基于单片机的自动打铃器的设计毕业设计

毕 业 设 计题 目： 基于单片机的自动打铃器的设计 院： 电气信息学院 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目： 基于单片机的自动打铃器的设计 一、 基本任务及要求：1.学习单片机的相关知识，利用单片机编程，实现相关控制；2.设计一个自动打铃器，要求具备一般电子时钟的功能；能进行多点时间的定时以及定时时间到自动打铃，要求定时点数至少是40，定时精度是1分钟，且要求能通过键盘查看各定点时间，要求具备掉电保护功能。3.利用相关软件绘制原理电路图和PCB板图；4.对实验电路编写程序进行调试，保证各部分正常工作，保证电路板正常完成所规定的任务。二、 进度安排及完成时间：（1）第一周至第三周：查阅资料、撰写文献综述和开题报告； （2）第四周至第五周：学习并掌握单片机及外围设备接口； （3）第六周至第七周：在实验板上完成硬件设置和连线； （4）第八周至第十一周：在开发机上调好软件，然后固化到EPROM中，能脱机运行； （5）第十二周至第十三周：用PROTEL工具软件绘制完整电路原理图，标志各元器件序号和脚号；画出软件流程框图。包括主程序和各子程序。撰写设计说明书； （6）第十四周：毕业设计答辩； 目 录摘要IAbstractII第一章绪论11.1单片机设计的目的和意义11.2单片机发展现状和前景展望11.2.1课题发展现状11.2.2课题前景展望21.3Protel 99 SE概述21.3.1Protel 99 SE的组成31.3.2Protel 99 SE的应用41.3.3电路板的设计步骤6第二章单元模块的设计82.1电源模块82.2单片机最小系统模块82.3时钟模块92.4按键模块112.5显示模块122.5.1主要技术参数132.5.2引脚功能132.5.3基本操作时序142.5.4状态字说明142.5.5RAM地址映射图142.5.6指令说明152.5.7接口时序图162.6喇叭模块18第三章系统软件设计193.1系统软件按键程序设计203.2系统软件打铃器时间设置设计21第四章系统功能介绍及调试224.1打铃器功能简介224.2打铃器优点224.3打铃器缺点与不足224.4系统调试224.3.1硬件调试224.3.2软件调试23结束语24参考文献25致谢26附录27附录127附录241基于单片机的自动打铃器II基于单片机的自动打铃器的设计摘要：单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本文首先概述了单片机电路的发展历史，单片机设计方法和工具的变革，单片机技术及发展，C语言硬件描述语言，Protel 99 se的应用，典型的单片机电路设计流程，然后详细地介绍了单片机自动打铃器与控制电路的完整的设计过程。单片机自动打铃器控制系统主要由单片机最小系统组成。单片机自动打铃器由电源电路，单片机最小系统，时钟电路，蜂鸣电路，显示电路。单片机自动打铃器控制电路设计包括复位电路，按键电路。按键电路设计包括时钟的调整，打铃时间的设定。关键词：单片机；C语言；Protel 99 se；单片机自动打铃器。基于单片机的自动打铃器Handset keyboard connection and control circuit designAbstract：Single Chip Microcomputer(SCM) is a kind of integrated circuit chip, which uses the very large scale integrated circuits technology. It integrates central processing unit(CPU) which is capable of data processing, Random Access Memory (RAM), Read-Only Memory (ROM), I/O outputs, interrupt system and a Timer(probably also including display drive circuit, pulse width modulation circuit, analog multiplexer and A/D convertor ) into one single silicon chip to form a micro but complete computer system.At beginning, this article gives an overview of the history of the SCM, the design methods of SCM and the revolution of