yan河南理工大學(xué)

微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目名稱：四路定時(shí)器專業(yè)班級：電氣本13-03姓名：楚雪玲侯璐學(xué)號：321308010301321308010302指導(dǎo)教師：蘇珊—摘要隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正不斷深入，本次設(shè)計(jì)的目的就是讓我們在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個(gè)涉及MCS-51單片機(jī)都種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計(jì)與編程應(yīng)用，使我們學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、排版調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨(dú)立進(jìn)行某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)工作打下一定的基礎(chǔ)。這里我們采用單片機(jī)STC10F08XE芯片為中心器件，結(jié)合實(shí)用性和器件條件，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的四路定時(shí)控制器，系統(tǒng)操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng)。單片機(jī)定時(shí)控制系統(tǒng)最基本的要求是可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制，要實(shí)現(xiàn)這一功能只要在定時(shí)器程序中加判斷指令，當(dāng)判斷成立時(shí)，即執(zhí)行預(yù)設(shè)的動(dòng)作，達(dá)到定時(shí)控制的目的。其主要應(yīng)用于定時(shí)控制四個(gè)回路的電源通斷，通過定時(shí)來實(shí)現(xiàn)以當(dāng)前時(shí)間為基準(zhǔn)，以24小時(shí)為周期，可以任意設(shè)定哪個(gè)回路于某時(shí)刻開，到某時(shí)刻關(guān)，也可以自己設(shè)定時(shí)間段，來控制電路的通斷，同時(shí)我們也利用了數(shù)碼管來顯示當(dāng)前時(shí)間，利用四個(gè)發(fā)光二極管分別顯示四路控制電路是否工作，更加直接明了。關(guān)鍵字：四路定時(shí)器智能控制開關(guān)目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"目錄1\o"CurrentDocument"1概述11.1實(shí)驗(yàn)要求11.2實(shí)驗(yàn)原理1\o"CurrentDocument"2總體方案及硬件設(shè)計(jì)32.1總體方案32.2硬件設(shè)計(jì)3\o"CurrentDocument"3軟件設(shè)計(jì)63.1程序設(shè)計(jì)6\o"CurrentDocument"4仿真模擬74.1proteus模擬7\o"CurrentDocument"5心得體會(huì)8\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)9\o"CurrentDocument"附1：源程序代碼10\o"CurrentDocument"附2：系統(tǒng)原理圖171概述1.1實(shí)驗(yàn)要求主要應(yīng)用于定時(shí)控制四個(gè)回路的電源通斷。以當(dāng)前時(shí)間為基準(zhǔn)，以24小時(shí)為周期，可以任意設(shè)定哪個(gè)回路于某時(shí)刻開，到某時(shí)刻關(guān)。如可以設(shè)置第一個(gè)回路在8:30-11:30開，14:30-18:00開，其他時(shí)間段為關(guān)。能通過按鍵任意設(shè)置某回路某時(shí)間段的開關(guān)狀態(tài)，并利用數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間，利用四個(gè)發(fā)光二極管分別顯示四路控制電路的通斷，直接明了。1.2實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合我們對理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，完成一個(gè)涉及MCS-51單片機(jī)都種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標(biāo)板的設(shè)計(jì)與編程應(yīng)用。這里我們采用單片機(jī)STC10F08XE芯片為中心器件，結(jié)合實(shí)用性和器件條件，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡單的四路定時(shí)控制器，系統(tǒng)操作簡單、實(shí)用性強(qiáng)、擴(kuò)展性強(qiáng)。單片機(jī)定時(shí)控制系統(tǒng)最基本的要求是可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制，要實(shí)現(xiàn)這一功能只要在程要在定時(shí)器程序中加判斷指令，當(dāng)判斷成立時(shí)，即執(zhí)行預(yù)設(shè)的動(dòng)作，達(dá)到定時(shí)控制的目的。