论文 多功能定时器的设计
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摘要在日常生活照,555定时器的应用非常广泛,我们常常用到定时控制。
在早期运用的是模拟电路设计的,它的准确性和精度都不是很理想。
然而现在基本上都是运用数字技术。
定时器可以控制一些常用电器,也可以构成复杂的工业过程控制系统。
它的功能强大,体积小且灵活,配以适当的芯片可以实现许多功能。
随着电子技术的飞速发展,家用电器逐渐增多,不同的设备需要实现不同的功能,需要自己的控制器,设计十分不便。
根据这种情况,本设计设计了一个多功能定时器,可以对许多电器进行定时。
这种具有智能化的产品有效的减轻了人们的劳动,带人们走进智能化的时代,为家庭数字化的实现提供了可能。
关键词:555定时器;多功能;电器目录1方案论证 (1)1.1方案的比较环节 (1)1.2实验方案 (1)2原理及技术指标 (2)2.1实验原理 (2)2.2实验技术指标 (2)3单元电路设计及参数计算 (3)3.1单元电路设计 (3)3.1.1控制电路 (3)3.1.2可控脉冲发生电路 (3)3.1.3延时控制电路 (5)3.1.4电源电路 (6)3.2实验的连接与处理 (7)3.2.1各部件实现功能 (7)3.2.2实验处理 (8)4电路图 (9)4.1电路图 (9)5设计小结 (10)5.1个人感悟 (10)5.2遇到问题及解决途径 (10)参考文献 (11)附录 (12)1方案论证1.1 方案的比较环节方案一:通过51单片机进行编程设计一个电路系统方案二:采用555定时器组成的多谐振荡器产生时钟脉冲。
方案三:采用晶振产生时钟脉冲。
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定、精确的单频振荡。
比较分析:三种方案相比较,方案一需要进行编程,而我们无法在短时间内编写好完整的程序,可实现性不强。
方案二:555定时器芯片是一种广泛应用的中规模集成电路,只要外围配以几个适当的阻容元件,就可以构成无稳态触发器、单稳态触发器以及双稳态触发器等应用电路,以此为基础可设计各种实用的电路形式。
湘潭职业技术学院信息工程系2010届毕业设计专业:应用电子技术毕业设计课题:多功能定时器班级:电子08301姓名:曾祥于指导教师:周姣2010年5月15日毕业设计开题报告书课题:多功能定时器专业:应用电子技术班级:电子08301报告人:曾祥于指导教师:周姣时间:2010年4 月湘潭职业技术学院信息工程系摘要AT89C51型单片机的多功能定时器的工作原理是利用了寄存器的溢出来触发中断的,所以在写定时器的时候就要去算计数的增量,,一个为TCON,. 单片机多功能定时器产生的效果是:4合一数码管每60秒会增1,当增加到最大值时,:1,对TMOD赋值,以确定T0和T1的工作方式。
2,计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。
3,中断方式时,则对IE赋值,开放中断。
4,使TR0或TR1置位,启动定时/计数器定时或计数。
关键词:单片机AT89C51、四合一共阳数码管、多功能定时器。
目录摘要 (7)第一章绪论 (10)第二章总体设计 (10)设计任务 (10)设计原理 (11)第三章AT89C51芯片介绍 (12)单片机的概述 (12)MCS-51单片机内部结构 (12)中央处理器 (13)数据存储器(RAM) (13)程序存储器 (13)定时/计数器 (13)并行输入输出(I/O)口 (14)全双工串行口 (14)中断系统 (14)时钟电路 (14)MCS-51引脚说明 (15)第四章四合一数码管引脚说明 (16)第五章硬件电路设计 (17)系统组成 (17)直流电源 (17)原件清单 (18)第六章程序设计 (19)第七章工艺设计 (31)pcb图 (31)pcb设计 (32)电路板的选用及走线应注意的问题 (32)第八章硬件电路的焊接与调试 (33)硬件制作与调试的注意事项 (33)调试 (34)硬件调试 (35)软件调试 (36)整机调试 (36)调试中的问题及解决方案 (36)第九章附录 (37)总结 (37)致谢 (37)参考文献 (38)第1章绪论研究的目的和意义多功能定时器的核心部件单片机AT89C51,它在整个人类史上的地位已经不容置疑地确立了,相信它会越来越深入地浸透到人们的生活中,并且将在一定程度上影响人们对生活的理解和诠释。
多功能定时开关控制器设计摘要:多功能定时开关控制器设计采用单片机为核心,该控制器具备定时控制、遥控控制等多种功能模式。
可以通过设置多种定时方式来控制家电设备的开关操作,也可以采用固定模式实现开关控制。
关键词:单片机;控制器;定时器1、引言多功能定时开关控制器设计的研究可以为生活中许多难以解决的问题提供借鉴,无论是在日常的生活中、还是我们的学习生活中、还是我们的工业工作中涉及到没有人看管监视的情况下,它都可以起到十分重要的作用,提供方便解决我们的困扰提高生活质量,工作效率。
