Artículos sobre tecnología electrónica

Tesis de graduación de la especialidad en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional de Huzhou Resumen 51 El reloj despertador electrónico es un producto de alta gama que integra tecnología electrónica y tecnología de pantalla digital. Tiene las ventajas de una alarma oportuna y un uso fácil. Este artículo analiza este sistema en cuatro partes: la función del sistema de reloj despertador electrónico 51, el diseño del circuito de hardware, el diseño del software y la introducción del producto. La parte del hardware del reloj despertador electrónico 51 de este sistema tiene una estructura simple y de bajo costo, y tiene una perspectiva de mercado relativamente buena. La acelerada vida moderna ha ejercido mucha presión sobre la mente de las personas. Cómo resolver o aliviar estas presiones se ha convertido en un importante proyecto de investigación para muchas personas y exploradores durante muchos años, y el despertador electrónico de descompresión nació en respuesta a esto. I Tesis de Graduación Especialidad en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional de Huzhou Capítulo 1 Introducción 1.1 Descripción general Los relojes despertadores electrónicos son indispensables en miles de hogares hoy en día con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, por lo que muchas familias necesitan un reloj despertador electrónico para proporcionar tiempo a las personas. . Convenientes, pero los despertadores electrónicos comunes no son lo suficientemente convenientes ni prácticos. Este artículo presenta un método de diseño para un reloj despertador electrónico basado en 51 chips, brindando así a las personas una vida y un trabajo más cómodos. 1.1.1 51 Tendencia de desarrollo de los relojes despertadores electrónicos La vida moderna y acelerada ha traído mucha presión mental a las personas. Cómo resolver o aliviar estas presiones se ha convertido en una preocupación para muchas personas. El despertador electrónico de un solo chip es un sistema innovador con un despertador previo y representa la tendencia de desarrollo de los tiempos. En 2007, ya sea desde la perspectiva de las tendencias de desarrollo de la industria nacional y extranjera o de los requisitos para el acceso al mercado de los despertadores, la conservación de energía, la protección del medio ambiente y la innovación se han convertido en cuestiones inevitables para las empresas chinas de electrodomésticos. En un contexto de aumento de los precios de las materias primas, expansión de la fuerza de los distribuidores intermedios, guerras de precios cada vez más feroces y ganancias industriales cada vez más escasas, los despertadores electrónicos de China están atravesando un nuevo proceso de transformación hacia la conservación de energía, la protección del medio ambiente y la innovación. carrera de reloj. En la actualidad, el número de fabricantes nacionales de relojes despertadores electrónicos profesionales 51 está creciendo rápidamente. 51 El mercado de relojes despertadores electrónicos 51 crecerá rápidamente en los próximos tres a cinco años, y seguirán surgiendo y poniéndose en uso nuevas tecnologías y productos. 1.1.2 El contenido principal de este proyecto de investigación es diseñar un reloj despertador electrónico 51 (1) La hora de inicio del tiempo de viaje se puede configurar a voluntad. (2) Hay dos formatos disponibles, 12 horas/24 horas, para satisfacer diferentes necesidades. (3) Puede indicar el segundo ritmo, es decir, la segunda indicación (4) Adopta fuente de alimentación de CA y CC. A diferencia de los relojes de cuarzo, los relojes electrónicos generalmente usan medios de visualización como tubos digitales, por lo que deben usar una fuente de alimentación de CA como fuente de alimentación principal, con una fuente de alimentación de CC como fuente de alimentación auxiliar de respaldo y pueden cambiar automáticamente. El diseño incluye principalmente: botón y parte de la unidad de programa de visualización. Movimiento de un solo chip AT89S51, chip, circuito de pantalla LED del controlador 74HC245, circuito integrado 74HC245 y LM386 1 cada uno 1 Tesis de graduación principal en electrónica aplicada de la Universidad Técnica y Vocacional de Huzhou Introducción al despertador electrónico 1.2 51 Introducción al despertador electrónico 1.2.1 El propósito de desarrollo y Significado y propósito: Diseñar un reloj despertador electrónico 51 El usuario puede configurar el reloj despertador. Si desea configurar la alarma, primero debe presionar el botón de reinicio y luego presionar el botón "configurar". durante mucho tiempo. El primer tubo digital mostrará "C" y luego cambiará a "00-00-00". En este momento, ingresa al estado de configuración de alarma. El método de configuración es el mismo que el anterior. , el siguiente paso es configurar la hora actual. El método de ajuste salta al primer paso. ¡Después de configurarlo de esta manera, podrá despertarte regularmente según los deseos del propietario! Importancia: Los despertadores electrónicos ya son una de las herramientas más utilizadas en la vida moderna. Los despertadores electrónicos tradicionales solo se controlan mecánicamente. Además, son de gran tamaño, no hermosos y prácticos. una microcomputadora de un solo chip. ¡Después de configuraciones simples, puede despertarte regularmente según los deseos del propietario! También puede aportar comodidad a la vida de las personas. 1.2.2 51 Ventajas del despertador electrónico (1), sencillo de utilizar, bonito, de pequeño tamaño y práctico. (2), bajo consumo de energía, bajo voltaje, ahorro de energía, protección del medio ambiente e innovación. Presione la tecla para mostrar la sección de la unidad del programa. Chip microcontrolador AT89S51, circuito de pantalla LED del controlador 74HC245. Tres botones externos están conectados para formar un teclado. AT89S51 tiene 51 núcleos.

