近距遥控倒计时装置设计
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设计课题:篮球比赛二十四秒倒计时及其报警篮球比赛二十四秒倒计时及其报警一、设计任务与要求1.本设计只要用于篮球比赛中的24秒倒计时及其报警。
2.在设计完成后应该实现这样的功能:首先,按下“手动复位”弹键,使计数器回归24,当按下“手动开始”弹键时,计数器开始从24秒倒计时,直到计数为0时,报警器开始工作,此时若按下“手动复位”弹键,则报警器停止工作,计数器回归24秒。
若在计数中按下“手动复位”弹键,则计数器回归24秒,当再次按下“手动开始”弹键时,计数器再次工作。
3.总的来说,计时器的功能包括:计数、复位、暂停、报警。
二、方案设计与论证计时器主要分为四个模块:计数模块、显示模块、报警模块以及1Hz脉冲输出模块。
设计思路:采用74LS192芯片的倒计数端实现二十四数制的倒计。
先利用一块NE555芯片搭建多谐振荡器,使其输出信号的频率为1Hz,这正好可以作为74LS192的输入时钟信号,则此时的二十四数制的计数器就变成了二十四秒计时7三、单元电路设计、参数计算、元器件的选择1.总体框图及其思路根据前面提到的设计思路可先画出总设计的基本构想框图,如上所示。
由总体框图可以清楚的看到本设计由四个最基本的模块组成,分别为:计数模块、显示模块、报警模块以及1Hz脉冲输出模块。
基本原理:计数脉冲负责产生一个频率为1Hz的脉冲信号,此信号作为计数器计数脉冲,因此,计数器就成为了最小单位为1秒的计时器了;计数器采用置数法连接,每当循环一周即24秒之后置数端有效,从而实现24秒的计时;当计时器从24倒计到0时,利用此时的输出信号特点可以控制蜂鸣器工作,从而实现报警;显示部分包括对二进制数的重新编码和显示,74LS48用来对二进制数重新编码,而此时可以用七段数码管作为显示。
综合起来就可以完成计时和报警等功能。
2. 各个模块设计○1计数模块的设计计数模块设计原理图基本原理:首先预置数,令置数状态时输出为24。
PL端为置数端,当PL 为0时,计数器输出为24。
倒计时控制电路的设计引言倒计时控制电路是一种用于定时器和计时器应用的电路,可以根据设定的时间进行倒计时操作。
在很多领域中,如工业自动化、家电控制和体育比赛计时等,倒计时控制电路都有着广泛的应用。
本文将介绍倒计时控制电路的设计方法和实现原理。
设计原理倒计时控制电路的设计原理基于时钟信号和计数器的组合。
一般来说,这种电路包括以下几个主要组件:1.时钟信号发生器:产生周期性的时钟信号,用于控制计时器的计数。
2.计时器:根据时钟信号进行计数的模块,可以设定初始时间和倒计时时间。
3.比较器:用于比较计时器的当前计数值与设定的倒计时时间,当计数值达到设定时间时触发输出信号。
4.数码显示器:用于显示倒计时的剩余时间。
具体的设计流程如下:1.根据应用需求确定倒计时的时间范围和精度。
2.设计时钟信号发生器,选择合适的频率和波形。
3.根据倒计时时间确定计时器的位数和最大计数值。
4.使用比较器将计时器的当前计数值与设定时间进行比较,判断是否触发输出信号。
5.通过数码显示器显示倒计时的剩余时间。
设计步骤步骤一:确定倒计时的时间范围和精度在设计倒计时控制电路之前,需要确定倒计时的时间范围和精度。
时间范围决定了计时器所需的位数,一般可以根据具体应用需求确定。
精度则决定了时钟信号发生器的频率和计时器的最大计数值。
步骤二:设计时钟信号发生器时钟信号发生器的设计可以借助于集成电路或者振荡电路来实现。
常见的时钟信号发生器有555定时器、晶振等,选择合适的时钟信号发生器可以根据倒计时时间范围和精度来确定。
步骤三:确定计时器的位数和最大计数值根据倒计时的时间范围,确定计时器的位数和最大计数值。
一般来说,计时器的位数可以通过以下公式计算:位数= log₂(时间范围 / 精度)根据计算得到的位数,可以选择合适的计数器集成电路或者设计自己的计时器电路。
步骤四:使用比较器进行比较比较器用于比较计时器的当前计数值与设定的倒计时时间。
一般来说,比较器的输入包括计时器的输出信号和设定的倒计时时间,输出则是触发信号。
江西理工大学南昌校区毕业设计(论文)题目:红外线车辆倒车距离测量仪设计系:信息工程系专业:电气自动化班级:10电气自动化2班学生:谭小东学号:10321210指导教师:柴政职称:讲师江西理工大学南昌校区毕业设计(论文)任务书信息工程系电气自动化专业10 级(13届)电气自动化2班学生谭小东题目:红外线车辆倒车距离测量仪设计原始依据:利用的是红外线传播时的不扩散原理。
因为红外线在穿越其它物质时折射率很小,所以长距离的测距仪都会考虑红外线。
而红外线的传播是需要时间的,当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来,被测距仪接受到,再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离并处理。