多功能定时开关控制器的设计可以广泛的应用于我们的生产和生活中,既提高了效益也使我们的生活更加的智能化。
因此,基于单片机控制的多功能定时开关控制器设计系统的研究具有很大的意义,并且高精度、多功能、小体积、低功耗、智能化是我们现代定时插座发展的一个趋势。
2、方案设计本系统利用单片机为核心设计一款基于单片机的多功能定时开关控制器。
系统采用高精度的时钟芯片的信息来获取;并且和继电器开关的使用作为一个多功能定时开关控制器控制单元;在日期和时间,采用液晶显示模块完成系统时钟和其他信息的时钟显示任务的分和秒,所以你可以实现交互显示信息;自动打开多功能定时开关控制器设计系统,通过键盘设置实现多路开关开始和关闭的启动时间,结束时间的时间设置。
当多功能定时器开始工作的时候,系统将会自动的运行,当我们到达了启动的时间的时候,电器设备会自动打开相应的开关,当时间到达结束的时候定时系统将会实现设备的自动关断开关的设定,电器设备的自动定时以及自动控制就以此能够达成。
系统硬件模块包含:单片机最小系统、液晶显示模块、时钟模块、键盘模块、无线蓝牙控制模块、继电器开关控制模块等。
3、按键电路设计独立按键是如何进行工作的,它的基本原理是I/O口默认的状态为电平高的,而如果有人按下按钮的时候就会把I/O口的电平降低,也就是说不按下按钮的时候是电平高,一旦按下了就成为了电平地,这就是独立按键的大致工作过程。
基于单片机的多功能定时器设计与实现摘要:随着科技的发展,人们对于计时和定时的需求日益增长。
本文基于单片机设计了一个多功能定时器,能够实现多种定时功能。
文中首先介绍了定时器的基本原理和设计方法,然后详细阐述了硬件和软件的实现过程。
最后,通过实验验证了设计的正确性和实用性。
关键词:单片机,多功能定时器,硬件设计,软件设计,实验验证引言:定时器是现代生活中不可或缺的一部分,它广泛应用于家电、工业设备、交通工具等领域。
传统的机械式定时器虽然可以满足简单的定时需求,但其功能有限,并且不够灵活方便。
基于单片机的定时器不仅可以实现更多的定时功能,而且可以灵活地调整参数,满足不同的需求。
因此,研究和设计基于单片机的多功能定时器具有重要的实际意义。
一、定时器的基本原理和设计方法1.1定时器的基本原理定时器是一种计时装置,可以用来测量时间间隔或定时一个事件的发生。
它由时钟源、计数器、定时器中断等组成。
通过控制计数器的计数频率和初始值,可以实现不同的计时功能。
1.2定时器的设计方法二、硬件设计2.1时钟源的选择定时器的计数频率由时钟源决定,常见的时钟源有晶体振荡器、RC振荡器和外部时钟等。
根据实际需求选择合适的时钟源。
2.2计数器的选择计数器是定时器的核心部件,根据需求选择适当的计数器。
常见的计数器有8位计数器和16位计数器。
一般情况下,16位计数器可以满足大部分的定时需求。
2.3定时器中断的设置通过设置定时器中断,可以使定时器达到指定的时间后触发中断,从而实现定时的功能。
根据产品需求选择合适的中断方式,如定时器溢出中断、定时器比较中断等。
三、软件设计3.1初始化定时器在软件设计中,首先需要初始化定时器,包括选择计数模式、设置计数频率等。
根据实际需求选择适当的计数模式,如定时模式或计数模式。
3.2设置计数频率和计数值通过设置计数频率和计数值,可以实现不同的定时功能。
根据需求选择适当的计数频率和计数值,例如,设置计数频率为1MHz,计数值为1000,可以实现1ms的定时功能。
摘要如今的科技已是飞跃的进步,然而定时器的应用永远不会退休。
“定时器”总的来说有两种类型,一种以机械时钟形式的产品,这种定时器功能简单,应用于成本比较低的产品中,如比较古老的滴水计时器、传统的电风扇。
当然滴水计时已被淘汰,而低价的风扇中还是不会淘汰这种机械运转的精度不高的定时器。
另一种是基于电子电路数字技术的新一代产品,这种产品功能强,精度高,控制和使用都比较直观而灵活,是前者的替代之物。
本设计开发了一种基于单片机的专用定时器。
它造价低,功能全,整体性价比高,可适应很多的场合做为保护或定时预警系统中。
此设计是最典型且经典的单片机定时功能应用设计,设计中使用了单片机定时器的设计、单片机中断使用方法、LED显示技术等。
可以实现在100小时内的任意时间定时,另可外控负载和提示报警等。
设计中的硬件电路主要含盖了STC89C51RC单片机、有源蜂鸣器、LED数字显示数码管等。
在硬件的设计基础上,通过软件进行数码管的数值显示、键扫描程序、蜂鸣器的提示音效和报警音效的处理。
