校园作息时间控制系统主要用于学校，也可以用于一些以24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STC89C52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。

1.2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[3]。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，LED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、年历和一般机械电子时钟。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，一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DS1302、DS12887、DS1307、PCF8485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

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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，甚至一些学生把铃声看成是考试的代名词，以至于一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，让学生在一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，多花一个人的劳务费。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。

1.3本文的内容及结构

本文共分五章，在第1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2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3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DS1302的优缺点、内部结构和用法，然后对LCD1602进行相关介绍和用法，最后介绍了电铃模块的主要ISD1820芯片的相关资料和用法。第4章主要介绍软件电路的设计，包括主程序软件设计流程图、DS1302时钟流程图、LCD1602程序流程图。第5章主要是系统测试，系统测试包括硬件测试和软件测试。

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第2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。

2.1系统的性能和要求

1．时钟功能：能显示年、月、日、时、分、秒。 2．调整功能：能校正年份、日期、时间。 3．打铃功能：按指定时间打铃即播放音乐。 4．录音功能：可以随时更换音乐。

5．灯的控制：按时间打开学校教学楼灯和宿舍灯总闸。

本系统除了具有上述的自动打铃、定时开关教学楼灯和宿舍灯总闸的控制，必要时也可以通过按键手动控制电铃开闭，教学楼灯和宿舍灯关闭。本系统就以控制本校作息时间为例，控制教学主楼的电铃和教室点灯控制，还有十八公寓宿舍灯的控制。表2-1和表2-2是学校作息时间表。

表2-1 电铃时间控制表

时间 8：30 9：15 9：20 10：05 10：35 11：20 11：25 12：10 14：00 14：45 事件 第一节课上课 第一节课下课 第二节课上课 第二节课下课 第三节课上课 第三节课下课 第四节课上课 第四节课下课 第五节课上课 第五节课下课 4

动作 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐

14：50 15：35 15：45 16：30 16：35 17：20 18：30 19：15 19：20 20：05 20：10 20：55 21：00 21：45 第六节课上课 第六节课下课 第七节课上课 第七节课下课 第八节课上课 第八节课下课 第九节课上课 第九节课下课 第十节课上课 第十节课下课 第十一节课上课 第十一节课下课 第十二节课上课 第十二节课下课 表2-2 电灯时间控制

铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 铃响；播放音乐 时间 5：30 7：00 8：00 12：00 14：00 17：00 22：00 22：30 事件 寝室灯打开 教室灯打开 寝室灯关闭 寝室灯打开 寝室灯关闭 寝室灯打开 教师灯关闭 寝室灯关闭 动作 继电器1开启 继电器2开启 继电器1关闭 继电器1开启 继电器1关闭 继电器1开启 继电器2关闭 继电器1关闭

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