Además, el AT89S51 no tiene una interfaz de controlador LCD dedicada, por lo que este reloj utiliza una pantalla de tubo digital. Como dispositivo de visualización activa, el tubo digital tiene las ventajas de un alto brillo y un precio bajo. También existen en el mercado tubos digitales con combinación de visualización de reloj especial. 51 El propósito del despertador electrónico: ¡El despertador electrónico que diseñé está hecho de un microcontrolador, después de configuraciones simples, puede despertarte regularmente según los deseos del propietario! También puede aportar comodidad a la vida, el trabajo y el estudio de las personas. 1.2.3 51 Características del reloj despertador electrónico 1. ¿Le ayuda a resolver o aliviar la presión de la vida real? 2. Como dispositivo de visualización activo, el tubo digital tiene alto brillo, bajo precio, etc., y muestra números claros. 3. Simple y fácil de usar, se pueden configurar 24 veces a voluntad. 4. Utilice LED para emitir luz, ahorrar electricidad y tener una bombilla de larga duración. 2 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Capítulo 2 Diseño de la solución del sistema 2.1 Descripción general del sistema 2.1.1 Descripción de la función del sistema Este sistema utiliza AT89S51 como 51 núcleos y un circuito integrado 74HC245 y LM386. Se completa la producción de un reloj despertador electrónico. utiliza una pantalla de cristal líquido o una pantalla de tubo digital en este diseño. Por lo tanto, este reloj utiliza una pantalla de tubo digital. Refleja plenamente la simplicidad del sistema. Comprendamos el método de diseño de un reloj despertador simple, diseñemos el circuito y escribamos el programa para realizar la función del reloj despertador nosotros mismos. Un reloj despertador simple debe lograr las siguientes funciones: 1. Puede mostrar correctamente el tiempo de viaje del reloj despertador 2. Puede configurar la hora actual 3. Puede configurar la hora de la alarma y emitir un sonido cuando se acabe el tiempo. Los requisitos de la tarea de todo el sistema: 1) Ingresar la función de las teclas numéricas. Asegurar la entrada de números. 2) Restablecer la función del circuito. Todos los tiempos vuelven al estado de inicialización, que se utiliza para comenzar a configurar los parámetros de tiempo (ajuste de tiempo o configuración de alarma). 3) Función de circuito de visualización. Muestra la función de hora de 24 horas al ingresar números. 4) Función de alarma: Después de configurar la hora de la alarma, la alarma se puede configurar a tiempo de acuerdo con la hora establecida. 2.1.2 Determinación de la solución del sistema Con base en los módulos anteriores y combinados con las funciones de la pantalla y los materiales de los componentes, se decidió utilizar AT89S51 como la solución de diseño de pantalla de 51 núcleos. 2.1.3 Ideas y pasos de diseño del sistema: Primero realice la planificación general del sistema para determinar las funciones de todo el sistema, y ​​luego realice el diseño físico de cada módulo y depurelos uno por uno de acuerdo con los requisitos específicos de cada uno. Después de pasar todo, proceda a la depuración conjunta de todo el sistema y finalmente realice un sistema completo y conviértalo en una placa de circuito impreso. Los pasos de diseño de todo el sistema son los siguientes: 3 Tesis de Graduación de la especialidad en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional de Huzhou Sobre la base del sistema mínimo de microcomputadora de un solo chip, complete el diseño del circuito del botón y el circuito de reinicio. Complete el circuito de visualización, las teclas digitales y el circuito de reinicio. Tiene 3 botones de función: 1. En el estado de espera después del reinicio, se utiliza para comenzar a configurar los parámetros de tiempo (configuración de hora o configuración de alarma 2. En el estado de configuración de parámetros de tiempo y no es el dígito más bajo (es decir, el dígito de las unidades está configurado) ) se usa para finalizar la configuración del dígito actual, y el dígito de configuración actual se mueve hacia abajo 3. En el estado de configuración del dígito más bajo (dígito de unidades), se usa para finalizar la configuración de hora actual; . 2) La tecla +1 se utiliza para agregar 1 al dígito de configuración actual (dígito de edición de acuerdo con el modo de trabajo de 12/24 horas y el significado del dígito actual que se está editando (dígito de decenas de hora, dígito de unidades de hora, decenas de minutos). dígito, dígito de unidades de minutos) determina automáticamente los límites superior e inferior de los datos. Por ejemplo, para el reloj de 12 horas, el dígito de las decenas de la hora solo puede ser 0 o 1. Si el valor actual es 0, será 1 después de presionar la tecla +1 y volverá a 0 cuando se presione la tecla +. Se vuelve a pulsar 1 tecla. Conecte los módulos anteriores para lograr la función de depuración general.

