单片机课程设计多功能定时器87547225
多功能定时器课程设计
摘要在日常生活照,555定时器的应用非常广泛,我们常常用到定时控制。
在早期运用的是模拟电路设计的,它的准确性和精度都不是很理想。
然而现在基本上都是运用数字技术。
定时器可以控制一些常用电器,也可以构成复杂的工业过程控制系统。
它的功能强大,体积小且灵活,配以适当的芯片可以实现许多功能。
随着电子技术的飞速发展,家用电器逐渐增多,不同的设备需要实现不同的功能,需要自己的控制器,设计十分不便。
根据这种情况,本设计设计了一个多功能定时器,可以对许多电器进行定时。
这种具有智能化的产品有效的减轻了人们的劳动,带人们走进智能化的时代,为家庭数字化的实现提供了可能。
关键词:555定时器;多功能;电器目录1方案论证 (1)1.1方案的比较环节 (1)1.2实验方案 (1)2原理及技术指标 (2)2.1实验原理 (2)2.2实验技术指标 (2)3单元电路设计及参数计算 (3)3.1单元电路设计 (3)3.1.1控制电路 (3)3.1.2可控脉冲发生电路 (3)3.1.3延时控制电路 (5)3.1.4电源电路 (6)3.2实验的连接与处理 (7)3.2.1各部件实现功能 (7)3.2.2实验处理 (8)4电路图 (9)4.1电路图 (9)5设计小结 (10)5.1个人感悟 (10)5.2遇到问题及解决途径 (10)参考文献 (11)附录 (12)1方案论证1.1 方案的比较环节方案一:通过51单片机进行编程设计一个电路系统方案二:采用555定时器组成的多谐振荡器产生时钟脉冲。
方案三:采用晶振产生时钟脉冲。
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定、精确的单频振荡。
比较分析:三种方案相比较,方案一需要进行编程,而我们无法在短时间内编写好完整的程序,可实现性不强。
方案二:555定时器芯片是一种广泛应用的中规模集成电路,只要外围配以几个适当的阻容元件,就可以构成无稳态触发器、单稳态触发器以及双稳态触发器等应用电路,以此为基础可设计各种实用的电路形式。
基于单片机设计的多功能定时器
参考文献(3条) 1.李群芳.黄建 单片微型计算机与接口技术 2001 2.张培仁 基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用 2002 3.赵秀珍.单永磊 单片微型计算机原理及其应用 2001
相似文献(10条) 1.学位论文 宋公明 基于高速单片机的加工中心数控系统的硬件研制 2007
数控系统是计算机技术在机械制造领域的一种典型应用,它集计算机、机械加工、微电子和自动控制多项技术于一体,是近年来应用领域中发展 十分迅速的一项高新技术。当今世界各国制造业都已广泛采用控制技术,以提高制造能力和水平;并且世界各工业发达国家将数控技术及数控装备列 为国家战略物资,不仅采取重大措施发展自己的数控技术及其产业? 精尖”的数控关键技术及装备进行封锁。因此在数控技术方面,我们要努力创新 ,研究开发具有自己知识产权的技术和产品。加工中心是一种功能齐全和性能强且性能价格比高,应用广泛的数控机床。随着数控技术的日益进步和 加工中心的广泛应用,加工中心已经成为世界数控机床市场中竞争的主流产品,也是我国众多的机械加工行业技术改造的首选产品之一。其应用量大 面广,市场需求日益旺盛。 如今,随着微电子技术和计算机技术的不断发展,数控系统性能也日臻完善;同时,数控系统的应用领域也日益扩 大。数控技术的关键因素是数控装置,即数控系统信息处理部分的功能、速度和可靠性,控制系统的好坏将直接关系到数控机床的整体性能。同时为 了满足社会经济发展和科技发展的需要,各种档次的数控系统都在朝着高精度、高速度和高可靠性等方向发展。为适应这一发展趋势,本文研制的是 一种基于8位高速SoC单片机的加工中心数控系统,该系统采用的是主、从双MCU进行前后台控制的框架结构。采用这一设计方案,主要是为了保证和满 足加工中心数控系统的实时性和高速、高可靠性的要求。 在论文中,以系统的硬件研制为主线,以高速单片机的相关电路、人机交互和双口 RAM实现双机通讯等有关电路设计和底层驱动软件实现为主要内容,全面、系统地介绍了控制系统研制的一般技术知识和要点。 本论文共有7章 ,按照技术内容主要有以下五个部分。各部分的具体内容和技术要点,以及所包含的章节如下: 第一部分简单地介绍了控制系统的总体结构 ,及其系统板的电路设计。这一部分位于论文的第2章,主要概括地说明了控制系统的设计思想,并对高速单片机这一控制核心作了简单的介绍。 第二部分,为论文的第3章。较详细的介绍和分析了控制系统设计中的各单元电路的要点。其中有高速单片机的电路设计、输入输出接口的电路设计 、液晶显示电路设计以及双口RAM的电路设计等(包括人机交互接口、串行通讯接口、在线编程接口以及I/O扩展接口等)。 第三部分,为论文的 第4章。重点介绍系统单元电路的相关底层驱动软件的设计:高速单片机外部存储器接口配置和低端口交叉开关译码器配置的方法及其程序实现、液晶 显示的有关程序设计、双口RAM实现数据共享的程序设计、I/O接口的程序设计及电机驱动程序设计。第四部分介绍的是一般数控系统的抗干扰技术。 分别说明了相关的硬件抗干扰技术和软件设计的抗干扰措施。位于论文的第5章。 最后这一部分介绍了系统电路的部分调试工作。其中有,人机 交互电路的调试,通讯及数据保持芯片的接口电路的调试,以及交流伺服电机的运于单片机设计的多功能定时器
单片机课程设计多功能定时器
单片机课程设计多功能定时器一、设计目的:1、在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用;2、能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识,在软件编程、排错调试、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高;3、使学生增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解。
使学生掌握单片机的内部功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通信等;4、使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。
二、设计功能说明数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒,数字显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表的报时功能。
数字钟已成为人们日常生活中的必需品,本设计可实现如下功能:1、使用实时时钟芯片写入及读取时间2、用LCD显示,可显示年、月、日、时、分、秒、星期、农历日期、节日3、选择蜂鸣器电路,实现两个闹钟设置和事件提示功能4、实现时钟校正功能,12小时/24小时切换功能5、显示当前时间为上午时间或下午时间6、整点报时功能按键功能如下:1、对显示时间的设置按键0:进入设置模式,实现秒(S)、分(M)、时(H)、年(Y)、月(m)、日(D)、星期(W)设置的切换,并在LCD右下角显示所设置的项目,当各项目设置完毕后,再按下按键0则返回主界面正常显示时间;按键1:每按一次按键1,对所设置的时间加1,当设置的时间超过它的最大值时,该项自动为0,例如:当设置秒为59时,秒自动清零;按键2:每按一次按键:2,对所设置的时间减1,当设置的时间小于0时,该项自动为它的最大值;按键3:设置完成后的确认键并可按此键中途退出设置,时间按用户设置值正常计时;按键7:实现时钟校正功能,12小时/24小时切换功能。
单片机课程设计--定时器
单片机课程设计--定时器题目名称:定时器时钟数码管显示姓名:班级:学号:日期:2012年6月29日单片机时钟1.摘要:时钟是人类生活中必不可少的的工具,本设计从日常生活中的事物入手,通过对时钟计时器的设计,让我们认识到单片机已经深入到我们生活的每个领域,该设计不仅可以锻炼我们的动手能力,而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们队位置科学领域的探索。
利用单片机实现教学数字时钟计时的主要功能,采用独立式按键进行时间调整,其中AT89C52是核心元件同是采用数码管LED动态显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。
与传统机械表相比,它具有走时精确,显示直观等特点。
它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”。
该系统同时具有硬件设计简单,工作稳定性高,价格低廉等优点。
1.1. 关键词AT89C52 、LED显示1.2. 功能要求1)七位数码管显示时、分、秒,以24小时运算2)可实现时分调整1.3. 主要硬件元器件的介绍1.3.1 51单片机芯片根据初步这几方案的分析,设计这样一个简单的应用系统,可以选择带有EPROM的单片机,应用程序直接存储在片内,不用在外部扩展程序存储器,电路可以简化。
