定時(shí)開關(guān)插座的設(shè)計(jì)與制作

1、桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第III頁共W頁摘要隨著家用電器的越來越普及和人們生活節(jié)奏的加快，人們對電器的依賴性進(jìn)一步 提高，對電器的定時(shí)需求也進(jìn)一步增大。定時(shí)開關(guān)插座可用于電飯煲、飲水機(jī)、電視 機(jī)、電腦、電動(dòng)車電池的充電、定時(shí)開關(guān)電熱毯等需要定時(shí)供電的場合。定時(shí)開關(guān)插 座的使用能夠做到節(jié)能、安全、方便等。本文介紹了一種基于 AT89S52單片機(jī)的定時(shí)開關(guān)插座設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)是通過 AT89S52的定時(shí)器0和定時(shí)器1實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的24小時(shí)制或者100小時(shí)制的時(shí)鐘走時(shí)， 并通過液晶12232顯示出來。繼電器的通、斷通過比較繼電器控制變量ray的值來確定。定時(shí)時(shí)間的開始或者停止是通過每分鐘

2、比較一次開始時(shí)間數(shù)組begin和結(jié)束數(shù)組end來確定，并在開始時(shí)對ray進(jìn)行加1操作，在結(jié)束時(shí)對ray進(jìn)行減1操作（ray的值 不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值）；當(dāng)ray為0時(shí)繼電器開關(guān)斷開，非0時(shí)接通。通過控制繼電器的通斷 可以達(dá)到控制插座通斷的目的。本文首先介紹定時(shí)開關(guān)插座設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，接著闡述系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)及原理 說明，包括設(shè)計(jì)方案選擇、關(guān)鍵元器件介紹、電路設(shè)計(jì)說明（包括電源電路、鍵盤、 單片機(jī)控制電路、液晶12232顯示、繼電器工作電路）軟件設(shè)計(jì)流程以及系統(tǒng)的測試。 最后總結(jié)了定時(shí)開關(guān)插座設(shè)計(jì)完成的任務(wù)，分析系統(tǒng)的不足并提出了系統(tǒng)的應(yīng)用展望。 關(guān)鍵詞：定時(shí)開關(guān)；繼電器；AT89S52單片機(jī)；液晶12

3、232。AbstractWith the increasing popularity of home appliances and the People living rhythm speeding up, the depe nden ceof people on electrical applia nces further to improve, the dema nd of timing also become further increasing. Socket timer switch can be used in the occasions where n eed for regul

4、ar supply such as rice cookers, water dispe nser, TV, computer, electric vehicle battery chargi ng, timer switch electric bla nkets. The use of socket timer switch can be en ergy sav ing, safe, healthy, and convenient and so on.This article presentsa timer switch socket design which is based on the

5、AT89S52 microc on troller. The system is impleme nted the clock 24-hour clock or 100-hour travel time by Timer 0 and Timer 1 of AT89S52, and it is displayed through the LCD 12232. Relay lin ks, broke n by compari ng the value of the relay con trol variables to determ ine the ray. It is to be determi

6、ned the starting or stopping of regular time by compared per minute a start time with begi n and an end array with end ,at the beg inning of the ray to add an operati on, at the end of the minus 1 on the ray action (ray' s value does not a negative); when ray is (relay switch off, non-0 conn ect

7、ed. Off by con trolli ng the relay socket can be con trolled on-off purposes.This paper in troduces the fun ctio n what the timer switch socket desig n should achieve first of all, and then describes the circuit design and principles of the system description, including design choices, concerning co

8、mponent description, circuit design description (including the power circuit, keyboard, single chip control circuit, LCD 12232 display ,the relay operating circuit), software design and testing of the system. Finally, it will sum up the timer switch socket design the tasks should be completed, analy

9、ze system' s deficienciespropose the system ' s application prospect.Key words： Timer switch; Relays; AT89S52 SCM; LCD 12232.目 錄弓丨言11設(shè)計(jì)要求及構(gòu)思21.1設(shè)計(jì)要求21.2設(shè)計(jì)構(gòu)思22 設(shè)計(jì)方案分析確定32.1系統(tǒng)框圖32.2開關(guān)的選擇32.3顯示方式選擇 42.4時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)及單片機(jī)的選擇 42.5電源部分的選擇42.6按鍵控制部分的實(shí)現(xiàn) 53主要元器件原理及其應(yīng)用53.1繼電器介紹53.1.1繼電器的繼電特性53.1.2繼電器工作原理及特性 63

10、.1.3繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù) 73.1.4繼電器的選用 73.2單片機(jī) AT89S52介紹83.3 液晶 LCD12232 介紹94 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 104.1電源電路104.2單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示 124.3繼電器驅(qū)動(dòng)電路 134.4鍵盤電路145系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)155.1主程序的設(shè)計(jì)165.2時(shí)鐘程序設(shè)計(jì) 175.3時(shí)鐘設(shè)置及定時(shí)設(shè)置程序設(shè)計(jì) 186 系統(tǒng)軟硬件的制作與調(diào)試 196.1硬件的制作196.2調(diào)試方案196.3硬件電路調(diào)試196.3.1獨(dú)立元件的檢測 196.3.2電源電路的調(diào)試 20633單片機(jī)最小系統(tǒng)的調(diào)試206.3.4顯示模塊的調(diào)試206.3.5鍵盤模塊的調(diào)試20

