【文章內(nèi)容簡介】 1． 2． 3． 4． 5． 6． 7．8.9. 0xbf0x860xdb0xcf0xe60xed0xfd0x870xff0xef圖27:鍵盤與顯示電路鍵盤部分：當(dāng)鍵盤按下的時候單片機(jī)的I/O口變成低電壓，通過軟件檢測并送給單片機(jī)處理，從而實現(xiàn)鍵盤的動態(tài)掃描。按鍵的功能分配如下：K1：即時控制開與關(guān)，如果家用電器只能按照設(shè)定的時間來工作，這將是缺乏人性化設(shè)計的，因為用戶可能在任意時間想讓某個電器工作或者不工作，如果不能立即開或者關(guān)，將嚴(yán)重影響到用戶體驗。K2：設(shè)置時間起點鍵。K3：設(shè)置時間終點鍵。K4：時間調(diào)整鍵，KK3只是進(jìn)入設(shè)置，而具體時間調(diào)整是由K4來實現(xiàn)的。K5：確定鍵，當(dāng)時間設(shè)定好的時候，用戶可以按下確定鍵查看自己設(shè)定好的時間，顯示設(shè)置好的時間5秒鐘，之后跳回顯示實時時間的狀態(tài)。在設(shè)計鍵盤的時候要考慮防抖動，除了硬件防抖動還需要軟件防抖動，軟件法防抖動實質(zhì)就是延時，即檢測到某一狀態(tài)變化后，延時一段時間，再檢測該按鍵的狀態(tài)是否還保持著，如果是則視為按鍵處理，否則視為抖動，不予理睬。去抖的時間延時一般參考資料描述為10ms左右，實際應(yīng)用中，應(yīng)大于20ms。顯示部分：1號數(shù)碼管顯示小時的十位數(shù)，2號數(shù)碼管顯示小時的個位數(shù)，3號數(shù)碼管顯示分鐘的十位數(shù)，4號數(shù)碼管顯示分鐘的個位數(shù)。通過軟件編程，將鍵盤上的輸入反映在數(shù)碼管上，從而實現(xiàn)用戶設(shè)定時間參數(shù)的功能。另外也可以將單片機(jī)從時鐘芯片DS1302中讀出的時間數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上。要注意的是，這里的數(shù)碼管為共陰極數(shù)碼管，要加上拉電阻連接5V電源才能點亮數(shù)碼管，單片機(jī)的I/O口是無法直接點亮數(shù)碼管的。至于數(shù)碼管的控制則關(guān)系到位選和段選，位選控制哪個或哪幾個數(shù)碼管亮；而段選控制數(shù)碼管顯示什么樣的字型碼。 繼電器控制電路該過程的思路是：單片機(jī)給普通繼電器一個控制信號，把普通繼電器當(dāng)作一個開關(guān)來使用，然后接家用電器。電路原理圖如下所示：圖28：繼電器控制電路1說明：此電路在仿真環(huán)境下毫無影響，實際電路當(dāng)中只要繼電器不接交流接觸器單片機(jī)就不會出現(xiàn)復(fù)位的怪異現(xiàn)象，而且不論是接~220V的電燈還是~220V的電機(jī)都不會有問題，但是只要接上交流接觸器單片機(jī)就會出現(xiàn)復(fù)位現(xiàn)象。其中交流接觸器的接法如圖： 圖29：繼電器控制電路2 單片機(jī)出現(xiàn)復(fù)位的現(xiàn)象是來自交流接觸器對單片機(jī)供電系統(tǒng)的影響，解決的辦法有：（1）電源采用抗干擾措施和輸出隔離，也就是在這里普通繼電器的供電和單片機(jī)的供電應(yīng)該隔離。（2）因為接觸器釋放時，線圈產(chǎn)生的高壓反電動勢會干擾系統(tǒng)，解決辦法是在接觸器上的線圈兩端串聯(lián)電容和電阻，電阻根據(jù)接觸器線圈來決定，消除這個干擾。 250V陶瓷電容，電容耐壓要盡量大，電阻采用的是2W 200Ω。其電路如下圖所示：圖210：繼電器控制電路3實驗室做好的東西在一些環(huán)境下可以毫無問題的使用，但是當(dāng)具體應(yīng)用到一些場所的時候尤其是工業(yè)場所中一定要注意負(fù)載電路和控制電路之間的信號隔離和電氣隔離。應(yīng)用感性的負(fù)載時一定要注意滅弧，因為電弧對控制電路的影響非常大。繼電器的滅弧方法，電弧是空氣電離產(chǎn)生的，繼電器觸頭拉電弧滅弧問題與繼電器勵磁線圈（或感性負(fù)載）斷電時產(chǎn)生高壓問題是兩個不同的問題。繼電器勵磁線圈（或感性負(fù)載）斷電時產(chǎn)生高壓問題一般用RC吸收回路（并聯(lián)于感性負(fù)載或接點）。