单片机校园打铃器的设计
目 录
一、引言 1
（一）绪论 1
1．选题背景及其意义 1
2. 课题设计的主要内容 2
二、系统总体设计 3
（一）设计要求 3
（二）功能特点 3
三、系统硬件设计 5
（一）硬件模介绍 5
1．单片机技术简介 5
2．系统主要芯片和元器件的介绍及应用 5
3．DS1302 时钟模块介绍 8
4．LCD液晶显示模块介绍 10
5．蜂鸣器模块 12
（二）单片机最小系统的设计 13
1．时钟脉冲电路 13
2．复位电路 14
3．硬件设计总图 14
四、系统软件设计 16
（一）本程序设计的目标 16
（二）软件设计 16
五、总结 17
致 谢 18
参考文献 19
附录 20
附录1 原理图 20
附录2 源程序 21
一、引言
（一）绪论
1．选题背景及其意义
如今的社会讲求便捷，快速，高效率，打铃器所具有的自动提示功能能够为企业节省所用开支，在企业一体化的管理上起到了很大的作用。如今自动打铃系统对我们的生活有着越来越广泛的影响，如今各个学校已普遍使用自动打铃器，既可以实现学校办公自动化，又便于学校的管理。
在学校的日常生活中，每天的上下课提醒都离不开自动打铃器，同时也可以作为一个时间表来提醒学生恩的作息时间，让大家可以形成时间意识，养成健康的生物钟，同时这减少了老师因课程未结束造成拖堂的情况。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
/> 打铃器有很长的发展历程，最原始的打铃器是通过人根据时间来敲钟以此提醒，随着科技的逐步发展，开始出现机械的打铃器。电子技术在二十世纪得到快速发展以及半导体技术和集成电路在二十一世纪快速发展，使电子技术快速发展并渗入各个行业，开始出现电子表为基础的打铃器。随着时代发展，市场上出现各种功能更多、更先进的打铃器。
本次设计的基本功能是实现自动打铃，要想该设计不同与类似设计，还要对该设计设计出新意，这对我老说具有很大的挑战，因此对该课程的研究不论是对我自身还是该项目的发展都有很重要的意义。
电子技术高速发展，芯片的应用也是随处可见，只要是电子产品，都会和芯片有关。单片机的核心是智能控制与自动控制，具有体积小、应用广、成本低的特点。自动打铃系统的设计在单片机的飞速发展中，并不是太难。虽然市场是自动打铃系统技术多种多样，但是大部分打铃系统都是基于单片机开发的，例如基于校园网的自动打铃系统，音乐打铃系统，自动广播打铃系统等等，但是基本功能都相差不大，他们的区别就是表现的形式有所不同。
2. 课题设计的主要内容
本设计的主要组成部分就是单片机AT89C51和芯片DS1302，芯片DS1302用作时钟芯片，可用来显示当前时间，到达设定时间可通过蜂鸣器报警，并且可以修改当前时钟。
硬件设计部分分别从各个功能电路进行阐述，包括电源电路、复位电路、时钟电路及显示电路。软件部分主要由四个模块：初始化模块、时间显示模块、蜂鸣器模块、以及定时打铃模块组成。初始化模块的主要功能是设定计数器方式和初始值，时间显示模块的主要功能就是显示当前时间，蜂鸣器模块就是到达设定时间进行打铃报警，定时打铃模块后就是校准时间和设定时间。
二、系统总体设计
（一）设计要求
该系统设计主要分为硬件部分和软件部分，硬件部分包括电路设计原理图、
元器件的选择、绘制详细电路图，对硬件部分进行测量、调试以符合设计要求
，最后对设计好的电路进行仿真并调试修改。硬件电路的设计注重要的就是选合
适的单片机。
软件部分的设计首先要在总体设计中完成总体系统框图和各模块的功能设
计，要先制动好详细的工作计划，再进行程序编写，最后对软件进行调试等步骤。
（二）功能特点
1.时钟功能：能显示年、月、日、时、分、秒。
2.键盘功能：能校正年份、日期、时间。
3.打铃功能：按指定时间打铃即播放音乐。
多功能校园打铃控制系统是由微处理器单片机、键盘模块、时钟模块、复位电路、打铃电路和时间显示模块组成。
该系统的中央处理单元选用AT89C51来进行对蜂鸣器自动响铃的自动控制并控制时间显示；时间的提供选用DS1302时钟芯片，可减少时间积累误差；时间显示采用LCD1602来显示；系统还设有输入键盘，可以校正实时时钟；复位电路可将系统恢复初始值，保证系统可正常工作。