关键词:定时器、STC89C51单片机、LED数字显示数码管ABSTRACTToday, technology is a leap of progress, however, the application of the timer never retired. "Timer" In general there are two types, a mechanical clock in the form of products, such a simple timer function, used in low-cost products, such as the old drip timer, traditional fans . Of course, dripping timing has been eliminated, and cheap fan or accuracy of this mechanical operation of the timer will not be eliminated. Another is based on a new generation of electronic circuits digital technology products, this product features high precision, control and use more intuitive and flexible, the former alternative material.The design and development of a microcontroller-based dedicated timer. It is low cost, full-function, and overall cost-effective, and can be adapted to many occasions as a protection or in the timing early warning system.This design is the most typical and classic the microcontroller timing function application design, the design used in the design of a microcontroller timer, microcontroller interrupt usage, LED display technologies. The arbitrary timing can be achieved in 100 hours, another may be outside the control load and prompted alarm.The hardware circuit design covers Microcontroller STC89C51RC active buzzer, LED digital display digital tube. Hardware design based on the value of the digital tube display, key scanner prompt sound and alarm buzzer sound processing through software.Keywords: timer, STC89C51 microcontroller, LED digital display digital tube目录前言 (4)第一章系统任务与总体方案论证 (5)1、设计任务 (5)2、方案论证 (5)3、方案选择 (6)第二章8051单片机的结构 (7)1、8051单片机的特点 (7)2、8051单片机的片内资源 (7)3、8051的引脚信号 (7)4、复位电路 (9)5、时钟电路 (10)第三章LED数码管接口技术 (11)1、LED数码管的结构与原理 (11)2、多位LED显示器的显示方式 (12)3、LED显示器接口技术 (13)第四章多用途定时器装置的硬件设计 (15)1、硬件电路结构 (15)2、电源电路 (15)3、蜂鸣器报警电路 (16)4、系统结构原理整图 (16)5、硬件焊接 (17)第五章多用途定时器装置的软件流程 (19)1、所需要完成的定时器装置功能 (19)2、软件设计思路 (19)3、软件程序流程图 (19)4、多用途定时器装置的源程序如下 (20)5.多用途定时器装置的实际应用 (28)结论 (29)参考文献 (29)致谢 (30)前言含有微处理器、存储器、输入/输出电路及一些诸如中断控制器、定时器/计数器等资源的集成电路芯片,它包含了作为一个计算机所必需的基本部件,在外部只需添加少许的外围器件就可以组成完整的计算机实现控制目的,这样的器件通常称为单片机或微型控制器。
学院毕业设计(论文)题目家用电器多路定时控制器系统的设计信息与管理学院电气系二○○九届电气工程及其自动化专业姓名: LI 学号: 05DQ035指导教师摘要为了减少种类繁多的家用电器或办公电子设备的控制装置的数量,便于集中控制,方便实用人员的操作,这就需要一种功能更全的控制器。
以单片机AT89S51为核心的多路定时控制器,可以对多路家用电器进行定时开关控制,实现一个控制器可以控制多路用电设备,同时还具有时钟校准、时间显示、报警等功能,为以后实现网络控制的数字家庭提供一些基础。
本文通过按键调整当前时间并设定定时时间,再通过DS1307显示当前时间,设定定时时间后,LED显示倒计时,当定时时间到时,断开继电器并发出报警。
此定时器的特点具有:操作简单,功能实用;应用范围广,可同时控制多个电器;电子式定时时间精确,定时时间长。
