定時開關(guān)插座的設(shè)計(jì)與制作

1、 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 I 頁 共 頁 摘 要隨著家用電器的越來越普及和人們生活節(jié)奏的加快，人們對電器的依賴性進(jìn)一步提高，對電器的定時需求也進(jìn)一步增大。定時開關(guān)插座可用于電飯煲、飲水機(jī)、電視機(jī)、電腦、電動車電池的充電、定時開關(guān)電熱毯等需要定時供電的場合。定時開關(guān)插座的使用能夠做到節(jié)能、安全、方便等。本文介紹了一種基于 AT89S52 單片機(jī)的定時開關(guān)插座設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)是通過AT89S52 的定時器 0 和定時器 1 實(shí)現(xiàn)時鐘的 24 小時制或者 100 小時制的時鐘走時，并通過液晶 12232 顯示出來。繼電器的通、斷通過比較繼電器控制變量 ray 的值來確定。定時時

2、間的開始或者停止是通過每分鐘比較一次開始時間數(shù)組 begin 和結(jié)束數(shù)組 end 來確定，并在開始時對 ray 進(jìn)行加 1 操作，在結(jié)束時對 ray 進(jìn)行減 1 操作(ray 的值不會出現(xiàn)負(fù)值)；當(dāng) ray 為 0 時繼電器開關(guān)斷開，非 0 時接通。通過控制繼電器的通斷可以達(dá)到控制插座通斷的目的。本文首先介紹定時開關(guān)插座設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，接著闡述系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)及原理說明，包括設(shè)計(jì)方案選擇、關(guān)鍵元器件介紹、電路設(shè)計(jì)說明（包括電源電路、鍵盤、單片機(jī)控制電路、液晶 12232 顯示、繼電器工作電路）軟件設(shè)計(jì)流程以及系統(tǒng)的測試。最后總結(jié)了定時開關(guān)插座設(shè)計(jì)完成的任務(wù)，分析系統(tǒng)的不足并提出了系統(tǒng)的應(yīng)用展望

3、。關(guān)鍵詞：定時開關(guān)；繼電器；AT89S52 單片機(jī)；液晶 12232。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 II 頁 共 頁 AbstractWith the increasing popularity of home appliances and the People living rhythm speeding up, the dependence of people on electrical appliances further to improve, the demand of timing also become further increasing. Socket ti

4、mer switch can be used in the occasions where need for regular supply such as rice cookers, water dispenser, TV, computer, electric vehicle battery charging, timer switch electric blankets. The use of socket timer switch can be energy saving, safe, healthy, and convenient and so on.This article pres

5、ents a timer switch socket design which is based on the AT89S52 microcontroller. The system is implemented the clock 24-hour clock or 100-hour travel time by Timer 0 and Timer 1 of AT89S52, and it is displayed through the LCD 12232. Relay links, broken by comparing the value of the relay control var

6、iables to determine the ray. It is to be determined the starting or stopping of regular time by compared per minute a start time with begin and an end array with end ,at the beginning of the ray to add an operation, at the end of the minus 1 on the ray action (rays value does not a negative); when r

7、ay is 0 relay switch off, non-0 connected. Off by controlling the relay socket can be controlled on-off purposes.This paper introduces the function what the timer switch socket design should achieve first of all, and then describes the circuit design and principles of the system description, includi

8、ng design choices, concerning component description, circuit design description (including the power circuit, keyboard, single chip control circuit, LCD 12232 display ,the relay operating circuit), software design and testing of the system. Finally, it will sum up the timer switch socket design the

9、tasks should be completed, analyze systems deficiencies and propose the systems application prospect.Key words：Timer switch; Relays; AT89S52 SCM; LCD 12232. 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 III 頁 共 頁 目 錄引言.11 設(shè)計(jì)要求及構(gòu)思.21.1 設(shè)計(jì)要求 .21.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思 .22 設(shè)計(jì)方案分析確定.32.1 系統(tǒng)框圖 .32.2 開關(guān)的選擇 .32.3 顯示方式選擇 .42.4 時鐘的實(shí)現(xiàn)及單片機(jī)的選擇 .42.5

10、 電源部分的選擇 .42.6 按鍵控制部分的實(shí)現(xiàn) .53 主要元器件原理及其應(yīng)用.53.1 繼電器介紹.53.1.1 繼電器的繼電特性.53.1.2 繼電器工作原理及特性.63.1.3 繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù).73.1.4 繼電器的選用.73.2 單片機(jī) AT89S52 介紹.83.3 液晶 LCD12232 介紹 .94 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì).104.1 電源電路 .104.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示.124.3 繼電器驅(qū)動電路 .134.4 鍵盤電路.145 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì).155.1 主程序的設(shè)計(jì) .165.2 時鐘程序設(shè)計(jì) .175.3 時鐘設(shè)置及定時設(shè)置程序設(shè)計(jì).186 系統(tǒng)軟硬件的

