基于单片机的作息时间控制系统[完整版] .pdf
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目录
一、引言3
1.1单片机的作息时间控制系统设计的目的和意义3
1.2方案比较3
二、整体设计方框图4
三、模块电路设计5
3.1．单片机核心控制模块5
3.2键盘模块7
3.3实时时钟模块12
3.4数据存储模块14
3.5温度传感器模块
3.6红外模块
3.7电机模块
3.8显示模块
3.9外围驱动模块
四、单片机软件系统设计15
4.1系统实现工作流程
4.2系统流程图
4.3系统源程序
五、元件明细表16
六、整机电路图19
6.1整体原理图19
6.2整体PCB图20
6.3整体PCB3D图
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七、总结与致谢24
八、参考文献24
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一、引言
1.1单片机作息时间控制系统设计的目的和意义
随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、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。进入21世纪以来，开发推出单片机的公司很多，各种高性
能单片机芯片市场也异常活跃，新技术的不断采用，更加使单片机的种类、性能以及
应用领域不断扩大和提高。因其功耗低，超高型，低成本，功能完整，在国内越来越
受到用户的重视和广泛使用。
本设计是一个具有打铃、当前环境温度显示、教室灯光、广播、校门开关的自动
控制等功能的作息时间控制系统。同时该系统也是一可调式万年历，采用SG12864
液晶具有良好的菜单式人机界面更使本系统增色不少。它利用PCF8563实时时钟芯片
计时，进行年历计算，并用SG12864将当前日期、星期、时间出来；在进行时间计算，
分每加一时，都与规定的作息时间比较，如果相等则进行相应的控制或动作。由单片
机核心控制模块、键盘模块、电机模块、实时时钟模块、红外模块、液晶显示模块、
温度传感器模块、数据存储模块、外围驱动模块九部分组成，系统扩展16个矩阵按
键用于打铃时间调整及时间校正。现代机关企业，特别是学校要求对时间加以控制，
要按时打铃及播放广播，以保证学习与工作的正常运行。本设计实现了这些功能，给
学校及其他机关企业带来方便，整体性好，人性化强、可靠性高，实现了对时间控制
的智能化。
1.2方案比较
作息时间控制系统的设计有很多方案可以实现，其主流技术主要有以下几种：
（1）用可编程逻辑器件（如CPLD、FPGA）来实现，而在本设计中如要实现功能
相对来说比较复杂，必须得用到FPGA来实现，而FPGA的价格相对较贵，且系统设计
比较困难。
（2）用PLC来实现，PLC其实就是一被封装起来的单片机，里面设有监控程序，
并对I/O端口进行了光电隔离。这样一来使得PLC性能稳定且容易使用，且只需简单
外围电路就可以实现该系统功能，但PLC比较昂贵，这样会使成本增高而失去市场竞
争。
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（3）就是用555定时器产生时钟脉冲和数字芯片（如74LS14）来实现，但要来
实现本设计需要大量的数字芯片，使得系统稳定性下降，生产难度加大，而且成本会
增加。
（4）就是应用单片充当主控器来再加上适量的外围实现此功能，且单片机价格
便宜，性能稳定。应用的外围器件相对较少，这就提高了系统的稳定性，且单片机控
制简易，开发工具简单，很容易大批量生产。
经过以上比较，最终我们选择第（4）种方案来实施。
二．整体设计方框图
显示模块