关键词:单片机;时钟芯片;定时器AbstractIn order to reduce type many domestic electric appliances or work electronic installation control device quantity, is advantageous for the common control, facilitates the practical personnel's operation, this needs one kind of function entire controller. Take monolithic integrated circuit AT89S51 as the core multi-channel fixed time controllers, may carry on the time cut-out control to the multi-channel domestic electric appliances, realizes a controller to be possible to control the multi-channel current collector, meanwhile has the clock calibration, the time demonstrated, reports to the police and so on the functions, will realize the network control digital family for later to provide some foundations. This article and establishes fixed time the time through the pressed key adjustment current time, again through DS1307 demonstrated the current time, after the hypothesis fixed time , LED demonstrates the countdown, when fixed time the time at the appointed time, separates the relay and sends out reports to the police. This timer characteristic has: Operates simply, the function is practical; The application scope is broad, may simultaneously control many electric appliances; The electronic formula time is fixed time precise, the time is fixed time long.Key word:Monolithic integrated circuit; Clock chip ; Timer目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (V)第1章绪论 (1)1.1设计要求 (1)1.2设计思路 (1)1.3硬件电路设计框图 (2)第2章单片机应用系统的硬件设计 (3)2.1单片机的选择 (3)2.2.时钟电路设计 (6)2.3复位电路设计 (6)2.4单片机最小应用系统 (7)2.5 LED显示电路设计与器件选择 (9)2.5.1 LED显示器的选择 (9)2.5.2 LED段驱动芯片的选择 (10)2.5.3 LED位驱动芯片的选择 (11)2.5.4 LED驱动电路与单片机的连接 (12)2.6蜂鸣器电路的设计 (13)2.7键盘电路设计与器件选择 (14)2.8串行接口RTC芯片DS1307及应用 (16)2.8.1 DS1307时钟芯片的引脚功能 (16)2.8.2 DS1307时钟格式和地址分配 (17)2.8.2.1 DS1307的内部寄存器与RAM地址分配 (17)2.8.2.2 时钟和日历格式 (18)2.8.2.3 DS1307芯片品与单片机的连接 (19)2.8.2.4 DS1307操作时序 (20)2.9控制输出电路的设计 (21)2.10本章小结 (22)第3章单片机应用系统的软件设计 (24)结论 (25)附录 (26)致谢 (35)参考文献 (36)前言“定时器”总的来说有两种类型。
