毕业论文-基于单片机的校园作息时间控制系统

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基于单片机的 校园作息时间控制系统 聂仁勇第一章 引言设计思路: 1、作息时间要求实现对上下课打铃、教学楼照明、学生宿 舍灯、校园路灯四个开关量的精确控制。月时间累计误 差≤1分钟。 2、能实时显示时间,并方便定期进行时间校准。设计方向: 校园作息时间控制系统主要用于学校,对一些以24小时 为周期的开关量进行自动控制。如上下课打铃、教学楼 照明的定时开与关、学生宿舍灯及校园路灯的定时开关、 水泵的定时启动以及自来水供水时间控制等等。用单片 机来实现对上述开关量的控制,可体现系统简单、工作 稳定可靠、价廉、控制时间精确及系统体积小等优点。 第二章系统构成 该控制系统是由微处理器、时钟控制芯片、蜂鸣器、数码显示部分以及键盘输入部分所组成。该控制系统设有六位数码管、可以实时显示时间、系统还设有输入键盘,用以修改实时时钟。 系统还采用AT89S52作为处理器,用DS12887实时时钟芯片作时钟计时单元,它不仅可以计时,同时内部还有114个非易失RAM单元,可以保证时钟及内部RAM内的数据不受停电的影响,保护数据不丢失。 显示电路采用了CD4511芯片来完成驱动和译码的功能,另外该芯片具有的数据锁存功能克服了采用软件扫描显示电路所固有的闪烁的问题。 输出驱动电路部分,采用了CD4042反相锁存器来驱动二极管、蜂鸣器工作。 系统部分 单片机采用片内带有4KB E2PROM的AT89C52,这样就不需要再扩展片外程序存储器,可以简化线路;用一片74LS138译码器提供5个外部地址(CS0、CS1、CS2、CS3、CS4),分别对于6个七段码显示器、1个时钟芯片和1个锁存器地址;采用一片时钟芯片DS12887为系统提供准确时间。该芯片内部自带锂电池,计时精确,不受系统电源影响;AT89S52的T0与T1相连,利用单片机内部的定时/计数器完成15秒打铃控制。如图所示。 键盘接口电路 键盘是由若干按键组成的开关矩阵,它是微型计算机最常用的输入设备,用户可以通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。本系统中采用 独立式按键结构,如图3所示,各按键相互独立地接通一条输入数据线,当任何一个键按下时,与之相连的输入数据线即被置0,而平时该线置1。独立式按键电路配置灵活,软件结构简单。当功能键不很多时,采用该种方式比较合适。 显示部分选用6个七段数码管分别显示时、分、秒,数码管的驱动选用具有译码、锁存、驱动功能的CD4511芯片,显示数据来自DS12887的时单元、分单元、秒单元,经P0口(BCD码)送到CD4511芯片,译码后再送到显示器显示。如图所示。 输出控制部分 输出控制信号由P2口送到锁存器锁存,经74LS04芯片驱动相应的输出部分动作。例如:要开路灯执行指令MOV P2,#02H 即可,而若执行指令MOV P2,#E0H ,则是路灯、学生宿舍灯和教室灯全部打开。P2口各位所控制的对象见表2,输出部分原理图如图5所示 P2口的位控制,“0”控制发光二极管或三极管截止、“1”控制发光二极管或三极管 导通 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 教室灯 宿舍灯 路灯 电铃 X 片选信号输出端 DS12887是一个DALLAS公司生产的实时时钟芯片,它把时钟芯片所需的晶振电路和外部锂电池等相关电路都集成与芯片内部,具有低功耗、工作稳定、功能集成度高、计时精确、与各种微处理器接口简便、在没有外接电源情况下可正常工作10年等一系列优点。它主要由振荡电路、分频电路、周期中断、方波选择电路14字节时钟和控制单元、114字节非易失RAM、十进制、二进制加法器、总线接口电路、电源和写保护单元、内部锂电池等部分组成。 各引线端子功能分配如下: Ucc、GND——直流电源(+5V)电压,当Ucc低与4.25V 时读写禁止,当Ucc低与3V时,电源切换至内部锂电池。 MOT——(模式选择):MOT接Ucc为MOTROLA方式, MOT接GND为INTEL方式。 SQW——方波输出。 AD0~AD7——双向数据/地址复用线。 AS——(地址选通输入)用于实现信号分离,在AS信号 的下降沿把地址锁入DS12887。 DS——数据选通或读输入。 R/W——读写输入。 CS——片选输入。 