基于单片机的自动打铃器

摘要 本文是基于单片机的自动打铃器控制电路的设计，主要是由矩阵键盘、液晶显示器（字符型1602）、存贮器（24C64）、串行通信口PC机通信相互配合来实现，以程序控制的方式完成打铃的目的，同时通过PC机进行联接以便通信。 关键词: 矩阵键盘 ;? LCD? ; 存贮器? ; I2C ?自动打铃器技术的国内外研究现状 随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容易，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走人家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。 目前市场上的打铃装置也是多种多样，而且大部分都是结构较为复杂，不智能。本文介绍用单片机来完成智能管理，采用MCS-51单片机，同时配合显示器和实时时钟芯片来准确无误的报时。电路主要由单片机管理器、实时时钟电路、显示电路、按键处理电路和存贮器电路几部分构成。 1.2 自动打铃器技术的目的和意义 本文设计的自动打铃器可广泛应用于我国各大学校和一些公共场所。无人值守，准时报时。目的是无人值守，以工业自动化方式来提高效率，我国正处于发展时期，这种自动化方式的更应大力发展，从而可大降低成本。目前，随着我国的电子技术的发展，这些基于单片机、嵌入式计算机、工业PLC等在大力的发展，因此我国的工业技术在这些自动化控制领域也得到了飞速的发展，我国沿海一带，各工厂企业都应用非常广泛。 1.3研究思路和技术方法 首先用实时时钟芯片DS1302产生一万年历，用单片机来完成数据的读写，并通过单片机将读出的时钟信号送液晶显示器显示。每隔40分钟完成一次打铃。 单片机我们采用AT89C51来管理，此单片机用在本电路中，性价比较高。 实时时钟芯片，用DS1302，DS1302可慢速充电实时时钟芯片包含实时时钟/日历和31字节的非易失性静态RAM。它经过一个简单的串行接口与微处理器通信。实时时钟/日历可对秒、分、时、日、周、月和年进行计数，对于小于31天的月，月末的日期自动进行调整，还具有闰年校正的功能。时钟可以采用24小时格式或带AM(上午)/PM(下午)标志的12小时格式。31字节的RAM可以用来临时保存一些重要数据。使用同步串行通信，简化了DS1302与微处理器的通信。与时钟/RAM通信仅需3根线:(1)RST(复位)，(2)I/O(数据线)和(3)SCLK(串行时钟)。数据可以以每次一个字节的单字节形式或多达31字节的多字节形式传输。DS1302能在非常低的功耗下工作，消耗小于1uW的功率便能保存数据和时钟信息。 显示器，采用液晶显示器SC1602，液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。这里介绍的字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里以常用的2行16个字的DM-162液晶模块来介绍它的编程方法。SC1602采用标准的14脚接口，其中VSS为地电源，VDD接5V正电源，V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。D0~D7为8位双向数据线。 显示器上可显示，年、月、日、星期、时、分、秒等信息。 存贮器可存贮系统所需要数据，本电路中，采用24C08 EEPROM存贮器，该存储器的核心技术是美国Ramtron公司研制的铁电晶体材料。这一特殊材料使得铁电存储产品同时拥有随机存储器（RAM）和非易失性存储器（EPROM、E2ROM、FLash）的特性。传统存储器有两大类：易失存储器（volatile memory）和非易失存储器（non-volatile memory），易失性存储器像SRAM和DRAM存储器在没有电源的情况下都不能保存数据，但这种存储器拥有高性能，存取速度快和无限次的写入次数，易用等优点。非易失性存储器像EPROM、E2ROM和FLash能在断电后保存数据不变，但由于所有这些存储器均起源只读存储器（ROM）技术，因此它们都有写入速度慢，写入次数有限和使用时功耗大等缺点。 ??? 输出电路，采用大电流继电器，单片机输出信号加到输出端三极管上，去开关继电器，则可开关电铃。 ??? 按键，主要完成时钟数据的修改，我们采用轻触式按键，并用矩阵键盘，这样的好处是，所需的单片机I/O口少，完成工能多。