基于單片機的校園智能打鈴系統的設計與制作

邵陽學院信息工程系 鄧楠川 胡湘娟 陽 泳

1 方案設計

采用單片機作為控制芯片，利用DS1302時鐘模塊提供基準時間，并實時與單片機進行交換數據，通過LCD1602液晶顯示屏來顯示日期、星期、時間信息和運行狀態信息。整個系統通過按鍵來進行人機交換，切換校園作休時間模式及時間設置等操作。系統組成框圖如圖1所示。

圖1 系統組成框圖

2 電路設計

2.1 電路工作原理

校園智能打鈴系統以STC89C52為核心器件，以IAR Embedded Wor kbench為軟件開發平臺，設計語言為C語言，以Al t ium Designer為電路設計平臺而成的。系統硬件主要由單片機最小系統、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 校園智能打鈴系統原理圖（如圖2所示）

采用單片機與DS1302模塊提供基準時間，單片機控制系統時間的存儲與顯示，DS1302模塊是整個系統的核心模塊，該模塊中包含一個時鐘芯片DS1302，芯片以32.768KHZ的晶振頻率為系統提供一個基準時間，再與單片機進行數據傳送[4]。當單片機讀取到的時間為打鈴時間后，便通過蜂鳴器模塊打鈴。蜂鳴器模塊由三極管和蜂鳴器構成，打鈴時間到達后，蜂鳴器便由三極管驅動發出聲音[5]。本系統設有五種校園作休時間模式，可通過按鍵電路實現時間調整與模式切換的功能，以滿足現實需求。液晶顯示電路將顯示用于顯示年、月、日、星期、時間信息和系統運行狀態。

3 程序設計

主程序先對系統資源進行初始化,讀取時鐘模塊的數據，然后調用1602液晶顯示子程序，系統默認選擇是模式1的作息時間，并根據選擇的作休時間模式判斷是否到響鈴時間，若響鈴時間到，蜂鳴器模塊做出相應的回應鈴聲響起。同時單片機一直監測著是否有按鍵按下，若有按鍵按下進行相應的設置，設置完成后確認鍵被按鍵，則系統開始正常工作。主程序流程如圖3所示：

圖3 主程序流程圖

4 實物調試

圖2 系統原理圖

對設計好的實物，我們需要進行硬件調試、軟件調試和硬件軟件聯調。本系統分為單片機最小系統、時鐘模塊、蜂鳴器模塊、按鍵模塊、顯示模塊，我們在進行調試可以對每一個模塊逐步進行測試，以便出現問題時可以快速查找出是哪個模塊的問題，最后將所有模塊組合在一起進行整機測試。實物調試完成后對需整個樣機進行測試，能否正常穩定的工作。將HEX文件燒寫到單片機中，接入DC5V電源后實物的顯示圖如圖4所示。

圖4 實物測試圖

5 總結

本設計校園打鈴系統，采用的51系列單片機作為核心器件，控制著整個系統正常運行。通過按鍵來改變校園作休時間的變化，同時1602液晶顯示屏顯示出時間信息和運行狀態等信息，更能直觀的看到整個系統的運行情況。本設計硬件簡單，實際操作方便，具有一定的使用價值。

[1]江世明,黃同成編著.單片機原理及應用[M].北京:中國鐵道出版社,2010:23-45.

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