11、6.3.6繼電器電路的調(diào)試216.4軟件調(diào)試216.5整體系統(tǒng)調(diào)試 217 結(jié)論 23謝 辭 24參考文獻(xiàn) 25附錄1 26附錄2 28附錄3 45桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第1頁共49頁引言現(xiàn)如今，往往由于某些特殊原因給我們的生活或工作帶來一些困擾和遺憾。比如： 家中的水塔忘記抽水而造成生活的一時(shí)不便；學(xué)校的起床廣播因值班人員睡過頭而推遲廣播；家中的魚缸因太久沒有供氧造成魚兒缺氧死亡；許多球迷或者新聞愛好者因?yàn)殄e(cuò) 過了開機(jī)時(shí)間而與精彩球賽或者新聞擦肩而過；夏天里風(fēng)扇的定時(shí)時(shí)間過短（一般為1個(gè)小時(shí)），不便于晚上分段定時(shí)使用等等。而上面的這些問題都可以通過定時(shí)開關(guān)插座 的定時(shí)功能得

12、到解決。隨著電器產(chǎn)品待機(jī)能耗的迅速增長，家庭和社會(huì)付出了太多的代價(jià)，中國節(jié)能認(rèn)證 中心對家庭待機(jī)能耗做過的調(diào)查顯示， 待機(jī)能耗占到家庭電力消耗的10%左右，僅以電 視機(jī)為例，平均每臺(tái)電視機(jī)的待機(jī)能耗是 8.07W,按每天待機(jī)2小時(shí)大約耗電0.016度。 定時(shí)開關(guān)插座能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)給電器供電，在工作時(shí)間之外把電器的電源切斷，這樣就能 解決電器的待機(jī)損耗，達(dá)到節(jié)約用電的目的。定時(shí)開關(guān)插座是一款能在特定時(shí)間段內(nèi)控制電器通、斷電的開關(guān)插座。能實(shí)現(xiàn)24小時(shí)制和100小時(shí)制兩種時(shí)鐘走時(shí)模式，在 24小時(shí)制時(shí)鐘模式，可以實(shí)現(xiàn) 6組24小時(shí) 內(nèi)的任意定時(shí)，定時(shí)時(shí)間范圍最小為1分鐘；在100小時(shí)制時(shí)鐘模式，可以實(shí)

13、現(xiàn)6組100 小時(shí)內(nèi)的任意定時(shí)，定時(shí)時(shí)間范圍最小也是 1分鐘。本文闡述了定時(shí)開關(guān)插座的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件算法設(shè)計(jì)，給出了自動(dòng)開關(guān)插座的設(shè)計(jì)和定型方案，它可以對家中一些需要在特定時(shí)間對電器進(jìn)行自動(dòng)斷、通電控制，而不需要拔掉插頭，減少電器的待機(jī)損耗，解決生活中的一些煩惱。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告用紙第2頁共49頁1設(shè)計(jì)要求及構(gòu)思1.1設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有定時(shí)、按鍵設(shè)置及控制、定時(shí)時(shí)間顯示等功能的定時(shí)開 關(guān)插座，具體要求及指標(biāo)如下：(1) 可以設(shè)定三組定時(shí)時(shí)間值。(2) 設(shè)定的定時(shí)時(shí)間調(diào)整范圍為：099分鐘。(3) 具有開始/停止操作按鍵。(4) 具有定時(shí)時(shí)間顯示和時(shí)鐘顯示。

14、1.2設(shè)計(jì)構(gòu)思根據(jù)題目和設(shè)計(jì)功能要求，系統(tǒng)的實(shí)施方案可以分為以下幾個(gè)步驟：首先，通過模 式(模式0為24小時(shí)制，模式1為100小時(shí)制)選定時(shí)鐘的走時(shí)方式，作為定時(shí)時(shí)間 的判斷標(biāo)準(zhǔn)。然后通過按鍵設(shè)置定時(shí)時(shí)間分別存儲(chǔ)在定時(shí)開始數(shù)組begin和結(jié)束數(shù)組end,通過數(shù)組的值與時(shí)鐘的值進(jìn)行比較，時(shí)間在定時(shí)數(shù)組時(shí)間范圍內(nèi)則繼電器接通， 否則斷開。用一個(gè)紅色發(fā)光二極管的亮、滅來指示繼電器的通、斷的狀態(tài)。定時(shí)開關(guān)插 座的顯示則用液晶來實(shí)現(xiàn)。用液晶的第一行顯示時(shí)鐘及目前所定時(shí)的組別；第二行則顯示定時(shí)開始時(shí)間；第三行則顯示定時(shí)的結(jié)束時(shí)間；第四行顯示目前所運(yùn)行的模式。電 源部分用220V轉(zhuǎn)換為直流5V給定時(shí)開關(guān)系統(tǒng)

15、供電，并用干電池做儲(chǔ)備電源，防止220V 交流電斷電了單片機(jī)控制部分就停止工作，失去作用。用4*3鍵盤實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘、定時(shí)的設(shè)置及開始/停止等按鍵設(shè)置功能?；谝陨系脑O(shè)計(jì)構(gòu)思，系統(tǒng)每個(gè)模塊可以有幾種不同的 實(shí)施方案，經(jīng)過反復(fù)比較論證，確定了系統(tǒng)的最終實(shí)施方案。各個(gè)設(shè)計(jì)方案的分析和選 擇將在第二章進(jìn)行詳細(xì)介紹。鑒于以上的構(gòu)思，定時(shí)開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展，具體實(shí)現(xiàn)的功能指標(biāo)如下：(1) 可以設(shè)定六組定時(shí)時(shí)間值。(2) 設(shè)定的定時(shí)時(shí)間調(diào)整范圍分為兩種情況： 模式0狀態(tài)時(shí)可設(shè)定的定時(shí)時(shí)間調(diào)整范圍為：024小時(shí)； 模式1狀態(tài)時(shí)可設(shè)定的定時(shí)時(shí)間調(diào)整范圍為：0100小時(shí)。(3) 具有開始/停止操作按鍵。(4) 具有