如果是直流還可以用感性負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的方法解決。繼電器觸頭產(chǎn)生上拉電弧，說明選用的繼電器負(fù)載能力不夠，應(yīng)當(dāng)采用帶有滅弧措施的接觸器或斷路器，或采用固態(tài)繼電器（并聯(lián)RC吸收回路）。只要在電流為零時斷開接點，就不會產(chǎn)生電弧。電磁繼電器難以做到，但采用固態(tài)繼電器就容易做到。所以，最終的繼電器控制電路如下圖所示：圖211：設(shè)計完成的繼電器控制電路 實時時鐘 DS1302DS1302 是DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。它可以對年、月、日、時、分、秒進(jìn)行計時，并且具有閏年補(bǔ)償功能，～。DS1302內(nèi)部有用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。增加了主電源/后背電源雙電源引腳，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 DS1302引腳功能及結(jié)構(gòu) [14]：DS1302的引腳排列，其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng)Vcc2大于Vcc1＋，Vcc2給DS1302供電。當(dāng)Vcc2小于Vcc1時，DS1302由Vcc1供電。X1和X2是振蕩源。CLK：串行時鐘輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出；I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線；：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為低。該引腳有兩個功能：第一，開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次，提供結(jié)束單字節(jié)或者多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā? 圖212：時鐘芯片DS1302DS1302有下列幾組寄存器：（1）DS1302有關(guān)日歷、時間的寄存器共12個，其中7個寄存器（讀時81h~8Dh，寫時80h~8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為BCD碼形式。表24：DS1302關(guān)于時間的寄存器讀寫B(tài)IT 7BIT 6BIT 5BIT 4BIT 3BIT 2BIT 1 BIT 0 81h 80h CH 10秒 秒 83h 82h 10分 分 85h 84h12/24 0 10 時 時AM/PM 87h 86h 0 0 10日 日 89h 88h 0 0 010月 月 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 8Dh 8Ch 10年 年 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0小時寄存器（85h、84h）的位7定義DS1302運行模式（12小時模式、24小時模式）。當(dāng)它為高時，是12小時的模式，當(dāng)它為低時，是 24小時的模式。在12小時的模式時，位5是0時表示AM；為1時表示PM。在24小時的模式時，位5就是第二個10小時位。秒寄存器（81h、80h）位7定義成時鐘暫停標(biāo)志（CH）。當(dāng)它為1時，使得時鐘振蕩器停止振蕩，DS1302進(jìn)入低功耗的狀態(tài)；當(dāng)它為0時，時鐘運行?？刂萍拇嫫鳎?Fh、8Eh）位7為寫保護(hù)位（WP），其他7位都置0。在任何對時鐘、RAM寫操作前，WP位都必須置為0。當(dāng)WP為1的時候，寫保護(hù)位會防止針對任一一個寄存器的寫操作。（2）DS1302的工作模式寄存器所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和RAM數(shù)據(jù)。