文档介绍：湖南人文科技学院
课程设计报告
课程名称:单片机原理及应用课程设计
设计题目: 电子定时器
系别: 通信与控制工程系
专业: 电子信息工程
班级: 2006级2班
学生姓名: 姜虎
学号: 06409220
起止日期:2009年6月8日~ 2009年6月19日
指导教师: 岳舟李新君
教研室主任: 谢四莲
指导教师评语:
指导教师签名: 年月日
成绩评定
项目
权重
成绩
1、设计过程中出勤、学习态度等方面
2、课程设计质量与答辩
3、设计报告书写及图纸规范程度
总成绩
教研室审核意见:
教研室主任签字: 年月日
教学系审核意见:
主任签字: 年月日
摘要
本次设计在以STC89C52单片机为核心的系统板上利用C语言设计电子定时器。该电子定时器能定时给电器供电或断电,最大定时时间可以长达三十小时,操作使用方便。采用STC89C52单片机控制,4位共阳数码管显示时间,继电器作电器电源输出控制。该定时器可预置定时时间,并设有四种工作方式,可通过矩阵键盘上的四个按键来选定定时器的不同工作方式,然后结合继电器对电器进行供电和断电;利用单片机内部的定时器T0,成功实现了计时器的计时功能;本电子定时器每种工作方式供电的最后五秒钟都通过蜂鸣器进行报警,以此提醒用户电器即将断电或供电,方便用户对电器进行其它的操作。
关键词:电子定时器;供电或断电;继电器;30小时;数码显示
目录
设计要求 1
1 方案论证与对比 1
方案一 1
方案二 2
方案对比与选择 2
2 单元电路设计与计算 3
STC89C52单片机接口分配电路设计 3
矩阵键盘电路的设计 3
继电器电路的设计 4
蜂鸣器电路的设计 5
数码管显示电路设计 5
3 系统软件工作流程图 6
系统工作流程 6
定时器T0中断服务流程及分析 7
4 系统调试及性能分析 8
5 详细仪器清单 9
6 总结与思考及致谢 10
参考文献 10
附录一:单片机系统板原理图 11
附录二:详细系统源程序 12
电子定时器
设计要求
利用单片机为核心,设计并制作电子定时器,具有以下功能:
(1) 电子定时器能定时给电器供电或断电;
(2) 给电最大时间可以长达30h;
(3) 四位数码管显示时间;
(4) 继电器作电器电源输出控制。
方案论证与对比
方案一
该方案由待命状态、预定定时时间、工作方式选择、系统处理、DS1302处理时间、蜂鸣器报警、数码显示等模块组成。系统的计时部分采用了一块时钟芯片DS1302,用其实现系统通过继电器对电器供电的计时工作。原理框图如图1所示[3]:
图 1 方案一系统方框图
方案二
该方案仅由待命状态、预定定时时间、工作方式选择、系统处理、继电器报警、数码显示四个模块组成。整个系统的计时功能皆由STC89C52内部自带的定时器T0来实现。同样,结合继电器给电器供电,并利用蜂鸣器进行断电报警。原理框图如图2所示:
图 2 方案二系统方框图
方案对比与选择
以上两个方案在原理上显然都可以完成该电子定时器的设计。但方案一中利用DS1302时钟芯片进行计时,虽然可达到题目的计时要求,但题目要求最大计时需达到30个小时,而该芯片的计时周期规定了为24小时制,所以如果采用该方案的话,程序的设计处理复杂度将会大大增加。在方案二中,利用STC89C52单片机内部的定时器T0循环溢出中断,从而完成定时器的计时功能,4位共阴数码管显示时间,继电器作电器电源输出控制,其电路简单,操作使用方便,大大减轻了设计的工作量。所以选定该方案来进行本次课程设计。
单元电路设计与计算
STC89C52单片机接口分配电路设计
在本次设计中,需用到多个输出端口,所以熟悉单片机的接口也是至关重要的。P0作为矩阵键盘的专用控制口;P2口作为专门的数据输出口;P1口作为数码管的位选端口;P3口分别用以控制各个中断、继电器、蜂鸣器等各个模块的控制。在XTAL2引脚和XTAL1引脚之间接有一块12M的晶振,从而使芯片内部的定时器能实现计时功能。单片机接口分配电路如图3所示:
图 3 STC89C52单片机接口原理图
矩阵键盘电路的设计
根据设计要求,需要通过按键来选择系统的工作方式,所以我从4×4矩阵键盘上定义了七个按键,可以通过按键0~2来设定定时时间;通过按键4~7来控制系统分别工作于1、2、3、4工作方式中。矩阵键盘电路如图4所示:
图 4 矩阵键盘电路原理图
在程序中,先将其中一排的公共线拉低,即给P0口赋一个值(如0x7F