MCS-51多功能打铃系统的设计(AT89C51)

任务与要求
设计基本参数及技术要求：
1、正常情况下能显示时钟：用LED显示器显示年份、月份、日期、星期及时、分、秒等信息；      
2、能自动修正时间：可通过按键修改上述年、月、日、时、分、秒等数据；
3、具有定时功能：可通过按键输入需要定时的时间，定时时间到了后能发出声光信号；
4、可以任意设定一天的打铃时间：通过按键输入每节课的时间，课间的休息时间及中饭、晚饭等时间间隔值
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系统核心：AT89C51
特性
• 与MCS-51 产品兼容
• 在系统内有可编程的4KB闪存
• 耐久性: 1,000 写/擦除周期
• 全静态工作: 0 Hz－24 MHz
• 三级程序存储器保密
• 128 x 8字节的内部RAM
• 32 条可编程I/O 线
• 两个16 位的定时/计数器
• 六个中断源
• 空闲模式和掉电方式
AT89C51是一个带有4K字节闪速可编程可擦写只读存储器(EEPROM)的低压、高性能8位CMOS微型计算机。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MC-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPU和闪速存储器，ATMEL89C51是一个强劲的微型机算计，它对许多嵌入式控制应用提供一高度灵活和成本低的解决办法。本多功能打铃设计应用AT89单片机的中断定时系统，进行定时、时间设置、打铃等功能，是嵌入系统的一个典型应用。

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关键字：嵌入系统    AT89   多功能打铃
AT89C51
Features
• Compatible with MCS-51™ Products
• 4K Bytes of In-System Reprogrammable Flash Memory
• Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz
• Three-level Program Memory Lock
• 128 x 8-bit Internal RAM
• 32 Programmable I/O Lines
• Two 16-bit Timer/Counters
• Six Interrupt Sources
• Programmable Serial Channel
• Low-power Idle and Power-down Modes
The AT89C51 is a low-power， high-performance CMOS 8-bit microcomputer with 4K bytes of Flash programmable and erasable read only memory (PEROM). The device is manufactured using Atmel’s high-density nonvolatile memory technology and is compatible with the industry-standard MCS-51 instruction set and pinout. The on-chip Flash allows the program memory to be reprogrammed in-system or by a conventional nonvolatile memory programmer. By combining a versatile 8-bit CPU with Flash on a monolithic chip，the Atmel AT89C51 is a powerful microcomputer which provides a highly-flexible and cost-effective solution to many embedded control applic- ations [来源：http://www.think58.com]

设计综述
主控器件选择AT89S51单片机，他内部有4k字节闪存，可擦写次数为1000次，128字节的RAM,16位的定时/记数器，芯片内部自带Watchdog电路.总线DBO-DB7通过锁存器74LS374去控制LED(七段数码管共阳极)的显示。价格在200元左右，适合本课题，并且价格便宜。
接线方面我们使用P3.2控制DS12887。当调用或读写DS12887内的数据时，P3.2置0，操作完成后置1 ,  P3.1控制发光二极管作显示的秒闪信号。P3.0控制启动外部设备，当需要启动时，P3.0输出低电平，使光藕工作，光藕的输出信号使继电器的吸合来控制设备启动.采用6MHz晶振接XTALI和XTAL2。单片机复位键通过10u F电解电容接高电平，10k电阻接地，以保证当复位键由高电位变为低电位时，自动复位。大致框架如下：
 
我采用AT89S51的Pl C!的五个引脚对按键进行控制，P3.0 ,P3.1和P3.2三个端口分别控制继电器、发光二极管(秒闪)和时钟芯片DS 12887。通过74LS138译码器控制四个锁存器74HC374,实现时和分的LED显示。通过光藕来控制继电器，实现外部设备的启动。五个功能按键实现了对基准时间和定时时间的设定、修改和清零等全部操作。同时在程序的执行过程中加入了看门狗电路，使得在程序运行的过程中，在程序跑飞的情况下及时复位。从而提高了整个系统的抗干扰能力.    在工作状态下，单片机通过查询子程序对DS 12887 p7部地址OOH(秒)、02H(分)和04H(时)的提取，经过显示子程序，送到外部LED进行时和分的显示.利用DS 12887可利用的114个字节进行对定时时间的存储。通过时间比较子程序每分钟都对存储的定时时间和DS 12887的走时时间进行比较，当定时时间和走时时间相等时。P3.0的输出低电平，执行启动外部设各操作。 [资料来源：THINK58.com]
具体单片机型号：ATMEL89系列单片机（简称89系列单片机）是ATMEL公司的8位FLASH
单片机系列。这个系列单片机的最大特点就是在片内含有FLASH存储器。因此，有着十分广泛的用途，特别是在便携式、省电和特殊信息保存的仪器系统中显得更为有用。

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目录
第一章：前言…………………………………………………………………………2
 第一节：设计要求 ………………………………………………………………2
 第二节：单片机发展历程………………………………………………………2
第二章：摘要…………………………………………………………………………3
第三章：设计综述……………………………………………………………………4
 第一节：中文资料………………………………………………………………4
 第二节：英文资料………………………………………………………………4
第四章：硬件部分设计方案…………………………………………………………5

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第一节：单片机的选择…………………………………………………………7
 AT89单片机的特点…………………………………………………………7
 AT8989系列单片机结构简况………………………………………………8
第二节：键盘与显示电路………………………………………………………8
 键盘输入电路………………………………………………………………9
 显示输出电路………………………………………………………………10
第三节：打铃系统输出部分设计………………………………………………13
 固态继电器系统设计………………………………………………………13
交流电铃选取设计…………………………………………………………14
第四节：X25043芯片描述设计 …………………………………………….16
第五节：片外资源的扩展………………………………………………………23
第六节5V稳压电源 ……………………………………………………………24
第五章：抗干扰措施…………………………………………………………………25
第六章：软件部分设计方案…………………………………………………………26
第一节：设计总体思路…………………………………………………………26 [资料来源：http://www.THINK58.com]
第二节：框架流程图……………………………………………………………28
第三节：单片机资源分配………………………………………………………30
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第四节：程序列表………………………………………………………………31
第七章：结论…………………………………………………………………………60
第八章:英文资料……………………………………………………………………61
第九章：中文资料……………………………………………………………………71
第十章：文献综述……………………………………………………………………75
附录：参考资料………………………………………………………………………75
致谢

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