【正文】 號(hào)能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件（電動(dòng)機(jī)、電燈、熱水器等），另一方面又要為電子線路的電器電路提供良好的電隔離，以保護(hù)電子電路和人身的安全。耦合器（ optical coupler，英文縮寫(xiě)為 OC）亦稱(chēng)光電隔離器，簡(jiǎn)稱(chēng)光耦。雖然功耗低，控制簡(jiǎn)單，但卻只能顯示數(shù)字和 第 3 頁(yè) 一些簡(jiǎn)單的字符，而且顯示信息少，需要較多位的數(shù) 碼管，占用了較多的單片機(jī) I/O口，沒(méi)有較好的人機(jī)界面。根據(jù)在學(xué)校比較流行的學(xué)習(xí)單片機(jī)是 STC89C51 系列 ，而且STC89C51 單片機(jī)便宜，購(gòu)買(mǎi)方便，下載方便，故單片機(jī)選用 STC89C51 單片機(jī)。考慮到軟件的難度增加可換來(lái)更好的性?xún)r(jià)比，所以選用方案二。通過(guò)兩 個(gè)方案的對(duì)比，方案 第 4 頁(yè) 一的實(shí)施辦法更符合要求。 10 位精度 ADC，共 8 路 (16)通用異步串行口 (UART) (17)SPI 同步通信口，主模式 /從模式 (18)工作溫度范圍 ： 075℃ /40+85℃ (19)封裝： PDIP28， SOP28， PDIP20， SOP20， PLCC32,TSSOP20(超小封狀，定貨 ) 引腳功能說(shuō)明 管腳圖如 所示。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。 如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止ALE 操作。 1602 工業(yè)字符型液晶簡(jiǎn)介 主要特性 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符。 6 E E(或 EN)端為使能 (enable)端，下降沿使能。 繼電器工作原理及特性 （ 1）電磁繼電器的工作原理和特性 電磁 式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、 銜鐵 、觸點(diǎn)簧片等組成的。恒磁環(huán)能否 向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。由永久 磁鐵 和干簧管組成。 其特點(diǎn)為壽命為半永久性、微小電流驅(qū)動(dòng)信號(hào)、高 阻抗 絕緣耐壓、超小型、光傳輸、無(wú)接點(diǎn)等。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。 若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對(duì)是否可以利用。在電源的設(shè)計(jì)中，用 220V 交流電經(jīng)過(guò)變壓器降壓后經(jīng)7805 穩(wěn)壓后給單片機(jī)控制系統(tǒng)供電。它有一系列的穩(wěn)固電壓輸出，應(yīng)用非常的廣泛。 7805 穩(wěn)壓管如圖 所示。單片機(jī)復(fù)位信號(hào)為高電平復(fù)位。片內(nèi)的 Flash 可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲(chǔ)器編程。而要把它用于一些大功率場(chǎng)合，比如繼電器驅(qū)動(dòng)，顯然是不行的。發(fā)光二極管 LED0 用于指示繼電器是處于導(dǎo)通狀態(tài)（燈亮）還是處于斷開(kāi)狀態(tài)（燈滅）。插座電源控制電路如圖 所示。 Protues 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。 各模塊程序設(shè)計(jì) 主程序流程圖 在本次設(shè)計(jì)中，主程序主要是在單片機(jī)的控制下，建立人機(jī)操作界面，對(duì)設(shè)定時(shí)間進(jìn)行儲(chǔ)存分析，驅(qū)動(dòng)液晶顯示出相關(guān)信息，并通過(guò)對(duì)比分析定時(shí)時(shí)間與時(shí)鐘，控制繼電器的通、斷，從而達(dá)到控制插座的通、斷電。 power=0。 fen++。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_later(0,0,start:,6)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 if(a==24) a=0。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 delay(10)。 disp_time(6,0,a,b,c)。 nao()。 //清屏 disp_later(0,0,TIME OVER,9)。 ling=0。 if(teep==2) { teep=0。 if(shi==24) { shi=0。具體調(diào)試過(guò)程如下所述： 獨(dú)立元件的檢測(cè) 任何組裝好的電子電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否有誤。 電源電路的調(diào)試 電源電路作為整個(gè)系統(tǒng)的供電電路，其輸出電壓必須在單片機(jī)的正常工作電 壓范圍（ 4V到 之間）內(nèi)。在此檢測(cè)中還要燒入程序?qū)Ω鱾€(gè) I/O 口的輸出進(jìn)行測(cè)試，查看 I/O 口所輸出的電壓是否與程序所控制值一致。變低則證明鍵盤(pán)正常。若工作則液晶顯示的時(shí)分秒會(huì)開(kāi)始變化，若不工作則檢查初始化是否正確。 當(dāng)時(shí)鐘走到定時(shí)開(kāi)始時(shí)間時(shí)，繼電器接通，插座給負(fù)載供電；時(shí)鐘走到定時(shí)結(jié)束時(shí)間時(shí)，繼電器斷開(kāi)，插座停止給負(fù)載供電。王老師從畢業(yè)設(shè)計(jì)一開(kāi)始就對(duì)我們嚴(yán)格要求，每周的周一都會(huì)和我們開(kāi)見(jiàn)面會(huì)，詢(xún)問(wèn)我們的畢設(shè)進(jìn)度并了解我們遇到的困難，積極協(xié)助我們解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種難題，并要求我們每天記錄在畢業(yè)設(shè)計(jì)中所作的工作進(jìn)度及遇到的問(wèn)題，讓我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。 sbit led= P3^7。 uchar code table[]= {0123456789:}。 rs = 0。 } void lcd_cmd(uchar cmd) { // 寫(xiě)入指令數(shù)據(jù)到 LCD while(lcd_bz())。 delay(1)。 ep = 1。 lcd_cmd(x)。 else x |= 0xC0。 lcd_dat(table[10])。 // delay(1)。 ET0=1。 //顯示第一個(gè)界面 disp_later(0,1,TIME:,5)。 } } } if(k1==0) //設(shè)置現(xiàn)在時(shí)間 { EA=0。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 delay(500)。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 if(b==60) b=0。 disp_later(0,0,start:,6)。 disp_time(6,0,a,b,c)。 c++。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 lcd_cmd(0x01)。 if(teep==2) { teep=0。 第 46 頁(yè) ling=0。 //清屏 disp_later(0,0,TIME OVER,9)。 nao()。 disp_time(6,0,a,b,c)。 delay(10)。