基于单片机的多功能定时器毕业论文.doc
《基于单片机的多功能定时器毕业论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的多功能定时器毕业论文.doc(43页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、本科生毕业设计论文 题 目:基于单片机的多功能定时器姓 名: 学 号: 系 别: 专 业: 年 级: 指导教师: 年 月 日独创性声明本毕业设计论文是我个人在导师指导下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在标注中说明;其他同志对本设计论文的启发和奉献均已在谢辞中表达;其它内容及成果为本人独立完成。特此声明。论文作者签名: 日期: 关于论文使用授权的说明本人完全了解华侨大学厦门工学院有关保留、使用学位论文的规定,即:学院有权保留送交论文的印刷本、复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅;学院可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后应遵守此规
2、定。论文作者签名: 指导教师签名: 日期:学习文档 仅供参考基于单片机的多功能定时器摘要基于模拟技术的定时器已逐步被淘汰,基于数字技术的新一代产品已取而代之。随着单片机性价比的提高, 随着单片机使用范围的扩大,数字技术定时器不仅可以实现复杂的控制能力,又能够对家用电器进行控制。既有强大的功能,又很容易使用,同时体积有小,在不同的情况下,可以制作出不同功能的微电子产品。实现定时开关电源插座的关键是如何实现定时,如今定时器得到广泛应用,不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间;工业控制中常需要定时的装置,输出和采集信号,还有人们需要合理的定时控制空调来节省有限的电能;如此等等。因此,我们试着
3、从这些方向作进一步的研究。定时器有机械和电子两种,机械式采用同步电机计时,成本低,但走时精度差、寿命短;电子式采用液晶显示,时间精度高、寿命长,但操作复杂、成本高。特别是精度要求高的控制系统和数据采集系统,更要求精确的定时操作。本设计采用单片机定时功能应用在插座开关上,主要从单片机和可控开关的进行设计,来实现电源开关定时系统,使其准确显示定时指示灯的亮灭,且能显示时钟精确到时分。该系统简单实用,操作简单,且定时器不工作时可以当普通电源插座用,既具备传统的电源插座的功能,又能到达节省能源、优化资源的目的。以日常生活中所使用的电热水器为例,我们一般都24小时通电,其中很大部分电能将消耗在电热水器的
4、反复加热上,极大的浪费了电资源。如果把电热水器的电源插头连接到自动开关插座上只需用前通电,可实现高效率节电,而且可以使热水在最高温度状态下使用,大大提高了能量使用效率。关键词: 单片机,定时器,可控开关Multi functiontimerbased on single chip microcomputerAbstractSimulation technologybased onthe timerhas been eliminated gradually,a new generation of digital technologyproductsreplace sb.based on.With
5、theincreasinguseof cost-effective single-chipmicrocontroller,rangegradually expanded,based on digitaltechnologypowerfultimercan realizecomplexcontrolability,but also be able tohomeappliancescontrol.Ithas powerful functions,at the same time,the volumeis small,easy to use,in different situationscan be
6、 converted intoa variety ofdifferent functions of theelectronic products.Keyswitchpower supply socketis how toachieve timing,the timeris widely usedtoday,manyhousehold appliancesare installed thetimerto control the switchor working time;industrial controloften requires atimingdevice,output and thesi
7、gnal acquisition,andpeople needtiming controlair conditioningand reasonabletosave the limitedenergyand so on.Therefore,we tryto further studythedirection.Timertwo mechanical and electrical,mechanicalsynchronous motortiming,cost is low,but thetravel timeaccuracy,short service life;electronicusing liq
