1、湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic类别 毕业设计题目 单片机自动控制打铃系统设计系名称 电气工程系专业及班级 机电一体化 S2012-4学 生 姓 名 文智新学号 03指 导 教 师 张宇驰、汪建宇I摘 要:本设计是一种基于 STC89C52 单片机控制的自动打铃系统设计。它具有多项显示和控制功能:能用 LCD 实时显示当前年、月、日、星期、时间；可对时间进行调整；具有闹铃及整点报时功能；可显示万年历等功能。并且它以单片机的 C51 语言进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性,便于扩展和更改。本文通过对一个基于单片机的能实现万年历功能电子时钟的设计，从
2、而达到学习、了解单片机相关指令在各方面的应用。系统由主控制器 STC89C52、时钟电路 DS1302、显示电路、按键电路、和复位电路等部分构成，能实现时钟日历显示的功能，能进行时、分、秒的显示并且装有自动打铃系统。关键词: 单片机 万年历 时钟电路 DS1302 C52 ABSTRACTThe design is a single-chip microcomputer 51 based on the number of automatic ring a bell system. It has a number of display and control functions: real-ti
3、me use LCD displays the current year, month, day, week, time; may be time to adjust; with alarm as well as the whole point timekeeping function; calendar function displays. And the C51 it single-chip software design language, an increase of procedures to improve the readability and portability, ease
4、 of expansion and change.Based on a microcontroller based on the will to achieve calendar of a multi-functional electronic clock designThereby achieve studying and understanding the relevant directives SCM in all aspects of the application. By main control STC89C52、clock circuit DS1302、display circu
5、it、keystroke circuit and restore circuit componented to achieve clock calendar display function can be carried out hours seconds of the show and real-time of the show and real-time temperature display And equipped with automatic ring a bell system.KEYWORDS: Single-chip clock circuit calendar DS1302
6、C51 language目录引言 .11 设计简介及方案论述 .21.1 作息时间控制钟概述 .21.2 本设计任务和主要内容 .21.2.1 设计任务 .21.2.2 主要内容 .22 系统硬件电路设计 .32.1 遥控部分 .32.2 STC89C52 单片机性能介绍 .42.2.1 时钟电路 .52.2.2 复位及复位电路 .62.2.3 STC89C52 具体介绍如下 .72.2.4 STC89C52 主要功能 .82.2.5 单片机引脚图 .92.3 DS1302 性能介绍 .92.3.1 DS1302 引脚排列 .92.3.2 DS1302 的控制字节 .102.3.3 数据输入输
7、出(I/O) .102.3.4 DS1302 的寄存器 .112.4 1602 液晶模块 .112.4.1 1602 字符液晶 .112.4.2 1602 简介 .112.4.3 1602 接线图 .122.5 蜂鸣器模块和电源模块 .123 系统软件设计 .133.1 系统软件设计的主要内容 .133.2 主程序流程设计 .144 毕业设计结论分析 .15参考文献 .16附录 1.17附录 2.181引言多功能数字万年历已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、医院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。随着技术的发展，人们已不再满足于钟表
8、原先简单的报时功能，希望出现一些别的功能，诸如日历的显示、闹钟的应用等，以带来更大的方便，而所有这些，又都是以数字化的电子时钟为基础的。因此，研究实用电子时钟及其发展应用，有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使电子钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。虽然现在市场上已有现成的电子钟集成电路芯片出售，价格便宜，使用灵活，如可以随意设置时、分、秒的输出，改变显示数字的大小等，并且由于集成电路技术的发展，特别是 MOS 集成电路技术的发展，使电子钟具有体积小、携带方便，但是这里介绍的实用电子钟可以满足
9、使用者的一些特殊要求，输出方式灵活、功耗低、性能稳定、维护方便等优点。多功能数字万年历是一个时间控制系统，既能作为一般的时间显示器，同时可以根据需要扩展其功能。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效
10、的方法就是理论与实践并重，本文是基于STC89C52 单片机设计的一个多功能万年历并且装有自动打铃系统。21 设计简介及方案论述1.1 作息时间控制钟概述本设计是一个具有报时功能的作息时间控制钟。它是基于 STC89C52 单片机控制 DS1302 时钟芯片来计时的，进行年历计算，并用的蜂鸣器驱动模块将它报出来；在进行时间计算，分每加一时，都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。本设计时钟显示由 TC1602 液晶显示，外形美观、大方，显示醒目、直观，遥控芯片为 PT2262/PT2272，可用遥控来对数字钟进行调整，四个按键用于报时及校正时间。现代机关企业，特别是学校要求对时