其主要應(yīng)用于定時(shí)控制四個(gè)回路的電源通斷，通過定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘和定時(shí)功能，當(dāng)判斷成立時(shí)，即通過程序命令預(yù)設(shè)的I/O口輸出相應(yīng)電平來控制外圍的控制電路，即繼電器控制顯示電路。繼電器工作原理：其一般由鐵芯、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)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。所以我們就利用繼電器此特性，加上單片機(jī)IO口電壓的控制，即完成了四路定時(shí)控制器。9012三極管驅(qū)動(dòng)電路：當(dāng)控制端電壓為0時(shí)，Q1基極電壓為(12-0.7=11.3V),改變R1的大小便可改變基極電流，當(dāng)基極電流足夠大時(shí)，三極管飽合。為了驗(yàn)證以上的分析，我們搭了一個(gè)電路，R1取4.7K，此時(shí)基極電流為2.4ma，測得Q1ec電壓為0.2V,繼電器兩端電壓為11.8V。注意：R1的取值不能太小，要保證基極電流在安全范圍，也不能太大，要保證三極管能完全飽合，這個(gè)可以通過電壓和電阻算出來。第一種電路能工作，那是因?yàn)槔^電器有較寬的電壓范圍，有時(shí)它欠電壓也能勉強(qiáng)工作，但狀況是不穩(wěn)定的，因此我們在設(shè)計(jì)時(shí)不建議采用這種方式。正確的電路應(yīng)該是電路二，正確的連接方式，大小合適的基極電阻才能保證設(shè)計(jì)的合理和穩(wěn)定性。最后注明一下，本次實(shí)驗(yàn)采用的12V繼電器，因此該電路的控制極不能直接用單片機(jī)IO口驅(qū)動(dòng)，否則會(huì)關(guān)不斷。若選用5V繼電器則可以，原理同"+12RelayCHI>

2總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1總體方案整個(gè)定時(shí)控制系統(tǒng)電路可分為四大部分：電源電路、核心芯片、顯示部分、控制部分。電源電路、核心芯片、顯示部分，由開發(fā)板集成真題提供。開發(fā)板2.2硬件設(shè)計(jì)1.核心芯片：STC11/10xx系列單片機(jī)是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干oanauU1擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成高可靠復(fù)位電路,針對高速通信，智能控制，強(qiáng)干擾場合。定時(shí)器0/定時(shí)器1/串行口與傳統(tǒng)8051兼容,增加了獨(dú)立波特率發(fā)生器,省去了定時(shí)器2.傳統(tǒng)開發(fā)板2.2硬件設(shè)計(jì)1.核心芯片：STC11/10xx系列單片機(jī)是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干oanauU1擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成高可靠復(fù)位電路,針對高速通信，智能控制，強(qiáng)干擾場合。定時(shí)器0/定時(shí)器1/串行口與傳統(tǒng)8051兼容,增加了獨(dú)立波特率發(fā)生器,省去了定時(shí)器2.傳統(tǒng)8051的111條指令執(zhí)行速度全面提速，最快的指令快24倍,最慢的指令快3倍1.增強(qiáng)型8051CPU1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512.19189293D3112345678:XT.AL1PD.Li/?LuPD.1/?D1PD.2/.?JZi2燈凸12PD.3/w￡[3PLI.4/.AJZ4PUMD5PLi.ti/AJZtiRSTPD.7/WD7P2.0/.WE：P2.1/.AyP2.2/A1DPSENP2.3/A11.凸LEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.D/T2P3.D/RXDP1.1jT2E：｛P=3.1jT：：：DP1.2P3.2/INTDP1.3P3.3/INT1Pl.4P3.47T1DP1.5P3.5ZT1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDAF89C52393837363534333221222324252627281D111213141516172.顯示部分:Gan<}G?口Gan<}G?口PQE/aIDF-S^aiQ:S5—T?=!沖y提數(shù)碼管是時(shí)鐘最為重要的部分，共需要8位LED顯示器。采用動(dòng)態(tài)顯示方式，由于端口的問題以及動(dòng)態(tài)顯示方式的優(yōu)越性，在此設(shè)計(jì)的連接方式上采用共陰級接法。顯示器LED有段選和位選兩個(gè)端口，首先說段選端，它由LED八個(gè)端口構(gòu)成，通過對這八個(gè)端口輸入的不同的二進(jìn)制數(shù)據(jù)使得它的顯示也不同，可以通過控制輸入二進(jìn)制的信息來達(dá)到我們所需的時(shí)間的動(dòng)態(tài)顯示，從而滿足我們時(shí)間準(zhǔn)確顯示的目的。3.