11、制作與調(diào)試.196.1 硬件的制作 .196.2 調(diào)試方案 .196.3 硬件電路調(diào)試 .196.3.1 獨(dú)立元件的檢測.196.3.2 電源電路的調(diào)試.206.3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)的調(diào)試.206.3.4 顯示模塊的調(diào)試.206.3.5 鍵盤模塊的調(diào)試.206.3.6 繼電器電路的調(diào)試.216.4 軟件調(diào)試 .216.5 整體系統(tǒng)調(diào)試 .21 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 IV 頁 共 頁 7 結(jié)論.23謝 辭.24參考文獻(xiàn).25附 錄 1.26附 錄 2.28附 錄 3.45 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 1 頁 共 50 頁引言現(xiàn)如今，往往由于某些特殊原因

12、給我們的生活或工作帶來一些困擾和遺憾。比如：家中的水塔忘記抽水而造成生活的一時不便；學(xué)校的起床廣播因值班人員睡過頭而推遲廣播；家中的魚缸因太久沒有供氧造成魚兒缺氧死亡；許多球迷或者新聞愛好者因?yàn)殄e過了開機(jī)時間而與精彩球賽或者新聞擦肩而過；夏天里風(fēng)扇的定時時間過短（一般為 1 個小時） ，不便于晚上分段定時使用等等。而上面的這些問題都可以通過定時開關(guān)插座的定時功能得到解決。隨著電器產(chǎn)品待機(jī)能耗的迅速增長，家庭和社會付出了太多的代價，中國節(jié)能認(rèn)證中心對家庭待機(jī)能耗做過的調(diào)查顯示，待機(jī)能耗占到家庭電力消耗的 10左右，僅以電視機(jī)為例，平均每臺電視機(jī)的待機(jī)能耗是 8.07W，按每天待機(jī) 2 小時大約耗

13、電0.016 度。定時開關(guān)插座能夠?qū)崿F(xiàn)定時給電器供電，在工作時間之外把電器的電源切斷，這樣就能解決電器的待機(jī)損耗，達(dá)到節(jié)約用電的目的。定時開關(guān)插座是一款能在特定時間段內(nèi)控制電器通、斷電的開關(guān)插座。能實(shí)現(xiàn) 24小時制和 100 小時制兩種時鐘走時模式，在 24 小時制時鐘模式，可以實(shí)現(xiàn) 6 組 24 小時內(nèi)的任意定時，定時時間范圍最小為 1 分鐘；在 100 小時制時鐘模式，可以實(shí)現(xiàn) 6組 100 小時內(nèi)的任意定時，定時時間范圍最小也是 1 分鐘。本文闡述了定時開關(guān)插座的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件算法設(shè)計(jì), 給出了自動開關(guān)插座的設(shè)計(jì)和定型方案,它可以對家中一些需要在特定時間對電器進(jìn)行自動斷、通電控制,而

14、不需要拔掉插頭，減少電器的待機(jī)損耗，解決生活中的一些煩惱。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 2 頁 共 50 頁1 設(shè)計(jì)要求及構(gòu)思1.1 設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)一個具有定時、按鍵設(shè)置及控制、定時時間顯示等功能的定時開關(guān)插座，具體要求及指標(biāo)如下：（1）可以設(shè)定三組定時時間值。（2）設(shè)定的定時時間調(diào)整范圍為：099 分鐘。（3）具有開始/停止操作按鍵。（4）具有定時時間顯示和時鐘顯示。1.2 設(shè)計(jì)構(gòu)思根據(jù)題目和設(shè)計(jì)功能要求，系統(tǒng)的實(shí)施方案可以分為以下幾個步驟：首先，通過模式（模式 0 為 24 小時制，模式 1 為 100 小時制）選定時鐘的走時方式，作為定時時間的判斷標(biāo)準(zhǔn)。然后通

15、過按鍵設(shè)置定時時間分別存儲在定時開始數(shù)組 begin 和結(jié)束數(shù)組end，通過數(shù)組的值與時鐘的值進(jìn)行比較，時間在定時數(shù)組時間范圍內(nèi)則繼電器接通，否則斷開。用一個紅色發(fā)光二極管的亮、滅來指示繼電器的通、斷的狀態(tài)。定時開關(guān)插座的顯示則用液晶來實(shí)現(xiàn)。用液晶的第一行顯示時鐘及目前所定時的組別 ；第二行則顯示定時開始時間；第三行則顯示定時的結(jié)束時間；第四行顯示目前所運(yùn)行的模式。電源部分用 220V 轉(zhuǎn)換為直流 5V 給定時開關(guān)系統(tǒng)供電，并用干電池做儲備電源，防止220V 交流電斷電了單片機(jī)控制部分就停止工作，失去作用。用 4*3 鍵盤實(shí)現(xiàn)時鐘、定時的設(shè)置及開始/停止等按鍵設(shè)置功能?；谝陨系脑O(shè)計(jì)構(gòu)思，系統(tǒng)