tools, technology and development of SCM, C language, application of Protel 99 se and the typical procedures of SCM circuits design. Then, it details the entire design procedures of the SCM controlled automatic bell and the relevant control circuits.SCM controlled automatic bell is mainly made up of the minimum system of Single Chip Microcomputer. It contains power circuit, microcomputer system, clock circuit, buzzer circuit and display circuit. The control circuits include reset circuit and key circuit. The design of key circuit contains adjustment of clock and time setting of the bell.Keywords: Single Chip Microcomputer(SCM); C language; Protel 99 se; SCM controlled automatic bell.基于单片机的自动打铃器第一章 绪论单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成到复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。1.1 单片机设计的目的和意义科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。在单片机应用中，可靠性是首要因素为了扩大单片机的应用范围和领域，提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来，单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术。 1.2 单片机发展现状和前景展望1.2.1 课题发展现状科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了工程师们巨大的精力，繁多的元器件增加了劳动的成本。而现在，只需要一块几厘米见方的单片机，写入简单 的程序，就可以使以前的电路简单很多。单片机技术的出现，不管在开发或是工作上，都为我们带来了意想不到的惊喜。 1946年第一台电子计算机诞生至今，只有50年的时间，依靠微电子技术和半导体技术的进步，从电子管晶体管集成电路大规模集成电路，现在一块芯片上完全可以集成几百万甚至上千万只晶体管，使得计算机体积更小，功能更强。特别是近20年时间里，计算机技术获得飞速的发展，计算机在工农业，科研，教育，国防和航空航天领域获得了广泛的应用，计算机技术已经是一个国家现代科技水平的重要标志。单片机诞生于20世纪70年代，像Fairchid公司研制的F8单片微型计算机。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(Center Processing Unit,也即常称的CPU)和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其他I/O通信口集成在一块芯片上，构成一个最小的计算机系统，而现代的单片机则加上了中断单元，定时单元及A/D转换等更复杂、更完善的电路，使得单片机的功能越来越强大，应用更广泛。20世纪70年代，微电子技术正处于发展阶段，集成电路属于中规模发展时期，各种新材料新工艺尚未成熟，单片机仍处在初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能比较简单，一般均把CPU、RAM有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上，像Farichild公司就属于这一类型，它还需配上外围的其他处理电路方才构成完整的计算系统。类似的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器。1.2.2 课题前景展望中国试用单片机的历史只有短短的30年，在初始的短短的五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与交流会，很多地区还成立了单片机微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。