1、用户需求分析和总体设计,大多单位都有比较固定的作息时间,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。 考虑实训时间和篇幅限制,这里只要求自动打铃。如果觉得内容不够,还可以增加环境温度的测量、显示以及语音报时等等。,1、根据用户要求确定设计任务书,根据实际情况,(经过用户认可)我们确定的设计任务书如下: 产品名称:自动打铃器 产品功能: 1、每天一次循环,按照作息时间表自动打铃; 2、每次打铃电铃响十秒(最好可以修改)
2、; 3、每天打铃次数在32次以内; 4、作息时间输入修改要方便;,5、实时钟对表和快慢调整; 6、实时显示时分秒; 7、平时使用220V交流电,停电时要有备用电池保持时间和作息时间表; 8、输出继电器控制,最大控制电流5安培(220V交流); 9、临时打铃( 手动)。 设计周期:2周 设计费用: 其 它:,2、总体设计,总体设计,其中最主要的就是原理设计。根据设计任务书的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AT89C2
3、051)。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IO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
4、、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。如果采用这类芯片,程序会减少很多。但是考虑为了更好的熟悉定时器的使用,我们还是利用单片机本身的定时器来产生时间。 本设计的仿真文件:自动打铃器.DSN,2、原理图设计说明 (1)电源:(如图11-10),整流滤波之后输出电压在13V左右,供給继电器使用,不需要稳压。 后备电源使用6V免维护铅酸蓄电池,价格便宜容量大,可以支持较长的停电时间,只是重量大些。 为了保护蓄电池,不使其过充和过放,分别加了保护电路,当电池电压高于7V时停止充电,当电池电压低于5V时停止放电。 蓄电池的输出直流电源(57V)经三端稳压电路7805后输出5V经二极管降压后变成4.3V供给单片机,AT89S51的工作电压在4V-5.5V之间。,