【正文】
動芯片驅(qū)動數(shù)碼管與PNP三極管驅(qū)動蜂鳴器構(gòu)成提示電路驅(qū)動芯片選擇74HC595,數(shù)碼管選擇共陽極數(shù)碼管提供數(shù)字提示,蜂鳴器提供聲音提示。 提示電路的選擇方案1:采用38譯碼器驅(qū)動8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成提示電路譯碼器選擇74LS373,8個(gè)發(fā)光二極管接成共陰極。需占用11個(gè)I/O口。添加一個(gè)寄存器可以減少占用8個(gè)I/O口,但增加了硬件電路的復(fù)雜度。由于本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能較多,所需按鍵多,同時(shí)急需I/O口,所以選擇方案2。 鍵盤電路的選擇方案1:采用獨(dú)立按鍵采用9個(gè)獨(dú)立按鍵,按鍵檢測程序比較簡單,可以簡化程序,按鍵個(gè)數(shù)少時(shí),可以這樣使用,數(shù)目太多,占用I/O口太多,浪費(fèi)硬件資源。選擇采用硬件時(shí)鐘,方案2和方案3相比,方案3更好:因?yàn)闀r(shí)鐘芯片DS1302占用單片機(jī)的引腳數(shù)更少,只需3個(gè);時(shí)鐘芯片MC146818需要占用8個(gè),浪費(fèi)了單片機(jī)引腳。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302以其計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、接口簡單、使用方便、工作電壓范圍寬和低功耗等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。DS1302的日歷時(shí)鐘可自動進(jìn)行閏年補(bǔ)償。DS1302是美國DALLAS公司推出的一款實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。它的主要特點(diǎn)是有完備的日時(shí)鐘、鬧鐘及百年日歷功能,可編程的周期性中斷及方波發(fā)生器輸出,50字節(jié)低功耗帶掉電保護(hù)的用戶RAM,該芯片是可以帶后備電池的低功耗高速CMOS器件。方案2:采用時(shí)鐘芯片MC146818實(shí)現(xiàn)方案2采用時(shí)鐘芯片MC146818來實(shí)現(xiàn),MC146818時(shí)鐘芯片是美國MOTOROLA公司為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研制的日歷時(shí)鐘芯片器件。這種方法實(shí)際上等于將兩個(gè)16位長的硬件定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1做成了一個(gè)32位長的定時(shí)/計(jì)數(shù)器,用于完成以上的定時(shí)。每隔125μs中斷一次,該脈沖接至T1外部時(shí)鐘輸入端,由T1進(jìn)行減計(jì)數(shù),4000次之后減至0,產(chǎn)生中斷。 時(shí)鐘電路的選擇方案1:軟件實(shí)現(xiàn)方案1采用STC89C52內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1共同來完成。方案3:采用按鈕電平復(fù)位電路按鈕電平復(fù)位是上電復(fù)位和手動復(fù)位相結(jié)合的方案,可以在上電瞬間自動復(fù)位和程序跑飛時(shí)手動復(fù)位。方案2:采用看門狗芯片進(jìn)行復(fù)位采用X25045芯片構(gòu)成復(fù)位電路,該芯片把看門狗定時(shí),電壓監(jiān)控和EEPROM結(jié)合在一起的新型可編程芯片。綜上所述,采用方案2,可以節(jié)省元件和時(shí)間。方案2:由7805外接電源線構(gòu)成電源電路(b)圖所示,需要一個(gè)LN4007型二極管、一個(gè)470uF電容和一個(gè)220uF電容,無指示燈(但控制系統(tǒng)中的LCD背光通電后就亮,可以作為電源指示燈使用)。 電源電路的選擇方案1:由USB線構(gòu)成電源電路(a)圖所示所示,在電源的正負(fù)極之間并聯(lián)一個(gè)470uF的大電容(穩(wěn)壓)和一個(gè)1K電阻串聯(lián)一個(gè)發(fā)光二級管(作為電源指示燈),電路結(jié)構(gòu)簡單,但必須插在USB接口上才可以使用。綜上所述,選擇方案2作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案。論證:方案1應(yīng)用了單片機(jī),控制靈活方便,能夠?qū)崿F(xiàn)很多不同的功能。應(yīng)用單片機(jī)體積小,使得實(shí)際應(yīng)用簡單實(shí)用,成本低,效益好。(5) 可連續(xù)設(shè)置18次動作,每次動作之間相互獨(dú)立,互不影響。(3) 動作路徑選擇模式中,可選定的路徑數(shù)范圍為18,設(shè)定過程中有相應(yīng)的提示,確保設(shè)置正確。設(shè)計(jì)主要指標(biāo):(1) 時(shí)間校準(zhǔn)模式中,可校準(zhǔn)的時(shí)標(biāo)為年、月、日、星期、時(shí)、分、秒。