单片机为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导 弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据 处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些 东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用， 元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们 只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成 本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的 人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达3 亿片，且每年以大约20%的速度增长，但相对于 世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩 具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。1.3 Protel 99 SE概述Protel 99 SE是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。早期的PROTEL主要作为印制板自动布线工具使用，运行在DOS环境，对硬件的要求很低，在无硬盘286机的1M内存下就能运行，但它的功能也较少，只有电路原理图绘制与印制板设计功能，其印制板自动布线的布通率也低，而现今的PROTEL已发展到Protel 99系列（网络上可下载到它的测试板），是个庞大的EDA软件，完全安装有200多M，它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server （客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，如ORCAD，PSPICE，EXCEL等，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100布通率。在国内PROTEL软件较易买到，有关PROTEL软件和使用说明的书也有很多，这为它的普及提供了基础。1.3.1 Protel 99 SE的组成Protel 99 SE主要由原理图设计系统、印制电路板设计系统两大部分组成。（1） 原理图设计系统这是一个易于使用的具有大量元件库的原理图编辑器，主要用于原理图的设计。它可以为印制电路板设计提供网络表。该编辑器除了具有强大的原理图编辑功能以外，其分层组织设计功能、设计同步器、丰富的电气设计检验功能及强大而完善的打印输出功能，使用户可以轻松完成所需的设计任务。（2） 印制电路板设计系统它是一个功能强大的印制电路板设计编辑器，具有非常专业的交互式布线及元件布局的特点，用于印制电路板（PCB）的设计并最终产生PCB文件，直接关系到印制电路板的生产。Protel99SE的印制电路板设计系统可以进行多达32层信号层、16层内部电源/接地层的布线设计，交互式的元件布置工具极大地减少了印制板设计的时间。 同时它还包含一个具有专业水准的PCB信号完整性分析工具、功能强大的打印管理系统、一个先进的PCB三维视图预览工具。 此外，Protel99SE还包含一个功能强大的基于SPICE 3f5的模/数混合信号仿真器，使设计者可以方便地在设计中对一组混合信号进行仿真分析。 同时，它还提供了一个高效、通用的可编程逻辑器件设计工具。1.3.2 Protel 99 SE的应用原理图设计（1） 新建设计数据库文件 在WINDOWS 95/98或NT界面下双击Protel 99 图标，点击File(文件)中new项，新建设计 数据库。 在Browse选项中选取需要存储的文件夹，然后点击OK即可建立自己的设计数据库。a 设计组（Design Team） 我们可以先在Design Team 中设定设计小组成员，Protel 99可在一个设计组中进行协同 设计，所有设计数据库和设计组特性都由设计组控制。定义组成员和设置他们的访问权 限都在设计管理器中进行，确定其网络类型和网络专家独立性不需要求助于网络管理员 。 无限制数量的设计组成员能同时访问相同的设计数据库。每个组成员都能看到什么文件 当前是打开的以及谁在编辑，并能锁定文件以防止意外重写。 访问设计数据库可以通过建立设计组成员和指定其权限来控制。