IRQ——中断申请输入。 RESET——复位输入。 致谢  本课题研究过程中在资料收集分析、研究方 法路线、论文框架形成和编写等过程中得到了东 南大学多位老师的精心指导和帮助,东南大学严 谨的治学风格和工作作风,使本人受益匪浅,本 人将以这些作为以后工作的一个榜样!基于单片机的 校园作息时间控制系统 聂仁勇第一章 引言设计思路: 1、作息时间要求实现对上下课打铃、教学楼照明、学生宿 舍灯、校园路灯四个开关量的精确控制。月时间累计误 差≤1分钟。 2、能实时显示时间,并方便定期进行时间校准。设计方向: 校园作息时间控制系统主要用于学校,对一些以24小时 为周期的开关量进行自动控制。如上下课打铃、教学楼 照明的定时开与关、学生宿舍灯及校园路灯的定时开关、 水泵的定时启动以及自来水供水时间控制等等。用单片 机来实现对上述开关量的控制,可体现系统简单、工作 稳定可靠、价廉、控制时间精确及系统体积小等优点。 第二章系统构成 该控制系统是由微处理器、时钟控制芯片、蜂鸣器、数码显示部分以及键盘输入部分所组成。该控制系统设有六位数码管、可以实时显示时间、系统还设有输入键盘,用以修改实时时钟。 系统还采用AT89S52作为处理器,用DS12887实时时钟芯片作时钟计时单元,它不仅可以计时,同时内部还有114个非易失RAM单元,可以保证时钟及内部RAM内的数据不受停电的影响,保护数据不丢失。 显示电路采用了CD4511芯片来完成驱动和译码的功能,另外该芯片具有的数据锁存功能克服了采用软件扫描显示电路所固有的闪烁的问题。 输出驱动电路部分,采用了CD4042反相锁存器来驱动二极管、蜂鸣器工作。 系统部分 单片机采用片内带有4KB E2PROM的AT89C52,这样就不需要再扩展片外程序存储器,可以简化线路;用一片74LS138译码器提供5个外部地址(CS0、CS1、CS2、CS3、CS4),分别对于6个七段码显示器、1个时钟芯片和1个锁存器地址;采用一片时钟芯片DS12887为系统提供准确时间。该芯片内部自带锂电池,计时精确,不受系统电源影响;AT89S52的T0与T1相连,利用单片机内部的定时/计数器完成15秒打铃控制。如图所示。 键盘接口电路 键盘是由若干按键组成的开关矩阵,它是微型计算机最常用的输入设备,用户可以通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。本系统中采用 独立式按键结构,如图3所示,各按键相互独立地接通一条输入数据线,当任何一个键按下时,与之相连的输入数据线即被置0,而平时该线置1。独立式按键电路配置灵活,软件结构简单。当功能键不很多时,采用该种方式比较合适。 显示部分选用6个七段数码管分别显示时、分、秒,数码管的驱动选用具有译码、锁存、驱动功能的CD4511芯片,显示数据来自DS12887的时单元、分单元、秒单元,经P0口(BCD码)送到CD4511芯片,译码后再送到显示器显示。如图所示。 输出控制部分 输出控制信号由P2口送到锁存器锁存,经74LS04芯片驱动相应的输出部分动作。例如:要开路灯执行指令MOV P2,#02H 即可,而若执行指令MOV P2,#E0H ,则是路灯、学生宿舍灯和教室灯全部打开。P2口各位所控制的对象见表2,输出部分原理图如图5所示 P2口的位控制,“0”控制发光二极管或三极管截止、“1”控制发光二极管或三极管 导通 P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 教室灯 宿舍灯 路灯 电铃 X 片选信号输出端 DS12887是一个DALLAS公司生产的实时时钟芯片,它把时钟芯片所需的晶振电路和外部锂电池等相关电路都集成与芯片内部,具有低功耗、工作稳定、功能集成度高、计时精确、与各种微处理器接口简便、在没有外接电源情况下可正常工作10年等一系列优点。它主要由振荡电路、分频电路、周期中断、方波选择电路14字节时钟和控制单元、114字节非易失RAM、十进制、二进制加法器、总线接口电路、电源和写保护单元、内部锂电池等部分组成。 各引线端子功能分配如下: Ucc、GND——直流电源(+5V)电压,当Ucc低与4.25V 时读写禁止,当Ucc低与3V时,电源切换至内部锂电池。 MOT——(模式选择):MOT接Ucc为MOTROLA方式, MOT接GND为INTEL方式。 SQW——方波输出。
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