11、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 本设计任务和主要内容1.2.1 设计任务用可编程器件为主体，设计并制作一台自动打铃系统。要求完成的作品必须固化软件，测试检查时上电即可工作，不允再用计算机下载。实现能够显示当前的时间，同时能够在规定的时间点控制打铃装置打出预期的铃声。另外增设无线控制，通过遥控分配以实现对时间的调整，包括对时钟、分钟的增加和减少，秒钟的清零及设定打铃时间。1.2.2 主要内容1、基本计时和显示功能(用 12 小时制显示)。包括上下午标志
12、，时、分的数字显示，秒信号指示。2、能设置当前时间(含上、下午，时，分)3、能实现基本打铃功能32 系统硬件电路设计2.1 遥控部分PT2262/2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272 最多可有 12 位三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平), 任意组合可提供 531441 地址码,PT2262 最多可有 6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片 PT2272 接收到信号后，
13、其地址码经过比较核对后，VT才输出高电平。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其 17 脚为低电平，所以 315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第 17 脚输出经调制的串行数据信号，当 17 脚为高电平期间 315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当 17 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于 PT2262 的 17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为 100的调幅。图 2-1 PT2262引脚图4图 2-2 PT2262无线接收电路图 2-3 P
14、T2272引脚图图 2-4 PT2272无线接收电路2.2 STC89C52单片机性能介绍STC89C52 是一种带 8K 字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8 的微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。单片机总控制电路如下图 2-5 所示。5图 2-5 单片机总控制电路2.2.1 时钟电路STC89C52 内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚 RXD 和TX
15、D 分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图 2-6(a) 所示，在 RXD 和 TXD 引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在 1.212MHz 之间选择，电容值在 530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图 2-6（b）所示，RXD 接地，TXD 接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于 12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟 P1 和P2，供单片机使用。（a）内
16、部方式时钟电路 （b）外部方式时钟电路图 2-6时钟电路62.2.2 复位及复位电路（1）复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把 PC 初始化为 0000H，使单片机从 0000H 单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除 PC 之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表 1 所示。表 1 一些寄存器的复位状态寄存器 复位状态 寄存器 复位状态PC 0000H TCON 00HACC 00H TL0 00HPSW 00H TH0 00HSP 07H TL1 00HDPTR 0
17、000H TH1 00HP0-P3 FFH SCON 00HIP XX000000B SBUF 不定IE 0X000000B PCON 0XXX0000BTMOD 00H（2）复位信号及其产生RST 引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续 24 个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为 6MHz 的晶振，则复位信号持续时间应超过 4us 才能完成复位操作。产生复位信号电路如图 2-7 所示。7图 2-7 复位信号的电路逻辑图整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的 S5P2 时刻对施密特触
18、发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，只要电源 Vcc 的上升时间不超过 1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与 Vcc 电源接通而实现的，其电路如图 2-8（b）所示；而按键脉冲复位则是利用 RC 微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图 2-8（c）所示：（a）上电复位 （b）按键电平复位 （c）按键脉冲复位图 2-8复位电路上述电路图中的电阻、电容参数适用于 6MHz 晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于 2 个机器周期。本系统的复位电路采用图 2-8（b）上电复位方式。2.2.3 STC89C52 具体介绍如下 主电源引脚（2 根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V 电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2 根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端