系统总体设计图如图2.1所示。
图 2.1 系统总体设计图
三、系统硬件设计
（一）硬件模介绍
1．系统主要芯片和元器件的介绍及应用
（1）AT89C51单片机芯片
AT89C51单片机是ATLEM公司推出的一种微型单片机处理器，具有低功耗、高速、超强抗外界干扰等优点。
单片机（single-chip microcomputer）是一种单芯片的微型计算机，它把计算机主要的部分都集成在一块芯片上，下图是它的主要构造。因为单片机是被高度地集成在一个面积很小的片上，极大地减少了信号传送的距离，使得结构的配置得到了优化并且系统的稳定性得到了极大的保障。单片机有适合工控的指令系统，这个特点使得单片机在工业中被广泛应用。图3.1为单片机的结构图。
图3.1 单片机结构图
单片机的主要参数如表3.1所示：
表3.1 单片机的主要参数
型号存储器串行口速度（M）定时器中断I/0其它特点
E2PROMROMRAM
89C514K1281242632低电压
主要特性如下：
工作额定电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）
工作的频率范围：0～40MHz，其相当于普通8051单片机的2倍，在实际测试中，其的最高工作频率可达48MHz。
以下是AT89C51的引脚参数及其封装说明
AT89C51引脚功能说明：
VCC（40引脚）：电源电压（+5V）
RST（9引脚）：复位输入端口。
ALE/（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）。
PSEN（29引脚）：外部程序存储器选通信号
/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。
P3.3 （外部中断1）
表3.3 液晶显示分类
显示方式划分驱动方式划分
2 VDD 电源正极 10 D3 数据
3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据
一、引言 1
（一）绪论 1
1．选题背景及其意义 1
2. 课题设计的主要内容 2
二、系统总体设计 3
（一）设计要求 3
（二）功能特点 3
三、系统硬件设计 5
（一）硬件模介绍 5
1．单片机技术简介 5
2．系统主要芯片和元器件的介绍及应用 5
3．DS1302 时钟模块介绍 8
4．LCD液晶显示模块介绍 10
5．蜂鸣器模块 12
（二）单片机最小系统的设计 13
1．时钟脉冲电路 13
2．复位电路 14
3．硬件设计总图 14
四、系统软件设计 16
（一）本程序设计的目标 16
（二）软件设计 16
五、总结 17
致 谢 18
参考文献 19
附录 20
附录1 原理图 20
附录2 源程序 21
一、引言
（一）绪论
1．选题背景及其意义
如今的社会讲求便捷，快速，高效率，打铃器所具有的自动提示功能能够为企业节省所用开支，在企业一体化的管理上起到了很大的作用。如今自动打铃系统对我们的生活有着越来越广泛的影响，如今各个学校已普遍使用自动打铃器，既可以实现学校办公自动化，又便于学校的管理。
在学校的日常生活中，每天的上下课提醒都离不开自动打铃器，同时也可以作为一个时间表来提醒学生恩的作息时间，让大家可以形成时间意识，养成健康的生物钟，同时这减少了老师因课程未结束造成拖堂的情况。
/> 打铃器有很长的发展历程，最原始的打铃器是通过人根据时间来敲钟以此提醒，随着科技的逐步发展，开始出现机械的打铃器。电子技术在二十世纪得到快速发展以及半导体技术和集成电路在二十一世纪快速发展，使电子技术快速发展并渗入各个行业，开始出现电子表为基础的打铃器。随着时代发展，市场上出现各种功能更多、更先进的打铃器。
本次设计的基本功能是实现自动打铃，要想该设计不同与类似设计，还要对该设计设计出新意，这对我老说具有很大的挑战，因此对该课程的研究不论是对我自身还是该项目的发展都有很重要的意义。