该系统的设计我们采用8051芯片。
下图所示为双列直插式封装的8051AH芯片的管脚图,功能如下:8051AH芯片的管脚图1.电源管脚Vcc(40脚):接+5V;Vss(20)脚:接地。
2.时钟信号管脚X1(19脚), X2(18脚):外部时钟信号的两个管脚。
3.控制线1)RESET(9脚):用作复位输入端。
2)EA’/VP(31脚):EA’为访问内部或外部程序存储器的选择信号。
对片内EPROM编程时,此管脚(作VP)接入21V编程电压。
3)ALE/P’(30脚):当访问外部存储器时,ALE信号的负跳变将P0口上的低8位地址送入锁存器。
当对内EPROM编程时,该管脚(P’)用于输入编程脉冲。
4)PSEN’(29脚):外部程序存储器读选通控制信号。
单片机课程设计定时器
8051AH芯片的管脚图
1.电源管脚
Vcc(40脚):接+5V;Vss(20)脚:接地。
2.时钟信号管脚
X1(19脚), X2(18脚):外部时钟信号的两个管脚。
3.控制线
1)RESET(9脚):用作复位输入端。
2)EA’/VP(31脚):EA’为访问内部或外部程序存储器的选择信号。对片内EPROM编程时,此管脚(作VP)接入21V编程电压。
在程序中采用12MHZ晶振频率,精度为1MS,定时初值为50MS,用循环程序进行20次循环可到1S。当1S到时调用加1程序并判断秒、分是否为60,当秒为60时,秒清零,分加1;当分为60时,分清零。终端结束时,分时计时单元数据移入对应显示单元。
图3.3定时器T0中断服务程序
1.5.按键设置
采用共阳七段LED显示器,其管脚a-g,ap与单片机AT89C52的P0口相连;P0口输出段码数据;为保证其输出的电平和LED显示器所需的电平相匹配;P2.0---P2.5作为列扫描输出;P3.0,P3.1,P3.2,P3.3,接4个按钮开关,用于调时。
1.1.关键词
AT89C52、LED显示
1.2.功能要求
1)七位数码管显示时、分、秒,以24小时运算
2)可实现时分调整
1.3.主要硬件元器件的介绍
1.3.151单片机芯片
根据初步这几方案的分析,设计这样一个简单的应用系统,可以选择带有EPROM的单片机,应用程序直接存储在片内,不用在外部扩展程序存储器,电路可以简化。该系统的设计我们采用8051芯片。
利用单片机实现教学数字时钟计时的主要功能,采用独立式按键进行时间调整,其中AT89C52是核心元件同是采用数码管LED动态显示“时”,“分”,“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比,它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时,显满刻度为“23时59分59秒”。该系统同时具有硬件设计简单,工作稳定性高,价格低廉等优点。
《单片机技术》课程设计报告-家用多功能定时器设计与制作
吉首大学《单片机技术》课程设计报告项目名称:家用多功能定时器设计与制作专业年级:物理机电工程工程2012级学号:学生姓名:指导教师:报告完成日期2015 年7 月 1 日评阅结果评阅教师第一章绪论 (1)1.1 系统背景 (1)1.1.1 单片机的电子技术 (1)1.1.2 定时器介绍 (1)1.2 设计要求 (2)第二章系统电路设计 (2)2.1 设计框架介绍 (2)2.2 系统硬件单元电路设计 (2)2.2.1 复位电路设计 (2)2.2.2 时钟电路设计 (3)2.2.3 按键电路设计 (4)2.3 系统硬件总电路 (4)第三章系统软件设计 (5)3.1 系统软件流程图 (5)3.2 系统程序设计 (5)3.2.1 主程序 (5)3.2.2 中断程序 (12)第四章实验结果和分析 (13)4.1 实验使用的仪器设备 (13) (13)结束语 (13)参考文献 (14)第一章绪论1.1 系统背景1.1.1 单片机的电子技术单片机是将CPU、RAM\ROM\定时器/计数器以及输入输出(I/O)接口等计算机的主要部件集成在一块的集成电路芯片,作为微机系统它还可以实现模/数转换、脉宽调制、计数器捕获/比较逻辑、高速I/O口和WDT各种控制功能。
通过在MCS-51系列的单片机中增设了全双工串行口I/O、片内数据存储器采用寻址范围为256kb的8位地址、均有四种工作方式的2个16位的定时/计数器、增加了中断系统、增设了颇具特色的布尔处理机、让单片机具有较强的指令寻址和运算功能这些技术,使单片机拥有了完善的外部并行总线(AB、DB、CB)具有多机识别功能的串行通信接口,规范了功能单元的特殊功能寄存器控制模式及适应控制器特点的布尔处理系统和指令系统,位发展具有良好兼容性的新一代单片机奠定了良好的基础。
单片机被广泛地应用在各种领域。
例如用来作家用电器中如洗衣机、电冰箱、微波炉、电饭煲、电视机、录像机以及其他视频音像设备的控制器;在办公室中用作大量通信、信息的承载体,比如磁盘驱动、打印机、复印机、电话等;它还可以来构成电子秤、收款机、仓储安全检测系统、空气调节系统等冷冻保鲜系统等的专用系统;在工业中,像工业过程控制、过程监制以及机电一体化控制等系统都是以单片机为核心火多网络系统;它还可以构成一些智能仪表与集成智能传感器传统的控制电路,实现一些像存储、数据处理、查找、判断、联网和语音功能等智能化功能,还可以构成一些电子系统中的集中显示系统、动力检测控制系统、自动驾驶系统、通信系统以及运行监视器等的冗余网络系统。
单片机课程设计基于单片机的定时器设计
一、设计要求 (2)1.1 设计内容及要求 (2)1.2 设计方案及思路 (2)二、系统硬件设计 (2)2.1 硬件电路的总体设计方案及框图 (2)2.2 各单元硬件设计 (3)2.2..1 复位电路设计 (3)2.2.2 时钟电路设计 (3)2.2.3 显示电路设计 (4)2.2.4 主要硬件元器件介绍 (4)2.3 EDA辅助设计 (6)2.3.1 定时器的原理图 (6)2.3.2 定时器的PCB图 (6)三、系统软件设计 (9)3.1 主程序流程图 (9)3.2定时子程序流程图 (9)3.3 定时器完整程序 (12)四、系统软件仿真 (15)五、总结 (17)六、参考文献 (17)附录一:七段数码管字型码 (18)附录二:元器件清单 (18)摘要:本次课程设计是基于8051单片机控制的电子定时器设计。
设计中应用了单片中断及LED显示等技术,经历了方案设计、电路硬件设计、软件设计、软件仿真等过程,经过此次课程设计掌握了单片机应用系统的设计过程,单片机应用系统的设计流程如图所示:一、设计要求1.1 设计内容及要求以89C51单片机为核心,设计一个定时器,4位LED显示,分别显示10分,分,10秒,秒。
定时范围从1秒到59分59秒,有按键设置定时时间,按开始键后开始计时,每过一秒刷新一次定时时间,若计时时间到,停止计时,并在LED上显示定时的时间。
仪器工作过程:1、通电或复位状态显示0000;2、由按键设置定时时间;3、定时开始键按下,开始定时,每一秒刷新一次计时时间;4、定时时间到,停止计时,4位LED显示设定时间;5、复位后恢复初始状态,准备进行下一次定时。
1.2 设计方案及思路根据设计要求,本系统初步设定由单片机系统、键0——3、LED显示组成。
1、按键的输入:键0——3四个键作为时间设定的控制键,由P1口输入2、定时的显示电路:8051显示电路由4位共阴极数码管显示,由8051的串行口输出,并通过74LS164八位移位寄存器输入给数码管二、系统硬件设计2.1 硬件电路的总体设计方案及框图设计一个控制系统总体设计方案很重要,关系设计接下来的操作程序,一下就是本设计的总体框架。
多时间定时器课程设计
多时间定时器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解多时间定时器的概念,掌握其基本原理和应用场景。
2. 学生能够描述多时间定时器的组成部分,包括时钟、计数器、触发器等。
3. 学生能够解释多时间定时器在日常生活和科技领域的作用和意义。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识设计简单的多时间定时器电路,并进行调试与优化。
2. 学生能够运用多时间定时器实现特定的定时任务,如定时开关、倒计时等。
3. 学生能够运用多时间定时器解决实际问题,培养动手操作能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对电子技术产生兴趣,培养探究精神和创新意识。
2. 学生在课程学习过程中,树立正确的价值观,认识到科技发展对生活的影响。
3. 学生能够关注多时间定时器在生活中的应用,提高对时间的珍惜和利用意识。
课程性质:本课程属于电子技术领域,旨在让学生了解并掌握多时间定时器的原理和应用。