8、uid crystal display,high precision,long lifetime,but theoperation is complex,high cost.Especially thecontrol system ofhigh precisionand data acquisition system,moreaccuratetimingoperationrequirements.This design uses a microcontrollertimer functionused in theswitch socket,mainly carries on the desig
9、n from thesingle chip microcomputer anda controllable switch,the power switchtoachievetiming system,toaccurately display thetimethe bright lights off,and can display theclockis accurate tothe time.Thesystem is simple and practical,simple operation,and the timerdoes not workwhen theordinary powersock
10、et,power supply socketwhich hasthe function of traditional,but also cansave energy,optimize the resourcesto.Electric water heaterindaily lifeare usedas an example,we have24 hours ofelectricity,which is themost powerconsumingrepeated heatingin theelectric water heater,which is a great waste ofpower r
11、esources.If thepower plugof electric water heateris connected to the automaticswitchsocketjustbeforeelectricity,canachieve high efficiencyenergy saving,but also can make thewaterused in thehigh temperaturestate,greatly improving theefficiency ofenergyuse.Keywords: single chip microcomputer,a timer,a
12、 controllable switch目 录第1章 绪论11.1定时开关电源插座的系统概述11.2本设计的方案思路11.3 研发方向和技术关键21.4 主要技术指标3第2章 总体设计42.1可控开关设计的选择42.1.1 可控硅器件42.1.2 继电器器件52.1.3 方案选取52.2时钟信号的实现62.3译码方案的选取6第3章 硬件设计73.1可控开关电路83.2振荡电路9单片机STC12C5A60S293.4 DS1302时钟芯片的电路103.5 LCD1602电路11第4章 软件设计124.2 主程序流图1213第5章 制作与调试1414调试14结 论15致 谢16参考文献17附录一
13、硬件电路实物图18附录二 硬件电路原理图19附录三 部分关键源码及解释20附录四 基于单片机的外文文献翻译34学习文档 仅供参考第1章 绪论在这次定时开关电源插座电路系统中,本设计只要利用单片机STC12C5A60S2作为系统主芯片,定时开关的目的是通过外围电路控制可控开关的通断。STC12C5A具有功能强大、体积较小、价格低、运行速度快等优点,对于集成度较高的控制电路此芯片非常适用1。通过译码器来实现数码管的显示和键盘键入程序控制可控开关。主板电路包括STC12C5A 、键盘与显示、可控开关和输入与输出口等电路的组成。本系统设计实现了通过定时电路来控制电源插座开关的通断,和时钟电路的显示为主
14、要目的;以时钟信号的检测,信号的控制和数据的显示为主要设计内容。定时器的本设计系统中的主要部分,时间控制器既可以通过纯硬件来实现,也可以通过软硬件结合实现,一般有四种形式实现,如以下举。1采用石英钟专用芯片的实现形式采用的石英钟专用计时芯片实现的电子钟,具有实现较简单、计时精度高的特点2。石英计时芯片简称“机芯”比较多,常见的有D60400、SM5546A和STP5512F等。现由5512F的2秒输出信号作为秒加法电路的计时脉冲,可实现电子时钟。5512F的引脚如图1-1所示:其中,引12348765图1-1 5512F引脚图V+ SCAK SC1M0 BPM1 GND脚7和8为外接晶振及振荡
