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