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 第 43 頁(yè) if(a==24) a=0。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_later(0,0,start:,6)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 fen++。 power=0。 // delay(1)。 delay(500)。 //小時(shí) 第 39 頁(yè) lcd_dat(table[h%10])。i++) //只能顯示字母 數(shù)字 符號(hào) 不能顯示漢字 { lcd_dat(*p)。 if (0 == y) x |= 0x80。 rw = 0。 delay(1)。 result = P0 amp。x) for(y=z。 sbit k4 = P2^7。 最后，我要再次感謝王老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助，以及感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我進(jìn)行過(guò)指導(dǎo)和幫助的所有老師和同學(xué)。 本次設(shè)計(jì)的定時(shí)開(kāi)關(guān)插座自動(dòng)化程度較高，符合定時(shí)開(kāi)關(guān)插座的發(fā)展方向。 本次設(shè)計(jì)完成了一款定時(shí)開(kāi)關(guān)插座系統(tǒng)。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試與硬件調(diào)試相類(lèi)似也需要一步一步來(lái)。這次設(shè)計(jì)中，結(jié)果用 LCD1602 來(lái)顯示。接上干電池，斷開(kāi)交流電，由于干電池是經(jīng)過(guò) 4007 二極管后再給系統(tǒng)供電，4007 二極管的壓降為 ，測(cè)量得到新電池狀態(tài)下輸出電壓為 ，達(dá)到系統(tǒng)正常工作電壓要求。 給系統(tǒng)上電后，看下電源燈亮不亮。 第 28 頁(yè) 開(kāi) 始K e y 1 按 下 ？結(jié) 束K e y 2 按 下 ？K e y 3 按 下 ？K e y 4 按 下 ？設(shè) 置 現(xiàn) 實(shí) 時(shí) 間顯 示 定 時(shí) 時(shí) 間設(shè) 置 定 時(shí) 時(shí) 間開(kāi) 啟 關(guān) 閉 定 時(shí) 器 圖 人機(jī)界面程序流程圖 第 29 頁(yè) 第六章 系統(tǒng)制作及調(diào)試 硬件制作 電路設(shè)計(jì)軟件 Protel 是目前國(guó)內(nèi)最流行的通用 CAD 軟 件，它是將電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB 板圖設(shè)計(jì)、電路仿真和 PLD 設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)用工具軟件組合后構(gòu)成的 CAD 工作平臺(tái)。 if(miao==60) { miao=0。整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖 所示。 lcd_cmd(0x01)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 c++。 disp_time(6,0,a,b,c)。 disp_later(0,0,start:,6)。 if(b==60) b=0。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 delay(500)。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 } } } if(k1==0) //設(shè)置現(xiàn)在時(shí)間 { EA=0。 //顯示第一個(gè)界面 disp_later(0,1,TIME:,5)。 ET0=1。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 開(kāi)發(fā)環(huán)境 STC89C51 單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為 Keil uvision4 C51，仿真環(huán)境為 Protues，下載軟件為 STC_ISP。人機(jī)界面在軟件設(shè)計(jì)板塊中將詳細(xì)介紹。 P1 處連接的是單片機(jī)的 口。 第 16 頁(yè) 圖 1602 液晶顯示電路 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 繼電器的驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。一般， 51 系列單片機(jī)本身是不能自動(dòng)復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按照時(shí)序工作。 7805 使用時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)： 在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。D33 二極管起到保護(hù)電路的作用。對(duì)于小型電器，如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品。 繼電器的選用 （ 1）先了解必要的條件 ①控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； ②被控制電路中的電壓和電流； ③被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。 （ 3）吸合電流 吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。這時(shí)，當(dāng)有整塊導(dǎo)磁材料 ，例如鐵板同時(shí)靠近磁鐵和干簧管時(shí)，干簧管會(huì)再次發(fā)生動(dòng)作，恢復(fù)到?jīng)]有磁場(chǎng)作用時(shí)的 狀態(tài)；當(dāng)該鐵板離開(kāi)時(shí)，干簧管即發(fā)生相反方向的動(dòng)作。按隔離型式可分為混合型、 變壓器 隔離型和光電隔離型， 其中 以光電隔離型最多。對(duì)于繼電器的 “常開(kāi)、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣 來(lái)區(qū)分： 繼電器線圈 未通電時(shí)處于斷開(kāi) 狀態(tài) 的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為 “常開(kāi)觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為 “常閉觸點(diǎn) ”。當(dāng)輸入量 x 從某一大于 xx 值下降到 xf，繼電器開(kāi)始釋放，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。 1602 管腳說(shuō)明表如表 所示。 EA/VPP—— 外部 訪問(wèn) 允許， 欲使 CPU 僅 訪問(wèn) 外部程 序存 儲(chǔ)器 （地 址為0000HFFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖 用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL 邏輯電平。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 主要特性 (1)增強(qiáng)型 1T 流水線 /精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) 8051CPU (2)工作電壓： （ 5V 單片機(jī)） /（ 3V 單片機(jī) ） (3)工作頻率范圍： 035MHz，相當(dāng)于普通 805