要求控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間校準(zhǔn)、動作時(shí)間設(shè)定、動作路徑選擇、動作次第與動作性質(zhì)設(shè)定和顯示時(shí)間等功能。(8)顯示電路:采用LCD1602芯片,用于顯示當(dāng)前時(shí)間,動作時(shí)間。(6)控制電路:采用ULN2803構(gòu)成控制電路,接收來自單片機(jī)的信息,動作時(shí)間時(shí),使正確的動作支路產(chǎn)生正確的動作。(4)備用電源:使用3V兩節(jié)干電池,在主電源關(guān)斷的情況下,給時(shí)鐘芯片提供電源,維持時(shí)鐘芯片走時(shí)。(2)復(fù)位電路:采用上電按鈕復(fù)位電路,在上電瞬間自動復(fù)位與程序跑飛時(shí)手動復(fù)位。用7805構(gòu)成的電源模塊給系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源,確保單片機(jī)穩(wěn)定工作;復(fù)位電路采用上電按鈕復(fù)位,在上電瞬間自動復(fù)位與程序跑飛時(shí)手動復(fù)位;用時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行計(jì)時(shí),為單片機(jī)提供準(zhǔn)確的外部時(shí)鐘;通過矩陣鍵盤不同按鍵輸入發(fā)出不同信號,經(jīng)單片機(jī)處理,處理后實(shí)現(xiàn)時(shí)間校準(zhǔn)、動作時(shí)間設(shè)定、動作路徑選擇、動作次第與動作性質(zhì)設(shè)定、查詢動作時(shí)間功能;用LCD1602顯示器顯示基準(zhǔn)時(shí)間和動作時(shí)間;用一位共陽極數(shù)碼管顯示提示信息和蜂鳴器確定按鍵是否為有效按鍵;控制電路由單片機(jī)通過ULN2803反相驅(qū)動器來控制小型繼電器吸合來實(shí)現(xiàn)對家用電器的控制(本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只用發(fā)光二極管代替繼電器來模擬實(shí)現(xiàn))。本定時(shí)器可以應(yīng)用于不同場所的電器,它可以減少在多種電器上設(shè)置定時(shí)時(shí)所帶來得麻煩,這種具有人們所需要的智能化特性的產(chǎn)品減輕了人的勞動或代替人的勞動過程,操作簡便,一定會受到人們的廣泛歡迎。控制系統(tǒng)的設(shè)定過程為:時(shí)間校準(zhǔn)(LCD顯示的時(shí)間不是基準(zhǔn)時(shí)間時(shí)進(jìn)行);動作時(shí)間設(shè)定(時(shí)間校準(zhǔn)后完成后進(jìn)行)→動作支路選擇(動作時(shí)間設(shè)定完成后進(jìn)行)→動作次第與動作性質(zhì)設(shè)定(動作支路選擇完成后進(jìn)行);(這三個(gè)步驟可循環(huán)設(shè)置,設(shè)置完一次表示設(shè)置好一次動作,可連續(xù)設(shè)置8次動作)等待動作支路動作(設(shè)置完動作進(jìn)行);動作時(shí)間時(shí)動作支路動作。電子式定時(shí)器在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中和在微波爐、電飯鍋、洗衣機(jī)等電器中也有使用。電子式定時(shí)器在工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,它也是節(jié)約能源管理中一種有效的技術(shù)措施。這種定時(shí)器走時(shí)精確,時(shí)間設(shè)定沒有誤差,定時(shí)精度高,控制程序多。長時(shí)段電動式定時(shí)器是一種24小時(shí)或7天程序控制的開關(guān)裝置,可預(yù)置開關(guān)動作多次,最短時(shí)間控制間隔一般為15分鐘,可用于用戶用電情況監(jiān)控、照明控制、實(shí)驗(yàn)室裝置控制、空調(diào)器控制和自動生產(chǎn)線上某些設(shè)備的定時(shí)控制等。電動式定時(shí)器:用交流同步電動機(jī)或石英步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,通過齒輪傳動和凸輪簧片觸點(diǎn)機(jī)構(gòu),按預(yù)置的時(shí)段或時(shí)刻控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這些定時(shí)器都是在手動上發(fā)條的同時(shí)預(yù)置時(shí)限,定時(shí)精度不高,但結(jié)構(gòu)簡單,使用方便。機(jī)械式定時(shí)器:以發(fā)條為原動力,用擒縱調(diào)速器控制走時(shí)精度,通過齒輪傳動和凸輪,按時(shí)間控制機(jī)構(gòu)預(yù)置的時(shí)段操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。它功能強(qiáng)大,體積小,重量輕,靈活好用,配以適當(dāng)?shù)慕涌谛酒梢詷?gòu)造各種各樣、功能各異的微電子產(chǎn)品[3]。另一種是基于數(shù)字技術(shù)的新一代產(chǎn)品,這種產(chǎn)品功能強(qiáng),是前者的換代之物。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀“定時(shí)器”總的來說有兩種類型。