16、每個模塊可以有幾種不同的實(shí)施方案，經(jīng)過反復(fù)比較論證，確定了系統(tǒng)的最終實(shí)施方案。各個設(shè)計(jì)方案的分析和選擇將在第二章進(jìn)行詳細(xì)介紹。鑒于以上的構(gòu)思，定時開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展，具體實(shí)現(xiàn)的功能指標(biāo)如下：（1）可以設(shè)定六組定時時間值。（2）設(shè)定的定時時間調(diào)整范圍分為兩種情況： 模式 0 狀態(tài)時可設(shè)定的定時時間調(diào)整范圍為：024 小時； 模式 1 狀態(tài)時可設(shè)定的定時時間調(diào)整范圍為：0100 小時。（3）具有開始/停止操作按鍵。（4）具有定時時間顯示和時鐘顯示，具有顯示模式、顯示目前定時組別、定時時間設(shè)置等功能。（5）在 220V 交流電斷電的情況下，干電池仍能保證單片機(jī)的定時狀態(tài)及時鐘走時正常工作；待交流電

17、通電后干電池停止供電，轉(zhuǎn)換為 220V 交流電轉(zhuǎn)為 5V 直流電供電。（6）具有時鐘設(shè)置功能，具有液晶節(jié)能模式（即在 30 秒內(nèi)都沒有按鍵按下的話，就關(guān)閉液晶背景燈光） 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 3 頁 共 50 頁2 設(shè)計(jì)方案分析確定2.1 系統(tǒng)框圖通過查找資料進(jìn)行方案論證和選擇，可以確定出定時開關(guān)插座系統(tǒng)的整體構(gòu)成，本系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖如圖 2.1 所示。本設(shè)計(jì)是以 AT89S52 單片機(jī)為核心，以設(shè)置鍵盤設(shè)置時鐘時間、定時時間、模式選擇、開始、停止等功能。單片機(jī)控制繼電器來控制電器插座的通、斷，以達(dá)到控制電器的通、斷。定時時間范圍內(nèi)導(dǎo)通電器插座，實(shí)現(xiàn)給電器供電，其他時

18、間則斷開。電源提供給單片機(jī) 5V 直流電，有交流 220V 轉(zhuǎn)為直流5V 供電和干電池供電兩部分，可對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不間斷供電。液晶顯示模塊，在設(shè)置鍵盤沒有輸入時，顯示時鐘、模式、定時時間、定時組別等信息；當(dāng)鍵盤設(shè)置開始時，顯示出當(dāng)前設(shè)置的變化。復(fù)位能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件復(fù)位。圖 2.1 系統(tǒng)設(shè)置框圖2.2 開關(guān)的選擇現(xiàn)代自動控制設(shè)備中，都存在一個電子電路電氣電路的互相連接的問題，一方面要是電子電路的控制信號能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件（電動機(jī)、電燈、熱水器等） ，另一方面又要為電子線路的電器電路提供良好的電隔離，以保護(hù)電子電路和人身的安全。電子繼電器和光耦合器便能起到這一橋梁的作用。下面簡要介紹各個方案的

19、特點(diǎn)。方案一：采用繼電器作為控制 220V 通、斷的開關(guān)。固態(tài)繼電器(SSR)與機(jī)電繼電器相比，是一種沒有機(jī)械運(yùn)動，不含運(yùn)動零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR 是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，單項(xiàng)可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達(dá)到無觸點(diǎn)，無火花地接通和斷開被控電路。選用 SRD-05VCD-SL-C 繼電器最大電路可達(dá)到 10A，即繼電器的正常工作范圍為 0 到 2200 瓦，可以給大部分家用電器供電。方案二：采用光耦合器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制開關(guān)。耦合器（opti

20、cal coupler，英文縮寫液晶顯示晶振復(fù)位電源設(shè)置鍵盤繼電器電器插座受控電器AT89C52單片機(jī) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 4 頁 共 50 頁為 OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。本次設(shè)計(jì)開關(guān)部分可以用繼電器也可以用光耦合器?？紤]到本設(shè)計(jì)繼電器足以滿足設(shè)計(jì)要求，而且繼電器比光耦合器便宜，故選用繼電器。2.3 顯示方式選擇在模擬電子和數(shù)字電子中,常用顯示數(shù)據(jù)的有數(shù)碼管和液晶顯示器。方案一：采用 LED 數(shù)碼管顯示。雖然功耗

