【正文】 ......................................................... 37 附錄二 系統(tǒng) PCB 板圖 ........................................................................................................... 38 附錄三 系統(tǒng)程序 ..................................................................................................................... 39 致謝 ..................................................................................................................... 46 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 1 1. 緒論 時間是人類生活必不可少的重要元素，如果沒有時間的概念，社會將不會有所發(fā)展和進步。s living standard and the household appliances gradually popular, market is also growing demand for intelligent clock control system. The intelligent clock control system of this thesis mainly refers to the household appliances of the clock display, timing setting and timer switch. This system is based on PIC16F72 microcontroller core, 4 LED digital display time, and used the DS1302 clock chip to plete the basic functions of the realtime clock. Also used the 24C02 to store timing data,to achieve the timing control of vertical freezers. This paper does indepth analysis and research on time control for vertical freezers, discusses structure and design project of the control system, introduces system design and working principle of the device, and gives detailed analysis of the hardware circuit and physical design based on PIC16F72 MCU used as control unit. The software design is used to experiment with the clock display and timer control, and the result proves feasibility of the schemes. Experimental results show that design of time control for vertical freezers is reliable. Novelty of the show is easier to attract people39。 本文對 立式冷凍箱時間控制 系統(tǒng)進行了深入的分析和研究，討論了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計方案，介紹了該裝置的系統(tǒng)設(shè)計、工作原理，詳細分析了以 PIC16F72單片機為控制單元的硬件電 路設(shè)計 以及實物設(shè)計。 本科畢業(yè)設(shè)計 （論文） 題 目 基于 PIC16F72 單片機 的 立式冷凍箱時間控制器設(shè)計 學(xué) 院 電氣與自動化工程學(xué)院 年 級 專 業(yè) 班 級 1 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 論文提交日期 I 摘 要 隨著電子結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)調(diào)整，生產(chǎn) 工藝的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，家用電器逐 漸普及，市場對于智能時鐘控制系統(tǒng)的需求也越來越大。 對 時鐘顯 示 及 定時控制 軟件設(shè)計，進行實驗驗證 ， 證明了系統(tǒng)方案的可行性。s attention, so this design has a very broad practical value and mercial prospects. Keywords: PIC16F72 MCU。