基于AVR單片機(jī)的上下課自動(dòng)打鈴系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)(放出原理圖+程序原碼)

昨晚花一晚上把這些資料整理了一下，全部發(fā)出來(lái)了。

由于補(bǔ)課沒(méi)有鈴。3月份做了這個(gè)東西，已實(shí)際使用，穩(wěn)定運(yùn)行一個(gè)學(xué)期。

上運(yùn)行圖：

硬件如下：AVR ATmega16單片機(jī)，開(kāi)發(fā)板（用到上面的：繼電器、LED走馬燈、兩個(gè)按鈕）、門(mén)鈴、LED若干、16Mhz無(wú)源晶振。

 

硬件照片：

開(kāi)發(fā)板：

AVR單片機(jī)：

晶振：

好吧我的能耐真大，這電路圖不是用什么CAD專業(yè)軟件畫(huà)的，而是用Windows畫(huà) 圖板用鼠標(biāo)一筆一劃畫(huà)的。。。所以效果不是很好，湊合著看吧，知道個(gè)大概就行了。（開(kāi)發(fā)板上肯定還有其他資源，電路圖中的資源也不止開(kāi)發(fā)板上的。這個(gè)電路 圖是本系統(tǒng)的原理圖而不是開(kāi)發(fā)板的全部電路圖，畫(huà)的只是和本系統(tǒng)有關(guān)的東西，開(kāi)發(fā)板上其他無(wú)關(guān)的就不畫(huà)了，也不需要畫(huà)）

簡(jiǎn)單說(shuō)明下：

L1~L8對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)板上的8個(gè)LED；D2~D6對(duì)應(yīng)上面運(yùn)行圖上的那5個(gè)紅色“上課指示燈”；D1為一盞綠色的LED（運(yùn)行圖上注意點(diǎn)看，用透明膠包住的那個(gè)綠色LED），用于監(jiān)視程序是否在運(yùn)行（晶振是否起振，是否死機(jī)）；K1 K2用于選擇上午下午（上午有早讀，下午沒(méi)有）。繼電器不用說(shuō)了，控制門(mén)鈴開(kāi)關(guān)用。

下面放出源程序。（剛剛我已在程序中加入了很多注釋了，后面還是要做下解析）：

————源程序（本程序版權(quán)歸李彥鋒所有）————
#define  uchar unsigned char
#define  uint  unsigned int
#define  ulong unsigned long int
volatile uint nowtime;//計(jì)時(shí)變量。然后下面的幾個(gè)變量是一些邏輯控制的
volatile uint ledmode;
volatile uint shangkeledmode;
volatile uint shangkeledtime;
volatile uint class;//上下課邏輯，上課為1，下課為0，見(jiàn)主函數(shù)

#include <iom16v.h>
#include <macros.h>

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本系統(tǒng)中用于控制上下課指示燈閃爍
#pragma interrupt_handler timer0_ovf_isr:iv_TIM0_OVF
void timer0_ovf_isr(void)
{
tm0rsf();//別看漏
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本系統(tǒng)中用于上課時(shí)間和下課時(shí)間計(jì)時(shí)

#pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:iv_TIM1_OVF
void timer1_ovf_isr(void)
{
tm1rsf();//哈哈可能有人漏看了這里，回調(diào)函數(shù)執(zhí)行另一個(gè)函數(shù)，這樣程序看起來(lái)更整潔，這是我的編程習(xí)慣^v^

TCNT1H = 0x0B;
TCNT1L = 0xDC; //重載高低值

//timer1回調(diào)函數(shù)
}


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


void delay(uint ms) //這個(gè)就不用說(shuō)了 死循環(huán)延遲
{
    uint i,j;
    for(i=0;i<ms;i++)
            {
                    for (j=0;j<2300;j++);
                }
}

void tm0rsf()//控制上課指示燈閃爍的函數(shù)，不喜歡寫(xiě)在回調(diào)函數(shù)里，這樣程序看起來(lái)更工整。。。
{

if(class==1)//是否上下課，上課就閃，下課就不閃。
{
shangkeledtime++;
    if (shangkeledtime==150)//150ms閃一下。其他自己看吧。。。。
    {
        shangkeledtime=0;
            if(shangkeledmode==1) //開(kāi)燈，相應(yīng)IO輸出高電平
            {
                PORTA|=0X54;
                    PORTC|=0x02;
                        PORTD|=0x20;
                    shangkeledmode=0;
            }
            else //關(guān)燈，相應(yīng)IO輸出低電平（接地）
            {
                PORTA&=0X03;
                    PORTC&=0xFC;
                        PORTD&=0XDF;
                shangkeledmode=1;//邏輯自己看吧。。。。
            }
    }
}
else
{
    PORTA&=0X03;
        PORTC&=0xFC;
        PORTD&=0XDF;
}
}

void tm1rsf()//timer1回調(diào)函數(shù)執(zhí)行的函數(shù)
{
nowtime++;//計(jì)時(shí)變量自增
if(ledmode==1)//嗯這個(gè)就是控制D0 LED閃爍的了，主要就是看timer1是不是在走。
{
    ledmode=0;
        PORTA|=0x01;
}
else
{
    ledmode=1;
        PORTA&=0XFE;
}

