教室使用情況顯示器

張 紅

（閩江學院，福建 福州 350108）

教室使用情況顯示器

張 紅

（閩江學院，福建 福州 350108）

現今大多數高校都是采用集中上課形式，就是學生集中在教學樓里上課自習，這樣就給找教室帶來不便。文章采用AT89C52單片機為控制芯片，以串行輸入-并行輸出的方式進行通信，利用發光二極管制作一個電子顯示屏，用來顯示教室每天的上課使用情況及臨時補課情況，使學生方便快速的尋找到教室，也方便了管理人員的管理。

顯示；單片機；串行；并行

集中上課給自習的同學找教室帶來不便，本系統設計了一個教室使用情況提示裝置，在教學樓一樓處可以通過電子點陣顯示屏把教室的使用情況顯示出來，這樣方便學生使用教室。

1 系統的整體設計

本設計基于單片機AT89C52實現的教室使用情況顯示屏。硬件由七部分組成：單片機、顯示模塊、時鐘模塊、存儲模塊、無線模塊、鍵盤模塊、電源模塊，單片機與顯示模塊利用串并變換方式進行輸入輸出，達到顯示的目的。時鐘模塊顯示時間，為同學及老師提供日常便利。鍵盤模塊用于輸入信息。存儲模塊存儲一個學期教室使用情況的數據。

（1）教室使用狀態顯示模塊。教室使用狀態模塊采用分層顯示，每一層均擬設48個教室，共顯示樓層。顯示部分使用發光二極管，每個二極管設定亮、滅兩種狀態，如二極管亮則表示教室有人使用，反之，教室沒有人使用。本功能模塊的設計采用AT89C52單片機作為顯示屏的控制核心，驅動由CD4067開關和74HC595芯片控制實現。即利用單片機的一個并行I/O口實現多個LED的方法。為節省單片機的串口，采用開關CD4067進行樓層選擇。如圖1所示，CD4067共有16個開關，本電路使用6開關，每個開關對應一個樓層。74HC595是八位并行輸出門控串行輸入存儲寄存器，LED采用共陽極數碼管且分別接在Q0-Q7端口。

顯示時，其顯示數據以串行方式從AT89C52的P2.0口及P2.1口輸出送往開關CD4067的I/O口，然后從打開的開關處送往相應樓層的74HC595的數據端和時鐘端，然后將變成的并行數據從輸出端Q0至Q7輸出，送往數碼管LED1至LED8。

圖 1顯示電路

（2）時間顯示模塊。使用89C52單片機和74HC595完成，可以顯示年月日和時分秒。即年月日表示為××—××—××形式，時分秒表示為××—××—××的形式。如圖2所示，時間顯示部分利用發光二極管，即每個數字用八個發光LED（一個 74HC595）完成。

圖2 時間顯示電路

（3）時鐘模塊。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時鐘芯片,內含有一個實時時鐘/日歷和31字節靜態RAM,通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘/日歷電路.提供秒分時日日期.月年的信息,每月的天數和閏年的天數可自動調整時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式.DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信,僅需用到三個口線:1 RES復位,2 I/O數據線,3 SCLK串行時鐘.時鐘/RAM的讀/寫數據以一個字節或多達31個字節的字符組方式通信.DS1302工作時功耗很低,保持數據和時鐘信息時功率小于1mW.DS1302是由DS1202改進而來,增加了以下特性。雙電源管腳用于主電源和備份電源供應Vcc1,為可編程涓流充電電源附加七個字節存儲器.它廣泛應用于電話傳真便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產品領域。管腳描述：X1 X2 32.768KHz晶振管腳，GND地，RST復位腳，I/O數據輸入/輸出引腳，SCLK串行時鐘，Vcc1,Vcc2電源供電管腳。時鐘模塊如上圖，DS1302與單片機的連接僅需3條線：CE引腳、SCLK串行時鐘引腳、I/O串行數據引腳、Vcc2為備用電源，外接32.768kHz晶振，為芯片提供計時脈沖。

（4）存儲模塊。如圖4所示，存儲器（Memory）是系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。系統中的全部信息，包括輸入的原始數據都保存在存儲器中。根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，系統才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光盤等，能長期保存信

息。內存指主板上的存儲部件，用來存放``q當前正在執行的數據和程序，但僅用于暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

圖4 存儲模塊

（5）PC串口模塊。在系統中，數據采集由單片機AT89C52負責，上位PC機主要負責通信（包括與單片機之間的串行通信和數據的遠程通信），以及數據處理等工作。通常主控PC機和由單片機構成的系統相距較遠，近則幾十米遠則上百米，所以采用近距離的MAX232有時不能滿足要求。為了保證下位機的數據能高速及時、安全地傳送至上位PC機，單片機和PC機之間采用485協議的串行通信方式為合理。

2 結語

本系統完成了硬件和軟件電路的設計，整體上實現了基本要求。

［1］薛小鈴，劉志群，賈俊榮．單片機接口模塊應用與開發詳例［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2010．

［2］陸坤.電子設計技術［M］.北京：電子科技大學出版社，1994.

［3］房小翠.單片微型計算機與機電接口技術［M］.北京：國防工業出版社，2002.

張紅（1978-），女，碩士，講師，主要研究方向：電子技術應用。