從古代的水漏、十二天干地支，到后來的機械鐘表以及當今的石英鐘，都充分顯現(xiàn)出了時間的重要，同時也代表著科技的進步。如果沒有時間的概念，社會將 停滯不前。 電子時鐘控制主要是利用現(xiàn)代電子技術(shù)將時鐘電子化、數(shù)字化。 同時隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機在國民經(jīng)濟的個人領(lǐng)域得到了廣泛的運用。 課題研究意義 單片機技術(shù)飛速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量越來越好，而成本越來越低，現(xiàn)階段許多復(fù)雜、多用的電子器件普遍采用單片機來實現(xiàn)。單片機均具有時鐘振蕩系統(tǒng)，利用系統(tǒng)時鐘借助微處理器的定時器 /計數(shù)器可實現(xiàn)電子鐘功能。 論文章節(jié)安排 第一章 ： 主要介紹課題研究的背景、意義及主要研究內(nèi)容等。 第五章：主要闡述 時鐘顯示及控制 系統(tǒng) 各個模塊的 過程 ，以及調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題及相應(yīng)解決方法，并最終 完成 所有的設(shè) 計目標。冰箱的普及給人們的生活帶來了加大的方便，但同時冰箱制冷工質(zhì)散逸對臭氧層的破壞和溫室效應(yīng)的加劇，以及 電冰箱廣泛普及導(dǎo)致電力消耗過大，資源浪費等問題不能忽視。因此，節(jié)能技術(shù)的開發(fā)已成為電冰箱行業(yè)的重要日程。 綠色電冰箱的發(fā)展趨勢 我國冰箱進一步發(fā)展的基本點一是節(jié)能，以真空絕熱、變能量和變頻技術(shù)為主導(dǎo)方向；二是環(huán)保，利于回收的綠色設(shè)計，同時智能化、人性化的理念也會體現(xiàn)到產(chǎn)品中去。 新型冰箱中已應(yīng)用了變頻與模糊邏輯控制、箱外顯溫控溫、電腦控溫與自動除霜系統(tǒng)、常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 4 自動解凍、自動制冰、自我診斷、功能切換以及深冷速度的智能化技術(shù)。PIC 系列單片機的硬件系統(tǒng)設(shè)計簡潔，指令系統(tǒng)設(shè)計精煉。 該結(jié)構(gòu)為實現(xiàn)指令提取和執(zhí)行的“流水作業(yè)”提供結(jié)構(gòu)保證，即在執(zhí)行一條指令的同時又協(xié)同處理下一條指令的取指令操作。此外， PIC 系列單片機全部采用單字節(jié)指令，執(zhí)行速度較高。 （ 4）驅(qū)動能力強 PIC系列單片機的每個輸出引腳可以驅(qū)動 2025mA的負載，既能高電平直接驅(qū)動 LED，光電耦合器，小型繼電器，也可以低電平驅(qū)動，這樣大大簡化了控制電路。 （ 2） 模擬 /數(shù)字量輸入口 ：放大后的電流信號 輸入口，單片機將此信號進行 AD 轉(zhuǎn)換后經(jīng)過運算來控制 PWM 的輸出，使電流不致過大而燒毀功率管。 （ 4） 模擬 /數(shù)字量輸入口 ：線性霍爾組成的手柄調(diào)速電壓輸入口，單片機根據(jù)此電壓高低來控制輸出給電機的總功率，從而達到調(diào)整速度的目的。 （ 7） 模擬 /數(shù)字量輸入口：由于 電機的位置傳感器排列方法不同，該口的電平高低決定適合于哪種電機 。 （ 11） 數(shù)字輸入口：功能開關(guān) 1。 （ 15）、（ 16） 、 （ 17） 數(shù)字輸入口：電機轉(zhuǎn)子位置傳感器信號輸入口，單片機根據(jù)其信號變化決定讓電機的相應(yīng)繞組通電，從而使電機始終向需要的方向轉(zhuǎn)動。上限是 。 （ 23） ～ （ 28） 數(shù)字輸出口：是功率管的邏輯開關(guān)，單片機根據(jù)電機轉(zhuǎn)子位置傳感器的信號，由這里輸出三相交流信號控制功率 MOSFET 開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)閉，使電機正常運轉(zhuǎn)。 圖 22 MPLAB IDE 操作界面 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 8 燒錄 器軟件 介紹 V6編程器 介紹 PStar V6編程器 （如圖 23） ，是生產(chǎn)公司依靠多年來制造 Microchip PIC單片機專用編程器的經(jīng)驗，經(jīng)長時間醞釀和試驗開發(fā)出來的新一代高性能 PIC單片機開發(fā)工具，從 94年國內(nèi)第一臺全系列 PIC編程器 PStar ，到后來行銷多年深受用戶稱贊的 PStar PStar ，比高一直把為用戶提供高性能和高可靠性的產(chǎn)品 作 為他們的目標。 （ 4） 讀寫速度比 PStar 提高 5 倍以上，仍保持了高可靠性，寫大容量芯片的時候可以節(jié)省大量時間。 常熟理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 9 圖 24 燒寫軟件界面 PIC 的工程師特別是初學(xué) PIC 的朋友們， 最麻煩的 可能 是 編程器的配置位設(shè)置， 寫好一個程序，軟件調(diào)試全部都正常 ， 可是燒進片子怎么樣也運行不正常 ！ 