控制電路:此電路主要是利用四個(gè)繼電器工作組集成的GandGRL2Ik<TD(T>LED-BIBYLJn.iIk12NJ9D<TE(T7—*\r1■<J-1N40i?rW3軟件設(shè)計(jì)3.1程序設(shè)計(jì)程序流程如下:4.1proteus模擬4仿真模擬LED-3IFT二TJ^IP：曠rixmP1.11TZB1：Hi2ALE，XTM1ZCTALZPQn.A.[DPD.1.U.D-IPH芯[>2PH，叫D3M.碩[>■FnJhACSPDfi：0.[6PD.TADTFZIV^iBFN.li■陽PI3A-DPZ3X11PZ.4IA12P3fiA<aPZJ9AHrz.TLA-eFZ1H>DP32nnnPgTTTTF3巾TOF35iFP3.6TiTRFi.Tflnri一，￥王■l[OER?1碩C1RSW2IAjAjC3ER1硒C1RG2GeH.-1*-AG1H2130?-n.4-=1HiUi>曲i,:TEC-E：'-EIBZ：T?-：T<TE<I>R21h=H：i：5心得體會(huì)通過這次實(shí)訓(xùn)，我發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中還需要注意很多的細(xì)節(jié),包括程序設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)都要我們小心仔細(xì)，一個(gè)地方出錯(cuò)就可能會(huì)整個(gè)系統(tǒng)失效。在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，我們得注意3方面：1，我們在設(shè)計(jì)電路時(shí)一定要事先把相關(guān)的參數(shù)計(jì)算正確，否則焊出來的電路毛病百出；2如果有條件一定要進(jìn)行仿真模擬，這樣可以對自己設(shè)計(jì)的電路有一定的監(jiān)測作用；3最后在焊接電路時(shí)一定先進(jìn)行模擬排布，達(dá)到美觀實(shí)用可靠。在軟件調(diào)試過程中我們需要注意四方面，就拿我們這個(gè)定時(shí)器電路來說吧，1，先整體把握，先把主要的重要的程序段寫出來，先進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試成功后，在進(jìn)行下一步操作，切不可一下子把程序全部寫完，在調(diào)試監(jiān)測；2,寫程序時(shí)最好按功能分段進(jìn)行處理，一方面美觀，有條理，另一方面也方便我們進(jìn)行調(diào)試和修改；3,關(guān)于定時(shí)器程序，一方面我們必須把計(jì)數(shù)初值計(jì)算正確，另一方面得把程序的邏輯時(shí)間很清楚，4,對于按鍵監(jiān)測，我們最好加上消抖程序，謹(jǐn)防按鍵操作時(shí)，出現(xiàn)混亂情況；在寫調(diào)整時(shí)間程序時(shí)，當(dāng)按選擇鍵擇選要調(diào)整時(shí)還是秒或分時(shí)，看不出是要調(diào)整那一位為了方便用戶看出現(xiàn)在是在調(diào)整那一位，就必須使調(diào)整位閃爍，但顯示的時(shí)候已經(jīng)用動(dòng)態(tài)顯示，如果直接改顯示時(shí)間，就會(huì)使所有的位都閃爍，這樣根本就不能實(shí)現(xiàn)，后面經(jīng)過和同學(xué)討論，我使不調(diào)的位顯示4到5次再顯示調(diào)整位1次，這樣做最后就可以實(shí)現(xiàn)了，而且這樣做還可以改變閃爍速度。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，還遇到了許多問題，畢竟想像和現(xiàn)實(shí)還是有很大的區(qū)別的，然而到了最后這些問題都一一被解決了，我也在這次實(shí)訓(xùn)中學(xué)會(huì)了很多東西，總結(jié)出自己的一套解決問題的方法，這讓我覺得自己有了很大的收獲，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)定的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)余發(fā)山王福忠楊凌霄王荷.《微機(jī)原理與單片機(jī)接口技術(shù)》.北京:煤炭工業(yè)出版社，2013?？等A光.《電子技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：高等教育出版社，2006。艾永樂付子義.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》.北京：中國電力出版社，2008。藏春華.《電子線路設(shè)計(jì)與應(yīng)用》.高等教育出版社,2004。附1:源程序代碼#include"reg51.h”#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitD9=P3”2;sbitD10=P3"3;sbitD11=P3"4;sbitD12=P3"5;sbitH1=P3”6;sbitH2=P3"7;sbitout1=P0”4;sfrP1M1=0x91;sfrP1M0=0x92;bitsflag;ucharnum,shi,fen,k;ucharshi1k,fen1k,shi2k,fen2k,shi3k,fen3k,shi4k,fen4k;ucharshi1g,fen1g,shi2g,fen2g,shi3g,fen3g,shi4g,fen4g;uchars1;unsignedinttable1[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};〃