【正文】 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日摘 要可編程定時器是24小時工作的電器定時開關(guān)，可使用按鍵來設(shè)定10組定時開和定時關(guān)的時間，按日循環(huán)控制，并可隨時改變開關(guān)通斷狀態(tài)，特別適合用于家庭定時開、關(guān)用電器（如熱水器、電飯鍋、空調(diào)器等）?？删幊潭〞r器的控制核心是單片機，本設(shè)計選用AT89S52單片機來制作，它是一個40腳的8位單片機，片內(nèi)含8kB的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀存儲器，可儲存工作程序。單片機有兩個外中斷輸入端及三個內(nèi)置定時器/計數(shù)器，為軟件設(shè)計與電路設(shè)計相配合提供了方便。關(guān)鍵詞：可編程定時器；單片機；數(shù)碼管顯示；輸出電源控制IIIAbstractAbstractProgrammable timer on a 24hour regular work of the electrical switches, buttons can be used to set the 10 groups regularly opened and timing of the Commissioner of time, daily cycle of control and can change at any time onoff switch, especially suitable for family time Kai, the Commissioner used electrical appliances (such as water heaters, rice cookers, air conditioners, etc.). For example, in the low tariff at the time regularly open water heaters, hot dozens or hot water, electricity during the day during high water, we can save a lot of electricity.Programmable timer control is the core of SCM, the choice of design to create AT89S52 SCM, which is a 40foot 8bit microcontrollers, the film contains 8 kB can be repeated erase the Flash CD1000 Memory, can store work procedures. There are four 8bit parallel input / output, multiple keys can be used for the input signal and control signals, the figures showed that signal, the sound signal output. SCM has two external interrupt input and the two builtin timer / counters for software design and circuit design provides a convenient fit. Programmable timer control circuits in addition to the MCU circuit, there are 5 V power supply circuit, the key input circuit, the digital display circuit, the output power control circuit, regular programming several times to achieve onoff control. Key words:Programmable timer； SCM；Digital indicators； Output power control.V目錄目 錄第1章 概述 1 課題的目的與意義 1 采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析 1 課題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 1 特色或創(chuàng)新之處 1第2章 微電腦控制可編程定時器簡介 2 功能 2 設(shè)定開關(guān)時間的步驟和方法 2第3章 相關(guān)知識介紹 3 單片機 3 功能特性描述 3 硬件結(jié)構(gòu)圖及接口介紹 3 存儲器結(jié)構(gòu)介紹 5 中斷 5 晶振特性 6 數(shù)碼管的介紹 6 7段LED數(shù)碼管的發(fā)光原理 7 LED顯示器的參數(shù) 7 穩(wěn)壓電源 8 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對穩(wěn)壓電源的要求 8 繼電器的介紹 9 電磁繼電器的工作原理和特性 9 固態(tài)繼電器（SSR）的工作原理和特性 9第4章 微電腦控制可編程定時器的電路設(shè)計 10 電源電路 10 單片機時鐘和復(fù)位電路 10 按鍵輸入電路 11 數(shù)碼顯示電路 11 輸出電源通斷控制電路 12第5章 微電腦控制按摩器的軟件編程構(gòu)思 14 怎樣設(shè)置時鐘 14 按鍵輸入程序 14 顯示程序 14 怎樣進(jìn)行定時通斷 14 總程序框圖 15 總程序框圖： 15 各程序框圖 16第6章 軟件編程 22 準(zhǔn)備程序 22 定義各輸入位和輸出位 22 各中斷服務(wù)程序入口 23 主程序 24 對輸出位初始化 24 設(shè)置1分鐘定時器程序（設(shè)置定時器T0） 24 設(shè)置2MS的定時器程序 24 時鐘子程序 25 比較定時子程序 26 各中斷服務(wù)程序 28 定時器T0的中斷服務(wù)程序（1分鐘定時處理程序） 28 外中斷INT1服務(wù)程序（對各按鍵進(jìn)行掃描及處理） 28 時鐘調(diào)整程序 29 定時設(shè)定程序 31 清除處理程序 33 定時器T1的中斷服務(wù)程 34 延時1MS子程序 36第7章 結(jié)束語 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄A：元器件清單 40附錄B: 微電腦控制可編程定時器 41附錄C：總電路圖 42III微電腦控制可編程定時開關(guān)的設(shè)計第1章 概述 課題的目的與意義本課題是微電腦可編程定時器的設(shè)計，根據(jù)可編程定時器的原理，試用AT89S52單片機（市售可編程定時器不采用該單片機，但這種單片機比較新穎和常用，適合學(xué)生試用）把硬件電路及軟件編程進(jìn)行一次自主的設(shè)計，要求能達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定的功能。該設(shè)計方案能使學(xué)生把所學(xué)到的電子技術(shù)及計算機技術(shù)結(jié)合起來，運用到智能化家電產(chǎn)品的電路設(shè)計及軟件設(shè)計上，為學(xué)生將來踏上工作崗位，走上工程技術(shù)道路是一個很好的練兵機會。要求控制軟件能使硬件電路正常運行，達(dá)到已有產(chǎn)品同樣的可編程定時器的各種功能。