闽江学院本科毕业论文(设计)题 目 校园广播自动播放系统 学生姓名 学 号 120041005021 系 别 物理学与电子信息工程系 年 级 2004级 专 业 电子信息科学与技术 指导教师 职 称 实验师 完成日期 目录摘要 3引言 41方案论证与比较511总体方案比较5 12各模块方案比较61.2.1控制模块 61.2.2 驱动电路模块7 1.2.3时钟模块 71.2.4显示模块72.系统设计与实现82.1硬件设计 82.2.1硬件组成 82.2.2工作原理 122.2软件设计 153测试结果与分析204总结5附录参考文献校园广播自动播放系统摘要：以AT89S52单片机为主控制器和按键、显示、实时时钟及电机驱动等外围电路构成了具有定时开/关功能的播放系统。主控制器的作用是对数据的存取和处理，还有及时响应外部的三个中断：按键中断， 即T1计数器溢出中断；实时时钟更新结束中断；霍尔脉冲计数中断。选取实时时钟芯片DS14285与控制器来实现自动播放功能，从而实现无人职守。DS14285 是一款8 位并行方式的时钟芯片,芯片采用地址/ 数据总线复用方式实现引脚的高效性，除了可向用户提供报时和闹钟功能外,它还具有自动后备电源功能和114 字节的用户RAM ,可以使时间和用户信息在系统掉电时不丢失。Abstrat:A broadcast system with automatic on / off function was designed, which was composed of the main controller and peripheral circuits. A single-chip microcomputer AT89S52 was used as the main controller and the circuits consists of button, display, real-time clock and motor drives. The role of main controller is to access and to process the data. The main controller also responds timely to three outside interrupts, which are Key interruption, known as T1 counter overflow interruption, updated real-time clock interruption and Hall pulse counting interruption, respectively. To obtain the unattended function, a real-time clock chip of DS14285 and controller were used in the automatic playback capability. DS14285 is a 8-bit parallel manner clock chip which performs high efficiency by using address/data multiplex mode. The chip have a function of givingthecorrecttime and using as alarm clock. It also has automatic backup battery and 114 bytes user RAM, which can make sure that the time and usersinformation in the system do not be lost when power fails.关键词：校园广播；自动播放；电控机蕊；单片机；AT89S52实时时钟；定时控制；DS14285；引言目前,随着科技的飞速发展，实时控制已可以通过计算机或专用的集成模块等多种方法来实现，并且被广泛地应用于军事、医疗、工农业、交通运输等等各个领域,例如导弹制导、路灯照明、家电定时开关、上下课铃，而在学校里校园广播是最为人们所熟悉的了。校园智能广播系统是所有学校的基础设施之一，主要用于音乐打铃、播放背景音乐、校园自办广播节目的播放、紧急广播等，尽管如今的校园网及多媒体设施已经非常发达，但校园广播的功能还是不能被替代，因为它没有地点和设施的限制，人们可以随时随地收听到广播节目，特别是近几年来广播音乐铃声的普及，为各个学校带来了人性化、个性化的管理。各学校都有广播系统，但根据学校性质、需求不同，广播系统的构建方式也有所不同， 不能用一种智能广播系统来套用所有学校的广播系统。特别的，我国东西部发展的不平衡，导致很多基础设施的不能同步，在很多偏远地方，尤其要考虑经济效益，所以基于单片机的简易校园智能广播系统还是有一定的实用价值。