El diagrama de bloques esquemático de todo el sistema se muestra en la Figura 2-1. Circuitos de teclas y botones, reinicio de la CPU y otros circuitos auxiliares, sistema de alimentación, circuito de visualización del tubo digital de 4 dígitos, circuito de indicación de luz y sonido de alarma, Figura 2-. 1 diagrama esquemático de todo el sistema 4 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College 2.2 Principio de funcionamiento básico del chip y su aplicación 2.2.1 Introducción a AT89S51 AT89S51 es un microcontrolador CMOS de 8 bits de bajo consumo y alto rendimiento. , que contiene un ISP (programable en el sistema) de 4k Bytes que se puede borrar repetidamente la memoria de programa de solo lectura Flash 1000 veces. El dispositivo está fabricado con tecnología de almacenamiento no volátil de alta densidad de ATMEL. Sistema de instrucciones MCS-51 y estructura de pines 80C51. El chip integra un procesador central de 8 bits de uso general y una unidad de memoria Flash, el potente microordenador AT89S51 puede proporcionar una solución rentable para muchos sistemas de aplicaciones de control integrados. 2.2.2 Introducción de pines AT89S51 tiene las siguientes características: 40 pines, memoria de programa en chip flash de 4k bytes, memoria de datos de acceso aleatorio (RAM) de 128 bytes, 32 puertos de entrada/salidas (E/S) bidireccionales externos, 5 niveles de prioridad de interrupción 2 interrupciones anidadas, 2 contadores temporizadores programables de 16 bits, 2 puertos de comunicación serie full-duplex, circuito de vigilancia (WDT), oscilador de reloj en chip. Figura 2-2 Diagrama de pines Además, AT89S51 está diseñado y configurado con una frecuencia de oscilación de 0 Hz y un modo de ahorro de energía que se puede configurar mediante software. En modo inactivo, la CPU suspende el trabajo, pero el contador de tiempo de la RAM, el puerto serie y el sistema de interrupción externo pueden continuar funcionando. En el modo de apagado, el oscilador se congela para guardar los datos de la RAM y se detienen otras funciones del chip. hasta que se active la interrupción externa o se reinicie el hardware. Al mismo tiempo, el chip también cuenta con tres formas de empaque: PDIP, TQFP y PLCC para adaptarse a las necesidades de diferentes productos. 5 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Principales características funcionales: · Compatible con el sistema de comando MCS-51 · 32 puertos de E/S bidireccionales · 2 temporizadores/contadores programables de 16 bits · Línea de puerto de interrupción serial UART full-duplex · 2 fuentes de interrupción externas·Modo de ahorro de energía de activación de interrupción·Circuito de vigilancia (WDT)·Programación flexible de bytes y páginas de ISP·4k borrable repetidamente (>1000 veces) Flash ROM de ISP·Voltaje de funcionamiento de 4,5-5,5 V· Frecuencia de reloj 0-33 MHz · RAM interna de 128x8 bits · Modo de ahorro de energía e inactividad de bajo consumo · Bit de cifrado de nivel 3 · Función de inactividad y ahorro de energía del conjunto de software · Puntero de registro de datos dual 2.2.3 Fuente de alimentación El 89S51 tiene un amplio voltaje de fuente de alimentación operativa, el rango de fuente de alimentación es el mismo de ancho como 4~5.5V 2.2.4 Memoria 89S51 admite tecnología de escritura programable en línea ISP. Escritura en serie, velocidad más rápida y mejor estabilidad, el voltaje de programación solo requiere 4~5V, es decir, Sí. 2.2.5 Aplicación A juzgar por la situación actual. Del mercado chino, 89S51 tiene un gran mercado. Los motivos son los siguientes: (1) AT89S51 está diseñado y configurado con una frecuencia de oscilación de 0 Hz y un modo de ahorro de energía que se puede configurar mediante software (2) AT89S51 es un CMOS de 8 bits de bajo consumo y alto rendimiento; microcontrolador (3) chip Al integrar una unidad central de procesamiento de 8 bits de uso general y una unidad de almacenamiento Flash del ISP, el AT89S51, un potente microordenador, puede proporcionar una solución rentable para muchos sistemas de aplicaciones de control integrados. Al mismo tiempo, el chip también cuenta con tres formas de empaque: PDIP, (4) TQFP y PLCC para adaptarse a las necesidades de diferentes productos. 2.3 Introducción al LM386 LM386 es un amplificador de potencia de audio producido por National Semiconductor Corporation de los Estados Unidos. Se utiliza principalmente en productos de consumo de bajo voltaje. Para minimizar los componentes externos, la ganancia de voltaje está incorporada en 20. Sin embargo, al agregar una resistencia externa y un capacitor entre los pines 1 y 8, la ganancia de voltaje se puede ajustar a cualquier valor, hasta 200.