目录1 引言 ........................................................................................................................2 概述 ........................................................................................................................2.1 定时开关电源插座系统概述...........................................................................2.2 本设计方案思路...............................................................................................2.3 研发方向和技术关键.......................................................................................2.4 主要技术指标...................................................................................................3 总体设计 ....................................................................................................................3.1 可控开关设计的选择.......................................................................................3.2 时钟信号的实现...............................................................................................3.3 译码方案的选取...............................................................................................4 硬件设计 (1)4.1 可控开关电路 (1)4.2 电平转换电路 (1)4.3 单片机系统电路 (1)4.4 显示电路 (1)5 软件设计 (1)5.1 总体方案 (1)5.2 主程序流图 (1)5.3 中断模块说明 (1)6 制作与调试 (1)6.1 硬件电路的布线与焊接 (1)6.2 调试 (2)6.3 改进与扩展 (2)7 结论 (2)致谢 (2)参考文献 (2)附录 (2)1.引言随着电子技术和电源技术的发展,开关电源以体积小、重量轻、功率密度大、集成度高、输出组合便利等优点而成为电子电路电源的首选。
1. 前言随着时代的进步,定时器的应用越来越广泛,电子定时器在工业中经常用于延时自动开关、定时、报警。
在家用电器中经常用于延时自动开关、定时。
延时自动开关可用于电视机、收音机、录音机、催眠器、门灯、路灯、汽车头灯、转弯灯以及其他电器的延时断电和延时自停电源。
定时可用于照相定时曝光、定时闪光、定时调速、定时烘箱、冰箱门定时报警、定时水位报警、延时催眠器、延时电铃、延时电子锁、触摸定时开关等等,例如数控机床的定时器,在工作一段时间后便能自动切断电源停止工作。
定时器主要由显示电路、输入设备、单片机最小系统电路和报警电路组成,但并不是所有的定时器都有显示和报警功能,有许多功能简单的定时器,比如洗衣机的内部定时器就没有显示功能,也有一些家用电器没有报警功能,都是自动定时到一定时间后自动关闭电源。
还有很多定时器用途单一,只适合一种电器的应用。
传统的定时器,通过按键输入定时值,而随着发展,定时器的应用也会越来越广泛,各种智能化的性能也开始逐步实现。
单片机最小系统电源交、直流供电红外遥控按键输入参数值继电器外部电路LED 显示语音报警平时作为日历显示闹钟功能其他功能图1-1 多功能定时器系统整体框图 Fig.1-1 Overall diagram of multifunction timer system图1-1是多功能定时器系统的整体框图。
主控制器采用STC89C52,是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。
在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能:8k字节Flash,512字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,内置4KB EEPROM,MAX810复位电路,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口。
另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
期聪明的人类往往利用最简单的规律做最困难的事,所以早期的计时器沙漏或水漏便出现在我们的视野当中,随着计时器不断地改进与发展,钟表便在这个夹缝中应运而生并不断地发展成熟,自此以后,人们便逐渐忠于这个更精确的定时器,并利用它的精确性来准确定位时间。