例如,對外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)、產(chǎn)生精確的定時(shí)時(shí)間等。單片機(jī)之所以在工業(yè)控制中有大量的應(yīng)用,就在于它有獨(dú)特的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。被廣泛的用于儀表、通信、辦公自動化、軍工領(lǐng)域及各種控制柜、控制臺,使用極為廣闊。定時(shí)、延時(shí)裝置在工業(yè)控制中被廣泛的應(yīng)用。Set time continuously。 The cue circuit uses 74HC595 to drive a mon anode digital tube and NPN drive buzzer, digital tube to ensure that the action correctly, buzzer to determine the key effective。The keyboard input circuit adopts 3 by 3 matrix keyboard,by which the users can correct time,set action time,select action branch,set the action time and action property and display time。The reset circuit adopts the power on button reset circuit, automatic reset when electricity program and procedure manual reset when error, ensuring the stable operation of the control system。關(guān)鍵詞:單片機(jī);連續(xù)多次定時(shí);多路同時(shí)動作AbstractThis paper mainly introduces a kind of multipath timing control system based on single chip microputer STC89C52. The system is consisted of single chip, power circuit,reset circuit,clock circuit,keyboard input circuit,display circuit, cue circuit and control microcontroller STC89C52, processing signal from the keyboard, to ensure that each part of the circuit work normally。其中單片機(jī)采用STC89C52,處理來自鍵盤的輸入信號,確保各部分電路正常工作;電源電路采用7805芯片構(gòu)成5V電源,為控制系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源;復(fù)位電路采用上電按鈕復(fù)位電路,在上電時(shí)自動復(fù)位程序和程序出錯時(shí)手動復(fù)位程序,保證控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;時(shí)鐘電路采用DS1302時(shí)鐘芯片,為單片機(jī)提供準(zhǔn)確的外部時(shí)鐘;鍵盤輸入電路采用33矩陣鍵盤,用戶可通過鍵盤進(jìn)行時(shí)間校準(zhǔn)、動作時(shí)間設(shè)定、動作支路選擇、動作次第與動作性質(zhì)設(shè)置、時(shí)間顯示;顯示電路采用LCD1602液晶顯示,可顯示當(dāng)前時(shí)間(基準(zhǔn)時(shí)間)與動作時(shí)間;提示電路采用74HC595驅(qū)動一位共陽極數(shù)碼管和NPN三極管驅(qū)動蜂鳴器構(gòu)成,數(shù)碼管確保動作路徑選擇和動作次第設(shè)置正確,蜂鳴器確定按鍵是否為有效按鍵;控制電路采用ULN2803八路反相驅(qū)動器,動作時(shí)間到時(shí)驅(qū)動對應(yīng)的電器?;趩纹瑱C(jī)的多路定時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文主要介紹了一種基于單片機(jī)的多路定時(shí)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由單片機(jī)、電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、鍵盤輸入電路、顯示電路、提示電路和控制電路組成。該系統(tǒng)功能靈活多樣,可連續(xù)設(shè)置8個(gè)動作時(shí)間,每個(gè)動作時(shí)間可設(shè)置1到8條動作支路的動作性質(zhì)為開或關(guān),具有連續(xù)多次定時(shí),多路同時(shí)動作的特點(diǎn),可以廣泛應(yīng)用于電子電器中。The power circuit uses 7805 which supplies stable 5V power for control system。 The clock circuit uses DS1302 which supplies exact clock for microcontroler。