El terminal de entrada está conectado a tierra 6. Al mismo tiempo, el terminal de salida se polariza automáticamente a la mitad del voltaje de la fuente de alimentación. Bajo el voltaje de la fuente de alimentación de 6 V, su consumo de energía estática es de solo 24 mW, lo que hace que el LM386 sea particularmente adecuado para alimentación con batería. situaciones. Amplificador de potencia diseñado para fuentes de alimentación de bajas pérdidas. 2.3.1 Introducción a LM386 LM386 es adecuado para productos electrónicos como computadoras, instrumentos, electrónica automotriz, fuentes de alimentación, comunicaciones y fuentes de alimentación conmutadas. 2.3.2 LM386 presenta un bajo consumo de energía estática, aproximadamente 4 mA, y puede usarse como fuente de alimentación de batería. . Amplio rango de voltaje de operación, 4-12V o 5-18V. Pocos componentes periféricos. La ganancia de voltaje es ajustable, 20-200. Baja distorsión. 2. 4 Introducción a 74HC245 Dado que la corriente consumida a través del tubo digital es relativamente grande, se utiliza un triodo para controlar el código de bits. Para evitar el uso excesivo de componentes discretos, se utiliza un 74HC245 para controlar el código de segmento. 7 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Capítulo 3 Diseño de sistemas Un sistema completo es inseparable del diseño de hardware y software. El hardware y el software tienen cada uno sus propias fortalezas. Cómo organizar razonablemente las tareas del software y el hardware es el primer paso en el diseño del sistema. 3.1 Diseño de hardware del sistema El diseño de hardware del sistema puede dividir todo el sistema en varios módulos de acuerdo con cada función del sistema, diseñar estos módulos respectivamente y luego realizar la programación de las funciones de cada módulo de hardware a través del programa del microcontrolador. Los módulos de hardware involucrados en este sistema incluyen: circuito de botón, circuito de reinicio y circuito de visualización. 3.1.1 Diseño del sistema MCU El sistema de aplicación mínimo de la MCU es en realidad una MCU con memoria de programa incorporada. Puede estar compuesto por un chip MCU y los dispositivos externos necesarios que no se pueden integrar en el chip. Circuitos de botones, circuitos de visualización, etc. 8 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Figura 3-1 Sistema de microcontrolador Figura 3.1.2 Diseño del circuito de botón Como un botón es un proceso completo desde que no se presiona hasta que se presiona y se suelta, es decir, cuando presionamos el siguiente Al presionar una tecla, siempre desea que un comando se ejecute solo una vez. No debe haber interferencias durante el proceso de prensado, ya que durante el proceso de prensado, la interferencia puede causar un proceso de disparo falso. Por lo tanto, al diseñar el circuito del botón, debemos tener cuidado de no tener interferencias al soldar. Si configura demasiados botones, ocupará más puertos de E/S y provocará molestias al cableado. Por lo tanto, esta solución es adecuada para situaciones en las que hay pocos botones. Si eliges esta opción, dado que hay menos botones, no puedes ingresar directamente al modificar la hora o configurar la hora de la alarma. Solo puedes completarlo sumando o restando, lo cual es un poco más problemático, pero el procedimiento es simple. (1) Al realizar soldadura de reparación de estaño, el orden debe ser de izquierda a derecha y de arriba a abajo para evitar perder la inspección durante la inspección o faltar la reparación durante la soldadura. (2) Limpie la punta del soldador con frecuencia al soldar para evitar que los residuos de la punta del soldador causen defectos como soldadura falsa, poros y soldadura excesiva. (3) No agregue soldadura a la punta del soldador en el sustrato durante el proceso de producción, no agite, golpee ni deseche el estaño para evitar que la escoria de soldadura, la soldadura y las perlas caigan sobre el sustrato. (4) Al presionar o desmontar piezas, primero se debe agregar soldadura a la superficie de la lámina de cobre de la placa de circuito y se debe calentar uniformemente para evitar daños en el circuito causados ​​por fallas de colofonia o deformaciones de la lámina de cobre. Teniendo en cuenta que el circuito no necesita ser complicado, está diseñado con 3 botones, uno para resetear y los otros 2 botones para presionar la hora digital y confirmar la hora configurada. Los 2 últimos botones deben conectarse al terminal 89C2051. Si desea configurar la alarma 9 en Huzhou para las campanas de tesis de graduación de la especialidad en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional, primero debe presionar el botón de reinicio y luego presionar el botón "Configuración" durante mucho tiempo. ", C" y luego cambiará a "00-00-00". Ingrese al estado de configuración de la alarma. El método de configuración es el mismo que el anterior. Después de configurar la alarma, el siguiente paso es configurar la hora actual. El método de ajuste salta al primer paso. En el estado de espera después del reinicio, se usa para comenzar a configurar los parámetros de tiempo (configuración de hora o configuración de alarma en el estado de configurar los parámetros de tiempo y no configurar el dígito más bajo (es decir, el dígito de las unidades); para finalizar la configuración del dígito actual, el dígito de la configuración actual se mueve hacia abajo en el estado de configuración del dígito más bajo (dígito de unidades), se utiliza para finalizar esta configuración de tiempo.