设计组成员建立在成员 文件夹中。在成员文件夹中单击右键就会弹出浮动菜单，选择新成员。 为保证设计安全，为管理组成员设置一个口令。这样如果没有注册名字和口令就不能打 开设计数据库。 提示：成员和成员权限只能由管理员建立。 b 回收站（ Recycle Bin） 相当于Windows 中的回收站，所有在设计数据库中删除的文件，均保存在回收站中，可 以找回由于误造作而删除的文件。 c 设计管理器（document.） 所有Protel99设计文件都被储存在唯一的综合设计数据库中，并显示在唯一的综合设计 编辑窗口。在Protel99中与设计的接口叫设计管理器。使用设计管理器，可以进行对设计文件的管理编辑、设置设计组的访问权限和监视对设计文件的访问。 组织设计文件 过去组织和管理40个或更多的原理图、PCB、Gerber、Drill、BOM和DRC文件，要花 费几天的时间，而Protel99把设计文件全部储存在唯一的设计数据库。 在设计数据库内组织按分层结构文件夹建立的文件 显示在右边的个人安全系统设计数据库有一文件夹叫设计文件，这个文件夹中是主设计文件(原理图和PCB)，还有许多的子文件夹，包括了PCB装配文件、报告和仿真分析。这里对在设计数据库中创建文件夹的分 层深度没有限制。 设计数据库对存储Protel设计文件没有限制 你能输入任何类型的设计文件进入数 据库，如在MS Word书写的报告、在MS Excel准备的费用清单和AutoCAD中制的机械图。简单双击设计数据库里的文件图标，在适当的编辑器打开文件，被更新的文件自动地保存到设计数据库。MS Word和Excel文件可以在设计管理器中直接编辑。 提示：在文件夹上单击右键会显示浮动菜单，然后选择在设计数据库新建文件。 在综合设计数据库中用Protel99的设计管理器管理设计文件是非常轻松的。设计管 理器的工作就象MS Windows的文件管理器一样，可用它来导航和组织设计数据库里文件 。使用设计管理器在设计数据库创建分层结构的文件夹，使用标准文件操作命令来组织 这些文件夹内设计文件。 设计管理器的心脏就是左边的导航面板。面板显示的树状结构是大家熟悉的Protel软件 特性。在Protel99中，这个树不仅仅显示的是一个原理图方案各文件间的逻辑关系，它 也显示了在设计数据库中文件的物理结构。在导航树中活跃的文件夹是PCB装配文件夹。如同Windows文件管理器，设计管理器在右 边显示这个文件夹的内容。 设计管理器与Windows文件管理器的不同之处是在右边还显示已经打开的文件。 打开文件 只要在导航树中单击所要编辑的文件名，或者双击右边文件夹中的图标。 在设计数据库中打开的各个文件用卡片分隔显示在同一个设计编辑窗口，使得非常容易 知道当前工作到哪里，特别在大的设计中。要一起观察不同的文件可以将设计编辑窗口拆分为多区域。（2） 打开和管理设计数据库Protel 99 包括许多设计例子，我们下面可以举例说明。 选择文件打开菜单Design Explorer 99Example folder，点击photoplotter.ddb文 件，左侧窗口呈现树状结构。 点”呈现下一层子目录或文件，点”将关闭此文件夹点Photohead.pcb 文件 ，PCB版图将出现，点Photohead.prj,原理图管理文件将被打开关闭文件，可以用鼠标 右键，选择Close.也可以用CTRL+F4来关闭。（3） 观看多个设计文档打开Photoplotte.ddb设计数据库，点”找到Electronics 和Photohead文件夹，打 开Photohead Parts list 设计窗口，用同样方法打开Photohead.pcb文件和Photohead. prj文件在Photohead Parts List窗口下击鼠标右键，选择”Split Horizontal菜单 ，界面将被水平分割。在Photohead.prj设计窗口下点右键，选Split Vertical 菜单。 界面将被垂直分割可以用鼠标调整分割窗口的大小。要想分割更多的窗口，可重复上 述操作。 按Ctrl+Tab可循环切换打开的设计文件，按Shift+Tab可在导航板和设计窗口中有效文件 夹的内容间切换。1.3.3 电路板的设计步骤一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为三大步骤。（1） 电路原理图的设计电路原理图的设计主要是Protel 99 SE的原理图设计系统来绘制一张电路原理图。在这一过程中，要充分利用Protel 99 SE所提供的各种原理图绘图工具、各种编辑功能，来实现我们的目的，即得到一张正确精美的电路原理图。（2） 产生网络表网络表是电路原理图设计（SCH）与印制电路板设计（PCB）之间的一座桥梁，它是电路板自动的灵魂。