16、定時(shí)時(shí)間顯示和時(shí)鐘顯示，具有顯示模式、顯示目前定時(shí)組別、定時(shí)時(shí) 間設(shè)置等功能。(5) 在220V交流電斷電的情況下，干電池仍能保證單片機(jī)的定時(shí)狀態(tài)及時(shí)鐘走時(shí)正常工作；待交流電通電后干電池停止供電，轉(zhuǎn)換為220V交流電轉(zhuǎn)為5V直流電供電。(6) 具有時(shí)鐘設(shè)置功能，具有液晶節(jié)能模式(即在 30秒內(nèi)都沒有按鍵按下的話， 就關(guān)閉液晶背景燈光)。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第10頁共49頁2設(shè)計(jì)方案分析確定2.1系統(tǒng)框圖通過查找資料進(jìn)行方案論證和選擇，可以確定出定時(shí)開關(guān)插座系統(tǒng)的整體構(gòu)成，本 系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。本設(shè)計(jì)是以AT89S52單片機(jī)為核心，以設(shè)置鍵盤設(shè)置時(shí) 鐘時(shí)間、定時(shí)時(shí)

17、間、模式選擇、開始、停止等功能。單片機(jī)控制繼電器來控制電器插座 的通、斷，以達(dá)到控制電器的通、斷。定時(shí)時(shí)間范圍內(nèi)導(dǎo)通電器插座，實(shí)現(xiàn)給電器供電， 其他時(shí)間則斷開。電源提供給單片機(jī)5V直流電，有交流220V轉(zhuǎn)為直流5V供電和干電 池供電兩部分，可對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不間斷供電。液晶顯示模塊，在設(shè)置鍵盤沒有輸入時(shí)，顯 示時(shí)鐘、模式、定時(shí)時(shí)間、定時(shí)組別等信息；當(dāng)鍵盤設(shè)置開始時(shí)，顯示出當(dāng)前設(shè)置的變 化。復(fù)位能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件復(fù)位。圖2.1系統(tǒng)設(shè)置框圖2.2開關(guān)的選擇現(xiàn)代自動(dòng)控制設(shè)備中，都存在一個(gè)電子電路電氣電路的互相連接的問題，一方面要是電子電路的控制信號(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

18、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。電子繼電器和光耦合器便能起到這一橋梁的作用。下面簡要介紹各個(gè)方案的特點(diǎn)。方案一：采用繼電器作為控制220V通、斷的開關(guān)。固態(tài)繼電器（SSR）與機(jī)電繼電器 相比，是一種沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相 同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件 的點(diǎn)，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管， 單項(xiàng)可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達(dá)到無觸點(diǎn)，無火花地接通和斷開被控 電路。選用SRD-05VCD-SL-C繼電器最大電路可達(dá)到

19、10A，即繼電器的正常工作范圍 為0到2200瓦，可以給大部分家用電器供電。方案二：采用光耦合器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制開關(guān)。耦合器（optical coupler，英文縮寫為 0C）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對輸入、輸出 電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類 最多、用途最廣的光電器件之一。本次設(shè)計(jì)開關(guān)部分可以用繼電器也可以用光耦合器?？紤]到本設(shè)計(jì)繼電器足以滿足設(shè)計(jì)要求，而且繼電器比光耦合器便宜，故選用繼電器。2.3顯示方式選擇在模擬電子和數(shù)字電子中，常用顯示數(shù)據(jù)的有數(shù)碼管和液晶顯示器。方案一：采用LED數(shù)碼管顯示。雖然功耗低，控制

20、簡單，但卻只能顯示數(shù)字和一 些簡單的字符，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， 沒有較好的人機(jī)界面。方案二：采用LCD液晶顯示，可以顯示所有字符及自定義字符，并能同時(shí)顯示多 組數(shù)據(jù)、漢字，字符清晰。由于自身具有控制器，不但可以減輕主單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，而且 可以實(shí)現(xiàn)菜單驅(qū)動(dòng)方式的顯示效果，達(dá)到友好的人機(jī)介面。LCD顯示能解決LED只能顯示數(shù)字等幾個(gè)簡單字符的缺點(diǎn)，性能好，效果多，控制方便，顯示方式多，且能耗也 較少。這次設(shè)計(jì)中不僅要顯示相應(yīng)的時(shí)鐘、定時(shí)組別、目前運(yùn)行的模式，而且還要顯示出 相應(yīng)的定時(shí)開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，需要顯示的信息較多，所以采用方案二，用LCD顯示結(jié)

21、果。2.4時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)及單片機(jī)的選擇時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)可已通過使用時(shí)鐘芯片或者單片機(jī)的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。 下面簡要介紹幾種方 案的特點(diǎn)。單片機(jī)僅用于控制繼電器、鍵盤，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘和定時(shí)，用51結(jié)構(gòu)的有Atmel的AT89CXX系列、AT89SXX系列、AT89C20系列（20引腳）或STC的所有單片機(jī)都 可以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)在學(xué)校比較流行的學(xué)習(xí)單片機(jī)是 AT89SXX系列，而且AT89S52單片機(jī) 便宜，購買方便，故單片機(jī)選用 AT89S52單片機(jī)。方案一：時(shí)鐘通過使用時(shí)鐘芯片來實(shí)現(xiàn)，控制部分通過使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。時(shí)鐘芯 片種類非常多，有內(nèi)置晶振及充電電池的，也有外置晶振的，現(xiàn)在流行的時(shí)鐘芯片有 DS1302、DS13