主要内容和要求:1.设计任务(1)设计一款红外线车辆倒车距离测量装置,可进行信息显示、管理;(2)通过串口与控制键联机传输信息;2. 设计要求:(1)撰写设计报告要符合格式并按时上交,逾期将延与下届。
日程安排:1、2012年11月1日-11月14日查找资料,攥写开题报告;2、2012年11月15日-12月30日方案设计及可行性分析;3、2013年1月1日-1月30日系统设计、分析阶段;4、2013年1月31日-4月1日攥写毕业论文。
主要参考文献和书目:[1].陈鸿茂编著《常用电子器件简明手册》[M]. 中南矿业大学出版社2001[2].张福学编著《实用传感器手册》[M].电子工业出版社1988[3].张毅刚彭喜元编著.《单片机原理及其接口技术》[M].人民邮电出版社,2008[4].刘迎春叶湘滨编著《传感器原理设计与应用》[M].国防科技大学出版社2004[5].刘守义钟苏编著《数字电子技术》[M].西安电子科技大学出版社2003[6].Kim EJ, Yangida Y, Haruyama T, etal.Immunosensing.system for a-fetoprotein coupled with a disposable amperometric glucose oxidase sensor & actuators B, 2001.[7].何立民编著. MCS-51系列单片机应用系统设计--------系统配置与接口技术,北空天大学出版社, 1991[8].惠仇.手把手教你学51单片机.北京:电子工业出版社,2009[9].刘秋艳,刘景文,胥宝萍.Protel 99 SE电路设计[M].北京:中国铁道出版社,2005指导教师签字:年月日教研室主任签字:年月日江西理工大学南昌校区毕业设计(论文)开题报告信息工程系电气自动化专业10 级(13届)电气自动化2班学生谭小东题目:红外线车辆倒车距离测量仪设计本课题来源及研究现状:汽车倒红外线距离测量是针对当前公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤,加上存在视觉盲区,无法看见车后的障碍物,司机在倒车时很容易刮伤汽车,甚至发生事故的情况而出现的一种旨在倒车防护的汽车防撞系统。
中文摘要与关键词摘要:近年来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并反映在显示器上,它可以分析压力过量程,并发出报警。
并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。
本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作,对于倒计时器中的四位LED数码显示器来说,我为了简化线路、降低成本,采用以软件为主的接口方法,即不使用专门的硬件译码器,而采用软件程序进行译码。
关键词:单片机;AT89S51;LED数码管显示器;keil C51;倒计时器;三极管C8850Abstract and keywordsAbstract: Permeate in the social realm along with the calculator in recent years,single slice the application of the machine just at constantly alignment thorough,arouse a traditional control an examination a day a new moon benefit renewal in the meantime.In solidly the hour the examination the single slice that controls with auto the machine the application the system,single slice machine usually Be a core parts to use,only single slice the machine aspect knowledge is not enough,return should according to concrete the hardware structure,and aim at concrete application the software of[with]the object characteristics combine to make perfect. Imitating many passage pressure systemses is to make use of pressure to spread the feeling machine to