电子技术高速发展，芯片的应用也是随处可见，只要是电子产品，都会和芯片有关。单片机的核心是智能控制与自动控制，具有体积小、应用广、成本低的特点。自动打铃系统的设计在单片机的飞速发展中，并不是太难。虽然市场是自动打铃系统技术多种多样，但是大部分打铃系统都是基于单片机开发的，例如基于校园网的自动打铃系统，音乐打铃系统，自动广播打铃系统等等，但是基本功能都相差不大，他们的区别就是表现的形式有所不同。
2. 课题设计的主要内容
本设计的主要组成部分就是单片机AT89C51和芯片DS1302，芯片DS1302用作时钟芯片，可用来显示当前时间，到达设定时间可通过蜂鸣器报警，并且可以修改当前时钟。
硬件设计部分分别从各个功能电路进行阐述，包括电源电路、复位电路、时钟电路及显示电路。软件部分主要由四个模块：初始化模块、时间显示模块、蜂鸣器模块、以及定时打铃模块组成。初始化模块的主要功能是设定计数器方式和初始值，时间显示模块的主要功能就是显示当前时间，蜂鸣器模块就是到达设定时间进行打铃报警，定时打铃模块后就是校准时间和设定时间。
二、系统总体设计
（一）设计要求
该系统设计主要分为硬件部分和软件部分，硬件部分包括电路设计原理图、
元器件的选择、绘制详细电路图，对硬件部分进行测量、调试以符合设计要求
，最后对设计好的电路进行仿真并调试修改。硬件电路的设计注重要的就是选合
适的单片机。
软件部分的设计首先要在总体设计中完成总体系统框图和各模块的功能设
计，要先制动好详细的工作计划，再进行程序编写，最后对软件进行调试等步骤。
（二）功能特点
1.时钟功能：能显示年、月、日、时、分、秒。
2.键盘功能：能校正年份、日期、时间。
3.打铃功能：按指定时间打铃即播放音乐。
多功能校园打铃控制系统是由微处理器单片机、键盘模块、时钟模块、复位电路、打铃电路和时间显示模块组成。
该系统的中央处理单元选用AT89C51来进行对蜂鸣器自动响铃的自动控制并控制时间显示；时间的提供选用DS1302时钟芯片，可减少时间积累误差；时间显示采用LCD1602来显示；系统还设有输入键盘，可以校正实时时钟；复位电路可将系统恢复初始值，保证系统可正常工作。
系统总体设计图如图2.1所示。
图 2.1 系统总体设计图
三、系统硬件设计
（一）硬件模介绍
1．系统主要芯片和元器件的介绍及应用
（1）AT89C51单片机芯片
AT89C51单片机是ATLEM公司推出的一种微型单片机处理器，具有低功耗、高速、超强抗外界干扰等优点。
单片机（single-chip microcomputer）是一种单芯片的微型计算机，它把计算机主要的部分都集成在一块芯片上，下图是它的主要构造。因为单片机是被高度地集成在一个面积很小的片上，极大地减少了信号传送的距离，使得结构的配置得到了优化并且系统的稳定性得到了极大的保障。单片机有适合工控的指令系统，这个特点使得单片机在工业中被广泛应用。图3.1为单片机的结构图。
图3.1 单片机结构图
单片机的主要参数如表3.1所示：
表3.1 单片机的主要参数
型号存储器串行口速度（M）定时器中断I/0其它特点
E2PROMROMRAM
89C514K1281242632低电压
主要特性如下：
工作额定电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）
工作的频率范围：0～40MHz，其相当于普通8051单片机的2倍，在实际测试中，其的最高工作频率可达48MHz。
以下是AT89C51的引脚参数及其封装说明
AT89C51引脚功能说明：
VCC（40引脚）：电源电压（+5V）
RST（9引脚）：复位输入端口。
ALE/（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）。
PSEN（29引脚）：外部程序存储器选通信号
/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。
P3.3 （外部中断1）
表3.3 液晶显示分类
显示方式划分驱动方式划分
2 VDD 电源正极 10 D3 数据
3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据
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