【正文】 .................................................... 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 ............................................................ 42 微電腦控制可編程定時開關(guān)的設(shè)計(jì) 1 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(jì) ，根據(jù)可編程定時器的原理，試用 AT89S52 單片機(jī)（市售可編程定時器不采用該單片機(jī)，但這種單片機(jī)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(jì)，要求能達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定的功能。 該設(shè)計(jì)方案能使學(xué)生把所學(xué)到的電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來，運(yùn)用到智能化家電產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)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(jī)會。要求控制軟件能使硬件電路正常運(yùn)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(jī)）技術(shù)來提高它們的產(chǎn)品競爭力，單片機(jī)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(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的軟件。例如在晚上電費(fèi)低的時段定時開啟熱水器，燒熱幾十升熱水，在白天電費(fèi)高的時段用水，就能節(jié)省許多電費(fèi)。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. 重復(fù) ～ 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)。 微電腦控制可編程定時開關(guān)的設(shè)計(jì) 3 第 3 章 相關(guān)知識介紹 單片機(jī) 市售的可編程定時器使用的單片機(jī)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(jī)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(jì)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?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計(jì)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(yàn)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， /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和時器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表 31所示。 XX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 表 31 P1口的第二功能 引腳號 第二功能 T2（定時器 /計(jì)數(shù)器 T2的外部計(jì)數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計(jì)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(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。在 flash編程和校驗(yàn)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(jì)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(qiáng)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指令微電腦控制可編程定時開關(guān)的設(shè)計(jì) 5 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(jī)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：2020H～ 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也可用于堆棧空間。 WDT 由 13位計(jì)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(jī)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。 XX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 定時器 2 可以被寄存器 T2CON 中的 TF2 和 EXF2 的或邏輯觸發(fā)。實(shí)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(jī)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。 微電腦控制可編程定時開關(guān)的設(shè)計(jì) 7 圖 32 LED 數(shù)碼管 單片機(jī) 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)： XX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 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(qiáng)度不同。比值可以在 ～ 間，最大不能超過 。脈沖占空比越小，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)壓電源 穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器 三大部分組成。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟姟? 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)及對穩(wěn)壓電源的要求 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。 由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標(biāo) ，常用穩(wěn)壓系數(shù) S 來表示： S 的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。通常 S 約為 。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。 rn 反映負(fù)載變動時，輸出電壓維持恒定的能力， rn 越小，則 Ifz 變化時輸出電壓的變化也越小。 c. 電壓溫度系數(shù)小 當(dāng)環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)S 。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 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。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。對于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “常開觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn) ”。 固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分 為交流型和直流型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。 XX 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 第 4 章 微電腦控制可編程定時器的電路設(shè)計(jì) 微電腦控制按摩器的控制核心是單片機(jī) AT89S52，除了單片機(jī)電路外還有 5V 穩(wěn)壓電源電路、按鍵輸入電路、數(shù)碼管顯示電路、輸出電源控制電路等。如圖 41。晶體振蕩器用來控制單片機(jī)的時鐘信號，使單片機(jī)里的各個部件可以按時序運(yùn)作， AT89S52 單片機(jī)常用的晶振頻率為 12MHz，這樣一個機(jī)器周期正好是 1 微秒。 1S1 是復(fù)位按鍵（調(diào)試用），按下后 RST 引腳上為高電平， 1S1 放開后，電容 1C1 重復(fù)充電過程，當(dāng) RST 端電壓降到低電平時，單片機(jī)程序從頭開始執(zhí)行。 微電腦控制可編程定時開關(guān)的設(shè)計(jì) 11 圖 42 復(fù)位電路圖和單片機(jī)電路圖 按鍵輸入電路 定時器面板上有 8 個輕 觸按鍵，按鍵值由單片機(jī)的 ～ 端輸入，按鍵 3S1～ 3S8分別是“時鐘”按鍵、“設(shè)定”按鍵、“小時”按鍵、“分鐘”按鍵、“