较为新颖的定时装置于20世纪80年代才姗姗来到这个世界,这项伟大专利的申请者英国外科医生索加于1876年才完成了这项较为完整的定时装置,起初它的使用范围非常狭窄,只能利用简单的机械钟带动煤气街灯的开关从而达到控制相关阀门的目的。
它的出现为时间安装了一个精准的定位仪,以其精确标准的特性创造了时代进步阶段的一个新的里程碑。
1设计需求对于定时器的分类,我们比较常见到的有两种。
在过去,被使用最多的是以模拟技术做支撑且无复杂功能的传统产品,但是,现在这种产品却已经不是很常见了。
相比较而言,现在使用最多的是新型的现代化数字技术产品,因其具有比较强大的功能,所以被广泛使用。
然而,现实中该产品往往具有很大的体积,对于能够有使用价值和齐全功能,以及比较便携的产品来说还是相对较少的。
近年来,价格不断被提升的单片机产品,促使了新型产品的广泛使用,在系统集成中,其可以大大简化控制系统,将繁杂的系统进行简化。
此外在小的应用方面,家电设备控制以及我们常见的小型儿童玩具也多有使用。
除了强大的功能,其质量轻盈、便携灵活、小体积等众多优点可以很好地满足器件的需求,此外,再配上相适应的芯片接口,往往可以实现多种多样的微电子产品开发。
基于该论述,我们研制设计了一类以单片机为基础的多用型定时器。
利用多用途定时器,可以把现在的时间和设定的时间在LED显示屏中进行显示,这样定时器正常工作与否可以被人们清楚地观测到。
2硬件设计2.1AT89C51芯片通常来说,单片机又被称为FLASH存储器,其带有CMOS8位微处理器,是具有低电压的4K字节系统集成。
一般来说,AT89C51的标准功能有以下几类:片内存贮器为SFR的80H-FFH和RAM为00H-7FH的256字节片内数据存储器、全双工串行通信口具有一个、5向量两级中断结构具有一个、16位定时/计数器具有两个、I/O口线32个,以及时钟电路和片内振荡器。
基于单片机的多用途定时器的设计与实现的研究随着科技的不断发展,单片机技术在现在的社会中得到了广泛的应用。
基于单片机的多用途定时器,可以实现按照设定的时间来控制某个设备的运行,使得设备能够更加智能化,提高工作效率。
本文将介绍基于单片机的多用途定时器的设计与实现。
一、方案设计本方案采用AT89C55单片机,能够实现按照设定的时间来控制某个设备的开关。
定时器可设置为分、秒和毫秒单位,可分别设定定时时间,通过按键调整时间,LED灯提示。
时钟源采用晶振,为12MHz。
检测到按键被按下时,单片机可以读取键盘值,判断出用户的操作,并可以作出相应的反应。
控制输出端口输出高低电平,进行定时器的开关控制。
二、硬件实现1、单片机的芯片采用AT89C55单片机,它是一个低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,具有4K字节的闪存。
它有40个I/O口,可以与其它控制设备进行接口。
2、键盘模块用于调整定时时间,采用矩阵式键盘,通过单片机的输入口进行读取键值。
3、显示模块采用8位数码管,显示时间和程序状态,以及LED灯。
4、电源模块采用稳压电源,将输入电压稳定在5V左右,为单片机和其它模块提供稳定可靠的电源。
5、外部扩展模块如需要的话,可以根据具体需求外接扩展模块,如延时模块、LCD液晶显示屏等。
三、软件实现1、I/O口初始化由于单片机的I/O口只有高电平和低电平的状态,需要先将输出口初始化为输出状态,然后将其设为高电平或低电平。
2、按键检测通过检测按键的状态,读取键盘值并作出相应的反应,例如调整时间等。
3、定时器通过定时器的设置,可以实现按照设定的时间来控制某个设备的开关。
4、LED灯通过控制输出口输出高低电平,来控制LED灯的状态,提示程序状态。
通过以上的硬件和软件设计,基于单片机的多用途定时器的实现已经完成。
在实际应用中,可以通过具体需求,进行增加或修改,在不改变基本框架的情况下,实现更多的功能。
多功能定时器的设计在日常生活和工作中,我们常常用到定时控制,如扩印过程中的曝光定时等。
早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的,其定时准确性和重复精度都不是很理想,现在基本上都是基于数字技术的新一代产品,随着单片机性能价格比的不断提高,新一代产品的应用也越来越广泛,大可构成复杂的工业过程控制系统,完成复杂的控制功能。
小则可以用于家电控制,甚至可以用于儿童电子玩具。
它功能强大,体积小,质量轻,灵活好用,配以适当的接口芯片,可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。
随着电子技术的飞速发展,家用电器和办公电子设备逐渐增多,不同的设备都有自己的控制器,使用起来很不方便。
根据这种实际情况,设计了一个单片机多功能定时系统,它可以避免多种控制器的混淆,利用一个控制器对多路电器进行控制,同时又可以进行时钟校准和定点打铃。
它可以执行不同的时间表(考试时间和日常作息时间)的打铃,可以任意设置时间。