21、低，控制簡單，但卻只能顯示數(shù)字和一些簡單的字符，而且顯示信息少，需要較多位的數(shù)碼管，占用了較多的單片機(jī) I/O 口，沒有較好的人機(jī)界面。方案二：采用 LCD 液晶顯示，可以顯示所有字符及自定義字符，并能同時顯示多組數(shù)據(jù)、漢字，字符清晰。由于自身具有控制器，不但可以減輕主單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，而且可以實(shí)現(xiàn)菜單驅(qū)動方式的顯示效果，達(dá)到友好的人機(jī)介面。LCD 顯示能解決 LED 只能顯示數(shù)字等幾個簡單字符的缺點(diǎn)，性能好，效果多，控制方便，顯示方式多，且能耗也較少。這次設(shè)計(jì)中不僅要顯示相應(yīng)的時鐘、定時組別、目前運(yùn)行的模式，而且還要顯示出相應(yīng)的定時開始時間和結(jié)束時間，需要顯示的信息較多，所以采用方案二，用 LC

22、D顯示結(jié)果。2.4 時鐘的實(shí)現(xiàn)及單片機(jī)的選擇時鐘的實(shí)現(xiàn)可已通過使用時鐘芯片或者單片機(jī)的定時器實(shí)現(xiàn)。下面簡要介紹幾種方案的特點(diǎn)。單片機(jī)僅用于控制繼電器、鍵盤，實(shí)現(xiàn)時鐘和定時，用 51 結(jié)構(gòu)的有Atmel 的 AT89CXX 系列、AT89SXX 系列、AT89C20 系列（20 引腳）或 STC 的所有單片機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)。根據(jù)在學(xué)校比較流行的學(xué)習(xí)單片機(jī)是 AT89SXX 系列，而且AT89S52 單片機(jī)便宜，購買方便，故單片機(jī)選用 AT89S52 單片機(jī)。方案一：時鐘通過使用時鐘芯片來實(shí)現(xiàn)，控制部分通過使用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。時鐘芯片種類非常多，有內(nèi)置晶振及充電電池的，也有外置晶振的，現(xiàn)在流行的時鐘芯片

23、有 DS1302、 DS1307、PCF8485、SB2068 等。使用時鐘芯片可以得到準(zhǔn)確的時鐘走時，可用簡單的程序?qū)崿F(xiàn)定時開關(guān)插座的定時功能。方案二：時鐘通過單片機(jī)的內(nèi)部定時器來實(shí)現(xiàn)時鐘。單片機(jī)的內(nèi)部定時器可實(shí)現(xiàn)較為精確的時鐘走時，定時 50 毫秒的誤差率極小，可達(dá)到定時開關(guān)插座的使用要求。使用單片機(jī)內(nèi)部定時器可簡化硬件電路，可以節(jié)省開支，但是編程的難度有所提高。本次設(shè)計(jì)的時鐘走時用單片機(jī)定時器已經(jīng)可以完全達(dá)到定時開關(guān)插座的使用要求，并可省去時鐘芯片，節(jié)省開支?？紤]到軟件的難度增加可換來更好的性價比，所以選用方案二。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 5 頁 共 50 頁2.5

24、 電源部分的選擇電源給單片機(jī)及繼電器等使用 5V 直流電的器件提供電源，供系統(tǒng)正常工作。方案一：使用開關(guān)電源將 220V 交流電轉(zhuǎn)為 5V 直流電給系統(tǒng)供電。開關(guān)電源的體積小，重量輕。但由于需要耐壓不小于 220V 的電容等特殊的元器件，日常生活中較難找全器件，開關(guān)電源的散熱比較差，不適宜長時間工作。故此方案不適宜。方案二：用變壓器降壓經(jīng)整流橋整流和 7805 穩(wěn)壓后給系統(tǒng)供電。變壓器相對比較重，但他的電路穩(wěn)定，適宜長時間供電。能做到交流電供電正常時就能給系統(tǒng)正常供電。但在交流電失電時系統(tǒng)會停止工作，這時的時鐘也會停止走時。在重新供電時系統(tǒng)會重啟，從而造成原先設(shè)置的數(shù)據(jù)丟失。故此方案存在漏洞，

25、不適宜使用。方案三：使用干電池給系統(tǒng)供電。干電池供電能讓系統(tǒng)穩(wěn)定的工作，時鐘的走時不受交流電的影響。干電池的價格相對交流電而言較貴，用干電池單獨(dú)供電會造成使用成本提高的問題，此方案也存在不合理性。方案四：使用交流電和干電池混合給系統(tǒng)供電。在交流電不失效的情況下由交流電轉(zhuǎn) 5V 直流電供電，在交流電失效情況下由干電池供電。這樣就能解決運(yùn)行成本過高或者在交流電失效時丟失原先設(shè)置數(shù)據(jù)的問題。本方案對本設(shè)計(jì)最為合適。綜上所述，考慮到成本、實(shí)用性等問題，對定時開關(guān)插座系統(tǒng)供電方案四是最為合適的。2.6 按鍵控制部分的實(shí)現(xiàn)時鐘時間和定時時間的設(shè)置功能可以通過按鍵來實(shí)現(xiàn)。按鍵的實(shí)現(xiàn)可以通過以下兩種方案實(shí)現(xiàn)：