}

void ring()//響鈴函數(shù)，控制繼電器的。。（PC7輸出高電平）
{
PORTC=0xFF;//因?yàn)镻C口只有用到一個(gè)PC7所以不管這么多懶得算了直接全部輸出高電位
delay(300);
PORTC=0x00;
delay(8300);
PORTC=0xFF;
delay(300);
PORTC=0x00;
delay(8300);
}
uchar key_press()//檢測(cè)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()//檢測(cè)是K1還是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()//好了主函數(shù)開(kāi)始了。。。
{
    uchar i,j;
        uint k,mode;
        uint ledmode;
init_devices();//初始化IO。。上面有。

k=0;
ledmode=1;//邏輯自己看，不用解釋。。。

        while(k==0) //注意了 這一段是上電后等待按下K1K2的。
        {
          if(ledmode==1)//上電后LED走馬燈在那狂閃（按下之前）
          {
              PORTB=0XF0;delay(80);
                  ledmode=0;
          }
          else{PORTB=0X0F;delay(80);ledmode=1;}
          i=key_press();
          if(i)
          {//判斷按的哪個(gè)
             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，有早讀的
{
        uint overzaodu;
        uint canoverzaodu;
        overzaodu=0;
        canoverzaodu=0;
    PORTB=0XF3;//早讀上課時(shí)跑馬LED亮上面2盞（亮上面。。代表上午^v^）
        nowtime=0;
        class=1;
while(canoverzaodu==0)
{
        if (class==1)
    {
                    if (nowtime==1200)//先上20分鐘的早讀
                        {
                                class=0;
                                nowtime=0;
                                overzaodu++;
                                ring();//早讀下課打鈴
                        }
    }
        else
        {

                    if (nowtime==300)//早讀休息5分鐘，接下來(lái)自己看吧
                        {
                           
                                
                                class=1;
                                nowtime=0;
                                overzaodu++;
                            ring();
                                ring();
                                PORTC=0xFF;
                                delay(300);
                                PORTC=0x00;
                        }
        }
        if (overzaodu==1)
        
        {
            PORTB=0XF1;//早讀下課，LED多亮一盞
        }
        if (overzaodu==2)
        {
        canoverzaodu=1;
        PORTB=0XF0;//早讀結(jié)束，LED亮完上面4盞。。
        }//然后跳出早讀while，進(jìn)入到下面正常上課while--上課40分鐘，下課10分鐘，上課，下課…………無(wú)限循環(huán)。。。
}
}

if (mode==2)//按下K2，也就是下午用的
{
    PORTB=0X0F;
        class=1;//邏輯，上課為1下課為0
                            ring();
                                ring();
                                PORTC=0xFF;
                                delay(300);
                                PORTC=0x00;//這都是打鈴用的。。上課比較吵，要打5遍。（一個(gè)ring打兩遍，兩個(gè)ring后直接在這里控制IO再打一遍）
}

nowtime=0;

while(1)//正常上課while，這里就不解釋太多了，邏輯和上面早讀的差不多的

{


     if (class==1)
    {
                    if (nowtime==2400)//是否夠40分鐘
                        {
                                class=0;
                                nowtime=0;//計(jì)時(shí)變量清零
                                ring();//打鈴，下課打2遍就好了（一個(gè)ring兩遍，具體看上面ring函數(shù)）
                        }
    }
        else
        {
                    if (nowtime==600)
                        {
                           
                                
                                class=1;
                                nowtime=0;
                            ring();
                                ring();
                                PORTC=0xFF;
                                delay(300);
                                PORTC=0x00;//上課打5遍鈴，其他就不解釋這么多了，邏輯一樣的自己看就行。
                        }
        }
}
}

————源程序（本程序版權(quán)歸李彥鋒所有）————

再簡(jiǎn)單說(shuō)下吧，程序中的邏輯就不說(shuō)了。

1.點(diǎn)亮L1~L8為PB0~PB7輸出低電平（接地），因?yàn)槟穷^接的是VCC +5V的正電壓。

2.PC7輸出高電位，繼電器B和C導(dǎo)通，接通門(mén)鈴，就響了。

3.D1~D6我是直接把LED的正負(fù)接在IO口上的，所以輸出電位的時(shí)候一高一低。其實(shí)可以IO口上全接正然后統(tǒng)一接地，但是這樣麻煩，反正有足夠的IO口，就這么干了。

附：最早是用內(nèi)部時(shí)鐘，然后后來(lái)跑不準(zhǔn)，折騰了我一個(gè)星期，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)是內(nèi)部時(shí)鐘的問(wèn)題，上了個(gè)晶振，解決問(wèn)題。。。

好了就說(shuō)到這里，結(jié)束。