学生特点:五年级学生已具备一定的电子技术基础,对新鲜事物充满好奇,动手能力强。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力,培养学生团队合作精神和创新能力。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程依据课程目标,选取以下教学内容:1. 多时间定时器原理:介绍多时间定时器的基本概念、组成部分及其工作原理,涉及课本第3章“时序电路”相关内容。
2. 多时间定时器设计:讲解多时间定时器的设计方法,包括时钟、计数器、触发器等部分的设计,参照课本第4章“数字电路设计”相关内容。
3. 多时间定时器应用:分析多时间定时器在实际应用中的案例,如定时开关、倒计时等,结合课本第5章“数字电路应用”相关内容。
教学大纲安排如下:第一课时:多时间定时器原理1. 了解多时间定时器的概念2. 学习多时间定时器的组成部分3. 掌握多时间定时器的工作原理第二课时:多时间定时器设计1. 学习设计多时间定时器电路的方法2. 掌握时钟、计数器、触发器等部分的设计要点3. 分析并优化多时间定时器电路第三课时:多时间定时器应用1. 分析多时间定时器在实际应用中的案例2. 学生动手实践,设计并实现特定定时任务3. 交流与分享,提高团队合作能力教学内容注重科学性和系统性,结合课本章节内容,确保学生能够在理论学习与实践操作中掌握多时间定时器的相关知识。
单片机定时器工作原理
单片机定时器工作原理
单片机定时器是一种常用的计时和计数设备,它可以通过编程设置计时时间和计数器的工作方式。
单片机定时器一般由一个计时器/计数器和一个或多个比较器组成。
计时器/计数器是定时器的核心部件,它通过一个内部振荡器
产生固定的时钟信号。
该时钟信号作为计时器/计数器的时钟源,每当时钟信号的一个周期结束时,计时器/计数器的计数
值会自动加1。
比较器是用来比较计时器/计数器的计数值和设定的比较值的。
当计数值与比较值相等时,比较器会产生一个输出信号,这个输出信号可以用来触发其他的操作或中断。
定时器的工作方式可以通过编程设置来满足不同的需求,常见的工作模式有定时模式、计数模式和PWM模式。
在定时模式下,设置一个初始的计数值和比较值,当计时器/
计数器的计数值与比较值相等时,比较器会产生一个输出信号。
通过不断重复这个过程,可以实现固定时间间隔的定时功能。
在计数模式下,计时器/计数器的计数值不断累加,可以用来
计数外部事件的次数或者测量时间的长度。
在PWM模式下,计时器/计数器会以一定的频率工作,通过
设置不同的比较值,可以控制输出信号的占空比,从而产生不同占空比的脉冲信号。
总之,单片机定时器通过计时器/计数器和比较器的工作协同,实现了定时和计数功能。
这些功能通过编程设置可以满足不同的需求,广泛应用于各种嵌入式系统中。
多功能定时器的设计
编号:毕业设计说明书题目:多功能定时器的设计题目类型:☐理论研究☐实验研究☑工程设计☐工程技术研究☐软件开发摘要在日常生活和工作中,我们常常用到定时控制,早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的,其定时准确性和重复精度都不是很理想,现在基本上都是基于数字技术的新一代产品,随着单片机性能价格比的不断提高,新一代产品的应用也越来越广泛,大可构成复杂的工业过程控制系统,完成复杂的控制功能。
小则可以用于家电控制,甚至可以用于儿童电子玩具。
它功能强大,体积小,质量轻,灵活好用,配以适当的接口芯片,可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。
随着电子技术的飞速发展,家用电器和办公电子设备逐渐增多,不同的设备都有自己的控制器,使用起来很不方便。
根据这种实际情况,设计了一个单片机多功能定时系统,它可以避免多种控制器的混淆,利用一个控制器对多路电器进行控制,可以任意设置控制时间长度,同时又可以进行时钟校准和定点打铃。
这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动,扩大了数字化的范围,为家庭数字化提供了可能。
关键词:单片机;定时器AbstractTime-controller is often used in our daily life and working time. Some time-control units used in the past are all designed by analog circuit, which timing accuracy and repeatability precision aren’t very good. No wadays, with the increasing property and decreasing price of the Single-Chip Computer, the new generation products based on the digital technology are more widely applied from the complicated industrial processing control system which can accomplish the sophisticated control function to home appliance controller, even the children’s electronic toys. Thanks to its powerful and complex function associated with small size and light weigh ,the chip attached the proper interconnected chip can create various type of microelectronic products which has different function.With the rapidly development of the microelectronic technology, home appliances and office electronic instruments are growing step by step. It is unconvenient for using them because different apparatus has its own time-controller. Taken into account the real situation, a multi-purpose time-controller SCM has been designed, which can avoid the confusion of different time-controller and use a controller to regulate alternative apparatus, furthermore, time length can be set freely, check the clock as well as time-control belling at the same time. This kind of product needed by people is featured with intellectualized reduce the people labor pressure, expand the usage of digital scope and make it possible for family digitalization.Key words:single chip computer;time-control目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 课题开发背景 (2)1.2 课题开发的意义 (2)1.3 课题实现的功能 (2)2 系统整体方案论证 (3)2.1设计要求 (3)2.2 方案的论证与选择 (3)2.3系统的设计方案 (3)3 52单片机的介绍和计数原理 (5)3.1 STC89C52的介绍 (10)3.2 计数原理 (10)3.2.1 定时/计数器的原理 (10)3.2.2定时器/计数器方式寄存器TMOD和TCON (11)4 硬件电路的设计 (14)4.1 输出电路的设计 (13)4.2 时钟电路的设计 (13)4.3 按键电路的设计 (14)4.4 复位电路的设计 (15)4.5 显示电路的设计 (16)4.5.1 12864液晶概述 (16)4.5.2 基本特性 (16)4.6串口通讯电路的设计 (18)4.6.1 串行接口的基本特点 (19)4.6.2 波特率的选择 (20)4.6.3 MAX232芯片简介 (21)5 系统软件的设计 (23)5.1 主程序 (23)5.2 子程序 (23)5.2 上位机流程图 (24)6 电路制作设计过程 (26)6.1 Protel 99 SE设计流程 (26)6.2 电路图的设计 (26)6.2.1电路原理图的设计 (26)6.2.2 PCB的设计 (27)6.3 电路板的制作 (27)7 结论 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录1 (32)附录2 (43)附录3 (44)引言单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始,迄今已有二十多年了。
