体设计总体设计思路系统的总体设计思路如图表示图总体设计思路图中的虚线表明，个单片机系统的设计与开发难免有反复，这需要考虑周到技术线路合理推理严谨才可以减少这些反复。方案论证硬件系统设计软件系统设计完成开发系统仿真测试脱机运行天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文方案总体设计显示模块的选择与方案论证方案采用位字符型液晶显示各种相关数据和信息，充分利用行液晶显示的大容量特性。方案二采用传统的位数码管动态扫描显示传输的数据信息。比较以上两种方案中，方案二软件驱动简单，硬件电路调试方便，价格便宜而方案采用的位字符型液晶显示属于低功耗器件，使得系统更具智能化人性化，但是价格比较昂贵。本电路只需用来显示时间，所以经过比较选用方案二。按键电路的选择与方案论证方案单口键盘此种键盘接口方式占用大量单片机口，可是软件编程较简单。方案二扫描式键盘键盘占用口较少，但软件编程教麻烦。方案中已经占用较多，对单片机占用较少，所以在本系统中，采用扫描式键盘，系统不停的对按键进行扫描，当有键按下时，即转去执行相应的程序。单片机的选择与方案论证由于单片机种类繁多，各种型号都有其定的应用环境，因此在选用时要多加比较，合理选择，以期获得最佳的性价比。般来说在选取单片机时从下面几个方面考虑性能存储器运行速度口定时计数器串行接口模拟电路功能工作电压功耗封装形式抗干扰性保密性，除了以上的些的还有些最基本的比如中断源的数量和优先级工作温度范围有没有低电压检测功能有无上电复位功能等。在开发过程中单片机还受到开发工具编程器开发成本开发人员的适应性技术支持和服务等等因素。方案采用是公司系列单片机中最基本的产品，它采用公司可靠的工艺技术制造的高性能位单片机，属于标准的的产品。它结合了的高速和高密度技术及的低功耗特征，它继承和扩展了单片机的体系结构和指令系统。内置中央处理单元字节内部数据存储器个双向输入输出口个位定时计数器和个两级中断结构，个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结而定时器串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存数据，时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能。有和两种封装形式。方案二采用兼容指令系统，具有可反复擦写次，天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文可反复擦写多次，个双向口，工作电压，个位可编程定时计数器，时钟频率，全双工串行中断口线，内部，个外部中断源，低功耗空闲和省电模式，中断唤醒省电模式，级加密位，看门狗电路，软件设置空闲和省电功能，灵活的字节和分页编程，双数据寄存器指针。本设计中选用，它完全兼容，而不用编程器写入，可以直接插在硬件板上在线编程，编完后立即运行，不用拔插芯片，在调试中有很多次的程序烧写就可以省去很多麻烦，再加上在价格上也比便宜，并且功能比多，所以最终选择。确立方案模块框图系统由五个模块组成单片机串行通信模块数码显示模块人体感应模块键盘扫描模块，如图所示。图方案总体设计总体方案经过反复推敲，确定了以单片机作为单片机现代学校闹铃控制的主控制器，数码管作为时间的显示电路,用机和单片机通过进行串行数据的通信,用机及键盘调试时间。单片机闹铃指示串口通信数码显示机天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文系统硬件电路及软件程序设计系统总体硬件电路图如图所示图系统总体硬件电路图方案各个模块的设计单片机单片机作为本设计的核心控制部件。下面分别加以介绍。单片机的管脚说明单片机的管脚示意图如图所示。供电电压接地口口为个位漏级开路双向口。当口的管脚第次写天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文时，被定义为高阻输入。能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的低八位。在编程时，口作为原码输入口，当进行校验时，输出原码，此时外部必须被拉高。图单片机的管脚示意图口口是个内部提供上拉电阻的位双向口。口管脚写入后，被内部上拉为高，可用作输入，口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在编程和校验时，口作为低八位地址接收。口口为个内部上拉电阻的位准双向口。当口被写时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。口当用于外部程序存储器或位地址外部数据存储器进行存取时，口输出地址的高八位。口在编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。口口管脚是个带内部上拉电阻的准双向口。当口写入后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，口将输出电流这是由于上拉的缘故。口也可作为的些特殊功能口表口的第二功能端口功能第二功能端口引脚第二功能串行输入口定时计数器外数据存储器定时计数器并行接口串行接口和中断系统等几大单元及数据总线地址总线和控制总线等三大总线。中央处理器中央处理器是整个单片机的核心部件，是位数据宽度的处理器，能处理位二进制数据或代码，负责控制指挥和调度整个单元系统协调的工天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文作，完成运算和控制输入输出功能等操作。