2) La tecla +1 se utiliza para agregar 1 al dígito de configuración actual (dígito de edición de acuerdo con el modo de trabajo de 12/24 horas y el significado del dígito actual que se está editando (dígito de decenas de hora, dígito de unidades de hora, decenas de minutos). dígito, dígito de unidades de minutos) determina automáticamente los límites superior e inferior de los datos. Por ejemplo, para el reloj de 12 horas, el dígito de las decenas de la hora solo puede ser 0 o 1. Si el valor actual es 0, será 1 después de presionar la tecla +1 y volverá a 0 después de presionar la tecla Tecla +1 nuevamente. 3.1.3 Diseño del circuito de reinicio Hasta ahora, existen cuatro tipos principales de circuitos de reinicio de microcontroladores: (1) Circuito de reinicio de tipo diferencial; (2) Circuito de reinicio de tipo integral (3) Circuito de reinicio de tipo comparador (4) Ver tipo de vigilancia; circuito de reinicio. Además, empresas como Maxim también han introducido circuitos de reinicio de chip dedicados cuya función básica es proporcionar una señal de reinicio cuando el sistema está encendido y cancelar la señal de reinicio una vez que se estabiliza la fuente de alimentación del sistema. En aras de la confiabilidad, se requiere un cierto retraso antes de que se cancele la señal de reinicio después de que la fuente de alimentación esté estable para evitar que la fluctuación causada por la apertura y el cierre del interruptor de encendido o del enchufe afecte el reinicio. Cuando la señal de reinicio de entrada continúa en un nivel alto durante más de dos ciclos de la máquina, es válida y se completa la operación de inicialización de reinicio del microcontrolador. Los microcontroladores se han utilizado ampliamente en electrodomésticos, atención médica, instrumentación, automatización industrial, aeroespacial y otros campos. Los tipos de microcontroladores más populares en el mercado incluyen principalmente los microcontroladores de la serie 8051 de Intel, Atmel y Philip, la serie M6800 de Motorola, la serie MCS96 de Intel y la serie PIC de Microchip. No importa qué tipo de microcontrolador utilice el usuario, el diseño del circuito de reinicio del microcontrolador siempre está involucrado. La calidad del diseño del circuito de reinicio del microcontrolador afecta directamente la confiabilidad de todo el sistema. Después de que muchos usuarios diseñaron el sistema de microcontrolador y lo depuraron con éxito en el laboratorio, experimentaron "caídas", "fugas del programa" y otros fenómenos en el sitio. Esto se debe principalmente al diseño poco confiable del circuito de reinicio del microcontrolador. 1 es un ejemplo de un microcontrolador y una pantalla LED de ocho segmentos de alta potencia que comparten una fuente de alimentación y utilizan un circuito de reinicio diferencial. En este caso, el sistema a veces encuentra algunos fenómenos impredecibles, como "caídas" irregulares, "programas fuera de control", etc. Sin embargo, al depurar con un emulador, este fenómeno no ocurre o ocurre raramente. Como se muestra en la Figura 2, en esta figura, el reinicio del microcontrolador utiliza otro circuito de reinicio. En la aplicación de este circuito, los usuarios a veces encuentran que el microcontrolador puede no funcionar correctamente si se vuelve a encender dentro de un corto período de tiempo después de apagarlo. Se puede considerar que estos fenómenos son causados ​​por un diseño inadecuado del circuito de reinicio del microcontrolador. 10 Tesis de Graduación de la especialidad en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional de Huzhou Figura 3-2 Diagrama del circuito de reinicio 3.1.4 Diseño del circuito de visualización En cuanto a los relojes, generalmente se puede utilizar una pantalla de cristal líquido o una pantalla de tubo digital. Dado que las pantallas LCD segmentadas generales requieren circuitos de control especializados y, como pantalla pasiva, la pantalla LCD tiene una visibilidad relativamente pobre para los módulos LCD (de caracteres o de matriz de puntos) con circuitos de control e interfaces de microprocesador. Generalmente, se utilizan interfaces paralelas, que requieren una interfaz más alta; requisitos para los microprocesadores y ocupan muchos recursos. Además, el 89C2051 en sí no tiene una interfaz de controlador LCD especial, por lo que este reloj utiliza una pantalla de tubo digital. Como dispositivo de visualización activa, el tubo digital tiene las ventajas de un alto brillo y un precio bajo. También existen en el mercado tubos digitales con combinación de visualización de reloj especial. El sistema de control basado en el microcontrolador AT89S51 incluye cuatro partes: adquisición de datos, sistema de control, circuito de reloj, circuito de grabación de voz y circuito de información de anuncios. Utilice un tubo digital como pantalla. El circuito de conducción del tubo digital es simple y fácil de usar. Si elige esta solución, no necesita una fuente de luz para saber la hora por la noche, lo cual es muy conveniente. La desventaja es que consume más energía. Debido a que el tubo digital es más cómodo de usar y para decir la hora por la noche, elegimos el tubo digital como pantalla. La parte de pronunciación: use el software para generar una salida de onda cuadrada, amplifíquela a través del transistor y haga funcionar el timbre para pronunciar. para que pueda ahorrar dinero. Retire el circuito de oscilación del hardware y reduzca los costos.