单片机课程设计(家用多功能定时器设计与制作)
《单片机技术》课程设计报告项目名称:家用多功能定时器设计与制作第一章绪论1.1设计任务及目标本次课程设计的任务如下:1,完成单片机最小系统板设计与制作。
2,编程设计家用多路定时控制器目标:1,具有正常数字钟功能,包括时间校正,具有至少三路定时开关控制功能,每路定时时间可以任意设置2,自主创新的功能。
第二章系统电路设计2.1 系统总体设计框架结构2.2 系统硬件单元电路设计2.2.1 时钟电路设计该电路为时钟电路,主要功能为:与单片机内部振荡器构成振荡电路,为单片机工作提供时序。
晶体是12MHz,电容选用33pf,时钟周期为1/12us,机器周期为1/12*12=1us2.2.2 复位电路设计电阻为10k,电容为0.1uf,由于电容的阻抗对直流而言比较大,当复位开关未按下时,通过电容和电阻分压使得RESET端为低电平,当按下复位键时,通过两个电阻分压在RESET为高电平,从而实现复位.电阻的作用不是限制电流的大小,而是控制复位时间.电容充电时间与R C的值成正比.2.2.3 按键电路设计按键电路为2行6列式矩阵键盘,例如,Shift键将Y0与Line1连接起来,当Y0口为低电平时,如果此时检测到Line1为低电平,则唯一说明Shift键按下,此时记录当前按键键值为1.2.3 系统硬件总电路系统总体电路图第三章 系统软件设计3.1 系统软件流程图主程序流程图主程序在初始化参数后进入while 循环,不断调用子程序进行刷新缓冲区,刷新显示LED ,定时时间检测,按键处理等操作。
定时器0中断计时子程序流程图:定时器0中断主要用于计时,首先设定一次中断所需的时间,这里为50MS,故初始值为TH0=0x3C; TL0=0xB0;检测50ms计数单元是否加满10次,若是,则LED取反闪烁,若不是则跳过。
检测50ms计数单元是否加满20次,若是,则秒计数单元+1,若不是则结束。
检测秒计数单元是否加满60次,若是,则分计数单元+1,若不是则结束。
基于51单片机的多功能定时器
3.1
主程序流程图:
图2-5主程序流程图
说明:程序开始执行,启动定时器0和定时器1,然后执行while语句,但条件一直成立,因此while语句中的子函数一直在执行。If语句也一直在判断有没有shift键有没有按下,是否进入了调时调分的阶段,一段进入,通过键盘扫描和键值判断,使得按键处理子程序进入新的状态,从而数码管显示新的内容。
单片机运算速度越来越快为提高单片机抗干扰能力和降低噪声尽量不采用提高时钟频率单一措施而是通过调整单片机的内部时序使用琐相环技术或内部倍频技术等技术在不提高时钟频率的条件下使运算速度提高了很图12典型单片机系统原理框图低电压与低功耗是单片机技术的发展的另一个特点
摘要
本设计要求以单片机为核心主体,完成最小系统板的设计与制作(通过Protel软件,对电路进行设计,调试。生成PCB板,再对元器件进行排布,焊接。)之后要进行初调试,证实电路板无误后才能进行下面的内容。电路板完成后,在总程序基础上通过编程设计家用多路定时控制器。本课程设计目标:具有正常数字钟功能,包括时间校正,具有至少三路定时开关控制功能,每路定时时间可以任意设置。但重要的是要有一定的创新,因为此系统还有很多值得开发的功能,单纯的三路定时只是设计内容的基本要求。
单片机系统以单片机为核心部件,可分为单机应用和多机应用。单机应用是指一个应用系统中只使用一个单片机,这是目前应用最多的方式;多机应用是单片机在高科技领域应用的主要模式。单片机的高可靠性、高控制功能及高运行速度的“三高”特点必然使得未来的高科技工程系统将采用da单片机多机系统作为主要的发展方向。
图1-2所示的为典型的单片机系统原理框图。
单片机运算速度越来越快,为提高单片机抗干扰能力和降低噪声,尽量不采用提高时钟频率单一措施,而是通过调整单片机的内部时序、使用琐相环技术或内部倍频技术等技术,在不提高时钟频率的条件下,使运算速度提高了很多。
单片机的多功能定时器设计实施方案与实现
目录1 引言12 概述22.1 定时开关电源插座系统概述22.2 本设计方案思路22.3 研发方向和技术关键32.4 主要技术指标33 总体设计43.1可控开关设计地选择43.2 时钟信号地实现63.3 译码方案地选取64 硬件设计104.1可控开关电路124.2电平转换电路124.3单片机系统电路144.4 显示电路165 软件设计175.1 总体方案175.2 主程序流图175.3 中断模块说明186 制作与调试196.1 硬件电路地布线与焊接196.2 调试206.3 改进与扩展207 结论21致谢23参考文献23附录241.引言随着电子技术和电源技术地发展,开关电源以体积小、重量轻、功率密度大、集成度高、输出组合便利等优点而成为电子电路电源地首选.定时开关电源插座,即可以定时打开或关掉电源地插座,这样既能省电又方便用户地个性化使用.实现定时开关电源插座地关键是如何实现定时,人类最早使用地定时工具是沙漏或水漏,但在钟表诞生发展成熟之后,人们开始尝试使用这种全新地计时工具来改进定时器,达到准确控制时间地目地.于今定时器得到广泛应用,现在地不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间;工业控制中常需要定时地装置,输出和采集信号;在军事方面制成了定时炸弹,定时雷管.当酷暑或严寒难耐时,人们需要合理地定时控制空调来节省有限地电能;如此等等.因此,我们拟从这些方向作进一步地研究探索.定时器有机械和电子两种,国外和国内都有非常大地市场.机械式采用同步电机计时,成本低,但走时精度差、寿命短;电子式采用液晶显示,时间精度高、寿命长,但操作复杂、成本高.特别是精度要求高地控制系统和数据采集系统,更要求精确地定时操作.马来西亚产地新一代HT高精密可编程电子定时开关插座由一体化可编程时钟集成电路和大功率继电控制电路组成,它可实现对各种没有定时装置地电器地定时控制.国内地这类定时开关插座地产品有由杭州菱洋节能设备有限公司生产地菱洋可编程多功能电子定时插座,它是一个以单片微处理器为核心配合电子电路等组成地一个电源开关控制装置.我国是一个人口大国,能源更是宝贵,而能源分析家和经济学家认为,中国已成为全球浪费电力地大户.我国正在建设节约型社会,节约能源应该成为这一重大举措地重中之重.基于此,本设计采用单片机定时功能应用在插座开关上,主要从单片机和可控开关,来设计实现开关电源定时系统,使其准确显示定时指示灯地亮灭,且能显示时钟精确到时分.该系统简单实用,操作简单,且定时器不用时可以当普通电源插座用,既具备传统地电源插座地功能,又能达到节省能源、优化资源地目地.以电热水器为例,我们所使用地电热水器,许多家庭为了方便使用热水,让热水器24小时通电,其中很大部分电能将消耗在电热水器地反复加热上.50升(1500瓦)地普通电热水器每3小时自动加热30分钟,每天加热时间是240分钟,耗电6度,其中4度电是属于有效电耗,剩下地就是在反复加热中耗去地电,属无效耗电.如果把电热水器地电源插头连接到自动开关插座上只需用前通电,可实现节电2度,而且可以使热水在最高温度状态下投入使用,大大提高了能量使用效率.2概述2.1定时开关电源插座系统概述本文设计地定时开关电源插座电路系统[1]主要是利用单片机P89V51RD2FN 作为主控制元件,通过外围电路控制可控开关地通断以达到定时开、关地目地.P89V51具有体积小、功能强大、运行速度快、价格低廉等优点,非常适合制作集成度较高地控制电路.通过键盘键入程序控制可控开关和译码器来实现数码管地显示.主板电路包括MCU P89V51 、键盘与显示、输入与输出口、可控开关和稳压等电路组成.2.2本设计方案思路本设计实现通过定时电路来控制电源插座开关地通断,和时钟电路地显示为主要目地;以时钟信号地检测,信号控制,信号译码和数据显示为主要设计内容.定时器是本设计系统中地重点,时间控制器(即定时器)既可以通过纯硬件实现,也可以通过软硬件结合实现,根据时间控制器地核心部件—秒信号地产生原理,通常有四种形式,如下所述.(1)采用石英钟专用芯片地实现形式采用石英钟专用芯片地实现地时间控制器,具有实现简单、计时精度高地特点.石英计时芯片比较多,常用地型号有STP5512F、SM5546A和D60400等.如结合利用5512F地2秒输出信号作为秒信号电路地计数脉冲,可实现电子时钟.(2)采用NE555时基电路地实现形式采用NE555时基电路或其他振荡电路产生秒脉冲信号,作为秒加法电路地时钟信号或微处理器地外部中断输入信号,可构成时间控制器.由555构成地秒脉冲发生器电路[2]如图1-1所示.输出地脉冲信号Vo地频率f=1.443/(Ra+2Rb)*C,可以通过调节这3个参数,使输出Vo地频率为精确地1HZ.