26、方案一：單片機(jī)的每一個 I/O 口與一個按鍵相連，這樣就可以根據(jù)掃描 I/O 口的電平變化實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。這樣可以很簡單的實(shí)現(xiàn)按鍵的功能，但是會占用較多的 I/O 口，可能會出現(xiàn) I/O 口不夠用的情況，而且系統(tǒng)的可擴(kuò)展性也會大大降低。方案二：使用矩陣鍵盤實(shí)現(xiàn)。矩陣鍵盤可以用較少的 I/O 口實(shí)現(xiàn)多個按鍵功能，能節(jié)省更多的 I/O 口，利于系統(tǒng)擴(kuò)展功能。根據(jù)本定時開關(guān)插座的設(shè)置要求，要用到 12 個按鍵。通過兩個方案的對比，方案二的實(shí)施辦法更符合要求。3 主要元器件原理及其應(yīng)用本次設(shè)計(jì)中主要器件有繼電器、51 系列單片機(jī) AT89S52、LCD12232 液晶顯示模塊、5V 穩(wěn)壓芯片 7805，

27、在介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)之前，下面先簡要介紹一下這些關(guān)鍵器件的原理及應(yīng)用。3.1 繼電器介紹繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路） ，通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 6 頁 共 50 頁3.1.1 繼電器的繼電特性繼電器的輸入信號 x 從 0 連續(xù)增加達(dá)到銜鐵開始吸合時的動作值 xx，繼電器的輸出信號立刻繼續(xù)增大，輸出信號 y 將不再起變化。當(dāng)輸入量 x 從某一大于 xx 值下降到xf，繼電器開始釋放，常開

28、觸點(diǎn)斷開。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入-輸出特性。釋放值 xf 與動作值 xx 的比值叫做反饋系數(shù)，即 Kf=xf/xx。觸點(diǎn)上輸出的控制功率 Pc 與線圈吸收的最小功率 P0 之比叫做繼電器的控制系數(shù)，即 Kc=Pc/P0。3.1.2 繼電器工作原理及特性（1）電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、 線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反

29、作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分： 繼電器線圈未通電時處于斷開 狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為 “常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn)”。（2）熱敏干簧繼電器的工作原理和特性熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏 磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關(guān)。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、 干簧管、導(dǎo)熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件 組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵磁，而由恒磁環(huán)產(chǎn)生的磁力驅(qū)動開關(guān)動作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。（3）固態(tài)繼電器（ SSR）的工作

30、原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另外兩個接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實(shí)現(xiàn)輸入輸出的電隔離。 固態(tài)繼電器按負(fù)載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，其中以光電隔離型最多。（4）磁簧繼電器磁簧繼電器是以線圈產(chǎn)生磁場將磁簧管發(fā)生動作的繼電器，為一種線圈傳感裝置。因此磁簧繼電器具有尺寸小、輕量、反應(yīng)速度快、短跳動時間等特性。 當(dāng)整塊鐵磁金屬或者其它導(dǎo)磁物質(zhì)與之靠近的時候發(fā)生動作，開通或者閉合電路。由永久磁鐵和干簧管組成。永久磁鐵、干簧管固定在一個不導(dǎo)磁也不帶有磁性的支架上。以永久磁鐵的南北極的連線為軸

31、線，這個軸線應(yīng)該與干簧管的軸線重合或者基本 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 7 頁 共 50 頁重合。由遠(yuǎn)及近的調(diào)整永久磁鐵與干簧管之間的距離，當(dāng)干簧管剛好發(fā)生動作（對于常開的干簧管，變?yōu)殚]合；對于常閉的干簧管，變?yōu)閿嚅_）時，將磁鐵的位置固定下來。這時，當(dāng)有整塊導(dǎo)磁材料，例如鐵板同時靠近磁鐵和干簧管時，干簧管會再次發(fā)生動作，恢復(fù)到?jīng)]有磁場作用時的狀態(tài)；當(dāng)該鐵板離開時，干簧管即發(fā)生相反方向的動作。磁簧繼電器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，觸點(diǎn)為密封狀態(tài)，耐用性高，可以作為機(jī)械設(shè)備的位置限制開關(guān)，也可以用以探測鐵制門、窗等是否在指定位置。（5）光繼電器光繼電器為 AC/DC 并用的半導(dǎo)體繼電器，是發(fā)光器件

32、和受光器件一體化的器件。輸入側(cè)和輸出側(cè)電氣性絕緣，但信號可以通過光信號傳輸。 其特點(diǎn)為壽命為半永久性、微小電流驅(qū)動信號、高阻抗絕緣耐壓、超小型、光傳輸、無接點(diǎn)等。主要應(yīng)用于量測設(shè)備、通信設(shè)備、保全設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等。3.1.3 繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)（1）額定工作電壓額定工作電壓是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓，也就是控制電路的控制電壓，根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。（2）直流電阻直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。 （3）吸合電流吸合電流是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。

