一种智能铃声控制系统的设计

2020-05-13 14:02张彭亮赵娟
科技资讯 2020年9期
关键词:液晶显示

张彭亮 赵娟

摘  要:该文采用AT89C51单片机芯片作为控制核心,结合I/O接口、外围电路和显示电路构成学校電铃系统,通过软件和硬件的设计,该系统能够实现自动打铃、日期及时间修改、闹铃的设定、多路打铃时间的设定等功能。控制器和电铃之间采用无线控制方式实现电铃的智能控制,并通过液晶显示屏显示数据,系统无布线、体积小、性价比高、成本低、可靠性高、操作简单,适合物联网时代发展的需求,为学校这类公共场所铃声控制系统的智能化起到一定的借鉴意义。

关键词:AT89C51  智能打铃控制  液晶显示

中图分类号:TP273    文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2020)03(c)-0007-02

学校及一些企事业单位通常使用传统的电铃声作为上下课、上下班的作息时间信号,各种控制设备向小型化、智能化发展,作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势,显示出了很强的生命力。

1  系统整体方案设计

系统主要分硬件设计和软件设计两个部分,以单片机AT89C51为核心控制模块,附加晶振复位模块、键盘模块、显示模块、无线收发模块和声音模块构成智能铃声控制系统。整个系统除了具备基本时钟功能,还可显示年、月、日等信息。采用单片机控制并配合时钟芯片,既保证了简单的系统结构,又保证了控制时间的精度和可靠性。处置之外利用PT2262和PT2272构成的无线模块,变有线为无线,节约了布线,降低了成本。本着系统设计结构的简单化、操作的简易精度的准确化、成本的降低化、系统的灵活性及实用性等原则,系统整体方案框图如图1所示。

2  系统硬件电路设计

系统硬件电路包括单片机控制电路、晶振电路、复位电路、LCD12864液晶显示器电路、声音模块电路、键盘模块电路和无线收发电路几部分组成。单片机选用AT89C51芯片功能齐全,可操作性强,具有晶振电路和复位电路,能够实现复位、中断和产生时钟信号的功能,非常适合该系统的硬件设计。

显示电路采用的是液晶显示器LCD12864,该显示器有带字库和不带字库之分,该设计选用的是不带字库的显示器,在显示汉字的时候可设定不同的字体,选择性比较多。该显示器内置数字芯片控制器,可以直接和单片机I/O口进行对接。

声音模块电路主要是实现铃声的智能控制,该部分电路利用AT89C51单片机内部定时器计数器提供计时信号,通过程序的编写及时间的控制进行显示年月日等信息。该设计可减少时钟芯片的使用,节约成本。程序初始化的时候能实现基本打铃功能对2个闹铃时间进行了赋值,当到了打铃时间时,则蜂鸣器会响起来。当系统设定的打铃时间和当前时钟时间保持一致时,系统就会自动打铃进,响铃后自动退出响铃状态。

键盘模块电路使用到的键数目比较少,不宜采用矩阵式键盘,该设计采用功能直观简洁方便的独立式键盘,而且考虑了键盘的消抖问题,共采用独立按键3个,分别与单片机的 P1.5、P1.6、P1.7口相连,分别对应光标移动,时间、日期调整,退出、设定打铃时间的功能。

无线收发电路实现打铃和无线通信的功能,采用PT2262芯片和PT2272芯片实现。无线发射编码PT2262芯片,地址码为低电平,接收芯片为该地址码才能接收到数据。数据端口与单片机的P24,P25,P26,P27相连接,通过单片机发送数据给编码芯片。无线接收采用的是PT2272芯片,该芯片的地址码为低电平,与PT2262的地址码相同。该电路在接收到信号时输出电路通过三极管Q2放大电流驱动继电器动作。继电器动作驱动电铃执行动作。

3  系统的软件设计

系统软件设计包括系统电路图的仿真、系统流程图的绘制和系统程序的撰写3个部分完成。系统电路仿真是在系统硬件电路原理图绘制好后,在Proteus里面仿真运行显示是否可行。程序撰写包括LCD12864驱动程序,时钟计时定时器中断、按键判断和闹铃时间处理等部分程序的撰写。该软件设计中,利用单片机内部定时器作为时钟源,采用单片机内部的T0定时器溢出中断来实现,工作在T1方式下,定时50μs,则连续中断20次即为1s,得到所需时间的最小单位。

主循环包括了程序的所有运行状态,程序运行一次所包含的所有的子函数调用,以及定时中断的进行。在程序中,主函数是每个设计的主要思想和主要依据。就相当于一个小的操作系统。主程序主要包含显示程序、定时中断程序、按键检测处理程序和打铃程序。定时中断,利用单片机内部定时器T0产生中断,以中断50ms为基准时间通过20次中断产生1s的时基信号,通过软件计数清零从而得到分钟小时年月日等。打铃函数流程可以实现日期的调整,打铃的序号,打铃设置可以设置20组,可以设置不同的打铃时间。

系统测试包括硬件仿真测试和软件测试。系统的硬件设计在Protues仿真软件中实现。软件测试涉及多个子程序,芯片很多都有时钟输入端,需要晶振支持,芯片的读写需在相应的触发沿到来时才能进行。

在仿真系统中通过软件程序在硬件电路中运行,如果现实时间与预定时钟对比,运行结果无误差,打铃时间准确。显示器中有个“模”字样,该字样配合按键可以调节不同功能,模式0为正常现实,模式1为时间调节,模式2为日期调节,模式3为星期调节,模式4为打铃序号选择,模式5为秒和分钟设定,模式6为小时设定。

4  结语

该系统以单片机为核心部件的控制系统,利用软件编程,最终基本上实现了各项要求。基于单片机的校园打铃系统的设计实现了对时间控制的智能化、小型化、价格便宜、经济实惠、能准确无误实现打铃。摆脱了传统方式下由人来控制时间长短的不便,是现代学校必不可少的设备。

参考文献

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