collect current pressure combine the reflection is on the display,it can analyze the pressure surfeit distance,erupting to report to the bine the adoption electronics steelyard principle can according to input the amount of money that the unit price computes an object accurately. This thesis discuss that pour the design and creation of the timer in brief,for pour four LED figures displays in the timer to say,I am for the sake of the simplification circuit,decline low cost,adopt to take software as the connect of lord a people's method,do not use specialized hardware to translate the code machine namely,but adopt the software procedure to carry on translating code. keywords:single slice machine;AT89 S51;The LED figures tube display;Keil C51;Pour timer;Triode transistor C8850第一章绪论在生活和生产的各领域中,凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现;从简单到复杂,从空中、地面到地下,凡是能想像到的地方几乎都有使用单片的需求。
倒计时定时器电路设计倒计时定时器电路是一个常用的电子电路,在各种应用场景中被广泛使用。
例如,在厨房,我们可以使用倒计时定时器电路来实现烹饪定时;在赛车场上,我们可以使用倒计时定时器电路来准确计时比赛时间等等。
下面是一个关于倒计时定时器电路设计的详细说明:首先,我们需要确定时间范围。
根据实际需求,我们可以选择不同的计时范围,如分钟、小时、天等。
不同的时间范围对应着不同的计数器位数,即需要不同数量的计数器。
例如,如果我们需要设计一个分钟级别的倒计时定时器,那么我们需要使用至少6位的计数器,以便表示60分钟。
其次,我们需要确定时间单位。
在设计倒计时定时器电路时,我们需要确定最小的时间单位,即每次计数的时间间隔。
常见的时间间隔有秒、分、时等。
根据实际需求选择最小时间单位。
然后,我们需要选择适当的计数器和显示单元。
计数器是用来计数的关键元件,可以通过不同的计数器实现不同范围和位数的倒计时。
常见的计数器有二进制加法计数器(如74LS191)、二进制表计数器(如74LS193)等。
显示单元可以是数码管,也可以是液晶显示屏等。
接下来,我们需要设计时钟信号源。
时钟信号源可以是晶振电路,也可以是晶振模块,甚至我们可以利用其他电路的时钟来作为时钟信号源。
设计时钟信号源时,需要确定时钟频率,即每秒或每分钟的脉冲数。
根据时钟频率和时间单位选择相应的频率分频电路,以便生成具有所需时间间隔的时钟信号源。
最后,我们需要设计控制逻辑。
控制逻辑用于控制计数器,根据时钟信号源的脉冲将计数器递减。
当计数器减至0时,需要触发警报或其他操作。
控制逻辑可以使用逻辑门、可编程逻辑器件等来实现。
在设计倒计时定时器电路时,还需要考虑一些额外的功能,如暂停、重置、显示等。
这些功能可以通过增加额外的开关、按钮、显示芯片等元件来实现。
总结起来,倒计时定时器电路设计的关键是确定时间范围、时间单位、计数器和显示单元的选择,设计适当的时钟信号源和控制逻辑。
在设计过程中,需要充分考虑实际需求和制约条件,并结合相应的电子元件来实现倒计时定时器电路。
HUBEI UNIVERSITY OF EDUCATION 高等教育自学考试毕业设计(论文)题目基于单片机倒计时系统专业班级电子信息工程0703班学号姓名指导教师姓名、职称所属助学单位湖北第二师范学院2011年 02月 28日毕业论文开题报告书基于单片机倒计时系统摘要摘要:来随着计算机在社会领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,以作完善。
模拟多通道压力系统是利用压力传感器采集当前压力并放映在显示器上,它可以分析压力过量程,并发出报警。
并采用电子秤原理可根据输入单价准确的计算出物体的金额。
