《单片机应用技术》

电子打铃系统设计规划 《单片机应用技术》电子打铃系统设计规划湖北职业技术学院机电工程系

电子打铃系统设计规划 教学目的： 1.项目任务分析 2.规划设计制作单片机电子打铃系统的步骤 3.掌握单片机应用系统开发的基本方法和设计流程 4.了解单片机开发过程中的操作技巧和注意事项

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析设计课题：设计单片机自动打铃系统，这个系统设计要求完成以下任务： 1、设计系统可自动完成上下课打铃任务。 2、作为实验板时考虑到功能扩展。兼用于学习电路板，任务分析如图。电子打铃系统设计与制作时间显示时间设置功能设置电铃电源电铃驱动显示电路显示方式按键电源电路光耦可控硅 LED或LCD 共用程序键盘电路电源器件

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析项目实施过程—理实一体化模式提出项目和任务规划实施步骤电路和程序设计学生试验论证安装与调试老师汇总

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析电铃电铃扬声器可控硅驱动电铃电铃驱动三极管驱动扬声器光耦可控硅可控硅型号、驱动方法可控硅电路三极管型号、驱动方法三极管电路

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析几位数字时间显示驱动方式显示电路动态显示行列驱动 LED或LCD LED驱动电路电路试验 LCD驱动电路电路试验

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析时间设置电源 +5V小功率功能设置按键个数电源电路变压器三端稳压按键键盘电路六个按键扫描方式电源器件桥式整流三端稳压键盘电路

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析电子打铃系统设计与制作电铃时间显示时间设置功能设置电源由程序协调各部分工作

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤电子打铃系统设计分为两大部分组成： 1、设计项目的提出和总设计规划、原理图设计、电路板设计、系统应用程序设计。 2、电子打铃系统安装与调试，这也是本次课程要讲的内容，步骤有：核对自己的电路并选择电子元器件，测量元器件、安装与调试、程序设计与调试，整机综合调试与试机。单片机应用系统设计流程图

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤项目实施过程—分成两大步骤电路和程序设计安装与调试

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤我们计划设计一个单片机电子打铃系统，设计目标是把该系统安装在学校后能自动完成打铃任务，根据需要，该系统还应该有打铃时间设置，时钟显示等功能。

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析总体方案和论证 1、电子打铃只需用一只喇叭或一个电铃做声音输出，其驱动可选取可控硅或继电器，电铃工作电压220V，要求单片机和电铃之间加光耦隔离。 2、显示时间，用2～6个数码管显示时间，采用扫描方式，字驱动要用去7-8条I/O线，位驱动用去2～6条线。 3 、键盘处理，用于输入时间和校正时间，需用去2～6条线。 4 、精确时间的产生，可采用单片机定时器加软件校时的方法产生，也可以外接时钟芯片，这里计划外接串行时钟芯片DS1302，以防掉电和今后改进设计。根据以上要求共约20条I/O线，这样的设备应有高的性价比，考虑采用AT89C51单片机作核心，其有32条I/O线，P口和245作数码管字显示驱动，P口和PNP三极管作位驱动，增加一片24C02作掉电后的数据保存。用双向可控硅驱动功率负载。由于各器件都可用+5V电源，采用9V变压器供电，自带5V稳压电路，这样一来设计目标基本确定。数码管采用DIP插座，电铃采用POWER4插座，为了增加功能加了一个SIP插座，六个功能键，一个复位键。采用6.144MHz晶振。多余的IO口线用于增加可能的其它功能。

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析硬件设计根据设计要求，采用Protel软件绘出电路原理图和PCB电路图，也可以用其它软件，电路图设计的好坏一般与设计者水平和经验有很大关系，这里稍后给出应用样板图纸，不作过多的讲解，有兴趣者可作适当研究，吸收好的东西，去其糟粕，设计图采用是双面走线图，由于电路相对复杂，可能花很多时间才能设计出一张好的电路图。本次PCB板采用15×11CM双面板布线，在微机上设计好的图纸经电路板厂加工成电路板，按设计图安装好元件，进行硬软件调试。这里要做的工作很多，由于篇幅的关系从略处理。画电路图是前期课程的内容，希望大家注意练习，但更应注意时间的分配。

电子打铃系统设计规划 1.项目任务分析软件设计单片机软件设计实际开始于系统总方案确定之时，很多具体问题在设计方案中应提前考虑过，现在是具体落实的时候，实际上学习软件最好的方法是分析一个比较好的应用程序，但这方面工作难度大，耗时多。因为一个应用程序一般很长，一次或两次课很难完成任务，所以很多教材在讲这个部分时只画出一个程序设计方框图，结果学生学完了这门课，一直没见过完整的应用程序，至于让学生设计应用程序就更不好落实了，这里老师给出了一个框架程序，由主程序、中断子程序、子程序三部分组成，让大家用于调试系统，这个程序可完成计时显示任务，完成了键扫描，但程序计时准确性和其它功能都不完备，还有一些任务空着等待增加，要求学习者多花时间分析该程序结构，调试程序、修改程序，或者重新设计程序。也就是说最终的应用程序由大家自己编写。

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤单片机电子打铃系统的电路结构力求简单单片机是该项系统的核心器件设计电路方框图

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤三极管电路驱动音乐片核心电路是单片机用7805组成简单的+5电源可控硅电路驱动电铃用6个数码管显示时、分、秒增加功能扩展电路 6个按键设置和调整时间

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤程序主要由初始化程序、主程序、显示程序、键盘管理、时钟子程序、输出程序等几部分组成。

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤设计单片机应用系统程序流程图

电子打铃系统设计规划 设计单片机应用系统程序 2.项目任务步骤 ORG 0000H START: LJMP L0030 ;程序入口地址 ORG 000BH ;T0中断入口地址 INTT00: LJMP INTT1 ORG 0030H L0030: MOV 60H,#00H ;显示缓冲清零 …… MOV 50H,#00H ;秒计时缓冲单元清零 MOV 51H,#00H ;分 MOV 52H,#00H ;时 MOV 53H,#00H ;星期 MOV 54H,#00H ;日期 …… K1: nop RET ;键处理子程序和其它程序略 END

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤上述第二大部分内容，该部分任务主要是实践操作，按照操作顺序把这次课的内容分为五个步骤。 1、根据自己的设计需要选择电路和元器件，测量元器件。（这次把可能要用到的器件一次发放给了大家，如果还需要其它元器件，则到实验室领取） 2、安装元器件和焊接电路。 3、电路的通电和调试。 4、单片机开发程序的调试，有关程序编辑软件和编程器的使用。 5、整机软件和硬件应用调试，试机。

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤该图是本课程研究的主要任务 6位数码显示及驱动电路单片机是电路的核心交流功率驱动电路稳压电源 1个复位按键 6个功能按键直流功率驱动电路

电子打铃系统设计规划 2.项目任务步骤课程小结本课程从项目分析和实施方案研究发现，接下来的工作是研究时间显示电路、按键设置电路、功率驱动电路、单片机程序（中断及定时器等编程）教学内容、复习使用电源电路，单片机基础技术等内容。电子打铃系统设计与制作光耦可控硅功率驱动电路和程序时间显示电路 LED或LCD 和显示程序单片机系统程序键盘电路和程序电源电路和元器件

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