这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动,扩大了数字化的范围,为家庭数字化提供了可能。
本文介绍的设计是针对教学所用的多功能定时器,可以完成教学所需的功能。
该定时器操作简单,功能齐全,是单片机智能化的一种应用。
MCS-51单片机的复位是由外部的复位电路来实现的。
复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声,在每个机器周期的S5P2,斯密特触发器的输出电平由复位电路采样一次,然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
上电复位:上电复位电路是—种简单的复位电路,只要在RST复位引脚接一个电容到VCC,接一个电阻到地就可以了。
上电复位是指在给系统上电时,复位电路通过电容加到RST复位引脚一个短暂的高电平信号,这个复位信号随着VCC 对电容的充电过程而回落,所以RST引脚复位的高电平维持时间取决于电容的充电时间。
为了保证系统安全可靠的复位,RST引脚的高电平信号必须维持足够长的时间。
电路图如下:上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。
只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。
时钟是单片机的心脏,单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准,有条不紊的一拍一拍地工作。
因此,时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。
常用的时钟电路有两种方式:一种是内部时钟方式,另一种为外部时钟方式。
本文用的是内部时钟方式。
电路图如下:MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,该高增益反向放大器的输入端为芯片引脚XTAL1,输出端为引脚XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容,就构成一个稳定的自激振荡器。
按键的开关状态通过一定的电路转换为高、低电平状态。
按键闭合过程在相应的I/O端口形成一个负脉冲。
闭合和释放过程都要经过一定的过程才能达到稳定,这一过程是处于高、低电平之间的一种不稳定状态,称为抖动。
抖动持续时间的常长短与开关的机械特性有关,一般在5-10ms之间。
为了避免CPU多次处理按键的一次闭合,应采用措施消除抖动。
本文采用的是独立式按键,直接用I/O口线构成单个按键电路,每个按键占用一条I/O口线,每个按键的工作状态不会产生互相影响。
电路图如下:P1.0口表示功能移位键,按键选择要调整的时十位、时个位、分十位或分个位。
P1.1口表示数字“+“键,按一下则对应的数字加1。
P1.2口表示数字“-”键,按一下则对应的数字减1。
P1.3口表示时间表的切换,程序默认为日常时间表,当按下该开关,使输入为低电平时,表示当前执行的是考试时间表,并有绿发光二极管显示。
再按键,使键抬起,输入维高电平时,表示当前执行的是日常作息时间表,用红发光二级管显示。
P1.5口控制继电器进而控制电铃工作。
当时钟当前的时间和当前所执行的时间表的时间一致时,相应得标志位为1,P1.5口输出高电平,控制继电器闭合,从而合上开关,启动电铃进行打铃。
打铃一定时间,标志位置0,P1.5输出低电平,继电器打开,电铃停止工作。
电路图如下:因为该电路可以执行两个时间表,即正常作息时间表和考试时间表。
为了能够从外观上看出当前正在执行的是那种时间表。
为此,在电路中加上了红、绿两个不同的发光二极管,当红发光二极管接通时,表示当前正在执行日常作息时间表;当绿发光二极管接通时则表示当前正在执行的是考试时间表。
有了红绿两发光二极管表示,就可以明显看出当前执行的是何种时间表,不会混淆。
电路图如下:数码管显示器成本低,配置灵活,与单片机接口简单,在单片机应用系统中广泛应用。
1.数码管的工作原理数码管是由8个发光二极管构成的显示器件。
在数码管中,若将二极管的阳极连在一起,称为共阳极数码管;若将二极管的阴极连在一起,称为共阴极数码管。
本文用到的6个数码管均是共阴极的。
当发光二极管导通时,它就会发光。
每个二极管就是一个笔划,若干个二极管发光时,就构成了一个显示字符。
将单片机的I/O口控制相应的芯片与数码管的a-g相连,高电平的位对应的发光二极管亮,这样,由I/O口输出不同的代码,就可以控制数码管显示不同的字符。
本文的6个数码管均采用动态显示方式,显示当前的时间。
整个显示电路应用了2个164芯片,1个244芯片。
第一个164芯片把从单片机传出的串行数据转换成并行数据。
164只能存储8位数据,因此,当单片机输出第9-14位数据的时候,第一个164芯片中的8位数据就被传到第二个164芯片中,这8位数据就是段选信号,控制数码管将要显示的字符。
第9-14位数据输出后,控制244芯片的单片机的P1.7口置为高电平,244芯片选通。