网络表可以从电路与阿里通中获得，也可以从印制电路板中提取出来。（3） 印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对Protel 99 SE的另外一个重要的部分PCB而言的，在这个过程中，我们借助Protel 99 SE提供的强大功能实现电路板的版面设计，完成高难度的等工作。原理图的设计流程图如下图所示：开始设置图纸大小设置环境放置元件原理图布线输出报表存盘打印结束图一 原理图设计流程第二章 单元模块的设计2.1 电源模块数字集成芯片功耗低，所需电压低，需要一个专门的模块来获得合适的工作电压。此模块为系统提供合适的、稳定的直流电压。其基本原理图如图二所示。其中二极管D11D14为整流二极管，J2为三端稳压集成芯片7805，它将电压稳定在+5V0.002V。图中的电容用来滤除电源纹波。这是单片机中很常见的电源。图二 电源电路原理图2.2 单片机最小系统模块单片机最小系统模块由单片机、晶振、复位电路三个基本部分组成。其中89S52单片机为是自动打铃器的核心控制器，由它来完成所有数据的处理及监测功能；晶振为系统提供基准脉冲，这里，我们使用的是频率为12M的晶振；复位电路使系统回到上电时的状态。当系统由于各种突发情况而使得结果出错或者死机时，我们可以通过按复位键S1使系统恢复到正常情况。单片机最小系统如图三所示：图三 单片机最小系统2.3 时钟模块DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：（1）RES（复位），（2）I/O（数据线），（3）SCLK（串行时钟）。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。DS1302是由DS1202改进而来，增加了以下的特性：双电源管脚用于主电源和备份电源供应，Vcc1为可编程涓流充电电源，附加七个字节存储器。它广泛应用于电话、传真、单片机、便携式仪器以及电池供电的仪器仪表等产品领域。下面将主要的性能指标作一综合：l 实时时钟具有能计算2100 年之前的秒、分、时、日、日期、星期、月、年的能力，还有闰年调整的能力l 31X8位暂存数据存储RAMl 串行I/O口方式使得管脚数量最少l 宽范围工作电压2.05.5Vl 工作电流2.0V时,小于300nAl 读/写时钟或RAM数据时，有两种传送方式：单字节传送和多字节传送字符组方式l 8 脚DIP封装或可选的8脚SOIC 封装（根据表面装配）l 简单3线接口l 与TTL兼容（Vcc=5V）l 可选工业级温度范围：-40+85l 与DS1202兼容l 在DS1202基础上增加的特性对Vcc1有可选的涓流充电能力双电源管用于主电源和备份电源供应备份电源管脚可由电池或大容量电容输入附加的7字节暂存存储器：管脚图如图四所示：图四 DS1302原理图现将其引脚功能简介如下：Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc10.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)。SCLK为时钟输入端。 芯片时钟信息在芯片初次使用时写入即可，电路原理图如图五所示：图五 时钟模块原理图2.4 按键模块如下图所示，按键电路仅由S11、S12、S13、S14三个按键组成，其一端分别与单片机的P3.1、P3.2、P3.3、P3.4引脚相连，另一端直接接地。虽然此模块十分简单，但作用很重要。在单片机自动打铃器时钟开始工作，它可以完成设置打铃时间，按键S11切换到打铃时间1的分调整，按键S12是对打铃时间分钟加时间的设定，按键S13是对打铃时间分减时间的设置，再按下S11按键是切换到打铃时间秒的设置，秒的设置和分的设置相同，按键S14是用来切换打铃时间的设置，当打铃时间1设置完成，按下S14，则切换到打铃时间2的设置若打铃时间全部设置完成，再按下S11键，显示器切换到时钟模式。图六 按键电路原理图2.5 显示模块1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线。