22、07、PCF8485 SB2068等。使用時(shí)鐘芯片可以得到準(zhǔn)確的時(shí)鐘走時(shí)， 可用簡單的程序?qū)崿F(xiàn)定時(shí)開關(guān)插座的定時(shí)功能。方案二：時(shí)鐘通過單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器可實(shí)現(xiàn)較 為精確的時(shí)鐘走時(shí)，定時(shí)50毫秒的誤差率極小，可達(dá)到定時(shí)開關(guān)插座的使用要求。使 用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器可簡化硬件電路，可以節(jié)省開支，但是編程的難度有所提高。本次設(shè)計(jì)的時(shí)鐘走時(shí)用單片機(jī)定時(shí)器已經(jīng)可以完全達(dá)到定時(shí)開關(guān)插座的使用要求， 并可省去時(shí)鐘芯片，節(jié)省開支?？紤]到軟件的難度增加可換來更好的性價(jià)比，所以選用2.5電源部分的選擇電源給單片機(jī)及繼電器等使用5V直流電的器件提供電源，供系統(tǒng)正常工作。方案一：使用開關(guān)電源

23、將220V交流電轉(zhuǎn)為5V直流電給系統(tǒng)供電。開關(guān)電源的體 積小，重量輕。但由于需要耐壓不小于 220V的電容等特殊的元器件，日常生活中較難 找全器件，開關(guān)電源的散熱比較差，不適宜長時(shí)間工作。故此方案不適宜。方案二：用變壓器降壓經(jīng)整流橋整流和7805穩(wěn)壓后給系統(tǒng)供電。變壓器相對比較重，但他的電路穩(wěn)定，適宜長時(shí)間供電。能做到交流電供電正常時(shí)就能給系統(tǒng)正常供電。 但在交流電失電時(shí)系統(tǒng)會(huì)停止工作，這時(shí)的時(shí)鐘也會(huì)停止走時(shí)。在重新供電時(shí)系統(tǒng)會(huì)重 啟，從而造成原先設(shè)置的數(shù)據(jù)丟失。故此方案存在漏洞，不適宜使用。方案三：使用干電池給系統(tǒng)供電。干電池供電能讓系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，時(shí)鐘的走時(shí)不 受交流電的影響。干電池的價(jià)格

24、相對交流電而言較貴，用干電池單獨(dú)供電會(huì)造成使用成 本提高的問題，此方案也存在不合理性。方案四：使用交流電和干電池混合給系統(tǒng)供電。在交流電不失效的情況下由交流電 轉(zhuǎn)5V直流電供電，在交流電失效情況下由干電池供電。這樣就能解決運(yùn)行成本過高或 者在交流電失效時(shí)丟失原先設(shè)置數(shù)據(jù)的問題。本方案對本設(shè)計(jì)最為合適。綜上所述，考慮到成本、實(shí)用性等問題，對定時(shí)開關(guān)插座系統(tǒng)供電方案四是最為合 適的。2.6按鍵控制部分的實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘時(shí)間和定時(shí)時(shí)間的設(shè)置功能可以通過按鍵來實(shí)現(xiàn)。按鍵的實(shí)現(xiàn)可以通過以下兩種方案實(shí)現(xiàn)：方案一：單片機(jī)的每一個(gè)I/O 口與一個(gè)按鍵相連，這樣就可以根據(jù)掃描 I/O 口的電 平變化實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。這樣可

25、以很簡單的實(shí)現(xiàn)按鍵的功能，但是會(huì)占用較多的I/O 口，可能會(huì)出現(xiàn)I/O 口不夠用的情況，而且系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也會(huì)大大降低。方案二：使用矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)。矩陣鍵盤可以用較少的I/O 口實(shí)現(xiàn)多個(gè)按鍵功能，能節(jié)省更多的I/O 口，利于系統(tǒng)擴(kuò)展功能。根據(jù)本定時(shí)開關(guān)插座的設(shè)置要求，要用到12個(gè)按鍵。通過兩個(gè)方案的對比，方案二的實(shí)施辦法更符合要求。3主要元器件原理及其應(yīng)用本次設(shè)計(jì)中主要器件有繼電器、51系列單片機(jī)AT89S52、LCD12232液晶顯示模塊、 5V穩(wěn)壓芯片7805,在介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)之前，下面先簡要介紹一下這些關(guān)鍵器件的 原理及應(yīng)用。3.1繼電器介紹繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又

26、稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又 稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流 的一種 自動(dòng)開關(guān)”故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。3.1.1繼電器的繼電特性繼電器的輸入信號(hào)x從0連續(xù)增加達(dá)到銜鐵開始吸合時(shí)的動(dòng)作值 xx，繼電器的輸出 信號(hào)立刻繼續(xù)增大，輸出信號(hào)y將不再起變化。當(dāng)輸入量x從某一大于xx值下降到xf, 繼電器開始釋放，常開觸點(diǎn)斷開。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器 的輸入-輸出特性。釋放值xf與動(dòng)作值xx的比值叫做反饋系數(shù)，即Kf=xf/xx。觸點(diǎn)上輸出的控制功率Pc與線圈吸收的最小功率P0之比叫做繼電器的控制系數(shù)，即 K

27、c=Pc/PO。3.1.2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。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的 反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。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(shí)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

28、觸點(diǎn)稱為常閉觸點(diǎn)”（2）熱敏干簧繼電器的工作原理和特性熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏 干簧繼電器不用線圈勵(lì)磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動(dòng)開關(guān)動(dòng)作。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。（3）固態(tài)繼電器（SSR）的工作原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個(gè)接線端為輸入端，另外兩個(gè)接線端為輸出端的四端器件，中 間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。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

