设计连线3．调试（1）输入程序；（2）编译、连接，用连续方式运行程序；四、时间安排1．课题讲解：2小时。