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。随着科技的进步和技术不断的提升，人们再也不用为大而复杂的模拟电路花费了巨大的精力，为繁多的元器件增加成本。而现在，只需要块几厘米见方的单片机，写入简单的程序，就可以使以前的电路简单很多。在使用并掌握了单片机技术后，不管是在今后开发或是工作上，都会带来意想不到的惊喜。本设计采用是公司生产的单片机是芯片为核心控制器件来控制作息时间，实现智能控制照明和上课铃声。系统由键盘声音输出模块电源转换模块和时钟模块等几部分组成。单片机是整个设计的核心控制器件，根据从键盘接受的数据控制整个系统的工作流程。整体性好，人性化强可靠性高，实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，是现代学校必不可少的设备。校园作息时间控制系统主要用于学校，也可以用于些以小时为周期的开关量进行自动控制的企业或则公司。本系统可以控制上下课打铃及扩音设备的开与关学校教学楼照明的定时开与关学生宿舍灯的定时开关的控制。必要时也可通过手动控制电铃和教学楼和学生宿舍楼灯的控制。该控制系统是采用单片机来实现对上述开关量的控制，利用时钟芯片来提供时钟信息，利用语音芯片实现响铃，用液晶可以实时显示时间系统还设有输入键盘，用以校对时间，控制电铃，控制教室灯和宿舍灯，系统简单工作稳定可靠价廉控制时间准确及系统体积小等优点。国内外概况自从人类学会计时开始，计时方式由在木棍和骨头上刻标记，随着人类的智慧的发展，到后面使用计时工具不断的改进，由最开始的圭表日晷漏壶浮子漏箭漏水浑天仪停表刻漏恒定水位漏大称式刻漏多壶式受水水位刻漏赤道式日晷擒纵机构莲花漏多壶漫流刻漏皇佑刻漏水运仪像台地平式日晷机械闹钟秒表沙漏怀表自摆钟石英钟等。现在，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。数字式电子钟用集成电路设计时，译码代替机械式传动，显示器代替指针显示时间，减少了计时误差。这种电子时钟具备现实时分秒的功能，还可以对时分秒进行校对，片选的灵活性好。随着科学技术的发展，电子时钟正在迅速取代纸日历年历和般机械电子时钟。电子时钟走时准确功能多样外观时尚使用方便。深受消费者的青睐且其产品琳琅满目。但是他们核心部分都只有两点，是采用高性能时钟芯片二是大都采用单片机控制。现在流行的串口时钟电路很多，如等。这些电路的接口简单价格低廉使用方便，被广泛的采用。学校打铃方式也是经过几个不同的阶段，由过去直接靠老师凭直觉宣布上下课，随着学生人数规模不断的壮大，逐渐使用人敲锣或则摇铃的方式来确定上下课。随着科技的发展，后面发展为了电铃方式，不仅省力，而且声音响亮。但是都是人工控制，即时间到了，然后人去按电铃开关，电铃发出叮叮叮的响声，这种人工控制方式不仅繁琐，而且单调无味。还有传统的点铃声作为上下课的作息时间信号，这种铃声单调乏味会让学生产生了厌烦的情绪，甚至些学生把铃声看成是考试的代名词，以至于听到这种声音就产生紧张恐惧心理。现在摒弃传统的铃声，代之以现代化优美怡人的环境音乐，让学生在次次的铃声音乐中受到美的熏陶，体验音乐的魅力，形成愉悦的心境。既激活学生的艺术细胞，又达到优化育人环境，陶冶学生情操，营造良好的校园氛围。不管是人工控制电铃教室灯寝室灯或则其它，现在面临的问题越来越多，繁琐，需要专人看管，浪费劳动力，多花个人的劳务费。偶尔还会出现不能及时到位，从而出现拖延时间的状况，扰乱正常的教学计划，这次设计的学校时间控制系统可以很好的解决这些难题。本文的内容及结构本文共分五章，在第章绪论中，简述单片机校园时间控制系统研究目的和意义国内外概况。第章主要是讲述系统方案的设计，根据系统设计的目标和性能要求，通过比较各个模块方案优缺点，最后确定系统的解决方案。第章讲硬件电路的设计，因为硬件电路是保证整个系统正常工作的基础，开始讲系统最小控制单元，最小控制单元由单片机最小系统和键盘电路构成，接着介绍时钟芯片的优缺点内部结构和用法，然后对进行相关介绍和用法，最后介绍了电铃模块的主要芯片的相关资料和用法。第章主要介绍软件电路的设计，包括主程序软件设计流程图时钟流程图程序流程图。第章主要是系统测试，系统测试包括硬件测试和软件测试。第章系统总体设计方案本章主要根据系统的性能要求，然后画出系统框图，根据系统框图给出不同的设计方案，经过对比分析，选择出最终的优化方案。根据系统的要求，主要给出了几个比较合理的方案，几个方案不管是从电路原理还是具体的芯片选择上都有本质上的区别。系统的性能和要求时显示器的显示子程序流程图图写入汉字程序流程图写入程序流程图关于显示模块的语言源代码，见附录。行列式键盘输入模块行列式键盘输入模块的设计思想单片机读取行线和连线当前的电平高低，确认是否有按键按下，然后通过内部运算确定键值，输出键值，用于改变电机运行状态，显示相关参数，设定参数。如图所示。