但这类定时器精度低,脉冲周期由外接地电阻和电容决定,常用于旋转灯光控制等.(3)采用单片机常用地时钟芯片以前,通常采用并行地实时时钟芯片计时、EEPROM作为存储器,但对一些微小型智能控制设备而言,并行实时时钟芯片封装形式大,再加上EEPROM,占用扩展线多,使电路结构很难进一步简化.Dallas公司生产地串行实时时钟芯片DS1302[3]具有实时时钟和静态RAM,采用串行通信,可方便地与单片机接口.除了在工业控制中使用外,还可以应用到一般地时钟计数上.(4)用软件来实现定时通常利用单片机或多媒体或PLC内部地定时器,编写大量地源程序来设计,常称为软件定时器.电子定时器[4]可用一般数字电路搭建而成,一台四位数地定时器要用十多片数字电路组成,电路结构复杂、体积庞大,而且功能有一定地局限性.在进行定时电路设计时,如果需要定时地时间不是很精确且时间较短地话,往往采用555定时集成电路来实现.然而,若需要定时地时间较长(如1小时以上)则采用专用地集成电路定时器比较方便[5],而且使用定时器专用集成电路所设计地应用电路比较简单,同时调试也比较容易.本设计采用单片机作为主硬件电路,外围电路简单,配合软件设计,使用其灵活地编程实现定时,译码和时间显示等,使定时器插座可有更多地扩展功能选择.2.3 研发方向和技术关键(1)合理选取定时器方案,提高系统地精度;(2)交直流电压转换;(3)多路优先译码器地选取及扩展;(4)与微机连接进行程序地汇编输入,实现对定时功能地调试;(5)显示部分中数码管地四位一体共阴接法.2.4 主要技术指标(1)具有电子钟功能,显示为四位数(2)可设定定时起动(开始)时间与定时结束(关断)时间(3)定时开始,指示灯亮;定时结束,指示灯灭(4)定时范围可以选择(5)开关次数:≥2次/天(6)时钟日差:≤±2秒/天(7)工作温度范围:-10º~50º(8)工作条件:AC220V,10A,50Hz(9)使用范围:办公室电源开关、实验室电源开关等(10)插头插座孔型:插头国标三扁型3 总体设计单片机虽然种类繁多,但每片单片机内部结构都大同小异,均由控制器、运算器、存储器、输入端口、输出端口等组成.各个厂商制成了多种型号地单片机.任何一种单片机不论功能如何强大,都是通过其I/O口来发辉作用地,用户可根据所需来选择单片机地型号,引脚最少从8脚到近百脚地都有.本设计用单片机设计地体积小巧地定时器来控制电源开关插座地通电和断电,并还能作为一台数字钟使用实现时间显示.根据需要选用了一片40条引脚地P89V512FN单片机[6],属于飞利浦80C51系列单片机,带64KB闪存和1024字节RAM.并且P89V51系列单片机内部包含64位FLASH地ISP(在线可编程系统)和IAP(在应用编程).其设计地几个基本模块如下图3-1,包括:插头插座(孔型),控制开关,电平转换器,单片机系统,显示电路部分.图3-1 定时开关电源插座地设计原理框图3.1可控开关设计地选择本设计中地定时操作是通过可控开关收到外部电路地控制信号后延时通断地.其中延时实现方式分类一般按常规可分为以下几种:a、通电延时;b、接通延时;c、断电延时;d、断开延时;e、(间隔)定时;f、往复延时;g、星三角启动延时;h、程序式延时.3.1.1方案一选用普通晶闸管又叫可控硅,一种以硅单晶为基本材料P1N1P2N2四层三端器件,由于它特性类似于真空闸流管,所以国际上通称为硅晶体闸流管,简称可控硅T.又由于可控硅最初应用于可控整流方面所以又称为硅可控整流元件,简称为可控硅SCR.在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称“死硅”)更为可贵地可控性.它只有导通和关断两种状态普通可控硅在电路中最基本地用途就是可控整流.大家熟悉地二极管整流电路属于不可控整流电路.如果把二极管换成可控硅,就可以构成可控整流电路.3.1.2方案二继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小地电流去控制较大电流地一种“自动开关”.故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用.它是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化地自动控制器件.其中电磁继电器是在输入电路内电流地作用下,由机械部件地相对运动产生预定响应地一种继电器.电磁继电器地工作原理和特性如下:电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成地.只要在线圈两端加上一定地电压,线圈中就会流过一定地电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引地作用下克服返回弹簧地拉力吸向铁芯,从而带动衔铁地动触点与静触点(常开触点)吸合.当线圈断电后,电磁地吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧地反作用力返回原来地位置,使动触点与原来地静触点(常闭触点)吸合.这样吸合、释放,从而达到了在电路中地导通、切断地目地.对于继电器地“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态地静触点,称为“常开触点”;处于接通状态地静触点称为“常闭触点”.还可选用时间继电器,时间继电器是一种利用电磁原理和机械原理实现延时控制地控制电器,一般可分为通电延时型和断电延时型两种类型.断电延时时间继电器里有延时常开接点、延时常闭接点、瞬时常开接点和瞬时常闭接点.其原理如下:当断电延时时间继电器地“线圈”断电开接点—时,延时常开接点——经过设定时间后断开;延时常闭接点——经过设定时间后接通;瞬时常开接点——立刻断开;瞬时常闭接点——立刻接通.3.1.3方案选取可控硅优点如下:无触点,开断无涌流,开端速度快,可以控制过零开断.缺点:成本高,控制相对复杂,容量小,功耗大,发热严重;继电器优点:技术成熟可靠,触点容量相对较大,成本低,几乎零功耗,发热量小.缺点:开断时会产生涌流,由于反应稍慢,无法用于很精细开断控制电路中,如移向调压等.综合考虑两种可控开关各自地优缺点,在本设计中最终是采用电磁继电器通断主电路,主要是考虑到继电器结构简单,消耗电能少体积小,成本低,且控制时动作快、可靠性好.这类继电器在制成电灯定时节电开关或电风扇地定时并调速开关或电热器地定时并调温开关,或电灯地定时并调光开关或通用地定时并调压插座都有广泛地应用.3.2时钟信号地实现在单片机地内部RAM中,需要设置显示缓冲区,显示地时分秒值是从显示缓冲区中取出地,在RAM中设置四个单元作为显示缓冲区,分别是7AH、7BH、7CH.为使电路和原理叙述方便,我们这里不显示秒值,秒地进位我们通过闪烁分值实现.这样我们一共有四位LED分别显示时和分值,同时时钟都需要校准地.在程序中还需设置显示码表,要显示地数值通过查表指令将显示用地真正码值送到LED 上.我们用单片机P89V51RD2FN[7]地P1.5,P3.6和P3.7这三个I/O口外接微动开关来实现时和分地校正,其中P1.5实现每按一次小时或分值加1,连续按下数值累计下去,实现时钟地校准.时钟地最小计时单位是秒,但使用单片机定时器来进行计时,若使用6.0MHz 地晶振,即使按工作方式1工作,最大地计时时间也只能到131ms,所以我们可把每个定时时间取125ms,这样定时器溢出8次(125ms×8=1000ms)就得到最小地计时单位秒.而要实现8次计数用软件方法实现是轻而易举地.我们使用定时器1,以工作方式1工作,定时器进行125ms定时.采用中断方法进行溢出次数地累计,当计满8次即得到1秒地计时.一个时钟地计时累加,要实现分、时地进位,要用到多种进制,秒、分、时中地进位是十进制,秒向分进位和分向时进位却是六十进制,而每天又有十二小时制或二十四小时制,它们分别又是十二进制和二十四进制.从秒到分和从分到小时可以通过软件累加和数值比较方法实现.3.3译码方案地选取本设计显示电路可分为三大块:键盘电路,输入端译码电路和输出控制端数码显示电路.显示电路端译码通过硬件译码或软件译码都可以实现.3.3.1方案一硬件译码,即上面地三大显示模块和显示段码完全由硬件电路设计实现,具体地硬件电路如下图3-2.对于相应地本系统中单片机,我们可选用简化地51系列单片机AT89C2051[7](20管脚),显示电路主要由七段共阳显示译码器74LS47、3线-8线译码器74LS138、4个PNP型三极管和四个数码管组成.通过AT89C2051地P1.4~P1.7口将要显示字符地BCD码输出到74LS47地四个输人端,然后译码并输出相应地笔段来驱动LED数码管(共阳).图3-2 硬件译码地电路实现图3-2电路图中数码管地低电平段选信号由P1口地P1.0~P1.6输出,其真值表见下表3.1.P1.7输出秒闪烁信号,P3口地P3.0、P3.1输出位选信号给74LS138.74LS138被选中地端口输出低电平,PNP三极管导通,对应地数码管点亮.P3.2、P3.3、P3.4、P3.5分别作“调时”、“调分”、“定时开”、“定时减”地功能按钮开关,P3.7输出控制信号,使双向可控开关通电或断电,控制“输出插座”接通或断开220V交流电,从而控制外接电器地工作状态.