33、而對于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的 1.5 倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。 （4）釋放電流釋放電流是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。 （5）觸點(diǎn)切換電壓和電流觸點(diǎn)切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。3.1.4 繼電器的選用（1）先了解必要的條件 控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；被控制電路中的電壓和電流； 被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。選用繼電器時，一般控制電路的電

34、源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。 （2）查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 8 頁 共 50 頁和規(guī)格號。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。（3）注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品。通過上面的性能了解和比較，及考慮的器件的性價比，本設(shè)計(jì)選擇電磁繼電器。3.2 單片機(jī) AT89S52 介紹AT89S52 單片機(jī)片內(nèi)集成 2

35、56 字節(jié)程序運(yùn)行空間、 8K 字節(jié) Flash 存儲空間，支持最大 64K 外部存儲擴(kuò)展。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求，時鐘頻率可以設(shè)置在 033M 之間。片內(nèi)資源有 4 組 I/O 控制端口、 3 個定時器、 8 個中斷、軟件設(shè)置低能耗模式、看門狗和斷電保護(hù)?？梢栽?V 到 5.5V 寬電壓范圍內(nèi)正常工作。不斷發(fā)展的半導(dǎo)體工藝也讓該單片機(jī)的功耗不斷降低。同時，該單片機(jī)支持計(jì)算機(jī)并口下載，簡單的數(shù)字芯片就可以制成下載線。根據(jù)不同場合的要求，這款單片機(jī)提供了多種封裝，本次設(shè)計(jì)根據(jù)最小系統(tǒng)有時需要更換單片機(jī)的具體情況，使用雙列直插 DIP-40 的封裝，如圖 3.1 所示。下面對定時開關(guān)系統(tǒng)中

36、使用到的管腳進(jìn)行簡單說明。圖 3.1 DIP-40 封裝 89S52 引腳圖P0 口：P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下 ，P0 不具有內(nèi)部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻 的 8 位雙向 I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出

37、電流（IIL）。P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部 上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 9 頁 共 50 頁動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3 口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻 的 8 位雙向 I/O 口，P3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，

38、將輸出電流（ IIL）。 RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。 3.3 液晶 LCD12232 介紹現(xiàn)在的字符型液晶模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件了。12232型 LCD 顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、價格便宜、性價比高等特點(diǎn)。下面介紹 LCD12232 的管腳功能、工作參數(shù)、電氣特性。LCD12232 的引腳說明見表3.1。表 3.1 液晶 12232 引腳說明PCB 板引腳號12232/112232/212232/31VDDVSS2GNDVDD3VLCDV04RETA05CS1CS16CS2CS27R/WCL(

39、外振時鐘)8A0/RD9D0/WR10D1D011D2D1同 12232-1 引腳12D3D213D4D314D5D415D6D516D7D617背光D718背光 res19背光20背光同 12232-1 引腳VDD：邏輯電源正GND(VSS)： 邏輯電源地 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 10 頁 共 50 頁VLCD(VEE,V0)：LCD 驅(qū)動電源RET：復(fù)位端,對于 68 系列 MPU:上升沿(L-H)復(fù)位，且復(fù)位后電平須保持為高電平（H） ； 對于 80 系列 MPU:下降沿(H-L)復(fù)位，且復(fù)位后電平須保持為低電平（L） 。CS1：讀寫使能。對于 68 系列 MPU，

40、連接使能信號引腳，高電平有效； 對于 80 系列 MPU，連接/RD 引腳，低電平有效。CS2：同 E1 引腳。/RD：讀允許，低電平有效。/WR：寫允許，低電平有效。R/W：讀寫選擇，對于 68 系列 MPU，高電平時讀數(shù)據(jù)，低電平時寫數(shù)據(jù)； 對于 80 系列 MPU，低電平時允許數(shù)據(jù)傳輸，上升沿時鎖定數(shù)據(jù)。A0：數(shù)據(jù)/指令選擇。高電平：數(shù)據(jù) D0-D7 將送入顯示 RAM； 低電平：數(shù)據(jù) D0-D7 將送入指令執(zhí)行器執(zhí)行。D0-D7：數(shù)據(jù)輸入輸出引腳。工作參數(shù)（1）邏輯工作電壓：2.46.0V（2）LCD 驅(qū)動電壓：3.013.5V（3）工作溫度：055（常溫）/ -2070（寬溫）（4）