11 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College 3.2 Diseño del software del sistema El método de diseño del software del sistema es el mismo que el del diseño del hardware. También se divide en submódulos de acuerdo con cada función del sistema y cada módulo. Está diseñado por separado. Diseñe y luego implemente las funciones de todo el sistema a través de llamadas entre varios módulos. Los módulos de diseño de la parte de software del sistema incluyen: diseño de software del circuito del botón, diseño de software del circuito de reinicio y diseño de software del circuito de visualización***. Parte de pronunciación: utilice software para generar una salida de onda cuadrada, que se amplifica mediante un transistor para activar el zumbador y producir sonido. Esto elimina la necesidad de un circuito de oscilación de hardware y reduce los costos. Fuente de alimentación: si funciona con baterías, es más cómodo de transportar. Sin embargo, este sistema utiliza un tubo digital como pantalla, que consume mucha energía y requiere un reemplazo frecuente de las baterías. Además, este sistema es de gran tamaño y no se puede transportar incluso si funciona con baterías. Por lo tanto, no es adecuado utilizar baterías como suministro de energía, por lo que se utiliza una fuente de alimentación externa regulada para el suministro de energía. 3.2.1 Diseño de software Funciones del software: (1) Botones de detección. Cuando el sistema detecta que se presiona un determinado elemento, irá a la subrutina correspondiente para su procesamiento, que puede realizar las funciones de ajustar la hora y configurar la hora de la alarma. (2) Pantalla. Al llamar a la subrutina de visualización, el sistema puede enviar el contenido del búfer de visualización a la pantalla del tubo digital mediante escaneo dinámico. (3) Calendario. El sistema puede generar señales de segundos a través de interrupciones y contadores de software. Cada 1 segundo, el sistema ajustará el contenido de la unidad de almacenamiento de tiempo para realizar la función de sincronización. (4) Comparar. Siempre que el contenido de la segunda unidad de almacenamiento sea 0, el sistema puede determinar si la hora actual cumple con las condiciones de alarma llamando a la subrutina de comparación. Si es así, el sistema llama a la subrutina de pronunciación para hacer que el timbre suene la alarma. (5) Generar salida de onda cuadrada de audio. El sistema genera una salida de onda cuadrada de audio a través del software para hacer sonar el zumbador, lo que puede salvar el circuito de oscilación del hardware. (6) Dividir. Para mejorar la utilización de la unidad de almacenamiento, este sistema comprime los datos de tiempo en un código BCD comprimido y luego los envía a la memoria de video antes de que puedan visualizarse. (7) Fusión. Para mejorar la velocidad del tiempo de modificación, el contenido existente se puede modificar primero bit a bit y luego se llama a la subrutina de fusión para fusionar el contenido de la memoria de visualización y enviarlo a la unidad de almacenamiento designada. (8) Configuración. Después de que el sistema ingrese al estado de configuración, puede presionar el botón "Establecer" para cambiar la posición del bit intermitente y presionar la tecla "+" o "-" para sumar 1 o restar 1 al contenido del bit intermitente, de ese modo lograr informes de tiempo y configurar el propósito de la hora de la alarma. Diseño de software: 12 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Figura T0 Diagrama de flujo del programa de servicio de interrupción 13 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Comience a inicializar el tubo digital para mostrar 00-00-00 mientras espera la hora de configuración Tecla de ajuste que se presionará durante un tiempo breve. Presione la tecla de ajuste durante un tiempo prolongado. El primer tubo digital cambia al modo de ajuste de hora. El primer tubo digital cambia primero y luego cambia al modo de configuración de alarma. El primer tubo parpadea. Presione la tecla más 1. Presione la tecla más 1. Presione la tecla de ajuste. Presione la tecla de ajuste y agregue 1 y parpadeará. Agregará 1 y parpadeará. Luego, el siguiente tubo digital parpadeará hasta que se complete la configuración de la hora. Presione la tecla de ajuste y se apagará y entrará en el modo de ahorro de energía. e ingresa al modo de ahorro de energía. Diagrama de flujo del circuito. Funciones y uso del sistema: Después de encender el sistema, ingresa automáticamente al estado del reloj. Si presiona la tecla "Establecer" en este momento, aparecerá un dígito parpadeante en la pantalla. Presione "+" o "-" nuevamente para sumar o restar el contenido del dígito parpadeante y modificarlo. Después de terminar un dígito, presione. "Establecer" para cambiar la posición del dígito parpadeante y continuar modificando el siguiente dígito. Una vez completada la modificación, presione la tecla "OK" para salir del estado de configuración e ingresar al estado de visualización del reloj normal. Cuando el estado del reloj se muestra normalmente, presione el botón "Alarma" para ingresar al estado del despertador. En este momento, presione "+" o "-" para girar el despertador hacia arriba y hacia abajo; modificar la hora de alarma que se muestra actualmente. El método de modificación es el mismo que Modificar el reloj. Mientras ve el despertador, presione el botón "Alarm Clock" para encender/apagar la hora de alarma que se muestra actualmente. Cuando el quinto dígito de la pantalla muestra "-", significa que la alarma está encendida. Presione la tecla "Reloj" para volver al estado de visualización normal del reloj.

