校園作息時間控制系統(tǒng)設(shè)計

校園作息時間控制系統(tǒng)1.設(shè)計要求1、作息時間要求實(shí)現(xiàn)對上下課打鈴、教學(xué)樓照明、學(xué)生宿舍燈、校園路燈四個開關(guān)量的精確控制。月時間累計誤差≤1分鐘。2、能實(shí)時顯示時間，并方便定期進(jìn)行時間校準(zhǔn)。二、設(shè)計指導(dǎo)校園作息時間控制系統(tǒng)主要用于學(xué)校，對一些以24小時為周期的開關(guān)量進(jìn)行自動控制。如上下課打鈴、教學(xué)樓照明的定時開與關(guān)、學(xué)生宿舍燈及校園路燈的定時開關(guān)、水泵的定時啟動以及自來水供水時間控制等等。用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對上述開關(guān)量的控制，可體現(xiàn)系統(tǒng)簡單、工作穩(wěn)定可靠、價廉、控制時間精確及系統(tǒng)體積小等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計要求畫出系統(tǒng)框圖，如圖1所示。控制系統(tǒng)可分為如下三個部分：系統(tǒng)部分：包括單片機(jī)（AT89C51）、時鐘芯片（DS12887）、譯碼器（74LS138）、單片機(jī)外部時鐘電路（6MHZ晶體）、復(fù)位電路和電源（＋5V）。顯示部分：包括顯示驅(qū)動（CD4511）、七段碼顯示器（6個，用以顯示時、分、秒）輸出控制部分：包括輸出控制信號鎖存（74LS373）、線驅(qū)動（74LS244）、輸出控制電路（光電三極管、繼電器）。圖1系統(tǒng)框圖根據(jù)實(shí)際情況對上下課打鈴、教學(xué)樓照明、學(xué)生宿舍燈及校園路燈四個開關(guān)量在一天內(nèi)的控制時間列表如下：表1作息時間控制表時間事件動作6：307：007：307：508：008：509：00學(xué)生宿舍送電路燈關(guān)閉教學(xué)樓燈開第一節(jié)課預(yù)備鈴第一節(jié)上課鈴、學(xué)生宿舍燈關(guān)閉U7閉合15秒后斷開、U9斷開第一節(jié)下課鈴第二節(jié)上課鈴U9閉合U8斷開U10閉合U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開9：50第二節(jié)下課鈴U7閉合15秒后斷開10：1011：0011：1012：0013：5014：0014：5015：0016：5019：3021：3022：301、硬件設(shè)計第三節(jié)上課鈴第三節(jié)下課鈴第四節(jié)上課鈴第四節(jié)下課鈴、教學(xué)樓燈關(guān)第五節(jié)課預(yù)備、教學(xué)樓燈開第五節(jié)課上課鈴第五節(jié)課下課鈴第六節(jié)課上課鈴U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開、U10斷開U7閉合15秒后斷開、U10閉合U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開U7閉合15秒后斷開第六節(jié)課下課鈴、學(xué)生宿舍燈開U7閉合15秒后斷開、U9閉合晚自習(xí)鈴、路燈開下晚自習(xí)鈴、教學(xué)樓燈關(guān)學(xué)生宿舍燈關(guān)U7閉合15秒后斷開、U8閉合U7閉合15秒后斷開、U10斷開U9斷開按系統(tǒng)框圖分三個部分設(shè)計如下：系統(tǒng)部分：單片機(jī)采用片內(nèi)帶有4KBE2PROM的AT89C51，這樣就不需要再擴(kuò)展片外程序存儲器，可以簡化線路；用一片74LS138譯碼器提供8個外部地址（CS0、CS1、CS2、CS3、CS4、CS5、CS6、CS7），分別對于6個七段碼顯示器，1個控制信號鎖存地址和1個時鐘芯片地址；采用一片時鐘芯片DS12887為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確時間。該芯片內(nèi)部自帶鋰電池，計時精確，不受系統(tǒng)電源影響；AT89C51的T0與T1相連，利用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器完成15秒打鈴控制。如圖2所示。圖2系統(tǒng)部分原理圖1）顯示部分：選用6個七段數(shù)碼管分別顯示時、分、秒，數(shù)碼管的驅(qū)動選用具有譯碼、鎖存、驅(qū)動功能的CD4511芯片，顯示數(shù)據(jù)來自DS12887的時單元、分單元、秒單元，經(jīng)P1口的低4位（BCD碼）送到CD4511芯片，譯碼后再送到顯示器顯示。如圖3所示。圖3系統(tǒng)顯示部分原理圖2）輸出控制部分：輸出控制信號由P1口送到鎖存器鎖存，經(jīng)74LS244芯片和光電三極管驅(qū)動相應(yīng)的繼電器動作。例如：要開路燈執(zhí)行指令MOVP1,#02H即可，而若執(zhí)行指令MOVP1,#E0H,則是路燈、學(xué)生宿舍燈和教室燈全部打開。P1口各位所控制的對象見表2，輸出部分原理圖如圖4所示。表2位控表P1口的位控制，“0”控制繼電器觸點(diǎn)斷開、“1”控制繼電器觸點(diǎn)閉合、“X”為無效位P1.7PXX圖4輸出部分原理圖2、軟件設(shè)計利用DS12887的中斷功能，使其