本篇论文讨论了简单的倒计时器的设计与制作,对于倒计时器中的LED数码显示器来说,我为了简化线路、降低成本,采用以软件为主的接口方法,即不使用专门的硬件译码器,而采用软件程序进行译码。
关键词:单片机;AT89C51;LED数码管显示器;keil C;晶体振荡器目录绪论 (9)1 课题背景 (10) (10)国内外研究现状 (10)课题研究方法 (11)2 硬件设计 (12)单片机简介 (12)单片机技术的发展 (12)单片机系统的应用 (13).2 单片机AT89C51 (14)AT89C51 的基本结构和引脚功能 (14)机器周期和指令周期 (17)LCD简介 (18)LCD显示器的基本结构和特点 (18)本章小结 (19)3 软件设计 (20)中断机制 (20)硬件中断和软件中断 (20)定时器/计时器 (21)定时器/计时器的结构 (21)定时器/计数器的计数信号 (21)程序结构类型 (22) (22) (25) (26) (26)4 软件设计 (28) (28) (28)C软件 (28) (29)、软、硬联接 (31) (31)结束语 (32)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (36)附录A (36)附录B (37)绪论随着人们生活水平的不断提高。
目录1.单片机简介 (2)2.系统硬件及主要模块设计原理2.1 LED模块和显示原理 (4)2.2震荡电路模块和原理 (6)2.3复位电路模块和原理 (7)2.4按键电路和原理 (8)2.5蜂鸣器电路和原理 (9)2.6设计总电路和原理 (10)3.程序框图 (11)4.资源分配表 (12)5.设计源程序……………………………………………………..13.6.仿真与分析 (16)7.心得体会 (17)8.参考文献 (18)1.单片机简介单片机它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
作为嵌入式系统控制核心的单片机具有其体积小、功能全、性价比高等诸多优点。
51系列单片机是国内目前应用最广泛的单片机之一,随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用,51系列单片机的发展又进入了一个新的阶段。
在今后很长一段时间内51系列单片机仍将占据嵌入式系统产品的中低端市场。
C语言是本设计的程序设计语言,它比低级语言更通俗易懂,设计更为方便,故采用它来设计程序。
单片机全称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)。
因为单片机主要用于控制系统中,所以又称微控制器(Microcontroller Unit,MCU)或嵌入式控制器(Embedded Controller)。
它具有嵌入式应用系统所要求的体系结构,微处理器,指令系统,总线方式,管理模式等。
他把计算机的基本部件都微型化集成到一块芯片上了,通常片内部都含有中央处理部件(CPU),数据存储器(RAM),程序存储器(ROM,EPROM,Flsh ROM),定时器/计数器和各种输入/输出(I/O)接口他们之间的相互连接结构如图1-1所示。
图1-1 单片机结构8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:·中央处理器:中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
目录摘要 (1)第1章概述 (2)第2章电路设计方案 (3)2.1 总体电路设计方案 (3)2.2 单元功能模块设计 (4)2.2.1 秒信号发生器 (4)2.2.260分频器电路设计 (5)2.2.3 减法计数器 (6)2.2.4 译码显示电路 (9)2.2.5 执行电路 (11)第3章整机电路原理 (13)第4章仿真 (14)总结 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录1电路原理图 (19)附录2仿真图 (20)摘要本设计主要由减法计数器、译码显示器、秒信号发生器、分频器、执行路等构成,能实现倒计时、定时和控制执行电路工作的功能。
倒计时计数末了时,继电器动作,控制用电器动作。
其中时钟信号是由多谐振荡器产生的1Hz秒脉冲信号,而且秒脉冲信号可以通过分频器产生出1/60Hz的分脉冲信号,然后通过开关选择秒脉冲或分脉冲信号通过开关选择输入电路,对倒计时计数器进行触发,计数器由置数开关输入的预置数开始进行计数,其中数字由译码数码管显示,直到倒计时末了,产生信号使继电器工作,从而通过控制开关控制受控电器的开或关。
所以,此设计相当于构造了一个电器的控制开关,能够灵活定时电器的工作时间,从而使电器的开关更加方便。
关键词计数器;译码器;显示器;分频器第1章概述倒计时计数器的用途很广泛。
它可以用作定时,控制被定时电器的工作状态,实现定时开或者定时关,最长定时时间为99分钟。