突發(fā)模式寄存器如下所示：表25： DS1302的工作模式寄存器工作模式寄存器讀寄存器寫寄存器時鐘突發(fā)模式寄存器CLOCK BURST BFh BEhRAM突發(fā)模式寄存器RAM BURST FFh FEh讀寫時序說明：DS1302是SPI總線驅(qū)動方式。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。要想與DS1302通信，首先要了解DS1302的控制字。表26： DS1302控制字 7 6 5 4 3 2 1 0 1RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD 控制字最高有效位（位7）必須為邏輯1，不然，就不能將數(shù)據(jù)寫入到DS1302中；位6：如果為0，表示存取的是日歷時鐘數(shù)據(jù)，為1則表示存取的是RAM數(shù)據(jù)；位5~位1（A4~A0）：指出操作單元所在的地址；位0（最低有效位）：如果為0，表示要進(jìn)行寫操作，為1表示要進(jìn)行讀操作?？刂谱挚偸菑淖畹臀婚_始輸出。在控制字指令輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。同樣，在緊隨8位的控制字指令后的下一個SCLK脈沖的下降沿，讀出DS1302的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。實時時鐘電路如下圖所示：圖213：實時時鐘電路 漏電保護(hù)電路漏電保護(hù)電路是為了有效防止接地故障引起人身電擊和電氣火災(zāi)的保護(hù)電路。（電流通過人體的效應(yīng)）確定[1,2]，通過人體的交流50HZ電流不超過30mA時，人體不會因為發(fā)生心室纖維性顫動而死亡，它與人體潮濕程度、接觸電壓高低無直接關(guān)系。在線路短路中大部分是接地故障，即相線與大地、電氣設(shè)備外殼、金屬結(jié)構(gòu)管道之間的短路。接地故障既能引起人身電擊事故，也比相間短路、單相短路容易引起電氣火災(zāi)。當(dāng)發(fā)生電弧性接地故障起火時，因電弧電流小，斷路器、熔斷器往往不能在火災(zāi)發(fā)生前切斷電源，而漏電保護(hù)器能夠立即動作切斷電源，因此應(yīng)用非常普遍。一般選擇動作電流不超過30mA，這兩個參數(shù)保證了人體如果觸電時，不會使觸電者產(chǎn)生病理性生理危險效應(yīng)。漏電保護(hù)電路主要包括：檢測元件（零序電流互感器）、中間環(huán)節(jié)（放大器、比較器、脫扣器）、執(zhí)行元件（主開關(guān)）等幾個部分。在被保護(hù)電路正常工作時，沒有發(fā)生漏電或觸電的情況下，通過零序電流互感器一次測的電流相量和等于零。二次側(cè)不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，脫扣器不動作，系統(tǒng)保持正常工作。當(dāng)被保護(hù)電路發(fā)生漏電或者有人觸電時，通過零序電流互感器一次測各相電流相量和不再等于零，產(chǎn)生了漏電電流。二次側(cè)產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，此漏電信號經(jīng)過中間環(huán)節(jié)處理和比較，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時，使主開關(guān)分勵脫扣器線圈通電，驅(qū)動主開關(guān)自動跳閘，切斷故障點，從而實現(xiàn)保護(hù)。下圖為漏電保護(hù)電路示意圖：圖214：漏電保護(hù) 整體的電路圖圖215：整體硬件電路圖3 軟件設(shè)計 軟件流程圖圖31：軟件流程圖 部分軟件 （1）引腳和參數(shù)的定義sbit kin=P1^0。 sbit k1=P2^5。 //即時控制鍵 sbit k2=P2^6。 //設(shè)置時間起點 sbit k3=P2^7。 //設(shè)置時間終點 sbit k4=P3^0。 //調(diào)整鍵 sbit k5=P3^1。 //確定鍵sbit duan1=P2^0。 sbit duan2=P2^1。 //段選 sbit duan3=P2^2。 sbit duan4=P2^3。 sbit wei=P2^4。 //位選sbit SCLK=P3^5。 //時鐘芯片的管腳定義 sbit DIO=P3^6。 sbit RS