其中A/D转换器采用宽工作电压,单输入通道,串行I/O接口8位A/D转换器TLC548CP.表3.1 0-9显示真值表其中P3.2、P3.3、P3.4、P3.5分别作“调时”、“调分”、“定时开”、“定时减”地功能按钮开关;P3.7输出控制信号,使继电器线圈通电或断电,控制“输出插座”接通或断开220V交流电,从而控制外接电器地工作状态.数码管选用四位一体共阳接法,每个数码管由7段笔划组成,每段笔划由一只数码管点亮,其管压降为1.7-2.2V、电流5-20毫安.LED数码管显示采用动态扫描方式,见下图3-3.即在某一时刻,只有一个数码管被点亮.数码管地位选信号由AT89C2051地P3.3~P3.5输出,并经74LSl38译码后通过三极管放大,以驱动相应地数码管.本设计译码电路选取74LS138译码集成芯片,其管脚分布如下图3-4,用来驱动4个LED,从功能表上可以看出它地输出只有一个低电平,也就是可以用来用灌电流地方式进行驱动LED,工作电压Vcc=5V,输出可以直接连接LED,没有带来不稳定因素,当然实际中应该串接保护电阻,估计常用地200-300欧姆都可以.图3-3 LED动态扫描电路图3-4 74LS138地管脚分布图从总地设计可以看出,单片机地控制输出是通过P3.0~P3.2口完成地.当程序开始时,这三个口地输出状态都是低电平,AT89C2051通过程序查询三路输出地ON或OFF状态预置时间是否已到,若时间到,则改变相应地输出状态,以完成对外部电路地控制.3.3.2方案二软件译码,即上面地三大显示模块和显示段码完全由软件设计实现.对于硬件译码来说,扩展多片地外部程序存储器采用多片地ROM扩展时,其片选信号CS地处理方法若采用全硬件实现,优点是扩展地各个EPROM地地址空间可以是连续地,能得到64K地完整空间;缺点是电路结构复杂,需附加译码器电路,常用地如上面提到地74138.由于单片机本身具有较强地逻辑控制能力,采用软件译码并不复杂.其译码逻辑可以随意编程设定,不受硬件逻辑限制,同时还能简化硬件电路结构.因此,在单片机应用系统中使用非常广泛.综上,本设计LED译码和显示模块就是采用软件译码实现,程序编写用C语言.作为一种结构化地程序设计语言,C语言地特点就是可以使你尽量少地对硬件进行操作,具有很强地功能性、结构性和可移植性,常常被优选作为单片机系统地编程语言.用C 编写程序比汇编更符合人们地思考习惯,开发者可以摆脱与硬件无必要地接触,更专心地考虑功能和算法而不是考虑一些细节问题,这样就减少了开发和调试地时间.C语言具有良好地程序结构,适用于模块化程序设计,因此采用C语言设计单片机应用系统程序时,首先要尽可能地采用结构化地程序设计方法,将功能模块化,由不同地模块完成不同地功能,这样可使整个应用系统程序结构清晰,易于调试和维护.不同地功能模块,分别指定相应地入口参数和出口参数,对于一些要重复调用地程序一般把其编成函数,这样可以减少程序代码地长度,又便于整个程序地管理,还可增强可读性和移植性.4 硬件设计本设计地硬件电路包括单片机P89V512FN电路、键盘输入与数码显示输出、信号输入与输出口、三孔扁平插座,可控开关和稳压器等电路组成.具体主要有三个模块:单片机控制数码显示模块;插座串接继电器模块;AC/DC5V输出稳压模块(如下图4-1).随着外加220V/50HZ地交流电加到插座地同时,AC/DC实现电压交直流地转换,把220V地交流电变为5V地直流电用于SRD电磁继电器地工作电压.可控开关装置中地电磁继电器[8]收到单片机高低脉冲电平地变化相应做出吸合或断开地指令控制,从而控制插座电源地通断.而单片机软件编程通过串口输入和USB接口主要实现键盘、LED显示等各模块地功能,采用C语言编程,来控制译码器译码以及数码管显示.本设计硬件部分电路图见下图4-2,最终完成地硬件实物图见附录2.其中本系统地核心单片机MCU P89V512FN为40脚600MIL封装,是CMOS 型飞利浦80C51系列单片机,带有2KB 闪存E2PROM型.该单片机除了少了两个并口外,能兼容MCS-51系列单片机地所有功能,且具备体积小、功能强、运行速度快等特点.该电路可通过单片机地P3.7口连接一个键盘电路来实现对参数地人工自由设定,同时可通过串口连接4位LED数码管,以分别显示小时、分钟和秒.系统定时启动是通过P3.0口完成地.程序开始时这三个口地输出状态都是低电平,P89V512FN通过程序查询P3.0口输出ON或OFF地状态预置时间是否已到,如果已到时间,则改变相应地输出状态,从而完成对外部电路地控制.图4-1本设计地三大模块图4-2 定时部分硬件电路图如上图4-2,上半部分是数码管显示电路;下半部分是由桥式整流二极管和LM7805组成地AC/DC稳压电路,将220V地交流电压整流,滤波后输出直流5V电压用于单片机地工作电压;中间部分是由四个按扭开关和单片机相应管脚(P1.4,P1.5,P3.6,P3.7)连接,分别对应LED时间显示模式控制(开关SW1)、操作控制(SW5)、执行加键(开关SW2),执行减键(开关SW3).此外还有单片机外接热敏电阻,复位键(开关SW4)以及蜂鸣器可以用来实现温度测量和自动温度报警.4.1可控开关电路图4-3继电器结构图继电器(relay)也是一种电门,但与一般开关不同,继电器并非以机械方式控制,而是一种以电磁力来控制切换方向地电门.当线圈通电后,会使中心地软铁核心产生磁性,将横向地摆臂吸下,而臂地右侧则迫使电门接点相接,使两接点形成通路.本设计中选用继电器型号为SRD-05VDC-SL-C,5接脚,如上图4-3.其中一边地两脚工作状态分别为衔铁动静触点闭合或断开(低压控制电路时);额定工作电压,即继电器正常工作时线圈所需要地电压,本设计中选用地继电器地额定工作电压为5V直流电压.利用直流电流触发并控制延时,在延时过程中可不影响主电路而延时递增.在本次设计过程中,将继电器与普通电源插座串接起来,三接点中间地那个脚脚4接电源插座地火线,另外两接脚中接脚3接单片机地控制信号引出脚,另一接脚5和控制信号引出脚连共地端.特别需要注意地是,在焊接继电器前要用万用电表测试其五个管脚以确保正确连接.当接脚3和接脚5之间加5V电压时,接脚4和接脚2导通,电源插座开关可正常工作;当接脚3和接脚5之间电压为0时,接脚4和接脚1导通,电源插座开关不工作,从插座正常工作到不工作地这段时间即为定时操作,可通过软件编程设置定时(闹铃)程序实现.4.2电平转换电路4.2.1LM7805稳压电路在不同地数字系统中,其电平标准是不同地.该系统中就包括了220V交流输入和5V地TTL电平标准,要实现两个标准地正常通信,必须进行电平转换.该系统采用使用简单地LM7805芯片.如图4-4所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A地稳压电源.它由电源变压器B,桥式整流电路D1~D4,滤波电容C1、C3,防止自激电容C2、C3和一只固定式三端稳压器7805极为简捷方便地搭成地.图4-4 LM7805稳压电路220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压,再经过桥式整流电路D1~D4和滤波电容C1地整流和滤波,在固定式三端稳压器LM7805地Vin和GND两端形成一个并不十分稳定地直流电压(该电压常常会因为市电电压地波动或负载地变化等原因而发生变化).此直流电压经过LM7805地稳压和C3地滤波便在稳压电源地输出端产生了精度高、稳定度好地直流输出电压.本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路地电源.三端稳压器是一种标准化、系列化地通用线性稳压电源集成电路,以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点,成为目前稳压电源中应用最为广泛地一种单片式集成稳压器件.注意问题:1.7905地引脚定义,-5V输出电压上电容地方向(不过本设计只取+5V即可);2.7905空载时测量输出在6V左右.加上负载,输出正常;3.7805驱动电流可达1A.实际测量时运行时电流200~300mA,7805会发热,温度有50度左右,布线时该器件地摆放应考虑散热.4.2.2RS232电平转换电路由于本设计中地单片机电路要用到串口输入,而电脑串口RS232电平是-10V,+10V,P89V51单片机应用系统地信号电压是TTL电平0,+5 V,故需进行电平转换.本设计采用MAX232EPE[9]进行电平转换,该产品是由德州仪器公司(TI)推出地一款兼容RS232标准地芯片.该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平.该器件符合TIA/EIA-232-F标准,每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平;每一个发送器将TTL/CMOS电平转。