数据存储器内部有个位用户数据存储单元和个专用寄存器单元，它们是统编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的只有个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。程序存储器共有个，用于存放用户程序，原始数据或表格。④定时计数器有两个位的可编程，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出口共有组位口或，用于对外部数据的传输。全双工串行口内置个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。中断系统具备较完善的中断功能，有两个外中断两个定时计数器中断和个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有级的优先级别选择。时钟电路内置最高频率达的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但单片机需外置振荡电容。单片机的结构有两种类型，种是程序存储器和数据存储器分开的形式，即哈佛结构，另种是采用通用计算机广泛使用的程序存储器与数据存储器合二为的结构，即普林斯顿结构。的系列单片机采用的是哈佛结构的形式。串行通信模块相关参数相关参数如表所示。图为的管脚示意图和内部结构图。表电容的取值表天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文图的管脚示意图和内部结构图产品是由德州仪器公司推出的款兼容标准的芯片。该器件包含驱动器接收器和个电压发生器电路提供电平。该器件符标准，每个接收器将电平转换成电平。每个发送器将电平转换成电平。满足或超过规范要求，符合标准。电池供电系统单电源供电和个充电泵电容计算机外设包含个驱动器和个接收器低工作电流典型值为手持设备保护计算机有工业级和商业级的型号选择。串行通信传输的数据用机和单片机通过进行串行数据的通信串行通信接口机两个串行口和，通常是针形连接器如图所示。增加了接口的数量天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文图串行通信接口串行通信的优缺点速度较慢引线少距离长串行通信的硬件条件并行数据与串行数据进行转换发送端并行输入串行输出的移位寄存器接收端串行输入并行输出移位寄存器数码显示模块本模块通过单片机控制，实现七位共阳极数码管显示功能。数码管驱动方法发光二极管是种由磷化镓等半导体材料制成的，能直接将电能转变成光能的发光显示器件。当其内部有电流通过时，它就会发光。段数码管每段的驱动电流和其他单个发光二极管样，般为正向电压随发光材料不同表现为不等。段数码管的显示方法可分为静态显示与动态显示，下面分别介绍。静太显示所谓静态显示，就是当显示字符时，相应段的发光二极管恒定地寻能可截止。这种显示方法为每们都需要有个位输出口控制。对于单片机，可以在并行口上扩展多片锁存作为静态显示器接口。静态显示器的优点是显示稳定，在发光二极管导通电注定的情况下显示器的亮度高，控制系统在运行过程中，仅仅在需要更新显示内容时，才执行次显示更新子程序，这样大大节省了的时间，提高了的工作效率缺点是位数较多时，所需口太多，硬件开销太大，因此常采用另外种显示方式动态显示。动态显示所谓动态显示就是位位地轮流点亮各位显示器扫描，对于显示器的每位而言，每隔段时间点亮次。虽然在同时刻只有位显示器在工作点亮，但利用人眼的视觉暂留效应和发光二极管熄灭时的余辉效应，看到的却是多个字符同时显示。显示器亮度既与点亮时的导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参烽，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示器的位数不大于位，则控制显示器公共极电位只需个位口称为扫描口或字位口，控制各位显示器所显示的字形也需要个位口称为数据口或字形口。动态显示器的优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，必须每隔段时间执行次显示子程序，这占用了的大量时间，降低了工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。综合以上考虑，本毕业设计采用动态显示。为共阳极显示。天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文键盘加显示图数码数码显示模块电路原理图键盘扫描模块由于本设计所用到的按键数量较多而不适合用按键式键盘。采用的是矩阵式按键键盘，它由行线和列线组成，也称行列式键盘，按键位于行列的交叉点上，密码锁的密码由键盘输入完成，与式按键键盘相比，要节省很多口。本设计中使用的这个键盘不但能完成密码的输入还能作特别功能键使用，比如清空显示功能等。键盘的每个按键功能在程序设计中设置。该模块中由键盘来实现学校内时间的调时及闹铃的设置，具有增加控制键，节约单片机的口等优点。图为键盘扫描模块电路原理图。键盘加显示天津职业技术师范大学级专科生毕业设计论文图键盘扫描模块电路原理图系统软件程序设计系统软件的总体方案流程图，如图所示。时间中断流串口中断流图系统软件的总体方案流程图结论本设计是以单片机作为控制核心的现代化学校控制系统。用数码管实现时间的显示,并具有设置和闹钟功能。通过机实现远程控制时钟控制时间预设等方面及串行通信实现现代学校闹铃的有效控制。当机发出远程控制指令时，因机是主控制中优先级最高的项，可以对控制系统进行远程操作。经过设计，本系统都实现了我所设计的要求，实践证明本系统精度高，误