幾天找不到問題，最后 發(fā) 現(xiàn) 是配置位選錯了，或編程器的配置位選擇難于理解 。但匯編語言，一條指令就對應(yīng)一 個機器碼，每一步執(zhí)行什么動作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。而且 C 語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。用 C 語言來編寫目標系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。 C 語言編寫程序比用匯編語言也更符合思考習(xí)慣，可以更專心地考慮算法而不是考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調(diào)試的時間。但在單片機上用 C語言寫程序和在 PC機上寫程序絕對不能簡單等同。其中筆者最常用的是 HITECH 公司的 PICC編譯器，它穩(wěn)定可靠，編譯生成的代碼效率高，在用 PIC單片機進行系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的工程師群體中得到廣泛認可。在建立項目時可以選擇語言工具為“ HITECH PICC” （如圖 26所示） ，項目建立完成后可以加入 C或匯編源程序，也可以加入已有的庫文件或已經(jīng)編譯的目標文件。 圖 26 HITECH PICC編譯器 本章小結(jié) 本章首先介紹了 時鐘 顯示及控制系統(tǒng) 的相關(guān)知識，之后著重對單 片機的相關(guān)知識進行概述，包括 單片機的定義、特點、分類 、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，接著對開發(fā)環(huán)境 的 軟件 特點和使用方法進行了介紹，最后介紹了 本 設(shè)計使用的編程語言 及編譯器的用法 。 一個典型的單片機最小系統(tǒng)一般由時鐘電路、復(fù)位電路 等部分組成 ， PIC16F72 單片機的最小系統(tǒng)電路如圖 32 所示。在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，晶振的振蕩頻率直接影響單片機的處理速度，頻率越大 ， 處理速度越快。上電自動復(fù)位通過電容 C7 充電來實現(xiàn) ， 當 RST 腳的高電平持續(xù)兩個機器周期以上就將復(fù)位，所以 適當組合RC 的取值就可以保證可靠的復(fù)位。電源設(shè)計的好壞關(guān)系到系統(tǒng)的安全運行與否、抗干擾能力強弱等。 7805 的概述 常用的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓 輸出的 78系列和負電壓輸出的 79系列。 一般三端集成穩(wěn)壓電路的最小輸入 /輸出電壓差約為 2V，如果輸入電壓小于輸出電壓加上此值則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應(yīng)是電壓差保持在 3～ 5V，即經(jīng)變壓器，二極管整流橋電容器濾波后偶的電壓應(yīng)比穩(wěn)壓值高 3～ 5V。 固定輸出的雙電源電路 圖 33 是一個典型的用變壓器降壓，以 7805 為芯片的 +12V,+5V 電 源。 T1D4D6D7D8VCC5VCC12C4470uF/16VC2100uF/25VC1C3IN12OUT3GNDU47805 圖 33 主系統(tǒng)的 供電 電路 圖 時鐘 系統(tǒng) 電路設(shè)計 常用時鐘日歷芯片比較 在電子時鐘設(shè)計中，常用的實時時鐘芯片有 DS1288 DS121 DS164 DS1302。同樣， DS1643擁有 28只管腳，硬件連接起來占用微處理器 I/O口較多，不方便系統(tǒng)功能拓展和維護。工作電壓寬達 ～ 。 圖 34 DS1302 的外部引腳分配 各引腳的功能為： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。 時鐘電路設(shè)計 系統(tǒng)時鐘應(yīng)用了實時時鐘日歷芯片 DS1302，其連接如圖 35。 DS1302 采用雙電源供電，平時由 +5V電源供電，當 +5V 掉電之后，由圖中 BT1（ +3V 備用電池）供電。 I2C 總線支持任何一種 IC 制造工藝，并且 PHILIPS 和其他廠商提供了種類非常豐富的 I2C 兼容芯片。 I2C 總線 特點：組成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，芯片管腳的數(shù)量少，無需片選信號，價格低。支持多主控器件（某時刻只能有一個主控器件）。 2. I2C 總線工作原理 典型的 I2C 總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖 36 所示。為了此狀態(tài)下 總線上電平確定，必須在總線上外接上拉電阻。 ? 。 ? 8 腳 DIP SOIC或 TSSOP封裝 。 圖 37 24C02引腳分配圖 24C02的各個引腳功能如表 31所示。 E0、 E E2也接地是 24C02的從機地址為