隨著市場的發(fā)展，越來越多的企業(yè)利用微電腦（單片機）技術(shù)來提高它們的產(chǎn)品競爭力，單片機技術(shù)會越來越受到廣泛的應(yīng)用的。用最簡單的硬件來實現(xiàn)比較復(fù)雜的軟件。例如在晚上電費低的時段定時開啟熱水器，燒熱幾十升熱水，在白天電費高的時段用水，就能節(jié)省許多電費。其正面上部是顯示單元（平時顯示時間，可作電子鐘用），中部是幾個按鍵，下部是一個電源插座（插定時通斷的用電器插頭），插座的最大輸出電流為10A或16A（由選用的繼電器功率決定）。定時器平時使用220V交流電工作，內(nèi)部裝有可充電電池，停電后可照常走時。2. 分別按“時”鍵和“分”鍵，設(shè)定第“1”次“開”的時間。4. 分別按“時”鍵和“分”鍵，設(shè)定第“1”次“關(guān)”的時間。5. ～ 步驟設(shè)定第2次、第3次的開關(guān)時間。7. 時鐘校正：同時按住“時鐘”鍵和“時”鍵或“分”鍵校正時間。“O”表示有電源有輸出，“F”表示無電源輸出，定時器平時應(yīng)設(shè)置在“自動”檔，讓定時器自動工作，需要的時候可用手動來控制定時器的開、關(guān)狀態(tài)。第3章 相關(guān)知識介紹 單片機市售的可編程定時器使用的單片機一般為PIC專用芯片，該芯片的結(jié)構(gòu)及編程方法對于初學(xué)者來說不易掌握，故指導(dǎo)老師要求我把單片機改為常用的51系列的AT89S52。有4個8位并行輸入/輸出口，可用于多個按鍵信號的輸入及控制信號、顯示信號、聲音信號的輸出。 功能特性描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 硬件結(jié)構(gòu)圖及接口介紹VCC : 電源 GND : 地P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗時，需要外部上拉電阻。對P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外，（）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下表31所示。表31 P1口的第二功能引腳號第二功能T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSI（在系統(tǒng)編程用）MISO（在系統(tǒng)編程用）SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。對P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表32所示。 表32 P3口的第二功能引腳號第二功能RXD（串行輸入）TXD（串行輸出）INT0(外部中斷0)INT0(外部中斷0)T0（定時器0外部輸入）T1（定時器1外部輸入）WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RD(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RST: 復(fù)位輸入?？撮T狗計時完成后，RST 腳輸出96 個晶振周期的高電平。DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。在flash編程時，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時有效。這個ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。當(dāng)AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，PSEN在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN將不被激活。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，EA必須接GND。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64K尋址。對于89S52，如果EA 接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H～FFFFH。高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。當(dāng)一條指令訪問高于7FH 的地址時，尋址方式?jīng)Q定CPU 訪問高128 字節(jié)RAM 還是特殊功能寄存器空間。使用間接尋址方式訪問高128 字節(jié)RAM。因此，高128字節(jié)數(shù)據(jù)RAM也可用于堆?？臻g。WDT 由13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復(fù)位存儲器（WDTRST）構(gòu)成。當(dāng)WDT激活后，晶振工作，WDT在每個機器周期都會增加。除了復(fù)位（硬件復(fù)位或WDT溢出復(fù)位），沒有辦法停止WDT工作。 中斷AT89S52 有6個中斷源：兩個外部中斷（INT0 和INT1），三個定時中斷（定時器0、2）和一個串行中斷。定時器2可以被寄存器T2CON中的TF2和EXF2的或邏輯觸發(fā)。實際上，中斷服務(wù)程序必須判定是否是TF2 或EXF2激活中斷，標(biāo)志位也必須由軟件清0。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。 晶振特性AT89S52 單片機有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1 和XTAL2 分別是放大器的輸入、輸出端。從外部時鐘源驅(qū)動器件的話，XTAL2 可以不接，而從XTAL1 接入，由于外部時鐘信號經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作為外部時鐘電路輸入的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求，最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。 圖32 LED數(shù)碼管單片機I/O的應(yīng)用最典型的是通過I/O口與7段LED數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應(yīng)段的陽極接上正電源，該段即會發(fā)光。假如我們將“b”和“c”段接上正電源，其它端接地或懸空，那么“b”和“c”段發(fā)光，此時，數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“1”。其它字符的顯示原理類同。但由于LED顯示器內(nèi)含多個發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)：由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動電壓時，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強度不同?！Ｃ}沖占空比越小，脈沖正向電流可以越大。① 靜態(tài)驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。由于掃描速度極快。 穩(wěn)壓電