DS1602原理图如图九所示：图七 显示模块原理图2.5.1 主要技术参数表1 DS1602参数显示容量16X2个字符芯片工作电压4.55.5V芯片工作电流2.0mA（5.0V）模块最佳工作电压5.0V字符尺寸2.95X4.35（WXH）mm2.5.2 引脚功能表2 DS1602管脚功能引脚编号符号引脚功能说明1VSS电源地2VCC电源正极3Vo液晶显示偏压信号4RS数据/命令选择端（H/L）5R/W读/写选择端（H/L）6E使能信号7DB0DATA I/O8DB1DATA I/O9DB2DATA I/O10DB3DATA I/O11DB4DATA I/O12DB5DATA I/O13DB6DATA I/O14DB7DATA I/O15BLA背光源正极16BLK背光源负极2.5.3 基本操作时序表3 DS1602基本时序图指令输入输出读状态RS=L,RW=H,E=HDB0DB7=状态字写状态RS=L,RW=L,DB0DB7=指令码，E=高脉冲无读数据RS=H,RW=H,E=HDB0DB7=数据写数据RS=L,RW=L,DB0DB7=数据，E=高脉冲无2.5.4 状态字说明表4 DS1602状态字说明STA7D7STA6D6STA5D5STA4D4STA3D3STA2D2STA1D1STA0D0STA06迪安茜数据地址指针的数值STA7读写操作使能1：禁止； 2：允许注：对控制器每次进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保STA7为0。2.5.5 RAM地址映射图控制器内部带有80X8位（80字节）的RAM缓冲区，对应关系如下图所示：表5 DS1602RAM地址映射LCD16字X2行000102030405060708090A0B0C0D0E0F1027404142434445464748494A4B4C4D4E4F5067 2.5.6 指令说明（1） 初始化设置（2） 显示模块设置表6 DS1602指令说明指令码功能00111000设置16X2显示，5X7点阵，8位数据接口（3） 显示开/关及光标设置表7 DS1602显示开/管及光标设置指令码功能00001DCBD=1 开显示；D=0 关显示C=1 显示光标；C=0不显示光标B=1 光标闪烁；B=0 光标不显示000001NSN=1 迪安读或写一个字符后地址指针加一，且光标加一N=0 当读或写一个字符后地址指针加一，且光标减一S=1 当写一个字符；整屏显示左移（N-1）或右移（N=0），以得到光标不移动而屏幕移动的效果S=0 当写一个字符，整屏显示不移动（4） 数据控制控制器内部设有一个数据地址指针，用户可通过它们来访问内部的全部80字节RAM.。（5） 数据指针设置表8 DS1602数据指针设置指令功能80H+地址码（027H，40H67H）设置数据地址指针（6） 其他设置表9 DS1602其他设置指令码功能01H显示清屏：1、数据指针清零 2、所有显示清零02H显示回车：1：数据指针清零2.5.7 接口时序图（7） 读操作时序图图八 DS1602读操作时序图（8） 写操作时序图图九 DS1602写操作时序图（9） 时序参数时序参数符号极限值单位测试条件最小值典型值最大值E信号周期tC400ns引脚EE脉冲宽度tPM150nsE上升沿/下降沿时间tR,tF25ns地址建立时间tSP130ns地址保持时间tHD110ns数据建立时间（读操作）tD100ns数据保存时间（读操作）tHD220ns数据建立时间（写操作）tSP240ns数据保持时间（写操作）tHD210ns表10 DS1602时序参数2.6 喇叭模块本模块采用的HXD蜂鸣器，通过P2.0端口控制蜂鸣器的工作。原理图如图八所示：图十 喇叭模块原理图第三章 系统软件设计系统通电后，首先执行单片机的初始化命令。每次通电后，系统将被初始化成时钟模式，然后再进入到系统的内部循环部分。系统正常工作时，先读取时钟日历芯片DS1302的时钟信息，作为LCD1602液晶模块原始数据，待单片机处理后，即送往显示模块进行时间实时数据显示。由于开机后系统默认时间12：00开始运行时间，若检测到按键信号输入，则根据按键的控制进行打铃器时间设定，时间到了打铃器铃响。系统软件设计主流程图如下所示：YN开始初始化读时钟信息实时数据显示按键？闹铃开？按键处理子程序闹铃处理子程序图十一 总设计流程图3.1 系统软件按键程序设计按键扫描模块用来完成自动打铃器打铃时间的设定功能。主程序开始，在完成对相关I/O口数据的初始化工作后，才可以调用按键扫描子程序。进入子程序后，首先判断系统是否有键按下，若没有键按下，则直接返回；否则，对按下的功能键依次进行判断，然后执行相应的按键处理程序。完成对按键的处理后，则可返回至主程序。按键扫描模块子程序流程图如下图所示：YYYYNNNN开始S13按下？S14按下？应按键处理程序S11按下？S12按下？图十二 按键处理流程图3.2 系统软件打铃器时间设置设计时钟芯片DS1302为系统提供实时时钟、日历信息，主程序开始后，将完成对芯片的初始化工作。当在主程序中调用DS1302子程序时，系统会依次读取芯片的时钟日历信息并存储，其读取、存储顺序为：秒、分、时、日、月、周、年。时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信.DS1302 工作时功耗很低,保持数据和时钟信息时功率小于1mW.DS1302 是由DS1202 改进而来,增加了以下的特性.