29、電隔離型最多。（4）磁簧繼電器磁簧繼電器是以線圈產(chǎn)生磁場將磁簧管發(fā)生動(dòng)作的繼電器，為一種線圈傳感裝置。 因此磁簧繼電器具有尺寸小、輕量、反應(yīng)速度快、短跳動(dòng)時(shí)間等特性。當(dāng)整塊鐵磁金屬或者其它導(dǎo)磁物質(zhì)與之靠近的時(shí)候發(fā)生動(dòng)作，開通或者閉合電路。 由永久磁鐵和干簧管組成。永久磁鐵、干簧管固定在一個(gè)不導(dǎo)磁也不帶有磁性的支架上。 以永久磁鐵的南北極的連線為軸線，這個(gè)軸線應(yīng)該與干簧管的軸線重合或者基本重合。 由遠(yuǎn)及近的調(diào)整永久磁鐵與干簧管之間的距離，當(dāng)干簧管剛好發(fā)生動(dòng)作（對于常開的干 簧管，變?yōu)殚]合；對于常閉的干簧管，變?yōu)閿嚅_）時(shí)，將磁鐵的位置固定下來。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

30、時(shí)，干簧管會(huì)再次發(fā)生動(dòng)作，恢復(fù) 到?jīng)]有磁場作用時(shí)的狀態(tài)；當(dāng)該鐵板離開時(shí)，干簧管即發(fā)生相反方向的動(dòng)作。磁簧繼電 器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，觸點(diǎn)為密封狀態(tài)，耐用性高，可以作為機(jī)械設(shè)備的位置限制開關(guān)，也可以 用以探測鐵制門、窗等是否在指定位置。（5）光繼電器光繼電器為AC/DC并用的半導(dǎo)體繼電器，是發(fā)光器件和受光器件一體化的器件。 輸入側(cè)和輸出側(cè)電氣性絕緣，但信號(hào)可以通過光信號(hào)傳輸。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、 無接點(diǎn)等。主要應(yīng)用于量測設(shè)備、通信設(shè)備、保全設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。3.1.3繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)（1）額定工作電壓額定工作電壓是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電

31、壓，也就是控制電路的控制電壓，根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。（2）直流電阻直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。（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。在正常使用時(shí)，給定的電流必 須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不 要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。（4）釋放電流釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。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)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。（5）觸點(diǎn)切換電壓和電流觸點(diǎn)切換電壓和電流是指繼電器允許

32、加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。3.1.4繼電器的選用（1）先了解必要的條件 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； 被控制電路中的電壓和電流； 被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓 可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不 穩(wěn)定的。（2）查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào) 和規(guī)格號(hào)。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。（3）注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主

33、 要考慮電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品通過上面的性能了解和比較，及考慮的器件的性價(jià)比，本設(shè)計(jì)選擇電磁繼電器。3.2單片機(jī)AT89S52介紹AT89S52單片機(jī)片內(nèi)集成 256字節(jié)程序運(yùn)行空間、8K字節(jié)Flash存儲(chǔ)空間，支持最大64K外部存儲(chǔ)擴(kuò)展。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求，時(shí)鐘頻率可以 設(shè)置在033M之間。片內(nèi)資源有 4組I/O控制端口、 3個(gè)定時(shí)器、8個(gè)中斷、軟 件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)?？梢栽?V到5.5V寬電壓范圍內(nèi)正常工作。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。同時(shí)，該單片機(jī)支持 計(jì)算機(jī)并口下載，簡單的數(shù)字芯片就可以制成

34、下載線。根據(jù)不同場合的要求，這 款單片機(jī)提供了多種封裝，本次設(shè)計(jì)根據(jù)最小系統(tǒng)有時(shí)需要更換單片機(jī)的具體情 況，使用雙列直插 DIP-40的封裝，如圖3.1所示。下面對定時(shí)開關(guān)系統(tǒng)中使用到 的管腳進(jìn)行簡單說明。(T2) PI .O 匚7Zl VCC140(T2 EX) P1.1 匚239二 RO.-O (ADQ>P1 .2 3尋導(dǎo)二1 尸 6 11 (AD1 >P1.3 匚斗37-1 戸口-定(ADZ>匚S二I PO.3 (AD3->(MOSI) P1 .5 匚S耳季二I 尸64PI .6 匚734Zl PO.5(SCK) P1.7 匚&33二I PO.-6 (AD

35、&>RST匚爭32ZI 戸67 (AD7J(RXO) PS.O 匚1Q二I言耳>V戸戸(TXEt) R3.1 匚1 1更O二I ALE/PROCS（UNTO）戸暮之匚12二I ) R3.3 匚T 3之導(dǎo)二I 戸乂了 （A1 5>(TO) P3匚142TRS.6（T1 ）戸曲上匸1 5Zl F-N-曰tWR P3.6 匚1 G二）戸立起尸37匸172： <4F2.3 (AT 1 >XTAL2 匸:1BO戸總-左(AulO)XTAL1 匚1922R2.H (A9)GMO (Z2021R2.O (AS)圖3.1 DIP-40封裝89S52引腳圖P0 口： P0

36、口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對 P0端口寫“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序 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。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。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。對 P1端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可 以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因， 將輸出電流（IIL ）。P2 口： P2 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。對

37、P2端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可 以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因， 將輸出電流（IIL ）。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，P3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對 P3端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因, 將輸出電流（IIL ）。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平 將是單片機(jī)復(fù)位。3.3液晶LCD12232介紹現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。12232型

38、LCD顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、價(jià)格便宜、性價(jià)比高等特點(diǎn)。F面介紹LCD12232的管腳功能、工作參數(shù)、電氣特性。LCD12232的引腳說明見表3.1表3.1液晶12232引腳說明PCB板引腳號(hào)12232/11VDD2PGND3VLCD4RET5CS16CS27R/W8A09D010D111D212D313D414D515D616D717背光18背光192012232/212232/3VSS同12232-1引腳VDDV0A0CS1CS2CL（外振時(shí)鐘）/RD/WRD0D1D2同12232-1引腳D3D4D5D6D7res背光背光VDD :邏輯電源正GND（VSS）: 邏輯電源地