他还可以用做倒记时记数,最长记时时间为99秒,而且有二位数码管显示记数状态,可以灵活的对受控电器进行定时开关。
倒计时计时器的核心器件是可预制数减计数器IC3、IC4,其初始数由拨码开关S1、S2设定,其输出状态由BCD码七段译码器IC1、IC2译码后驱动LED数码管显示。
门电路D1、D2产生秒信号脉冲,以及经IC5等60分频后得到的分信号脉冲。
由开关S4选择后作为时钟脉冲送入减计数器的CP端。
当按下启动按钮S3后,S1、S2设定的预置数进入减计数器,数码管显示出该预置数,然后计数器就在时钟脉冲CP的作用下减计数,数码管做同步显示。
倒计时器的设计前言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节,是将理论知识和实践能力相统一的一个环节,是真正锻炼学生能力的一个环节。
在许多领域中计时器均得到普遍应用,诸如在体育比赛,定时报警器、游戏中的倒时器,交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机,还可以用来做为各种药丸、药片,胶囊在指定时间提醒用药等等,由此可见计时器在现代社会的应用是相当普遍的。
计时器是采用数字电路实现的数字显示计时装置。
本系统由振荡器,计数器,译码器,LED显示器组成。
采用74LS系列中小规模集成芯片。
计时器是用数字集成电路做成的现代计时器,与传统的机械钟相比,它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点。
而且钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便。
本设计主要能完成一下功能:显示59秒倒计时功能;系统设置外部操作开关,控制计时器的启动和暂停/继续功能;计时器为59秒递减计时其计时间隔为1秒;计时器递减计时到“00”同时报警电路发出声音报警,延时5秒等。
整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识,并在Multisim 下设计和进行仿真,得到了预期的结果。
一.设计要求1.设计一个有“秒”(59秒)显示且倒计时功能计数器2.用小规模集成电子钟,有启动,暂停,继续计时功能3.倒计时完成后具有声音报警功能。
4.画出框图和逻辑电路图、写出设计总结报告二、设计目的:在学完了《数字电子技术》课程的基本理论后,能够综合运用所学知识设计和制作实际需要的简单电子电路,系统地进行电子电路的工程实践训练,锻炼动手能力,培养工程师的基本技能,提高分析问题解决问题的能力。
理解倒计时器工作原理,实现以中小规模集成电路设计计时器的方法,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、译码驱动及显示电路、报时电路及电源电路组成。
时钟脉冲采用555定时器构成多谐振荡电路产生,通过Multisim绘制了电子电路仿真原理图,并进行仿真,同时用万能板焊接制作了硬件实现电路。
倒计时控制电路的设计
倒计时控制电路是一种常见的计时器电路,常用于倒计时的场合,如比赛计时、考试倒计时等。
下面简单介绍一下倒计时控制电路的设计方法。
1. 确定计时器的精度和计时时间
首先需要确定计时器的精度和计时时间。
精度决定了计时器的误差范围,通常可以选择晶振的频率来控制精度。
计时时间决定了计时器的工作周期,通常可以选择计时器的计数范围来控制计时时间。
2. 选择计时器芯片
根据计时器的精度和计时时间,可以选择适合的计时器芯片。
常见的计时器芯片有NE555、CD4060、CD4541等,可以根据需要选择不同的芯片。
3. 连接计时器芯片
将计时器芯片按照其引脚说明书连接好,通常需要连接晶振、电源、输出端口等。
其中,输出端口可以选择与其他电路相连,以控制倒计时的开始和结束。
4. 编写控制程序
根据需要,可以编写控制程序来实现倒计时功能。
控制程序通常需要根据计时器的输出信号来控制其他电路的工作状态,以达到倒计时的目的。
5. 调试和测试
完成以上步骤后,需要进行调试和测试,以确保倒计时控制电路的正常工作。
可以通过模拟电路、示波器等工具进行调试和测试,发现问题及时进行修改和优化。
以上是倒计时控制电路的设计方法,需要注意的是,在设计过程中需要根据实际需要进行调整和优化,以满足不同的倒计时场合。
绵阳师范学院2014届本科生毕业设计(论文)题目近距遥控计时装置设计专业电气工程及其自动化院系物理与电子工程学院学号 1109040317 姓名万安宁指导教师郭辛讲师答辩时间二〇一五年五月论文工作时间:2014年11月至2015年5 月近距遥控计时装置设计学生:万安宁指导老师:郭辛摘要:本文阐述了基于单片机技术的计时装置,并能够近距控制实现。
本设计采用硬件与软件相结合完成,利用了单片机的设计灵活,编程语言简单优异的优点。
系统硬件由单片机最小系统、电源电路、显示及近距遥控部分组成。