这六位数据经过244芯片以后是片选信号,即控制动态显示的是哪一位数码管。
在片选信号和段选信号的控制下,数码管就正确的动态显示当前的时间。
电源电路包括变压器、桥式整流器、电容和稳压器。
通过变压器变压,使得220V电压变为5 V,在通过桥式整流,电容的滤波作用,稳压器的稳压作用,可输出5V的稳定电压。
单片机多功能定时系统理论上能很好的达到了学校教学要求,发挥了单片机在智能化方面的应用。
该系统的设计很好的满足当前学校教学的需要,是一个理想的智能化的设计。
它具有一个走时精确的实时钟,可以任意设置时间,可以控制时间表的转换,时钟的显示功能等。
可以通过按键操作和数字显示。
该系统规模小,但是功能较多,操作简单,造价低,应用非常广泛。
该系统的设计为向家庭数字化方向发展又前进了一步。
同时又扩大了单片机的应用领域。
自单片机出现至今,单片机技术已走过了几十年的发展路程。
纵观几十年来单片机发展历程可以看出,单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导,拉动广泛的应用领域,表现出比微处理器更具个性的发展趋势:1.采用先进结构以实现高性能在过去的一段时间内,单片机的指令运行速度一直在10MIPS以下,这对于应用在工业控制领域内的单片机来说是足够了,但当单片机被应用在通讯及DSP 领域作为高速运算、编码或解码时,就会出现因指令运行速度不够而限制单片机应用的情形,因此提高单片机指令运行速度已经成为迫切需要解决的问题。
2.进一步降低功耗、基于80C51的飞利浦低功率、低系统成本微控制器51LPC系列是业界推动单片机向低功耗方向发展的主导单片机系列之一。
51LPC系列单片机采用以下三种方法降低功耗:(1)使系统进入空闲模式,在空闲模式下,只有外围器件在工作,任意的复位及中断均可结束空闲模式;(2)使系统进入低功耗模式,在低功耗模式下,振荡器停止工作,是功耗降到最小(3)使系统进入低电压EPROM操作;EPROM包含了模拟电路,当Vcc高于4V时,可通过软件使这些模拟电路掉电以降低功耗,在上电情况下可使系统退出该模式。
3.采用Flash Memory随着半导体工艺技术的不断进步,MPU的Flash版本逐渐替代了原有的OTP 版本。
Flash MPU具有以下优点:与多次可编程的窗口式EPROM相比,Flash MPU 的成本要低得多;在系统编程能力以及产品生产方面提供了灵活性,因为Flash MPU可在编程后面再次以新代码重新编程;可减少已编程器件的报废和库存;有助于生产厂商缩短设计周期,使终端用户产品和、更具有竞争力。
4.集成更多功能及兼容性目前单片机的另一个发展趋势是在芯片上集成更多的功能。
如模拟功能,包括模拟比较器、A/D和D/A转换器等。
具体表现在:兼容性作为设计的第一考虑;额外的新的特点是透明的;使用同一种编程器;OTP使器件快速提升及标准化成为可能。
5.强抗干扰能力不断加强抗干扰能力是单片机进一步发展的必然趋势。
ST Microelectronics公司推出的ST62系列单片机在这方面是佼佼者,其优良的抗干扰能力使得许多大公司将其应用在系统中的关键部件上。
许多单片机开发商也正朝着这个方向努力。
6.朝系列化、全面化方向发展各大单片机开发商在增加产品功能的同时效力于形成产品的系列化=全面化,以满足各种控制领域的要求,这也是单片机发展的趋势之一。
日本TOSHBA 公司开发了从4位到64位的多系列单片机,日立公司也有从4.位到32位的单片机,目前还没有哪个厂家生产的单片机比东芝公司的种类多。
随着单片机性能的不断提高,不断的克服和弥补自身的不足。
在各种控制领域,单片机将拥有更加广阔的使用天地。
在很长的一段时间内,它将一直是工程设计人员的首选控制芯片之一。
《单片机技术》课程设计任务一、设计题目:基于单片机并行口的电子钟的设计二、任务与要求:在智能化仪器仪表中,控制核心均为微处理器,而单片机以其高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠而得到广泛应用,是设计智能化仪器仪表的首选微控制器,单片机结合简单的接口电路即可构成电子钟,它可广泛应用于工业、农业、日常生活等领域,与传统钟表相比较,它具有高精度、高可靠性、操作方便、价格便宜、智能化等特点,是钟表的一个发展方向,具有一定的实用价值。
1、本课题任务如下:设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示系统提示符“P.”,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整键再次进入时钟运行状态。
2、本课题要求如下:(1)在AT89S51的P0口和P2口外接由六个LED数码管(LED5~LED0)构成的显示器,用P0口作LED的段码输出口(P0.0~P0.7对应于LED的a~dp),P2.5~P2.0作LED的位控输出线(P2.5~P2.0对应于LED5~LED0),P1口外接四个按键A、B、C、D(对应于P1.0~P1.3)。