41、保存溫度：-1070電氣特性（1）輸入高電平：3.5Vmin（2）輸入低電平：0.55Vmax（3）輸出高電平：3.75Vmin（4）輸出低電平：1.0Vmax（5）工作電流：2.0mAmax4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)可以分為四個模塊：電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示、繼電器工作電路、鍵盤電路。電源電路為整個系統(tǒng)供電，包括單片機(jī) AT89S52、繼電器、鍵盤、LCD12232 及其他外圍電路。電源電路分兩個部分：（1）由 220V 交流電經(jīng)變壓器和 7805 穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)為 5V 直流電給系統(tǒng)供電；（2）由 4 節(jié)干電池作為儲備電源，在交流電失效時給系統(tǒng)供電，以確保單片機(jī)的正常運(yùn)行

42、。在電源電路給系統(tǒng)供電時，綠色指示燈點(diǎn)亮，只是當(dāng)前供電正常。單片機(jī)最小系統(tǒng)部分是整個系統(tǒng)的智能控制部分，也是整個系統(tǒng)的核心部分。單片機(jī)在實(shí)現(xiàn)時鐘的同時，也負(fù)責(zé)鍵盤檢測，驅(qū)動液晶顯示，實(shí)現(xiàn)定時功能，并負(fù)責(zé)控制繼電器的通、斷，紅色指示燈的亮、滅指示繼電器的通、斷狀態(tài)。液晶在單片機(jī)的控制下顯示時鐘、定時組別及定時時間的信息。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 11 頁 共 50 頁繼電器在單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)通、斷，從而達(dá)到控制插座通、斷電的目的。4.1 電源電路整個系統(tǒng)的供電電源如圖 4.2 所示。系統(tǒng)要提供穩(wěn)定的直流 5V 供單片機(jī)及其所控制的外圍電路（包括液晶、鍵盤、繼電器等）和提供

43、 220 交流電給插座。在電源的設(shè)計(jì)中，用 220V 交流電經(jīng)過變壓器降壓后經(jīng) 7805 穩(wěn)壓后給單片機(jī)控制系統(tǒng)供電。7805三端穩(wěn)壓集成芯片有很多種型號，但是標(biāo)稱最大輸出電流均為 1.5A，在實(shí)際應(yīng)用中，該最大輸出電流往往取決于兩個方面：（1）足夠大的散熱面積；（2）在設(shè)計(jì)中，必須保證 7805 的輸入電壓 Vi 和輸出電壓 Vo 的壓差大于 2.5V，即 Vi-Vo=2.5V，否則會失去穩(wěn)壓能力。同時單片機(jī)控制系統(tǒng)還用 6V 干電池作為儲備電源，當(dāng)交流電源失電或者失效時，電壓為 6V 的直流電源通過二極管投入作用，硅二極管的導(dǎo)通壓降約為0.2V,因襲滿足系統(tǒng)的電源要求。P25 接的是經(jīng) 5

44、W 變壓器降壓后的交流電。D33 二極管起到保護(hù)電路的作用。發(fā)光二級 DS11 是指示電源是否有電壓輸出。Header2 所接的是（由干電池提供）6V 直流電的輸入接口，2 接正，1 接負(fù)。X78xx 系列是三端正電源穩(wěn)壓電路，它的封裝形式為 TO-220。它有一系列的穩(wěn)固電壓輸出，應(yīng)用非常的廣泛。每種類型由于內(nèi)部電流的限制，以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會損壞。如果能夠提供足夠的散熱片，它們就能夠提供大于 1.5A 的輸出電流。雖然是按照固定電壓值來設(shè)計(jì)的，但是當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷?，就能獲得各種不同的電壓和電流。7805 使用時應(yīng)該注意的事項(xiàng)：在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電

45、路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用） 。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。當(dāng)制作中需要一個能輸出 1.5A 以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來，是其中最大輸出電流為 N 個 1.5A，但應(yīng)用時需要注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的流量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。7805 穩(wěn)壓管如圖 4.1 所示。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 12 頁 共 50 頁圖 4.1 7805 穩(wěn)壓管管腳說明IN12OUT3GNDU55LM7805CT103c55C

46、ap104c56Cap100UFC66Cap Pol2100UFC67Cap Pol2D2Bridge112P66Header 2H12P55Header 212P25Header 2DS11LED01KR44Res2D33Diode 1N4007D22Diode 1N4007圖 4.2 電源電路4.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示單片機(jī)控制電路是整個系統(tǒng)的核心，完成數(shù)據(jù)處理和控制任務(wù)。電路原理圖如圖 4.3所示。本次設(shè)計(jì)采用的單片機(jī)的型號為 AT89S52。單片機(jī)晶振為作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子

47、調(diào)整頻率的方法保持同步。C1、C2 叫負(fù)載電容。一般單片機(jī)的晶振工作于并聯(lián)諧振狀態(tài)，也可以理解為諧振電容的一部分。它是根據(jù)晶振廠家提供的晶振要求的負(fù)載電容選值的，換句話說，晶振的頻率就是在它提供的負(fù)載電容下測得的，能最大限度的保證頻率值的誤差。也能保證溫漂等誤差。兩個電容的取值都是相同的，或者說相差不大，如果相差太大，容易造成諧振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。P2 是單片機(jī)的下載口，用于對單片機(jī)燒入程序。按鍵 S 及其外圍電路是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的硬件復(fù)位功能。P5 的管腳與液晶 12232 的管腳相對應(yīng)（即作為液晶的底座）。LCD12232 可以顯示 4 行，所要顯示的信息有：第一個行顯示時

