定稿定时控制器概要.doc

第一章 定时控制器的系统设计 本设计运用单片机的控制功能，以AT89 S52单片机为核心，设计一个定时控制器，来实现一定功能。如：随时修改定时时间，定时时间到时，蜂鸣器发出声音直流电机停止转动。 1．1设计要求 1） 以AT89系列单片机为核心器件，组成一个定时器系统。 2） 系统显示器由8位数字数码管组成。按上下各4位排列，上面4位LED数码管显示当前时间。下面4位LED数码管显示定时时间。 3）够随时对当前时间进行修正调整。 4）能够随时输入、修改定时时间，定时时间的范围：00：01—59：59. 5）定时时间按输入后边便进入定时状态，通过继电器触电接通外部电器电源。 6）定时时间到，则切断外部电器电源，并发出声音报警信号。 7）报警信号的声音为断续形式，最长不超过1min。 １．2设计思路 根据设计要求，初步确定设计方案如下： 1）选择DS1307芯片作为系统的时钟/日历，当前时间从DS1907芯片中读出。其中SDA接P1.0引脚。 系统显示采用8为LED数码管。LED数码管的段码输入有P0产生、位码输入由P2产生。 时间调整与定时时间的输入通过接入键盘电路实现。设计4个按键，分别定义为： SET键（时间调整设置键）：其功能是当该键按下时，进入时间调整功能。 ALM键（定时时间设置键）：其功能是当该键按下时，进入定时时间输入功能。 +1键：其功能是当该键按下时，被调整位加一。 RET键：其功能是当该键按下时，指向下一个要调整的位。 按键的接入方式： SET键：通过P3口INT0引脚接入，中断工作方式。 ALM键：通过P3口INT1引脚接入，中断工作方式。 +1键：通过P3口P3.0引脚接入，查询工作方式。 RET键：通过P3口P3.1引脚接入，查询工作方式。 报警声响用蜂鸣器产生，蜂鸣器接入P1口的P1.6脚。 外部电器电源的通断用一个继电器来完成这个功能，继电器触点的断开与接通，通过P1口的P1.7脚控制。 7）单片机的选择 ①8031单片机，价格低廉，但片内无ROM,使用时需在片外接EPROM。 ②AT89C1051单片机，功耗低，性能高，片内含有Flash存储器，但相对来说，价格较高。 ③AT89S51单片机，功耗低，时钟频率高，价格低廉，在此设计中选用AT89S51单片机。 第二章 定时控制器系统硬件设计 2.1时钟与复位电路的设计 1. 时钟电路的设计 在单片机的的X1、X2两个引脚间接一只晶振和两个电容就构成了单片机的时钟电路。电路中，两个电容器对振荡频率有微调作用，通常的取值范围在30±10PF；石英晶体选择12MHZ。 2. 复位电路的设计 单片机的RST引脚为主机提供了一个外部复位信号输入端。复位信号有高电平有效，有效的持续时间应为2个机器周期以上。复位后单片机内各部件恢复到初始状态，单片机从ROM的0000H开始执行程序。 单片机的复位方式有上电复位和手动复位两种，本设计选用上电和手动的组合电路。阻容器件的选择：R1=200Ω、R2=1KΩ、C3=22Uf。RET按键可以选择复位按键也可以选择轻触开关。 时钟与复位电路 2. 2 LED显示电路的设计 显示器由LED显示器、段驱动电路和位驱动电路组成。由于单片机的并行口不能直接驱动LED显示器，必须采用专用的驱动电路芯片，使之产生足够大的电流，显示器才能正常工作，否则显示器容易损坏。 LED显示器的显示方式为静态显示和动态显示两种，因此在选择驱动器的时候先确定工作方式。若选择动态显示，由于一位数据的显示是由段选和位选信号共同完成，因此要同时考虑段和位的驱动能力，而且段的驱动能力决定位的驱动能力。 1. LED显示器的选择 LED数码管 在本设计中，选择2个4位为一体的时钟型LED显示器，简称“4-LED显示器”，其引脚如图所示，是一个共阴极4位时钟型LED显示器,其中a、b、c、d、e、f、g为4位LED各段的公共引出端。D1、D2、D3、D4分别是每一位共阴极显示器的输出端，dp为小数点的输出端。 2. LED段驱动芯片的选择 LED的段驱动电路由很多种，在定时控制中，可以选择具有锁存/译码功能的BCD-7作为段驱动电路。这类芯片型号只有74LS47、74LS48、74LS247、74LS248等，该芯片具有锁存/译码功能。即在输入端输入要显示的BCD码，在输出端便得到一定驱动能力的7段显示字型码。 在定时控制设计中，选74LS48作为LED段驱动芯片。其引脚功能如上所示。图中，A、B、C、D位BCD码的输入端，小写的a、b、c、d、e、f、g为字型码输出端，LT为灯测试输入端，RBI为消隐输入，RBO为消隐输出。在使用时，该芯片的输入端引脚A、B、C、D单片机的P