基于AVR单片机的上下课自动打铃系统的实现-电子工程世界

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昨晚花一晚上把这些资料整理了一下，全部发出来了。

由于补课没有铃。3月份做了这个东西，已实际使用，稳定运行一个学期。

上运行图：

硬件如下：AVR ATmega16单片机，开发板（用到上面的：继电器、LED走马灯、两个按钮）、门铃、LED若干、16Mhz无源晶振。

硬件照片：

开发板：

AVR单片机：

晶振：

——————————好了照片晒完了，下面开始正文——————————

原理图如下：

好吧我的能耐真大，这电路图不是用什么CAD专业软件画的，而是用Windows画图板用鼠标一笔一划画的。。。所以效果不是很好，凑合着看吧，知道个大概就行了。（开发板上肯定还有其他资源，电路图中的资源也不止开发板上的。这个电路图是本系统的原理图而不是开发板的全部电路图，画的只是和本系统有关的东西，开发板上其他无关的就不画了，也不需要画）[page]

简单说明下：

L1~L8对应开发板上的8个LED；D2~D6对应上面运行图上的那5个红色“上课指示灯”；D1为一盏绿色的LED（运行图上注意点看，用透明胶包住的那个绿色LED），用于监视程序是否在运行（晶振是否起振，是否死机）；K1 K2用于选择上午下午（上午有早读，下午没有）。继电器不用说了，控制门铃开关用。

下面放出源程序。（刚刚我已在程序中加入了很多注释了，后面还是要做下解析）：

————源程序（本程序版权归李彦锋所有）————
#define  uchar unsigned char
#define  uint  unsigned int
#define  ulong unsigned long int
volatile uint nowtime;//计时变量。然后下面的几个变量是一些逻辑控制的
volatile uint ledmode;
volatile uint shangkeledmode;
volatile uint shangkeledtime;
volatile uint class;//上下课逻辑，上课为1，下课为0，见主函数

#include
#include

void port_init(void)
{
DDRB=0xFF;
PORTB=0x00;
DDRC=0xFF;
DDRA=0XFF;
DDRD|=0XF0;
//初始化IO口
}

void timer0_init(void)
{

TCCR0 = 0x00;
TCNT0 = 0x06;
OCR0  = 0xFA;
TCCR0 = 0x03;
//初始化timer0
}
//timer0本系统中用于控制上下课指示灯闪烁
#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:iv_TIM0_OVF
void timer0_ovf_isr(void)
{
tm0rsf();//别看漏
TCNT0 = 0x06;
}

//TIMER1 initialize - prescale:256
// WGM: 0) Normal, TOP=0xFFFF
// desired value: 1Sec
// actual value:  1.000Sec (0.0%)
void timer1_init(void)
{
TCCR1B = 0x00; //stop
TCNT1H = 0x0B; //setup
TCNT1L = 0xDC;
OCR1AH = 0xF4;
OCR1AL = 0x24;
OCR1BH = 0xF4;
OCR1BL = 0x24;
ICR1H  = 0xF4;
ICR1L  = 0x24;
TCCR1A = 0x00;
TCCR1B = 0x04; //start Timer
//初始化timer1
}

//timer1本系统中用于上课时间和下课时间计时

#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:iv_TIM1_OVF
void timer1_ovf_isr(void)
{
tm1rsf();//哈哈可能有人漏看了这里，回调函数执行另一个函数，这样程序看起来更整洁，这是我的编程习惯^v^

TCNT1H = 0x0B;
TCNT1L = 0xDC; //重载高低值

//timer1回调函数
}

void init_devices(void)
{
CLI();
port_init();
timer0_init();
timer1_init();
MCUCR = 0x00;
GICR  = 0x00;
TIMSK = 0x05;
SEI();
}

void delay(uint ms) //这个就不用说了死循环延迟
{
uint i,j;
for(i=0;i          {
                  for (j=0;j<2300;j++);
            }
}

void tm0rsf()//控制上课指示灯闪烁的函数，不喜欢写在回调函数里，这样程序看起来更工整。。。
{

if(class==1)//是否上下课，上课就闪，下课就不闪。
{
shangkeledtime++;
if (shangkeledtime==150)//150ms闪一下。其他自己看吧。。。。
{
      shangkeledtime=0;
         if(shangkeledmode==1) //开灯，相应IO输出高电平
         {
            PORTA|=0X54;
                  PORTC|=0x02;
                     PORTD|=0x20;
                  shangkeledmode=0;
         }
         else //关灯，相应IO输出低电平（接地）
         {
            PORTA&=0X03;
                  PORTC&=0xFC;
                     PORTD&=0XDF;
            shangkeledmode=1;//逻辑自己看吧。。。。
         }
}
}
else
{
PORTA&=0X03;
      PORTC&=0xFC;
      PORTD&=0XDF;
}
}

void tm1rsf()//timer1回调函数执行的函数
{
nowtime++;//计时变量自增
if(ledmode==1)//嗯这个就是控制D0 LED闪烁的了，主要就是看timer1是不是在走。
{
ledmode=0;
      PORTA|=0x01;
}
else
{
ledmode=1;
      PORTA&=0XFE;
}