39、 VLCD（VEE,VO） : LCD 驅(qū)動(dòng)電源RET:復(fù)位端，對于68系列MPU:上升沿（L-H）復(fù)位，且復(fù)位后電平須保持為高電平（H）； 對于80系列MPU:下降沿（H-L）復(fù)位，且復(fù)位后電平須保持為低電平（L）。CS1 :讀寫使能。對于68系列MPU，連接使能信號(hào)引腳，高電平有效; 對于80系列MPU，連接/RD引腳，低電平有效。CS2:同E1引腳桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告用紙第10頁共49頁/RD:讀允許，低電平有效。/WR :寫允許，低電平有效。R/W :讀寫選擇，對于68系列MPU，高電平時(shí)讀數(shù)據(jù)，低電平時(shí)寫數(shù)據(jù)；對于80系列MPU，低電平時(shí)允許數(shù)據(jù)傳輸，上升沿時(shí)鎖定數(shù)據(jù)

40、。A0 :數(shù)據(jù)/指令選擇。高電平：數(shù)據(jù) D0-D7將送入顯示RAM ；低電平：數(shù)據(jù)D0-D7將送入指令執(zhí)行器執(zhí)行。D0-D7 :數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。工作參數(shù)(1) 邏輯工作電壓：2.46.0V(2) LCD驅(qū)動(dòng)電壓：3.013.5V(3) 工作溫度：055C(常溫)/ -2070C(寬溫)(4) 保存溫度：-1070 E電氣特性(1) 輸入高電平：3.5Vmin(2) 輸入低電平：0.55Vmax(3) 輸出高電平：3.75Vmin(4) 輸出低電平：1.0Vmax(5) 工作電流：2.0mAmax4系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)可以分為四個(gè)模塊：電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示、繼電器工

41、作電路、鍵盤電路。電源電路為整個(gè)系統(tǒng)供電，包括單片機(jī)AT89S52、繼電器、 鍵盤、LCD12232及其他外圍電路。電源電路分兩個(gè)部分：(1)由220V交流電經(jīng)變壓 器和7805穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)為5V直流電給系統(tǒng)供電；(2)由4節(jié)干電池作為儲(chǔ)備電源，在交 流電失效時(shí)給系統(tǒng)供電，以確保單片機(jī)的正常運(yùn)行。在電源電路給系統(tǒng)供電時(shí)，綠色指 示燈點(diǎn)亮，只是當(dāng)前供電正常。單片機(jī)最小系統(tǒng)部分是整個(gè)系統(tǒng)的智能控制部分，也是 整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的同時(shí)，也負(fù)責(zé)鍵盤檢測，驅(qū)動(dòng)液晶顯示，實(shí) 現(xiàn)定時(shí)功能，并負(fù)責(zé)控制繼電器的通、斷，紅色指示燈的亮、滅指示繼電器的通、斷狀 態(tài)。液晶在單片機(jī)的控制下顯示時(shí)鐘、定時(shí)

42、組別及定時(shí)時(shí)間的信息。繼電器在單片機(jī)的 控制下實(shí)現(xiàn)通、斷，從而達(dá)到控制插座通、斷電的目的。4.1電源電路整個(gè)系統(tǒng)的供電電源如圖4.2所示。系統(tǒng)要提供穩(wěn)定的直流 5V供單片機(jī)及其所控 制的外圍電路(包括液晶、鍵盤、繼電器等)和提供220交流電給插座。在電源的設(shè)計(jì)中，用220V交流電經(jīng)過變壓器降壓后經(jīng) 7805穩(wěn)壓后給單片機(jī)控制系統(tǒng)供電。7805三 端穩(wěn)壓集成芯片有很多種型號(hào)，但是標(biāo)稱最大輸出電流均為1.5A，在實(shí)際應(yīng)用中，該最 大輸出電流往往取決于兩個(gè)方面：(1)足夠大的散熱面積；(2)在設(shè)計(jì)中，必須保證7805 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙第47頁共49頁的輸入電壓Vi和輸出電壓V

43、o的壓差大于2.5V，即Vi-Vo>=2.5V，否則會(huì)失去穩(wěn)壓能力。 同時(shí)單片機(jī)控制系統(tǒng)還用6V干電池作為儲(chǔ)備電源，當(dāng)交流電源失電或者失效時(shí)，電壓 為6V的直流電源通過二極管投入作用，硅二極管的導(dǎo)通壓降約為0.2V,因襲滿足系統(tǒng)的 電源要求。P25接的是經(jīng)5W變壓器降壓后的交流電。D33二極管起到保護(hù)電路的作用。 發(fā)光二級DS11是指示電源是否有電壓輸出。Header2所接的是（由干電池提供）6V直 流電的輸入接口， 2接正，1接負(fù)。X78xx系列是三端正電源穩(wěn)壓電路，它的封裝形式為TO-220。它有一系列的穩(wěn)固電 壓輸出，應(yīng)用非常的廣泛。每種類型由于內(nèi)部電流的限制，以及過熱保護(hù)和安全工

44、作區(qū) 的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。如果能夠提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于1.5A 的輸出電流。雖然是按照固定電壓值來設(shè)計(jì)的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷?，就能獲 得各種不同的電壓和電流。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）。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。當(dāng)制作中需要一個(gè)能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路 并聯(lián)起來，是其中最大輸出電流為 N個(gè)1.5A，但應(yīng)用時(shí)需要注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn) 壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號(hào)的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有 一定的流量，以

