基于單片機(jī)的校園智能打鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作

邵陽學(xué)院信息工程系 鄧楠川 胡湘娟 陽 泳

1 方案設(shè)計(jì)

采用單片機(jī)作為控制芯片，利用DS1302時(shí)鐘模塊提供基準(zhǔn)時(shí)間，并實(shí)時(shí)與單片機(jī)進(jìn)行交換數(shù)據(jù)，通過LCD1602液晶顯示屏來顯示日期、星期、時(shí)間信息和運(yùn)行狀態(tài)信息。整個(gè)系統(tǒng)通過按鍵來進(jìn)行人機(jī)交換，切換校園作休時(shí)間模式及時(shí)間設(shè)置等操作。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成框圖

2 電路設(shè)計(jì)

2.1 電路工作原理

校園智能打鈴系統(tǒng)以STC89C52為核心器件，以IAR Embedded Wor kbench為軟件開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)語言為C語言，以Al t ium Designer為電路設(shè)計(jì)平臺(tái)而成的。系統(tǒng)硬件主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電源電路模塊、蜂鳴器模塊、DS1302模塊、LCD顯示模塊、按鍵電路等部分組成。

2.2 校園智能打鈴系統(tǒng)原理圖（如圖2所示）

采用單片機(jī)與DS1302模塊提供基準(zhǔn)時(shí)間，單片機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)間的存儲(chǔ)與顯示，DS1302模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心模塊，該模塊中包含一個(gè)時(shí)鐘芯片DS1302，芯片以32.768KHZ的晶振頻率為系統(tǒng)提供一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)間，再與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送[4]。當(dāng)單片機(jī)讀取到的時(shí)間為打鈴時(shí)間后，便通過蜂鳴器模塊打鈴。蜂鳴器模塊由三極管和蜂鳴器構(gòu)成，打鈴時(shí)間到達(dá)后，蜂鳴器便由三極管驅(qū)動(dòng)發(fā)出聲音[5]。本系統(tǒng)設(shè)有五種校園作休時(shí)間模式，可通過按鍵電路實(shí)現(xiàn)時(shí)間調(diào)整與模式切換的功能，以滿足現(xiàn)實(shí)需求。液晶顯示電路將顯示用于顯示年、月、日、星期、時(shí)間信息和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

3 程序設(shè)計(jì)

主程序先對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行初始化,讀取時(shí)鐘模塊的數(shù)據(jù)，然后調(diào)用1602液晶顯示子程序，系統(tǒng)默認(rèn)選擇是模式1的作息時(shí)間，并根據(jù)選擇的作休時(shí)間模式判斷是否到響鈴時(shí)間，若響鈴時(shí)間到，蜂鳴器模塊做出相應(yīng)的回應(yīng)鈴聲響起。同時(shí)單片機(jī)一直監(jiān)測(cè)著是否有按鍵按下，若有按鍵按下進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，設(shè)置完成后確認(rèn)鍵被按鍵，則系統(tǒng)開始正常工作。主程序流程如圖3所示：

圖3 主程序流程圖

4 實(shí)物調(diào)試

圖2 系統(tǒng)原理圖

對(duì)設(shè)計(jì)好的實(shí)物，我們需要進(jìn)行硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和硬件軟件聯(lián)調(diào)。本系統(tǒng)分為單片機(jī)最小系統(tǒng)、時(shí)鐘模塊、蜂鳴器模塊、按鍵模塊、顯示模塊，我們?cè)谶M(jìn)行調(diào)試可以對(duì)每一個(gè)模塊逐步進(jìn)行測(cè)試，以便出現(xiàn)問題時(shí)可以快速查找出是哪個(gè)模塊的問題，最后將所有模塊組合在一起進(jìn)行整機(jī)測(cè)試。實(shí)物調(diào)試完成后對(duì)需整個(gè)樣機(jī)進(jìn)行測(cè)試，能否正常穩(wěn)定的工作。將HEX文件燒寫到單片機(jī)中，接入DC5V電源后實(shí)物的顯示圖如圖4所示。

圖4 實(shí)物測(cè)試圖

5 總結(jié)

本設(shè)計(jì)校園打鈴系統(tǒng)，采用的51系列單片機(jī)作為核心器件，控制著整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。通過按鍵來改變校園作休時(shí)間的變化，同時(shí)1602液晶顯示屏顯示出時(shí)間信息和運(yùn)行狀態(tài)等信息，更能直觀的看到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。本設(shè)計(jì)硬件簡(jiǎn)單，實(shí)際操作方便，具有一定的使用價(jià)值。

[1]江世明,黃同成編著.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2010:23-45.

[2]童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)[M].高等教育出版社,2001,1:120-189.