Si desea configurar la alarma, primero debe presionar el botón de reinicio y luego presionar el botón "configuración" durante mucho tiempo. El primer tubo digital mostrará "C", luego cambiará a "00-00-00". y luego ingrese la alarma. Configure el estado. El método de configuración es el mismo que el anterior. Después de configurar la alarma, el siguiente paso es configurar la hora actual. El método de ajuste salta al primer paso. ¡Después de configurarlo así, podrá despertarte regularmente según los deseos del propietario! Primero comprendemos el método de diseño de un reloj despertador simple y luego diseñamos el circuito y escribimos el programa para implementar la función del reloj despertador nosotros mismos. Un reloj despertador simple debe lograr las siguientes funciones: 1. Puede mostrar correctamente el tiempo de viaje del reloj despertador 2. Puede configurar la hora actual 3. Puede configurar la hora de la alarma y emitir un sonido cuando se acabe el tiempo. En el diseño utilizamos la idea de combinar el chip mencionado anteriormente y la programación de software proporcionada en el instrumento. La programación del software de este diseño consta de cuatro partes. A continuación se describirá el diseño de nuestro grupo de un reloj despertador simple basado en la estructura del programa. El plan de diseño específico es el siguiente: (1) En el programa principal, complete el. tabla de vectores de interrupción y utilice el extremo IRQ7 e IRQ7 del 8255A IRQ5. Utilice 8253A y 8259A para completar la función de sincronización de un segundo y luego complete la función de salto de tiempo a través de la subrutina de actualización de tiempo. Cuando se alcanza la nueva hora, se determina si se ha alcanzado la hora de alarma establecida. se inicia; si no, continúe mostrando la hora. (2) La hora del despertador cambia en la subrutina de actualización de la hora, primero determine si el número de segundos cambiado es menor que 10. Si es así, regrese al programa principal, si no, el dígito de las unidades del segundo; salta a 0. Suma uno al dígito de las decenas del segundo; juzga nuevamente el dígito de las decenas del segundo, el proceso es el mismo que juzgar el dígito de las unidades del segundo. (3) La función más importante del despertador simple es "¡Es hora de hacer algo!". En esta parte, la consideración principal es determinar si la hora actual es la hora de alarma establecida. Si los cuatro dígitos de la hora después del salto son exactamente iguales a la hora de alarma configurada, el altavoz debería sonar, avisando al propietario del despertador "¡Se acabó el tiempo a partir del décimo dígito del minuto del despertador!" , si el anterior Si la visualización del bit de alarma es la misma que el bit correspondiente de la hora de alarma configurada, pasará a juzgar el siguiente bit, si no es el mismo, volverá al programa principal; Después de juzgar ambos, si son iguales, configure el bit correspondiente para iniciar el despertador en 1 y encender el altavoz. (4) En la subrutina de visualización de la hora, la hora comienza desde 0, 0, 0, 0. La visualización de cuatro dígitos se completa con un programa. 15 Tesis de graduación de especialidad en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional de Huzhou 3.2.2 Diseño general de la parte de software de todo el sistema Una vez completado el diseño de software de cada módulo, se puede llevar a cabo el diseño de software general de todo el sistema. La idea básica del diseño es conectar varios módulos con funciones independientes entre sí estableciendo algunas señales de contacto para realizar las funciones del sistema general. Capítulo 4 Depuración del sistema y análisis del rendimiento 4.1 Método de depuración del sistema La idea principal de depurar todo el sistema es: depurar primero cada módulo y luego depurar todo el sistema en conjunto. Primero depure el software y el hardware por separado y luego depurelos juntos. Sigue el principio de las partes primero y luego del todo. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos durante la depuración del sistema: (1) Después de soldar el circuito del hardware, asegúrese de usar un multímetro para verificar si hay un cortocircuito entre la fuente de alimentación y tierra antes de encender. (2) Después de encender, use un osciloscopio para observar los cambios de señal en el circuito, compararlo con la situación de diseño original, encontrar la diferencia y analizarlo. (3) Durante la depuración del software se pueden utilizar métodos comunes, como puntos de interrupción y ejecución en un solo paso. (4) Al depurar software y hardware conjuntamente, se debe prestar atención a depurar la parte del software función por función. 4.1.1 Depuración de botones de entrada Para la depuración de botones de entrada, siempre que el botón responda en consecuencia cuando se presiona el botón, el programa se puede usar para determinar si las E/S del microcontrolador pueden reconocerlo. 16 Tesis de Graduación de la especialidad en Electrónica Aplicada de la Escuela Técnica y Vocacional de Huzhou 4.1.2 Depuración del circuito de reinicio Cuando se enciende la alimentación, la inicialización del sistema se completa cuando se enciende la alimentación. 4.1.3 Depuración del circuito de visualización En este diseño, el circuito de visualización solo necesita completarse para que los números se puedan mostrar correctamente al ingresar números. 4.1.4 La depuración conjunta de todo el sistema se puede completar después de que todas las partes del sistema. han sido depurados. Realizar la depuración de todo el sistema.