双电源管脚用于主电源和备份电源供应Vcc1,为可编程涓流充电电源附加七个字节存储器。当数据成功读取、存储后，需要对读取到的7字节十六进制数据依次进行BCD处理，即将其依次转换成十进制数据。每进行一次BCD处理，则完成一字节数据的转换。每转换一字节数据，则需对转换次数进行一次判断，直到7字节的数据全部转换完成，则可退出当前操作。否则，程序将继续对数据进行BCD处理。当系统完成对全部数据的BCD处理，则返回主程序。至此，系统完成对DS1302时钟日历信息的一次读取（即主程序完成对子程序的调用）。YYYYYNNNNN开始点数=1？点数=1？点数=1？点数=1？点数=1？闹铃时间比较程序图十三 打铃器设置流程图第四章 系统功能介绍及调试该课题是基于单片机设计的自动打铃器，如今，单片机在生活的中的应用极为广泛，使用起来也比较简单，易于使用者接受。4.1 打铃器功能简介具备一般电子时钟的功能；能进行多点时间的定时以及定时时间到自动打铃；能通过键盘查看各定点时间；4.2 打铃器优点自动打铃器的出现解决了人为打铃的烦恼，基于单片机的自动打铃器还有很多优点： 应用广泛； 操作简单； 计时准确； 编程方便； 价格低廉； 制作快捷；4.3 打铃器缺点与不足提示音是刺耳、单调的机械铃声；铃声响起之后一分钟才能停止。4.4 系统调试4.3.1 硬件调试在单片机开发过程中，从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系统特点亲自完成的。这样虽然可以降低系统成本，提高系统的适应性，但是每个系统的调试占去了总开发时间的23，可见调试的工作量比较大。单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的，许多硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后，再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础，如果硬件调试不通过，软件设计则是无从做起。4.3.2 软件调试软件调试是一个很讲究方法的工作，好的方法能让一些复杂的问题变的出乎意料的简单。反之，如果方法不当则会一筹莫展。keil的软件仿真器,就提供了一个输出型调试功能(对于信号输出都可以在那里直接得到仿真验证),对于有外部输入信号的调试,只能在相关硬件上去调试了。将程序载入keil进行模拟仿真，在程序运行没有错误之后会产生一个HEX文件，然后在用STC_ISP_V479下载器将HEX文件下载到单片机芯片中，进行实物仿真。结束语单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势： 可靠性及应用越来越水平高和互联网连接已是一种明显的走向。 所集成的部件越来越多；NS（美国国家半导体）公司的单片机已把语音、图象部件也集成到单片机中，也就是说，单片机的意义只是在于单片集成电路，而不在于其功能了；如果从功能上讲它可以讲是万用机。原因是其内部已集成上各种应用电路。 功耗越来越低和模拟电路结合越来越多。 随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高，单片机还会不断产生新的变化和进步，最终人们可能发现：单片机与微机系统之间的距离越来越小，甚至难以辨认。参考文献1. 何立民 单片机应用与技术大全 北京航空航天大学2. 张毅刚 单片机原理及接口技术 哈工大出版社3. 刘国荣 单片微型计算机技术 机械工业出版社4. 房小翠 单片机实用系统设计技术 国防工业出版社5. 何立民 单片机应用系统设计 北航出版社6. 王迎旭 单片机原理及及应用 机械工业出版社7. 赵晓安 MCS-51单片机原理及应用 天津大学出版社8. 肖洪兵 跟我学用单片机 北京航空航天大学出版社9. 何桥 单片机应用与原理 中国铁道出版社10. 周航慈 单片机应用程序设计技术 北京航空航天大学出版社11. WEI Hongli. Design of a bus stop reporterJ. JOURNAL of XIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY. 2003致谢本设计是在指导老师林愿老师亲切关怀和悉心指导下完成。在整个毕业设计的过程中，林老师花了大量的时间对我进行了悉心的指导和帮助，并不断地提出了修改和完善报告、论文的宝贵意见。非常感谢林老师在设计中耐心的指导和对设计报告一次又一次细心的修改！同时也要感谢同组的几位同学，感谢他们能和我在设计阶段共同学习、共同进步！在毕业设计中我遇到了很多难题，从一开始拿到课题，到最后完成课题，林老师给我提供莫大的帮助，每次遇到很难解决的问题时，林老师总能耐心的给我讲解，林老师平时工作繁多，但在我毕业设计的每个阶段，从查阅资料，设计