本系统的设计就是本着经济及应用所学知识的理念，选用廉价的51系列单片机作为主控制器，加入定时芯片，以及运用模拟电子技术基础知识而搭建的电机驱动电路来驱动旧式的磁带录放机，从而构成一个简易实用的自动播放系统。它具有播音、录音、快进、快退等基本功能，最主要的是加入了实时控制播放系统，所加入的系统可以显示正常时间，还有，一天内可以设定多达16组的自动开/关定时时间，是名副其实的全天候 “无人职守”播放系统。1 方案比较与论证11 总体方案比较 方案一：使用一台多媒体电脑分别连接发射系统、话筒和一台录音卡座。电脑负责数码音频的录制和播放工作, 卡座把录音磁带的音频信号内容通过电脑的“ 输人” 口输人电脑转录成数码音频文件保存在硬盘内, 发射系统把音频信号调制成单一频率的调频信号通过天线发射出去。图1 装上数码音频录音(如：Realjukebox)和播放(如：Winamp)软件,以完成录放工作。而定时播放可以通过计算机附件自带的建立“任务计划”来完成，即：开始程序附件系统工具任务计划图2方案二：采用现成的集成块构成数字播放系统。系统中的节目播放器是新品种，内置有非易失性存储芯片，厂家固化了2个小时的数码录音节目（通常是礼仪类和保健操类节目以及供发布上下课钟声用的信号，也可以定制其他节目）。另外，有2小时的空白带，供用户自己录音。可以说，该节目播放器是一台不用磁带的数码卡座。如图3示：MP-P系列广播功放广播线路DSP系列广播扬声器广播话筒DSP系列广播扬声器MP-9907CD机MP-8806卡座MP-9908调谐器图3MP-8817节目播放器或或DSP系列广播话筒 方案三、与前面两种方案不同的是，这种方案用传统的磁带机当作音源，通过添加上单片机控制电路组成一台简易的自动播放系统。原理框图如图4所示：单片机带RAM的时钟定时芯片机芯驱动电路显示按键M1M2图4 出于对知识的应用和经济实用的考虑,本系统的设计将选择方案三。12 各模块方案比较 121控制模块方案一：采用凌阳的16位单片机，它是16位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。方案二：可编程逻辑器件CPLD，可以实现多种复杂的逻辑功能，规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。方案三：AT89系列单片机是美国Atmel公司的产品，它的主要特点是：内部有1K20K电可擦程序存储器，写入的程序可保存10年以上，同时内部有64256字节数据存储器，工作频率可达几十MHz，软硬件与INTEL公司的51系列单片机兼容。一个以51为内核的低功耗、高性能CMOS 8位单片机，片内含8k空间的可反复擦写上千次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O口，2个16位可编程定时计数器。资源丰富，价格低廉。通过上述比较，结合所学知识，因为较好的掌握了51系列的单片机的工作原理，所以采用AT89S52作为本设计的主控制器。122 驱动电路模块 方案一：采用专用芯片L298N作为电机驱动芯片。L298N是一个具有高电压大电流的全桥驱动芯片，它响应频率高，一片L298N可以分别控制两个直流电机，而且还带有控制使能端。用该芯片作为电机驱动，操作方便，稳定性好，性能优良。方案二：Altera低成本系列FPGA，它平衡了逻辑、存储器、锁相环和高级I/O接口。它的嵌入式存储资源支持各种存储器应用和数字信号处理（DSP）实施，支持串行、总路线和网络接口及各种通信协议。Cyclone FPGA是价格敏感应用的最佳选择。方案三：对于直流电机采用分立元件构成驱动电路。这样构成的电机驱动电路，结构简单，价格低廉，并已被广泛应用。由于方案三价格比较低廉，且简单易用，电路也比较稳定，完全可以满足本次设计的要求，所以选择方案三。 123 时钟模块 方案一：利用单片机内部定时/ 计数器,通过软件编程来实现对时间的控制和测量,具有接口简单、性价比高的特点,但其时间控制精度不高,累积误差较大,实际应用较少。 方案二：利用单片机外围的实时时钟芯片RTC(REAL TIME CLOCK) ,虽然接口电路相对复杂,但是它具有定时精度高、掉电保护、功能强大、使用灵活等优点。本设计将采用DS14285 作为单片机的外接时钟芯片来构成定时控制系统。124显示模块 方案一：使用1602B字符型LCD（液晶）显示模块，具有体积小、功耗低、显示内容丰富等特点，具有64个字节的自定义字符RAM 可自定义8个5*8点阵字符或4个5*11点阵字符，可以显示2行16个字符，有8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、EN三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光功能。 方案二：使用LED静态显示，静态显示所需要的