Dado que las partes anteriores se han depurado por completo, las funciones esperadas de todo el sistema se pueden realizar sin problemas durante el proceso de depuración real. 4.2 Análisis del rendimiento del sistema El sistema puede hacer sonar una alarma dentro del tiempo establecido, pero el sonido es un poco ronco. Esto se debe a que después de cada inversión del puerto de E/S que controla el zumbador, la subrutina de visualización debe llamarse una vez antes de que se pueda invertir nuevamente. De lo contrario, no se podrá mostrar durante el período de sonido y el tiempo necesario para llamar a la subrutina de visualización. una vez es aproximadamente 6 ms (6 bits (1 ms por bit), por lo que la frecuencia de oscilación f=1/T=1/(2*6ms)≈83Hz. Obviamente esta frecuencia es demasiado baja, que es la razón de la voz ronca. Después de la prueba, el error del reloj es de aproximadamente 3 segundos/día. Esto se debe a que el proceso desde que el temporizador envía una señal de solicitud de interrupción a la CPU hasta la recarga del valor de tiempo inicial lleva una cierta cantidad de tiempo. Este sistema ha pasado la prueba y puede lograr las siguientes funciones: (1) Entrada de clave. (2) Sonido de alarma. (3) Pantalla LED. 17 Tesis de graduación de especialidad en electrónica aplicada de Huzhou Vocational and Technical College Capítulo 5 Conclusión Comencé a prepararme para este proyecto de graduación muy temprano y compré los componentes yo mismo primero, por lo que pude completar todas las tareas de diseño antes. A través de este diseño, he logrado grandes avances en mi capacidad para diseñar sistemas de aplicaciones de microcontroladores. Este proyecto de graduación aplica el diseño y producción de un reloj despertador electrónico de un solo chip como producto inteligente, que tiene las características de bajo costo, fácil uso, alta confiabilidad y gran escalabilidad. 18 Tesis de graduación de la especialización en Electrónica Aplicada de la Facultad Técnica y Vocacional de Huzhou Referencias 1. Li Jie, Chen Diantao, etc., Diseño y diseño de producción de un reloj despertador electrónico utilizando una microcomputadora de un solo chip [J], Investigación sobre mecanización agrícola, 2005. 2. Chen Mingying. 8051 Libro de texto de capacitación en diseño de planes de estudios de microcomputadoras de un solo chip Beijing: Tsinghua University Press 2004 3. Hu Hancai. Principio de microcomputadoras de un solo chip y tecnología de interfaz Beijing: Tsinghua University Press 1995 4. Xu Shuhua, Cheng Tuian y Yao Wansheng. Principio y aplicación del microordenador de un solo chip Harbin Institute of Technology Press 1994 5. Ding Yuanjie "Principios y aplicaciones de los microcontroladores". Publicado por Machinery Industry Press en febrero de 2003. 58-67 6. Zhu Dinghua. ". Publicado por Electronic Industry Press. Mayo de 2004 .32-46 7. He Limin. "Configuración del sistema y tecnología de interfaz para el diseño de sistemas de aplicaciones de microcontroladores". Publicado por Beihang University Press. Febrero de 2005. 16-45 8. Jiang Xiaoan, Dong Xiufeng. "Tecnología electrónica analógica". Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología Electrónica de Xi'an, mayo de 1996. 31-76. 9 19 Graduado de la especialidad en Electrónica Aplicada de la Universidad Técnica y Vocacional de Huzhou Apéndice 2 de tesis Diagrama esquemático 20 Tesis de graduación de Electrónica Aplicada de la Universidad Técnica y Vocacional de Huzhou Apéndice 3 Diagrama físico