數(shù)組共陰數(shù)碼管顯示從0到9unsignedinttable2[]={0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//數(shù)碼管位定義unsignedinttable3[4]={0};voiddisplay(unsignedcharshi,unsignedcharfen);unsignedcharkey();voidDelay10ms();voidmain(){P1M0=0xff;P1M1=0x00;TMOD=0x10;TH1=0xd8;TL1=0xf0;EA=1;//總中斷ET1=1;//定時(shí)器中斷TR1=1;//開啟定時(shí)器while(1){if(s1==0){display(shi,fen);}k=key();if(k==1){s1++;}if(s1!=0){TR1=0;if(s1==1){if(k==2)shi++;if(k==3)shi--;if(k==5)fen++;if(k==6)fen--;P2=0xfe;display(shi,fen);}if(s1==2){if(k==2)shi1k++;if(k==3)shi1k--;if(k==5)fen1k++;if(k==6)fen1k--;P2=0xfd;display(shi1k,fen1k);}if(s1==3){if(k==2)shi1g++;if(k==3)shi1g--;if(k==5)fen1g++;if(k==6)fenlg—;P2=0xff;display(shi1g,fen1g);}if(s1==4){if(k==2)shi2k++;if(k==3)shi2k—;if(k==5)fen2k++;if(k==6)fen2k—;P2=0xfb;display(shi2k,fen2k);}if(s1==5){if(k==2)shi2g++;if(k==3)shi2g—;if(k==5)fen2g++;if(k==6)fen2g—;P2=0xff;display(shi2g,fen2g);}if(s1==6){if(k==2)shi3k++;if(k==3)shi3k—;if(k==5)fen3k++;if(k==6)fen3k—;P2=0xf7;display(shi3k,fen3k);}if(s1==7){if(k==2)shi3g++;if(k==3)shi3g—;if(k==5)fen3g++;if(k==6)fen3g—;P2=0xff;

display(shi3g,fen3g);}if(s1==8){if(k==2)shi4k++;if(k==3)shi4k--;if(k==5)fen4k++;if(k==6)fen4k--;P2=0xef;display(shi4k,fen4k);}if(s1==9){if(k==2)shi4g++;if(k==3)shi4g--;if(k==5)fen4g++;if(k==6)fen4g--;P2=0xff;display(shi4g,fen4g);}if(s1==10){s1=0;TR1=1;sflag=1;}}if(s1==0&&sflag==1){out1=0;D9=0;}{out1=1;D9=1;}D10=0;D10=1;D11=0;D11=1;D12=0;D12=1;{if(shi==shi1k&&fen==fen1k)if(shi==shi1g&&fen==fen1g)if(shi==shi2k&&fen==fen2k)if(shi==shi2g&&fen==fen2g)if(shi==shi3k&&fen==fen3k)if(shi==shi3g&&fen==fen3g)if(shi==shi4k&&fen==fen4k)if(shi==shi4g&&fen==fen4g)unsignedcharkey(){uchartemp1,temp2,k=0;P0=0xff;//將P0口(列線)全部送高電平H1=0;H2=1;temp1=P0;//讀取P0口當(dāng)前的狀態(tài)賦給temp，例如為11011111temp1=temp1&0xe0;//將temp和0xe0進(jìn)行與運(yùn)算(11100000)，結(jié)果為11000000if(temp1!=0xe0)//如果temp不等于0xe0，則說明有按鍵按下{{out1=0;D9=0;}{out1=1;D9=1;}D10=0;D10=1;D11=0;D11=1;D12=0;D12=1;switch(temp1)//判斷按下的是該行的第幾列{case0xdf:k=1;break;//11011111，第一行第一列case0xbf:k=2;break;//10111111，第一行，第二列case0x7f:k=3;break;//01111111，第一行，第三列}while(temp1!=0xe0)//等待按鍵釋放，只要結(jié)果不等于0xe0，則說明按鍵沒有被釋放{temp1=P0;temp1=temp1&0xe0;}}}P0=0xff;//將P0口(列線)全部送高電平H1=1;H2=0;temp2=P0;//讀取P0口當(dāng)前的狀態(tài)賦給temp，例如為11011111temp2=temp2&0xe0;//將temp和0xe0進(jìn)行與運(yùn)算(11100000)，結(jié)果為11000000if(temp2!=0xe0)//如果temp不等于0xe0，則說明有按鍵按下{Delay10ms();//延時(shí)去抖操作temp2=P0;//再重復(fù)一次上述操作temp2=temp2&0xe0;if(temp2!=0xe0){temp2=P0;switch(temp2)//判斷按下的是該行的第幾列{case0xdf:k=4;break;//11011111，第二行第一列case0xbf:k=5;break;//1