基于AT89S52单片机的学校电铃自动控制(1)

电子技术设计与运用 Electronics Design & Application

基于AT89S52单片机的学校电铃自动控制

张兆朋1 邹应全2 施海凤1

(1.淮安生物工程高等职业学校 2.南京信息工程大学)

摘 要：目前学校的铃声除了周一到周五正常上课时间铃响之外，周末休息时间电铃也在响，影响了老师同学的休息。通过AT 89S52单片机实现对学校电铃的自动控制，周一到周五按作息时间表使电铃发出响声，周末通过按钮可以设置响或不响，使忙碌一周的老师同学能好好休息。同时该系统中包含了时间设置按钮，可用于作息时间不同的学校，1302起到掉电保护的作用，保证停电后时间不受影响。本设计解决了目前周末学校电铃还在响的问题，也可以使用于其他需要电铃的场所。

关键词：AT 89S52单片机；DS 1302；时间可调；自动控制

AT89S52 MCU Based Automatic Control of the School Electric-Bell

Zhang Zhaopeng 1 Zou Yingquan 2 Shi Haifeng 1

（1.Huaian Bio-engineering Higher V ocational Schools 2.Nanjing University of Information Science & Technology)Abstract : Besides the normal ringing from Monday to Friday the electric bells also work in weekend, so it affected the rest of teachers and students. Through the automatic control of AT89S52 on the electric bells, the electric bells in the university achieve ringing according to the routine schedule, so that the teachers and students can get good rest in the weekend through setting the button on or off. At the same time, the system includes a time setting button, which can be used in schools having different schedule, DS1302 chip serves as the power failure protection to ensure that the bells' work will not be affected by power failure. This design has solved the current issue of bells ringing in the weekend ，and can be used in other places needing for electric bells.

Key word : AT89S52 MCU; DS1302; time adjustable; automatic control 0 概述

利用单片机实现对学校电铃的自动控制，使周一至周五学校电铃按作息时间发出响声，上课、下课电铃响的时间均设置为1分钟，周末可设置为响或不响，一般情况下设置为不响，方便老师和同学周末好好休息，如果有特殊情况，需要周末电铃发出响声时，可以通过按钮调整使电铃照响，学校作息变动时，只需调整按钮即可。也可适应作息时间不同的学校，通过按钮调整，使电铃能按照各个学校的需要在规定时间发出响声。同时本系统应用了DS 1302芯片，提供时间，显示在数码管上，7位数码管从左向右分别表示周、十时、个时、十分、个分、十秒、个秒，有四个时间调整按钮，分别控制周、时、分、秒，每按一次，对应地加一，DS 1302后备电源接入电池，有断电保护功能，停电时仍能自动计时；按键可以进行星期和时间的实时调整，也可设置电铃响的时间以及周末时响或不响；根据需要设定好时间后，通过继电器实现弱电控制强电(单片机控制电铃)，利用单片机实现对学校铃声的自动控制。

1 总体设计

用proteus 软件绘制硬件电路图，keil 软件编写调试程序，然后联合使用proteus 与keil 软件构成虚拟实验板进行仿真。下面是利用单片机实现自动控制总的结构图。

DS 1302为达拉斯公司的一种实时时钟芯片，与单片机连接，提供实时时间，显示在7位数码管上，时间调整按钮用来调整周几以及时、分、秒，当周一到周五时，按照作息时间表设置时间，当实时时间与设置时间一致时，通过程序使单片机引脚P 2.7置一，继电器常开触点闭合，电铃部分电路导通，电铃发出响声，保险丝用作过电流保护，当周末时，根据具体情况，如果设置为周末电铃响，那么周末就和周一到周五一样在规定的时间

发出响声，如果设置为周末不响，即周末无论何时P 2.7都输出为0。同时DS 1302具有断电保护功能，在停电时仍能保证时间正常，来电后不需要重新调整时间。

图1 总框图

2 硬件设计

2.1 DS1302与单片机的连接

DS 1302可起掉电保护作用，断电后仍可以自动计时，来电时无需重新设定时间，这样断电就不会对时间造成影响，来电后时间正常。

Vcc 1：主电源；Vcc 2：备份电源。当主电源断电时，备用电源供电，保证照常计时。DS 1302在第一次加电后，先初始化再按正常方法调整实际时间与电铃响的时间。

单片机读取时钟芯片DS 1302中的时间并把时间显示在数码管上，从左往右分别显示周、十时、个时、十分、个分、十秒、个秒。对设置的电铃时间与实时时间进行比较，如果时间相同且闹铃允许，那么电铃响1分钟，表示上课或下课。通过按钮对实际时间进行调整，显示在数码管上，对电铃响的时间进行设置，使之满足不同学校，不同场合的需要。