本设计以单片机为核心,通过无线模块来实现遥控设计。
数码管显示时间计数,可显示分、秒。
能够通过近距控制时间的暂停、复位以及调节时间。
利用keil软件运行程序、调试时间、运行步骤,将写好的程序烧写到硬件电路中。
本设计具有稳定性强,功耗低,价格便宜,方便实用的特点。
关键词:单片机最小系统;数码显示;近距遥控Design of Close Remote Timing DeviceUndergraduate:WanAnNingSupervisor:Guo XinAbstract: This paper described timing device based on SCM technology, single-chip microcompute r,and realized the close control. Combined of hardware and software, the SCM advantages of flexible, simple programming language excellent has been applied. The system hardware is made up of SCM minimum system, power supply circuit, display and short-range remote units. The SCM being as the core, the wireless module was used to realize the remote control. The LED circuit could display minutes and seconds. The functions of suspension, reduction and adjustment time could be performed on remote control. A special software, Keil, was applied to run the program, debug time, operate steps and download in the hardware circuit.The design has the advantages of high stability, low power consumption, low cost, convenient and practical characteristics.Keywords: SCM minimum system;LED display;CLOSE remote control论文题目来源:国家自然科学基金项目编号:四川省自然科学研究项目编号:校级自然科学研究项目编号:1绪论 (6)1.1研究近距遥控计时装置的意义和目的 (6)1.2研究现状及发展趋势 (6)2概述 (7)2.1近距遥控计时装置的原理 (7)2.2本文研究内容 (7)3.1计时装置元器件的选择 (8)3.2显示模块的选择 (8)3.3无线模块的选择 (8)4所选用硬件简介 (10)4.1单片机AT89S52介绍 (10)4.1.1 AT89S52的主要性能 (10)4.1.2引脚及功能 (10)4.2 显示部分的介绍 (12)4.3 近距离无线模块 (13)4.3.1 PT2272解码芯片无线接收简介 (13)4.3.3 六反相器 (15)5系统硬件连接的设计 (17)5.1系统结构 (17)5.2单片机系统电路 (17)5.2.1时钟电路 (18)5.2.2复位电路 (19)5.3显示电路 (20)5.4无线模块和反相器的连接电路 (21)5.5系统硬件的调试 (21)6程序设计与调试 (22)6.1中断程序 (23)6.2定时程序 (23)6.3程序的调试 (24)7总结 (24)8参考文献 (24)9致谢 (25)附录:源程序 (26)1绪论1.1研究近距遥控计时装置的意义和目的随着信息化的发展和人们生活节奏的提高,为了提高工作效率,提醒大家关注某项重大事件的开始或者结束,以便更好的安排时间,自动计时已运用在生活、工业、军事等各方面。
在生活上:如网吧里使用的电子计时计费装置、节水计时器;运动比赛时需要的计时等。
工业上:运用计时来控制机器的运转;军事上:科学家运用倒计时来控制火箭的发射。
因此,计时装置非常重要,假如没有计时在我们生活中带来许多的不便。
人们的生活在不断的提高和发展,倒计时牌是时代的发展的产物,也是人们智慧的产物,现在的倒计时牌要求不仅计时精度高,而且要求功能更全、成本更低、可靠性更好等特点。
倒计时牌在某些地方不可缺少,在此,我借我毕业设计,来完成对倒计时的简单控制。
1.2研究现状及发展趋势目前,计时装置的设计技术已非常成熟。
常见的有使用分立器件实现、使用CPLD芯片实现、使用单片机实现。
并且,如今的计时装置对时间的控制都非常优异,范围上也已从分秒的计时突破到年月日。