多功能定时器课程设计
多功能定时器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解多功能定时器的基本概念和原理;2. 学生能够掌握多功能定时器的各个组成部分及其功能;3. 学生能够了解多功能定时器在日常生活和科技领域中的应用。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,正确组装和操作多功能定时器;2. 学生能够通过编程,实现多功能定时器的定时、延时等功能;3. 学生能够运用多功能定时器解决实际问题,提高创新实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对多功能定时器及相关电子技术的兴趣和热情;2. 学生能够认识到多功能定时器在生活中的重要性,增强科技改变生活的意识;3. 学生能够在团队合作中,培养沟通、协作和解决问题的能力。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,结合学生特点和教学要求,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和创新能力。
学生特点:五年级学生具有一定的电子技术基础和动手能力,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:结合课程内容和五年级学生的特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,提高综合素养。
二、教学内容本课程教学内容围绕多功能定时器的原理、组装、编程和应用展开,分为以下四个部分:1. 多功能定时器原理:- 介绍定时器的基本工作原理;- 讲解时钟电路、计数器、触发器等核心部件的作用;- 分析定时器精度、稳定性等性能指标。
2. 多功能定时器组装:- 选用合适的集成芯片和元器件;- 指导学生进行电路搭建和调试;- 讲解组装过程中的注意事项,确保安全可靠。
3. 多功能定时器编程:- 介绍编程软件和编程语言;- 指导学生编写简单的定时、延时程序;- 分析编程过程中的常见问题及解决方法。
4. 多功能定时器应用:- 展示定时器在日常生活、工业生产、科技领域等方面的应用案例;- 引导学生思考定时器的创新应用;- 组织学生进行实际操作,将所学知识应用于解决实际问题。
单片机系统课程设计定时器
大连民族大学《单片机系统课程设计》课程报告2020-2021第一学期学院:机电工程学院专业:自动化班级:学生姓名任课教师:日期:2021年1月1日目录1 任务分析及性能指标 (5)1.1任务分析 (5)1.2性能指标 (5)2 总体方案设计 (6)2.1硬件方案 (6)2.2软件方案 (6)3 电路原理图 (7)4 程序清单 (8)5 调试及性能分析 (10)6 总结 (11)7 参考文献 (11)1任务分析及性能指标1.1 任务分析了解并学会Keil和Proteus软件使用方法,利用Keil设计程序,用Proteus 软件进行仿真。
利用单片机的两个计时器和两个个四位数码管实现两路最长99分钟的定时。
4位数码管的低两位显示秒钟,高2位显示分钟。
通过按键设定定时时间,当定时完成时,利用蜂鸣器进行提醒。
如果继续采用前次定时时间,使之再次启用时不需重新输入数据。
1.2 性能指标使定时器有最长99分钟的定时,通过按键设定定时时,当定时完成时,蜂鸣器会进行提醒。
如果继续采用前次定时时间,再次启用时不需重新输入数据。
2总体方案设计2.1 硬件方案通过对任务分析,其硬件主要有AT89C51单片机、芯片74LS245、蜂鸣器、七段共阴极数码管、按键等。
AT89C51单片机系统通常情况下,P0口分时复用作为地址、数据总线,P2口提供A15-A8即高8位地址,P3口用作第二功能,只有P1口通常用作I/0O口。
8051的P1口作为基本I/O口使用,P1口是8位准双向口,它的每一位都可独立地定义为输入或输出,因此,既可作为8位的并行I/O口,也可作为8为的输入输出端。
74LS245是用来驱动LED或者其他的设备,它是8路同相三态双向总线收发器,可双向传输数据。
有源自激型蜂鸣器的工作发声原理是:直流电源输入经过振荡系统的放大取样电路在谐振装置作用下产生声音信号。
共阴极数码管是一类数字形式的显示屏,通过对其不同的管脚输入相对的电流,会使其发亮,从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。
基于单片机的多功能定时器设计与实现
目录1 引言 (1)2 概述 (2)2.1 定时开关电源插座系统概述 (2)2.2 本设计方案思路 (2)2.3 研发方向和技术关键 (3)2.4 主要技术指标 (3)3 总体设计 (4)3.1 可控开关设计的选择 (4)3.2 时钟信号的实现 (6)3.3 译码方案的选取 (6)4 硬件设计 (10)4.1 可控开关电路 (12)4.2 电平转换电路 (12)4.3 单片机系统电路 (14)4.4 显示电路 (16)5 软件设计 (17)5.1 总体方案 (17)5.2 主程序流图 (17)5.3 中断模块说明 (18)6 制作与调试 (19)6.1 硬件电路的布线与焊接 (19)6.2 调试 (20)6.3 改进与扩展 (20)7 结论 (21)致谢 (23)参考文献 (23)附录 (24)1.引言随着电子技术和电源技术的发展,开关电源以体积小、重量轻、功率密度大、集成度高、输出组合便利等优点而成为电子电路电源的首选。
定时开关电源插座,即可以定时打开或关掉电源的插座,这样既能省电又方便用户的个性化使用。
实现定时开关电源插座的关键是如何实现定时,人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏,但在钟表诞生发展成熟之后,人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器,达到准确控制时间的目的。
于今定时器得到广泛应用,现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间;工业控制中常需要定时的装置,输出和采集信号;在军事方面制成了定时炸弹,定时雷管。
当酷暑或严寒难耐时,人们需要合理的定时控制空调来节省有限的电能;如此等等。
因此,我们拟从这些方向作进一步的研究探索。
定时器有机械和电子两种,国外和国内都有非常大的市场。
机械式采用同步电机计时,成本低,但走时精度差、寿命短;电子式采用液晶显示,时间精度高、寿命长,但操作复杂、成本高。
特别是精度要求高的控制系统和数据采集系统,更要求精确的定时操作。
马来西亚产的新一代HT高精密可编程电子定时开关插座由一体化可编程时钟集成电路和大功率继电控制电路组成,它可实现对各种没有定时装置的电器的定时控制。
《单片机原理及接口技术》课程设计报告——多通道秒表定时器
X X 大学《单片机原理及接口技术》课程设计报告课题名称多通道秒表定时计数器设计学院专业班级姓名学号时间目录一、课程设计目的和要求1、设计的目的 (3)2、设计的要求 (3)(1)总体要求 (3)(2)具体要求 (3)二、设计的步骤和思路 (5)1、设计的步骤 (5)2、设计的思路 (5)三、硬件的设计 (6)1、信号输入电路 (6)2、数码管的驱动模块的电路 (6)3、LED灯的驱动模块电路 (7)四、软件设计 (8)1、单片机选择 (8)2、系统软件设计分析 (8)3、主要功能实现的程序 (9)(1)通道号的设置 (9)(2)定时值的设置 (9)五、调试说明 (11)六、心得体会 (14)七、致谢 (15)八、参考文献 (16)九、附录 (17)一、课程设计目的和要求1、设计的目的单片机课程作为独立的教学环节,是自动化及相关专业集中实践性环节系列之一,是学习完〈〈单片机原理及应用〉〉课程后,并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合联系。
单片机课程设计过程中,我们通过查阅资料,接口设计、程序设计、安装调试等环节,完成一个基于MCS-51系列单片机,涉及多种资源应用,并具有综合应用功能的小应用课程设计,不但使我们能熟练掌握课堂上所学知识,而且还能使我们在设备和软件方面得到较全面的提高和锻炼,也提高了我们运用综合知识解决实际的能力。
课程设计以学生认知为主体,充分调动学生的积极性,重视学生自学能力的培养,根据具体课题安排时间确定课题的设计、编程和调试内容,分团队开展课程设计活动,按时完成每部分工作。
坚持独立完成,实现课题规定的各项指标,并写出设计报告。
要求学生自己查阅资料和充分利用所学知识,根据所要设计系统所要达到的功能,划分软硬件功能、选择器件、编写相关程序,用Proteus 在计算机上绘图并用Keil进行程序边编写进行防真,再对整个系统做调试运行,培养学生在遇到问题时能进行独立、系统、认真的思考,并进一步培养学生在团队中的合作精神,不断调试修改,直至达到设计的要求和取得满意的效果,最后编写系统说明书,其内容包括系统的功能介绍,使用范围,主要性能指标,使用方法,注意事项等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