45、避免個(gè)別集成穩(wěn)壓電路失效時(shí)導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。7805穩(wěn)壓管如圖4.1所示。T 0-220GND1, Input2, GND3, Ouiput圖4.1 7805穩(wěn)壓管管腳說明圖4.2電源電路4.2單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示單片機(jī)控制電路是整個(gè)系統(tǒng)的核心，完成數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)。電路原理圖如圖4.3 所示。本次設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)的型號(hào)為 AT89S52。單片機(jī)晶振為作用是為系統(tǒng)提供基本的 時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和 射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。C1、C2叫負(fù)載電容。一般單片機(jī)的晶振工作于并聯(lián)諧振狀態(tài)，也可以理解為諧振 電

46、容的一部分。它是根據(jù)晶振廠家提供的晶振要求的負(fù)載電容選值的，換句話說，晶振 的頻率就是在它提供的負(fù)載電容下測得的，能最大限度的保證頻率值的誤差。也能保證 溫漂等誤差。兩個(gè)電容的取值都是相同的，或者說相差不大，如果相差太大，容易造成 諧振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。P2是單片機(jī)的下載口，用于對單片機(jī)燒入程序。按鍵S及其外圍電路是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的硬件復(fù)位功能。P5的管腳與液晶12232的管腳相對應(yīng)（即作為液晶的底座）。LCD12232可以顯示 4行，所要顯示的信息有：第一個(gè)行顯示時(shí)鐘的時(shí)（兩位）、分（兩位）、秒（兩位）， 時(shí)、分、秒之間用“：”隔開。在時(shí)鐘前面顯示大寫字母“ T:0”，其中數(shù)

47、字式從0到5 可變的，顯示的是當(dāng)前定時(shí)的組別。第二行顯示的是字母“begi n：”，冒號(hào)后面顯示的是當(dāng)前定時(shí)開始的時(shí)（兩位）、分（兩位），時(shí)、分之間用“：”隔開。第三行顯示的 是字母“ stop：”，冒號(hào)后面顯示的是當(dāng)前定時(shí)結(jié)束的時(shí)（兩位）、分（兩位），時(shí)、分之間用“：”隔開。第四行僅顯示運(yùn)行模式信息“mod: 0”，數(shù)字部分可在0和1變化。I4.3繼電器驅(qū)動(dòng)電路繼電器的驅(qū)動(dòng)電路如圖4.4所示。這是典型的繼電器驅(qū)動(dòng)電路。單片機(jī)是一個(gè)弱電 器件，一般情況下它們大多工作在 5V甚至更低。驅(qū)動(dòng)電流在mA級以下。而要把它用 于一些大功率場合，比如繼電器驅(qū)動(dòng)，顯然是不行的。所以就要有一個(gè)環(huán)節(jié)來銜接，這

48、個(gè)環(huán)節(jié)就是所謂的“功率驅(qū)動(dòng)”。繼電器驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)典型的、簡單的功率驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)。圖中三極管8050有兩個(gè)作用：一個(gè)是起放大作用，一個(gè)是起開關(guān)作用（嚴(yán)格來講 開關(guān)作用是放大作用的極限情況）。P1處連接的是單片機(jī)的P2.7 口。P2.7 口給出高電平 時(shí)，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，并起放大作用，這樣，繼電器就能得到足夠的驅(qū)動(dòng)電流來正 常工作。當(dāng)P2.7 口給出低電平時(shí)，三極管不工作，繼電器因沒電流通過而不工作。二 極管4148起到保護(hù)作用。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） 還是處于斷開狀態(tài)（燈滅）。圖4.4繼電器驅(qū)動(dòng)電路4.4鍵盤電路鍵盤電路如圖4.5所示。使用矩陣鍵盤能用較少的I/

49、O 口實(shí)現(xiàn)較多的按鍵功能。下 面為按鍵實(shí)現(xiàn)舉例：假設(shè)按下的是 B/S鍵進(jìn)行如下檢測（4*4鍵盤）先在 P1 口輸出 P1 00001111低四位行會(huì)有變化Cord_h =00001111 &00001110 =00001110if （!=00001111）延時(shí)20msCord_h=00001110&00001111=00001110if （ !=00001111）P1 再輸出 11111110P仁00001110|11110000=11111110輸出高四位Cord=P1 &0xf0此時(shí)P1 口就是輸入值01111110而不是上面的11111110Cord=011111

50、10&11110000=01110000Cord_h+cord=00001110+01110000=01111110=0x7e此編碼即為 B/S 的編碼通過此方法，就可以計(jì)算出其他的鍵值，從而實(shí)現(xiàn)矩陣鍵盤的按鍵功能。下面介紹個(gè)個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)的功能：B/S按鍵：用于實(shí)現(xiàn)繼電器的開始、停止功能。Mone：用于實(shí)現(xiàn)模式1的時(shí)鐘是循環(huán)走時(shí)還是走時(shí)到 99： 59:59后停止。T:定時(shí)一共有6組（0、1、2、3、4、5），每組分為開始和結(jié)束兩個(gè)時(shí)間。通過按 此按鍵能實(shí)現(xiàn)定時(shí)組別的選定。Mod :模式選擇，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘在 24小時(shí)制和100小時(shí)制之間轉(zhuǎn)換。En ter:在時(shí)鐘設(shè)置或者定時(shí)設(shè)置時(shí)用于確定

51、完成設(shè)置。Can cel：用于取消全部目前所設(shè)置好的定時(shí)組，即對定時(shí)做歸零處理。Set:時(shí)鐘或者定時(shí)的設(shè)置按鈕，初次按下，進(jìn)入定時(shí)設(shè)置，再次按下，進(jìn)入時(shí)鐘設(shè) 置。液晶上會(huì)顯示出set的目前值。Set為1時(shí)為定時(shí)設(shè)置，為2時(shí)是時(shí)鐘設(shè)置。TB/TS:此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置在當(dāng)前定時(shí)組別的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間之間切換。Left :此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位左移一位。Up：此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位進(jìn)行加 1操作。Down :此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位進(jìn)行減 1操作。Right :此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位右移一位。圖4.5鍵盤電路5系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)可以用C語言編程序，也可以用匯編語言編程序，由于本次設(shè)計(jì)中程序涉