现在,计时装置正从多功能化、高精度、便捷控制发展。
多功能化,如附加秒表,附加计时完成的自动控制等。
目前,计时装置对时间精度控制达到10的负八次毫秒。
这已经能满足火箭的计时发射,卫星的无线接收。
但依然还朝着更精确的自动计时控制方向发展,而本次,我着手于方便控制方面。
如今,随着短距离无线数据业务迅速膨胀,近距离无线控制技术也已初步发展成熟。
在现实生活中存在很多这样的应用情况,所以本次我的设计将结合计时装置与短距离遥控装置相结合。
迎合了计时装置现如今朝着便捷方面的发展。
2概述2.1近距遥控计时装置的原理本计时装置是用单片机来设计制作完成,其功能的实现主要通过软件编程来完成,在程序的编写设计中,利用单片机内部提供的可编程定时器,并采用循环程序的写入,用数码管进行显示部分的显示。
再通过信号发生器对应的A、B、C、D四个按钮发出信号,在无线模块的接收部分接收,无线模块接收到信号,传输到单片机内部,进行对自动计时装置的控制。
2.2本文研究内容设计了一款具有实用价值的5min自动计时牌[1];具有数字显示、设定时间及遥控功能;距离>5m,误差<5%。
主要研究三个部分。
第一是单片机最小系统,本装置的核心,启动外围电路。
第二部分是无线模块,采用2272芯片。
第三部分是显示部分,采用数码管显示。
首先,对各部分所用硬件的选择,然后针对于各部分设计外围电路,经过硬件部分的调测试,检测每一部分是否能够正常使用。
再利用单片机C语言,按照本设计的要求进行编程。
3硬件系统的设计方案3.1计时装置元器件的选择(1)使用CPLD芯片:该方法通过使用专用的软件在一块芯片上实现倒计时牌的核心电路,在设计过程中通过时序仿真可知道给你是是否实现以及实现效果如何。
如果时序仿真没问题,就可以知道功能模块是否实现,以及实现效果如何。
然后下载到CPLD芯片中,并且基本上就可以运行了,对于设计好的电路如果需要增加或修改某些功能,可用语言或图形描述出新的系统,然后再进行下载,即可便捷的更改芯片内部电路结构。
但是集成度较低,功耗较大,CPLD 编程复杂,设计不那么灵活,因此这里不予采用。
(2)使用分立器件实现:该方法要使用的器件主要是计数器,如CD4029(可预置可逆计数器)、CD417(十进制计数/分配器)、CD4060(14级二进制串行计数/分频器):译码器,CD518(双BCD同步加计数器)、CD4511(BCD锁存,7段译码,驱动器)以及门电路,如74LS00等常用数字器件。
该方案虽然电路结构不是很复杂,但是实现起来也是相当麻烦和困难。
在连接电路过程中需要仔细认真,以防出错,即便连接无误,但由于存在外界大量接线,也会使系统不稳定,容易出现问题。
而且一旦连接完毕,先要在功能上再做修改非常不便。
故此方案也不予使用。
(3)使用单片机实现:单片机在逻辑运算、智能控制方面具有不可替代的优越性,通过编写程序,控制定时器的定时时间,即可以在单片机上实现倒计时牌的功能。
单片机系统结构简单、使用方便、模块化、处理功能强,速度快。
较之其他方案,单片机可靠性较高、功耗较低、控制功能较强。
因此,使用单片机系统作主控制器。
3.2显示模块的选择(1)液晶显示屏:LCD显示具有显示功耗低,抗干扰能力强,显示画面较为柔和的特点。
但是七亮度和对比度较低,在光度偏强的地方不宜观察其显示结果,响应时间也过慢,而且其使用成本较高。
(2)LED数码管显示:LED数码管显示虽然较为单一,但对于我需要的显示时间数字已足够,而且数码管成本低,亮度高,视角宽广,重量轻的特点。
因此在显示部分我选用LED数码管显示。
3.3无线模块的选择(1)RF2401:RF2401无线模块特点,抗干扰能力强,信号发生与接收速度也较快,体积也较为小巧,但是不易控制,虽然可以和各种单片机使用,但与单片机的连接需要外加电路,因此不予采用。
(2)CC2500:CC2500无线模块的特点,使用方便,灵敏度高、功耗小、控制的距离也很远,但是成本较高,传输信号复杂,某种程度上说,实现同样的功能却比第三种模块麻烦。
(3)PT2272:PT2272无线遥控接收模块特点。
抗干扰能力强,性能稳定,无方向性,功耗低,虽然距离不及RF2401与CC2500,不过也满足了我的设计要求,且成本较低,信号接收简单。
可直接与单片机连接。
综上所诉,计时元器件选择使用单片机,显示部分选择数码管,无线模块采用PT2272。
这既保证了本次设计近距遥控计时装置的设计,又尽量的降低了成本,还能便捷的融合这三个核心模块。
4所选用硬件简介4.1单片机AT89S52介绍AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器[2],具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52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。