延时继电器计报告 的.doc

工程训练课程设计 题 目 延时控制继电器 学 院 计算机与信息科学学院 专 业 自动化2班 年 级 2010级 学 号 222010321042054 姓 名 赵长军 分 工 方案设计及文档编写 指 导 教 师 张建成 成 绩 2013年7月27日  目 录 1 设计任务和性能指标 1 1.1设计任务 1 1.2性能指标 1 2 设计方案 2 2.1任务分析 2 2.2方案设计 2 3 系统硬件设计 3 3.1单片机的最小系统 3 3.2电源电路设计 4 3.31602液晶显示电路 4 3.4继电器控制电路 5 3.5 4×4矩阵键盘控制电路 5 4 系统软件设计 5 4.1 主程序设计 5 5 调试及性能分析 6 5.1 调试分析 6 5.1.1 软件调试 6 5.1.2 硬件调试 6 5.1.3 系统功能调试 6 6 心得体会 6 附录1 系统仿真图 7 附录2 系统仿真程序 7 1 设计任务和性能指标 1.1设计任务 本设计利用单片机AT89S51、1602液晶、4×4矩阵键盘和一个继电器，实现设定值延时控制继电器。 1.2性能指标 本设计中计时器计时的最小单位是1秒，最长计时设为999秒，约等于16分钟。真正实现了时间的随意设定。在实际的工业控制中具有很多的优点，这些优点解决了目前实时控制中时间不能灵活控制和时间难以精确等缺点。 2 设计方案 2.1任务分析 该时间继电器要实现以下功能： 1、时间设定：可以在1——999s范围内设定时间； 2、控制继电器：按下确定键后开始倒计时；时间到，触发继电器切换开关，是继电器开始工作； 3、时间显示：计时器工作的时间以及当前时间均显示在1602液晶上； 4、复位功能：当需要复位时，按下此键，计时器从零开始； 6、点灯机：它可用于控制灯点亮的缓冲时间，防止瞬时加以高压使灯烧毁，也可以控制灯点亮的时间。 2.2方案设计 1.硬件方案 根据设计的要求可知，系统的硬件原理框图如下图所示。 系统硬件框图 本设计是要实现运用单片机来控制继电器的工作，所以单片机是主要元器件。考虑到单片机AT89C51不支持在线编程（ISP），我们选择单片机AT89S51来实现。AT89S51它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。键盘系统可以根据系统的需要设置不同的键的个数，可以选择线式键盘或矩阵式键盘，若单片机的IO口不够用时，可以考虑扩展8255或8155满足系统的要求。 2. 软件方案 根据设计要求，本设计将整个程序划分为五大模块：初始化程序、静态显示程序、按键接收程序、中断计时程序和继电器控制程序。五大模块之间的关系是：当无按键按下时，1602液晶的第一排显示当前时间；当有按键按下时，进入按键接收程序，并在1602液晶的第二排显示设定时间；处理完毕后，按下确认键时，开始倒计时，时间到继电器则开始工作；按下复位键后，继电器就停止工作。 程序框图如图所示。 程序框图 软件可由汇编语言完成，也可由C语言完成。软件设计可以分为以下几个功能模块： 主程序：初始化及键盘监控。 计时程序模块：为定时器的中断服务子程序，完成0.1秒（或其他时间）和1秒的时间定时。 显示程序模块：完成1602液晶的显示驱动。程序流程图如下图所示 程序流程图 3 系统硬件设计 3.1单片机的最小系统 ATMEL公司生产的AT89S51单片机它是硬件电路的核心部分，时钟电路晶振使用12MHz，复位电路采取按键复位方式。具体连接图如下。 单片机系统的时钟电路 单片机系统的复位电路 3.2电源电路设计 单片机AT89S51的工作电压范围是4.0～ 3.3 1602液晶显示电路 显示电路采用1602液晶，P0口作为1602液晶的输入端。 1602液晶显示电路 3.4继电器控制电路 继电器控制电路 3.5 4×4矩阵键盘控制电路 4×4矩阵键盘控制电路 4 系统软件设计 4.1 主程序设计 系统程序流程图 5 调试及性能分析 5.1 调试分析 5.1.1 软件调试 首先利用Keil软件进行代码的调试。按照程序流程图将代码写好。编译成功后如图所示。 然后是利用proteus仿真软件完成电路的搭建，运行以发现设计中的错误及时改正。 5.1.2 硬件调试 硬件调试主要