Thedisplay circuit adopts LCD1602 ,displaying the current time (benchmark) and movement time。 The control circuit uses ULN2803 which are eightway reverse driver,to make the action branch act exactly.The system has abundant function, which can set eight consecutive action time which can can set the actiong property of 1 to 8 action buanch to on or can set time continuously,make many branches act at the same time and be widely used in electronic appliances.Keywords:Single Chip Microputer。Many branches act at the same time1 緒論 設(shè)計(jì)背景和意義近年來隨著科技的飛速發(fā)展,單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入,同時(shí)帶動傳統(tǒng)控制檢測日新月異地更新。它可以實(shí)現(xiàn)信號的異步傳送,根據(jù)控制要求設(shè)置接收到和做出相關(guān)反應(yīng)的時(shí)間差。在實(shí)時(shí)檢測和自動控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中,單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用,根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)及具體應(yīng)用對象的特點(diǎn),與軟件相結(jié)合,加以完善。在工業(yè)檢測、控制中,許多場合都要用到計(jì)數(shù)或定時(shí)功能。人類最早使用的定時(shí)工具是沙漏或水漏,但在鐘表誕生發(fā)展成熟之后,人們開始嘗試使用這種全新的計(jì)時(shí)工具來改進(jìn)定時(shí)器,達(dá)到準(zhǔn)確控制時(shí)間的目的。一種是基于模擬技術(shù)的傳統(tǒng)產(chǎn)品,這種定時(shí)器功能簡單,盡管曾被廣泛應(yīng)用過,但已進(jìn)入淘汰之列。隨著單片機(jī)性能價(jià)格比的不斷提高,新一代產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣泛,大可構(gòu)成復(fù)雜的工業(yè)過程控制系統(tǒng),完成復(fù)雜的控制功能,小則可以用于家電控制,甚至能夠用來做兒童電子玩具。定時(shí)器按結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械式、電動式和電子式3類。計(jì)時(shí)精度要求不高的定時(shí)器(如風(fēng)扇定時(shí)器、洗衣機(jī)定時(shí)器、廚房用定時(shí)器、照相暗房用定時(shí)器、電視機(jī)控制用定時(shí)器、電燈開關(guān)定時(shí)器),一般采用無固有振動周期的調(diào)速器。計(jì)時(shí)精度要求高、定時(shí)范圍在3~12小時(shí)的定時(shí)器,一般采用擺輪游絲調(diào)速器。其中短時(shí)段控制的電動式定時(shí)器可用于程序控制式洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、微波爐、烘箱及時(shí)間繼電器等。電子式定時(shí)器:利用石英振蕩器或民用交流電的標(biāo)準(zhǔn)頻率,經(jīng)過分頻計(jì)數(shù)組成時(shí)間累加器或數(shù)字鐘,按照預(yù)置的時(shí)間編碼輸出控制信號。其中長時(shí)段定時(shí)器最小控制時(shí)段一般為1分鐘,配上微處理器后能精確地編制一年的時(shí)間程序,組成多路可編程序的定時(shí)器。電子定時(shí)器類的電子定時(shí)開關(guān)鐘,可用于按高、平、低峰用電收取不同電費(fèi)制度的場合,它將一天內(nèi)的用電高峰、平峰、低谷時(shí)間在定時(shí)開關(guān)中設(shè)定,并分別接通3種電表進(jìn)行計(jì)費(fèi)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 多路定時(shí)控制系統(tǒng)簡介本控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)時(shí)間校準(zhǔn)、動作時(shí)間設(shè)定、動作支路選擇、動作次第與動作性質(zhì)設(shè)定和查詢動作時(shí)間等功能。在所有模式中,每次按下鍵盤上的按鍵時(shí),蜂鳴器會發(fā)出鳴叫聲,用以確認(rèn)某按鍵是否有效按下;在動作支路選擇模式,數(shù)碼管會顯示相應(yīng)的數(shù)字,已確保你選的支路是你準(zhǔn)備選的;在動作次第與動作性質(zhì)設(shè)定模式中,數(shù)碼管會顯