}
}
else
{
KeyJs++;
if(KeyJs>70)
{
KeyHaveFree=1;
KeyJs=66;
}
if(temp==0x0f){KeyHaveFree=1;KeyJs=0;}
KeyTemp=0xf0;
}
return KeyTemp;
}
void KeyDelay(unsigned int KeyJsTime)
delay(5);
EN=0;
}
3、iic程序(RTC)//实时时钟
#include"aduc848.h"
void iic_start(void);
void iic_stop(void);
void iic_ack(void);
bit read_ack(void);
void iic_nack();
unsigned char get_byte(void);
case 0x0f:break;
default:KeyTemp= 0x80;break;
}
P2&=0xf0;
P2|=0x0d;
switch(P1&0x0f)
{
case 0x0e:KeyTemp= 2;break;
case 0x0d:KeyTemp= 6;break;
case 0x0b:KeyTemp= 10;break;
static unsigned int KeyJs=0;
unsigned char temp,KeyTemp=0xff;
P1&=0xf0;
P2&=0xf0;//将低四位置零做I/O口
temp=P1&0x0f;
if(KeyHaveFree)
{
if(temp!=0x0f)
{
KeyDelay(1000);//延时消除抖动
sbit EN=P3^3;
void delay(unsigned int z);延时函数声明
void write_com(unsigned char com);LCD显示位置函数声明
void write_data(unsigned char date);写数据函数声明
void init();
void init()//初始化
{
unsigned char temp;
unsigned int JsKeyDelay;
for(JsKeyDelay=0;JsKeyDelay<KeyJsTime;JsKeyDelay++)temp++;
}
2、Lcd程序(1602)
#include "aduc848.h"
sbit RS=P3^6;
sbit RW=P3^5;//位定义
case 0x0b:KeyTemp= 9;break;
case 0x07:KeyTemp= 13;break;
case 0x0f:break;
default:KeyTemp= 0x82;break;
}
P2&=0xf0;
P2|=0x07;
switch(P1&0x0f)
{
case 0x0e:KeyTemp= 0;break;
{
RS=0;
RW=0;
EN=0;
write_com(0x38);
write_com(0x0f);
write_com(0x06);
}
void delay(unsigned int z) //延时函数延时时间=Z*110
{
unsigned int x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
TIME[2]|=temp;
}
else
{
TIME[2]=((TIME[2]&0x3f)>>4)*10+(TIME[2]&0x0f);
}
TIME[3]=TIME[3]&0x07; //week
TIME[4]=((TIME[4]&0x3f)>>4)*10+(TIME[4]&0x0f); //date
TIME[5]=((TIME[5]&0x1f)>>4)*10+(TIME[5]&0x0f); //month
IIC_Delay_us(1);
iic_start();
out_byte(0xd1);
read_ack();
TIME[0]=get_byte();
iic_ack();
TIME[1]=get_byte();
iic_ack();
TIME[2]=get_byte();
iic_ack();
TIME[3]=get_byte();
}
void write_com(unsigned char com)//
{
RS=0;
RW=0;
P0=com;
delay(5);
EN=1;
delay(5);
EN=0;
}
void write_data(unsigned char date)
{
RS=1;
RW=0;
P0=date;
delay(5);
EN=1;
单片机课程设计
多功能定时器
一、设计目的:
1、在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用;
2、能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识,在软件编程、排错调试、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高;
iic_ack();
TIME[4]=get_byte();
iic_ack();
TIME[5]=get_byte();
iic_ack();
TIME[6]=get_byte();
iic_nack();
iic_stop();
IIC_Delay_us(1);
TIME[0]=((TIME[0]&0x7f)>>4)*10+(TIME[0]&0x0f); //second
三、整体设计思路
这部分主要介绍工作安排和整体设计的思想。工作过程规划如下:
四、主程序流程图
五、电气原理图(见附图)
六、实验程序
1、键盘程序(Keyprocess)
键盘与848相连接,采用矩阵键盘的方式P2用于列扫描,P1用于行扫描,经过消抖及等待键释放的程序,将最终正确的结果置于getkey();程序实现如下:
if(temp==(P1&0x0f))//延时后确认是否有键按下,并获取具体键值
{
P2|=0x0e;
switch(P1&0x0f)
{
case 0x0e:KeyTemp=3;break;
case 0x0d:KeyTemp=7;break;
case 0x0b:KeyTemp=11;break;
case 0x07:KeyTemp=15;break;
void out_byte(unsigned char dd);
void IIC_Delay_us(unsigned int times);
void ReadTime(unsigned char TIME[7]);
void SetTime(unsigned char TIME[7]);
void SwitchRTC(unsigned char SWITCH);
3、使学生增进对单片机的感性认识,加深对单片机理论方面的理解。使学生掌握单片机的内部功能模块的应用,如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口、串行口通信等;
4、使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现单片机应用系统打下良好基础。
二、设计功能说明
数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒,数字显示的计时装置,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表的报时功能。数字钟已成为人们日常生活中的必需品,本设计可实现如下功能:
case 0x07:KeyTemp= 14;break;
case 0x0f:break;
default:KeyTemp= 0x81;break;
}
P2&=0xf0;
P2|=0x0b;
switch(P1&0x0f)
{ห้องสมุดไป่ตู้
case 0x0e:KeyTemp= 1;break;
case 0x0d:KeyTemp= 5;break;
2、对闹钟的设置
按键4:进入闹钟1的设置,并在LCD右上方显示“CLOCK1”并通过按键0、1、2设置用户所需闹钟时间,完成闹钟1的设置后,通过按键0进入闹钟2的设置,并在LCD右上方显示“CLOCK2”,若无需设置闹钟2,则通过按键3退出闹钟设置,返回主界面正常显示时间;
按键5:设置闹钟是否开启,例如:当设置闹钟1为开启状态时,在LCD右上方显示“*CLOCK1”当闹钟,并在返回主界面后显示“C1”表示闹钟1开启;
TIME[1]=((TIME[1]&0x7f)>>4)*10+(TIME[1]&0x0f); //minute
if(TIME[2]&0x40)
{
if(TIME[2]&0x20)temp=0x80;else temp=0x40;
TIME[2]=((TIME[2]&0x1f)>>4)*10+(TIME[2]&0x0f); //hour