}

void ring()//响铃函数，控制继电器的。。（PC7输出高电平）
{
PORTC=0xFF;//因为PC口只有用到一个PC7所以不管这么多懒得算了直接全部输出高电位
delay(300);
PORTC=0x00;
delay(8300);
PORTC=0xFF;
delay(300);
PORTC=0x00;
delay(8300);
}
uchar key_press()//检测K1K2是否按下。。
{
uchar j;
DDRD|=0X0F;
      PORTD|=0X0F;

      DDRD&=0XF0;

      j=PIND;
      j=j&0X0F;
      if(j==0X0F)
      {
      return 0;
      }
      else
      {
      return 1;
      }

}

uchar key_scan()//检测是K1还是K2按下。。
{
uchar key;
delay(10);
      if(key_press())
      {
      key=PIND;
      key&=0X0F;
      switch(key)
      {
         case 0X0E:
            key=1;
               break;
         case 0X0D:
            key=2;
               break;
         default:
            key=0;
      }
      while(key_press());
      }
      else
      {
      key=16;
      }
      return key;
}

void main()//好了主函数开始了。。。
{
uchar i,j;
      uint k,mode;
      uint ledmode;
init_devices();//初始化IO。。上面有。

k=0;
ledmode=1;//逻辑自己看，不用解释。。。

      while(k==0) //注意了这一段是上电后等待按下K1K2的。
      {
      if(ledmode==1)//上电后LED走马灯在那狂闪（按下之前）
      {
            PORTB=0XF0;delay(80);
               ledmode=0;
      }
      else{PORTB=0X0F;delay(80);ledmode=1;}
      i=key_press();
      if(i)
      {//判断按的哪个
         j=key_scan();
               if (j==1)
               {mode=1;k=1;}
               if (j==2)
               {mode=2;k=1;}
      }
      }


if (mode==1)//如果按的K1，也就是早上用，有早读的
{
      uint overzaodu;
      uint canoverzaodu;
      overzaodu=0;
      canoverzaodu=0;
PORTB=0XF3;//早读上课时跑马LED亮上面2盏（亮上面。。代表上午^v^）
      nowtime=0;
      class=1;
while(canoverzaodu==0)
{
      if (class==1)
{
                  if (nowtime==1200)//先上20分钟的早读
                     {
                              class=0;
                              nowtime=0;
                              overzaodu++;
                              ring();//早读下课打铃
                     }
}
      else
      {

                  if (nowtime==300)//早读休息5分钟，接下来自己看吧
                     {


                              class=1;
                              nowtime=0;
                              overzaodu++;
                        ring();
                              ring();
                              PORTC=0xFF;
                              delay(300);
                              PORTC=0x00;
                     }
      }
      if (overzaodu==1)

      {
         PORTB=0XF1;//早读下课，LED多亮一盏
      }
      if (overzaodu==2)
      {
      canoverzaodu=1;
      PORTB=0XF0;//早读结束，LED亮完上面4盏。。
      }//然后跳出早读while，进入到下面正常上课while--上课40分钟，下课10分钟，上课，下课…………无限循环。。。
}
}

if (mode==2)//按下K2，也就是下午用的
{
PORTB=0X0F;
      class=1;//逻辑，上课为1下课为0
                        ring();
                              ring();
                              PORTC=0xFF;
                              delay(300);
                              PORTC=0x00;//这都是打铃用的。。上课比较吵，要打5遍。（一个ring打两遍，两个ring后直接在这里控制IO再打一遍）
}

nowtime=0;

while(1)//正常上课while，这里就不解释太多了，逻辑和上面早读的差不多的

{

   if (class==1)
{
                  if (nowtime==2400)//是否够40分钟
                     {
                              class=0;
                              nowtime=0;//计时变量清零
                              ring();//打铃，下课打2遍就好了（一个ring两遍，具体看上面ring函数）
                     }
}
      else
      {
                  if (nowtime==600)
                     {


                              class=1;
                              nowtime=0;
                        ring();
                              ring();
                              PORTC=0xFF;
                              delay(300);
                              PORTC=0x00;//上课打5遍铃，其他就不解释这么多了，逻辑一样的自己看就行。
                     }
      }
}
}

————源程序（本程序版权归李彦锋所有）————

再简单说下吧，程序中的逻辑就不说了。

1.点亮L1~L8为PB0~PB7输出低电平（接地），因为那头接的是VCC +5V的正电压。

2.PC7输出高电位，继电器B和C导通，接通门铃，就响了。

3.D1~D6我是直接把LED的正负接在IO口上的，所以输出电位的时候一高一低。其实可以IO口上全接正然后统一接地，但是这样麻烦，反正有足够的IO口，就这么干了。

附：最早是用内部时钟，然后后来跑不准，折腾了我一个星期，后来才发现是内部时钟的问题，上了个晶振，解决问题。。。

好了就说到这里，结束。

关键字：AVR单片机上下课自动打铃系统引用地址：基于AVR单片机的上下课自动打铃系统的实现

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