15、电路,引脚1接电源正极,电源为1.5伏,引脚3和4原为指针用步进电机线圈的输出驱动端,这里可用3脚作为脉冲输出,频率决定于外接晶振的频率3。2用NE555时基电路的形式采用NE555时基电路或其他震荡电路产生秒脉冲信号,作为秒加法电路的时钟信号或微处理器的外部中断输入信号,才可构成电子时钟。由555构成的秒脉冲发生器电学习文档 仅供参考路如图1-2所示。输出的脉冲信号V0的频率F=1.443/RA+2RBC,可利用调节这3个参数,使输V0的频率为精确的1Hz。但这种定时器精度低,脉冲周期由外接的电容和电阻决定,常用于灯光控制等。图1-2 基于555的秒脉冲发生器3采用单片机常用的时钟芯片以前,
16、一般采用并行的实时时钟芯片计时、EEPROM用作存储器,但一些微小型智能控制设备,并行实时时钟芯片封装方式大,加上EEPROM,占用扩展线多,使电路结构复杂无法简化4。串行实时时钟芯片DS1302采用实时时钟和静态RAM,使用串行通信,方便单片机接口与地。可以在工业控制中使用,还可以应用到一般的时钟计数上。 4用软件来实现定时通常利用单片机或PLC内部的定时器,编写一定量的源程序来设计,常称为软件定时器。电子定时器是一般数字电路搭建而成,要用十多片数字电路才能组成一台四位数定时器,电路结构复杂、体积大,并且功能有一定的局限性。在进行定时电路设计时,假设需要定时的时间不是很精确且时间较短,通常采
17、用555定时集成电路来实现。如果,假设定时的时间较长(如超过1小时)就采用专用的集成电路定时器会方便一些,而且使用定时器专用集成电路所设计的应用电路更简单,同时调试也容易。本设计的主硬件电路是采用单片机,电路的外围简单,配合软件设计,通过编程来实现定时,译码与时间显示等,使得定时器插座有进一步的功能选择5。1.3 研发方向和技术关键1定时器方案的合理选取,来提高设计的精度;2直流交流电压的转换;3多路优先译码器的选取及扩展;4与微机连接进行程序的汇编输入,进行定时功能的调试;5显示部分的数码管的四位一体共阴接法。1.4 主要技术指标1具有电子钟功能,显示为四位数2 可设定定时起动开始时间与定时
18、结束关断时间3定时开始,指示灯亮;定时结束,指示灯灭4定时范围可以选择5 开关次数:2次/天6 时钟日差:2秒/天7工作温度范围:-10508工作条件:AC220V9使用范围:家用电源开关等6第2章 总体设计单片机种类较多,但每片单片机均由控制器、存储器、运算器、输出端口、输入端口等组成,内部结构都相同。不同厂商制成了各种型号的单片机。每一款单片机不管功能如何,都是通过I/O口来作用的7,可根据所需要的型号来进行选择,引脚从8脚到更多。本设计用体积小的单片机定时器来控制电源开关插座的通电和断电,并还能作为一台数字时钟来显示时间。根据需要选用了一片40条引脚的STC12C5A60S2单片机,属于
19、8051系列单片机,带64KB闪存和1280字节RAM ,内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S)。其设计的几个基本模块如以下图21,包括:插头插座(孔型),控制开关,单片机系统,键盘输入,显示电路等部分。插座可控开关单片机芯片LED屏显示键盘 图2-1 定时开关电源插座的原理框图本设计中的定时操作是通过可控开关收到外部电路的控制信号后延时通断的。其中延时实现方式分类一般按常规可分为以下几种:a、通电延时;b、接通延时;c、断电延时;d、断开延时;e、间隔定时;f、往复延时;g、星三角启动延时;h、程序式延时8。2.1.1 可控硅器件选用普通晶闸管
20、又叫可控硅,一种以硅单晶为基本材料P1N1P2N2四层三端器件,由于它特点类似于真空闸流管,所以通称为硅晶体闸流管,简称可控硅T9。在使用性能上,可控硅具有单向导电性、比硅整流元件的可控性更好。它只有导通和关断两种状态,普通可控硅在电路中属于可控整流。经常遇到的二极管整流电路是不可控整流电路。假设把二极管换成可控硅,就成了可控整流电路。2.1.2 继电器器件继电器是一种电子控制器件,它具有输入回路和输出回路,一般用在自动控制电路中,事实上它是用小电流去控制大电流的一种“自动开关”10。在电路中起着安全保护、自动调节、转换电路等作用。其中电磁继电器是在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动
21、产生预定响应的一种继电器。电磁继电器的工作原理和特性:电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点常闭触点吸合。这样吸合、释放,从而到达了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。 继电器一
22、般有两股电路,为低压控制电路和高压工作电路。磁簧继电器磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管作动之继电器, 为一种线圈传感装置。因此磁簧继电器之特征、小型尺寸、轻量、反应速度快、短跳动时间等特性。当整块铁磁金属或者其它导磁物质与之靠近的时候,发生动作,开通或者闭合电路。磁簧继电器结构坚固,触点为密封状态,耐用性高,可以作为机械设备的位置限制开关,也可以用以探测铁制门、窗等是否在指定位置11。还可选用时间继电器,时间继电器是一种利用电磁原理和机械原理实现延时控制的控制电器,一般可分为通电延时型和断电延时型两种类型。断电延时时间继电器里有延时常开接点、延时常闭接点、瞬时常开接点和瞬时常闭接点。 其原理
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 多功能 定时器 毕业论文
限制150内