数码管采用了一个4位共阳数码管，一个3位共阳数

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码管，价格比LCD便宜，显示也比较清晰。利用三极管

驱动数码管。单片机的P0.0-P0.7接数码管的段选，

P2.0-P2.7接三极管后连到数码管7个共阳端为位选。

实际时间调整按钮用来调整实际的时间，使之显示

在数码管上，电铃时间设置是用来设置电铃发出响声的

时间。

图2 DS1302与单片机连接图

图2中的下载线接口是与下载器相连，实现在线编程、

调试、传送，大大缩短了开发时间，提高了效率。

2.2 弱电控制强电

单片机引脚P2.7连接到继电器，正常情况下，执行

指令clr p2.7，使P2.7输出低电平，当电铃时间和实际时

间一致时，执行指令setb p2.7使单片机引脚片P2.7输出

高电平，使继电器常开触点闭合，接通电铃电路，电铃

发出响声。

继电器作用：实现弱电控制强电，单片机是弱电器

件，一般情况下它的工作电压为5V，电铃工作所需电压

为220V，属于强电，强电不能和弱电有任何电器接触，

继电器则起到防止强电进入到单片机内的隔离作用。由

于单片机的工作电压是5V，驱动电流很小，所以需要一

个中间器件来实现弱电控制强电，我们用继电器来实现。

继电器驱动就是单片机与其他大功率负载接口，起到控

制作用，三极管起到放大作用。

这里继电器由相应的三极管来驱动，平时执行CLR

P2.7，单片机P2.7引脚输出低电平，三极管截止，继电

器线圈中没有电流经过，常开触点保持原断开状态，电

铃电路断路，电铃不响。当电铃时间和实际时间一致时，

给单片机一个命令，setb P2.7单片机P2.7引脚输出高电

平，三极管导通，继电器线圈得电有电流经过，常开触

点闭合，电铃电路接通，电铃发出响声，一分钟后继续

执行CLR P2.7，单片机P2.7引脚输出低电平，电铃停止

发出响声。继电器线圈两端反相并联的二极管是起到吸

收反向电动势的功能，保护相应的驱动三极管。

图3单片机控制电铃原理图

3 程序设计

图4 程序设计流程图

4 总结

此设计已经调试成功，完全可以实现对学校电铃的

自动控制，电路程序稍作修改就可以实现对教室电器系

统、宿舍灯光系统的控制(利用PLC虽然也可以实现，但

是价格较高。)、大棚温度控制等等。再加改进，电铃可

以换成语音控制(上课时播放：上课时间到了，同学们准

备上课；下课时播放：下课了，请注意休息)。

参考文献：

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西安电子科技大学出版社,2007.12.

[2] 谭浩强.C语言程序设计[M].北京：清华大学出版社，

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[3] 赵海兰，朱剑，赵祥伟.DS1302实时显示时间的原理

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[5] 牛鑫.DS1302在微电脑职能高压综合保护装置中的应

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[6] https://www.wendangku.net/doc/d918332033.html,/dyn/general/search_results2.asp?

cx=008864967094569334548%3Aeyfn6tp4lcm&cof=

FORID%3A9&ie=UTF-8&q=at89s52

[7] https://www.wendangku.net/doc/d918332033.html,/smg.htm，http://www.xie-

https://www.wendangku.net/doc/d918332033.html,/DJS.htm

作者简介：

张兆朋，1980年5月出生，男，江苏人，工学学士，南京

信息工程大学电子信息工程专业毕业，助理讲师，

现工作单位：淮安生物工程高等职业学校。06年指

导学生获江苏省首届职业教育创新大赛中职组优秀

奖；08年指导高职学生参加创新大赛获淮安市高职

组一等奖，江苏省三等奖；08年指导中职学生参加

创新大赛获淮安市中职组一等奖，江苏省三等奖。

研究方向：电子技术单片机控制。

手机：138******** email：ptso@https://www.wendangku.net/doc/d918332033.html,

联系地址：淮安市楚州区前进路18号 淮安生物工程高等

职业学校汽车工程系 张兆朋(收)(223200）

邹应全，1976年3月出生, 南京信息工程大学讲师，硕士，

专业：测试计量技术与仪器，目前从事研究工作：

自动化仪表。

施海凤，1979年出生，男，本科，淮安生物工程高等职

业学校助理工程师，主要从事汽车维修工作。