图键盘输入模块设计思想行列式键盘编程要实现以下三个目标键的正确判断。先使行值为。再读取列值，如果读取得到的列值是，则说明所在行和列的交叉处的键被按下。键去抖动。当扫描到有键按下时，延时再判断该键是否仍是按下的，若不是，则将它当做误操作处理。这样可以有效对按键动作进行消抖。键值确定。根据行号列号建立个键值数据表，键值存于数据表中，当相应的按键按下时，再从中取键值。通过相应的键值执行其对应的代码。行列式键盘输入模块的程序流程图图行列式键盘程序流程图关于键盘输入模块的语言源代码，见附录。调速方法设计对控制的介绍由电机原理可得下公式在确定的调速系统中，及都是确定，则由式可知，转速与直流电机的电枢电压存在定关系，只要调节点数电压，就能改变转速，此法称为调压调速法。对于直流电机的调压调速方法，常见的有以下三种晶闸管调速发电机电动机调速以及直流斩波调速脉宽调制。由于全空性功率电子器件的逐步发展，控制技术与开关功率电路已经成为主流技术，以其能减小功率器件导通损耗提高驱动效率等优点，所以在功率应用方面已经基本取代了现行功率放大电路。在控制技术中，让功率器件按个固定频率工作在开与关两个状态，即开关饱和和导通状态。通过这种方式来改变公路器件的驱动脉冲信号的通断的时间，来改变负载两端的平均电压的大小。当这个负载为直流电机时，就实现了电机的调压调速。为什么控制技术能改变负载两端电压呢在采样控制理论中存在个重要的结论，冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量指窄脉冲的面积，效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。低频段非常接近，仅在高频段略有差异。这个结论就是面积等效原理，它是控制技术的重要基础理论。由这个原理我们可以用些等幅不等宽的脉冲来等效代替个正弦半波。我们把个正弦半波分成份，看做个相连的脉冲序列，等宽但不等幅我们再用等幅不等宽的矩形脉冲来表示代替这个正弦半波，有图可知，它们面积冲量相等，宽度按正弦规律变化。图替换正弦半波原理图下面举例说明下，的工作原理，如下图所示图波形图设为脉冲的周期，为电枢两端高电平时电压为所用的时间，为占空比，得因此，我们可得电枢两端电压的平均值如图，若电压幅值，周期，脉宽，则占空比，得电枢两端的平均电压。通过仿真，我们可以得到电枢两端的平均电压不同时的波形，平均电压较高时图波形图电压高平均电压般时图波形图电压般平均电压较低时图波形图电压低脉冲的产生目前在键盘输入模块主要有以下四种方法方法分立电子元件组成的信号发生元件。该法是以分立的逻辑电子元件组成信号电路。它是最早期的方式。方法二专业集成芯片。制造商生产的专用于控制的集成电路芯片，如公司的芯片，东芝公司的芯片等。这些芯片般都还具有死区调节功能过流过压保护功能等。方法三软件模拟法。采用软件编程的方法让单片机的个引脚不间断地输出高低电平来实现波。方法四单片机的口。新代的单片机增加了许多功能，其中包括功能。在这些单片机中我们只要通过初始化设置，就能使其输出口自动输出脉冲波，只有在改变占空比时才进行干预。将上诉四种方法进行比较，为了减少硬件电路的复杂性，减少成本，以及为了锻炼自己的编程能力，本设计采用软件模拟法来完成脉冲波的产生。本设计通过延时程序来控制脉冲的占空比。脉冲产生模块的程序流程图图脉冲程序流程图关于脉冲产生模块的语言源代码，见附录。总结与展望本设计对基于单片机的调速系统做了个粗浅的探讨。它是以系列单片机为控制核心，加上定量的外围电路，通过驱动芯片完成对直流电机的驱动，通过脉冲波完成对直流电机的调速，通过数字与测速模块形成速度闭环系统完成对直流电机的无静差调节。并通过人机界面，完成对电机运行的参数设置，且直观地观察电机的运行状态。在整个设计过程中遇到了很多问题，我通过寻找书籍以及网络资料进行改善与解决，该系统还存在不足之处有待改善。鉴于本水平有限，有不对之处，望包涵，多多指教。参考文献张强等基于单片机的电动机控制技术北京中国电力出版社出版,谷腰欣司等直流电动机实际应用技巧北京科学出版社出版,刘伟技术在电机驱动控制中的应用合肥合肥工业大学电子与通信工程专业，脉冲宽度调带，面积等效原理，孙绪才在直流电机调速系统中的应用潍坊学院学报张元良等单片机开发技术实例教程北京机械工业出版社出版,边春元等单片机典型模块设计与应用北京机械工业出版社出版,王苏直流电机调速研究及单片机控制实现机电工程技术陈伯时电力拖动自动控制系统运动控制系统北京机械工业出版社，张红娟,李维基于单片机的直流电机调速系统机电工程李维军,韩小刚,李晋基于单片机用软件实现直流电机调速系统机电体化张立勋,沈锦华,路敦民,杨勇单片机实现的直流电机调速控制器机械与电子,孙宜,王东经济型直流电机闭环调速系统设计电气传动自动化张千帆,寇宝泉电机控制集成电路的选用第五讲直流电机控制芯片的选用微电机余建国基于单片机的步进电动机调速的控制方法产品与技术系统装置电器时