52、 及到定時(shí)和復(fù)雜的邏輯控制，系統(tǒng)用C語言編寫程序。此次設(shè)計(jì)所選用的單片機(jī)是AT89S52單片機(jī)，其C語言語法和結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)C語言基本相同，只是有了相應(yīng)的擴(kuò)充， 用到的編譯軟件是Keil C。下面結(jié)合我的程序編譯簡要介紹以下 Keil C的編譯環(huán)境的特 點(diǎn)。Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件 時(shí)更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。Keil C51在使用前一定要先進(jìn)行注冊，否則程序過大會(huì)造 成編譯時(shí)出現(xiàn)地

53、址使用錯(cuò)誤。程序在編譯時(shí)就遇到過這種問題。在單個(gè)程序運(yùn)行時(shí)沒有 錯(cuò)誤，但是一整合編譯后出現(xiàn)地址沖突現(xiàn)象。這個(gè)問題困擾了很長一段時(shí)間，通過查資料發(fā)現(xiàn)若是Keil C51軟件沒有注冊的話使用時(shí)當(dāng)程序過大就會(huì)出現(xiàn)地址沖突現(xiàn)象。在注冊完成后，程序編譯能順利通過。5.1主程序的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，主程序主要是在單片機(jī)的控制下，對鍵盤的輸入信息進(jìn)行存儲(chǔ)分析， 驅(qū)動(dòng)液晶顯示出相關(guān)信息，并通過對比分析定時(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。在這個(gè)過程中，單片機(jī)首先進(jìn)行初始化，包括設(shè)置單片機(jī) 各個(gè)端口的方向，各個(gè)變量的初始化，液晶顯示初始化、繼電器斷開以及單片機(jī)振蕩頻 率的校準(zhǔn)等。單片機(jī)

54、每分鐘對定時(shí)時(shí)間和時(shí)鐘進(jìn)行一次比較，如果定時(shí)開始，貝Uray的進(jìn)行加1操作，結(jié)束時(shí)ray進(jìn)行減1操作，若ray為0，則繼電器斷開，ray非0時(shí)繼電 器接通。在進(jìn)行定時(shí)或時(shí)鐘設(shè)置時(shí)對定時(shí)時(shí)間進(jìn)行判斷。其具體的源程序見附錄2。整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖5.1所示圖5.1主程序軟件流程圖5.2時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)單片機(jī)AT89S52內(nèi)的定時(shí)器0和定時(shí)器1能準(zhǔn)確定時(shí)一段時(shí)間。故用定時(shí)器0和定 時(shí)器1定時(shí)，并通過計(jì)算定時(shí)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘走時(shí)。本設(shè)計(jì)定時(shí)器0和定時(shí)器1都是定時(shí)50ms中斷一次，中斷20ms就能實(shí)現(xiàn)一秒鐘。模式（mod）的值為0時(shí)時(shí)鐘是24小 時(shí)制，為1時(shí)是100小時(shí)制。其具體的源程序見附錄 2。整

55、個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如 圖5.2所示。圖5.2時(shí)鐘程序軟件流程圖5.3時(shí)鐘設(shè)置及定時(shí)設(shè)置程序設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘走時(shí)與所在地時(shí)間走時(shí)一致和滿足定時(shí)的要求，設(shè)定了時(shí)鐘設(shè)置和定時(shí)設(shè)置功能。時(shí)鐘設(shè)置和定時(shí)設(shè)置用同一個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)，通過判斷按鍵的值和所按下的按 鍵來確定所設(shè)置的內(nèi)容。Set值為1時(shí)進(jìn)入定時(shí)設(shè)置，Set值為2時(shí)進(jìn)入時(shí)鐘設(shè)置。T按 鍵是實(shí)現(xiàn)定時(shí)組別的選擇，TB/TS按鍵是實(shí)現(xiàn)定時(shí)設(shè)置當(dāng)前組的開始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間的 選擇。其具體的源程序見附錄 2。整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖 5.3所示。圖5.3時(shí)鐘及定時(shí)設(shè)置程序軟件流程圖6系統(tǒng)軟硬件的制作與調(diào)試6.1硬件的制作電路設(shè)計(jì)軟件Protel是目前國內(nèi)最

56、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)。本設(shè)計(jì)是首先在Protel軟件上畫好單片機(jī)最小系統(tǒng)、液晶與單片機(jī)連接電路、繼電 器的外圍電路及與單片機(jī)的鏈接電路、鍵盤與單片機(jī)的連接電路、電源電路等的原理圖， 然后對原理圖進(jìn)行仿真，仿真無誤后生成網(wǎng)絡(luò)表后裝載到 PCB環(huán)境中生成需要的PCB。 其中，單片機(jī)控制繼電器部分為了確保其在實(shí)際應(yīng)用的準(zhǔn)確性，首先在萬用板上焊接好 繼電器電路，并接上插座后對其進(jìn)行驗(yàn)證，證明使用本電路能正常工作后，再打印PCB、 轉(zhuǎn)印到銅板上、用用雙氧水稀釋濃鹽酸腐蝕、鉆孔，并根據(jù)原理圖由低器件（如電阻） 到高器件安放元器件（確保元器件的參數(shù)與電路中的一致），然后焊接元器件，完成了定時(shí)快關(guān)插座的硬件電路板的制作。6.2調(diào)試方案根據(jù)電路原理圖、PCB圖把電路板實(shí)物做出來后，下一步就是電路板調(diào)試。電路 板調(diào)試是最關(guān)鍵的一步，前面所做