48、鐘的時（兩位）、分（兩位）、秒（兩位），時、分、秒之間用“：”隔開。在時鐘前面顯示大寫字母“T:0”，其中數(shù)字式從 0 到 5 可變的，顯示的是當(dāng)前定時的組別。第二行顯示的是字母“begin：”，冒號后面顯示的是當(dāng)前定時開始的時（兩位）、分（兩位），時、分之間用“：”隔開。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 13 頁 共 50 頁第三行顯示的是字母“stop：”，冒號后面顯示的是當(dāng)前定時結(jié)束的時（兩位）、分（兩位），時、分之間用“：”隔開。第四行僅顯示運(yùn)行模式信息“mod：0”，數(shù)字部分可在 0 和 1 變化。P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.

49、56P1.67P1.78RST9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119VSS20P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P2.7/A1528PSEN29ALE30EA/VPP31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40U1P80

50、C31SBPN12Y112MHz30pFC2Cap3.3kR0 Res3SSW-PBVCC30pFC1CapDS1DS2DS3DS4DS5DS6DS7DS8P1P2P3P4P5P6P1P2P3P4P5P6DS1DS2DS3DS4DS5DS6DS7DS8P9P10P9P101KR4Res2100pFC3Cap Pol1123456789P3Header 9HVCC12345678910P2Header 5X2VCCVCCS00S11S22S33S44S55S66S77S55S66S77123456789P4Header 9VCC1234567891011121314151617181920P5H

51、eader 20DS1DS2DS3DS4DS5DS6DS7DS8P10P4P5P6P9P3VCC圖 4.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)及液晶顯示4.3 繼電器驅(qū)動電路繼電器的驅(qū)動電路如圖 4.4 所示。這是典型的繼電器驅(qū)動電路。單片機(jī)是一個弱電器件，一般情況下它們大多工作在 5V 甚至更低。 。驅(qū)動電流在 mA 級以下。而要把它用于一些大功率場合，比如繼電器驅(qū)動，顯然是不行的。所以就要有一個環(huán)節(jié)來銜接，這個環(huán)節(jié)就是所謂的“功率驅(qū)動” 。繼電器驅(qū)動就是一個典型的、簡單的功率驅(qū)動環(huán)節(jié)。圖中三極管 8050 有兩個作用：一個是起放大作用，一個是起開關(guān)作用（嚴(yán)格來講開關(guān)作用是放大作用的極限情況） 。P1 處連接的

52、是單片機(jī)的 P2.7 口。P2.7 口給出高電平時，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，并起放大作用，這樣，繼電器就能得到足夠的驅(qū)動電流來正常工作。當(dāng) P2.7 口給出低電平時，三極管不工作，繼電器因沒電流通過而不工作。二極管 4148 起到保護(hù)作用。發(fā)光二極管 LED0 用于指示繼電器是處于導(dǎo)通狀態(tài)（燈亮）還是處于斷開狀態(tài)（燈滅） 。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 14 頁 共 50 頁3.3KR3Res1Q18050VCCK0Relay-SPSTDS22LED01KR55Res2VCCD204148P1圖 4.4 繼電器驅(qū)動電路4.4 鍵盤電路鍵盤電路如圖 4.5 所示。使用矩陣鍵盤能用較

53、少的 I/O 口實(shí)現(xiàn)較多的按鍵功能。下面為按鍵實(shí)現(xiàn)舉例：假設(shè)按下的是 B/S 鍵進(jìn)行如下檢測（4*4 鍵盤）先在 P1 口輸出 P1 00001111低四位行會有變化Cord_h =00001111&00001110 =00001110 if (!=00001111)延時 20msCord_h=00001110&00001111=00001110 if ( !=00001111)P1 再輸出 11111110P1=00001110|11110000=11111110輸出高四位Cord_l=P1&0 xf0 /此時 P1 口就是輸入值 01111110 而不是上面的 11

54、111110Cord_l=01111110&11110000=01110000Cord_h+cord_l=00001110+01110000=01111110=0 x7e /此編碼即為 B/S 的編碼通過此方法，就可以計(jì)算出其他的鍵值，從而實(shí)現(xiàn)矩陣鍵盤的按鍵功能。下面介紹個個按鍵實(shí)現(xiàn)的功能：B/S 按鍵：用于實(shí)現(xiàn)繼電器的開始、停止功能。Mone：用于實(shí)現(xiàn)模式 1 的時鐘是循環(huán)走時還是走時到 99：59:59 后停止。T：定時一共有 6 組（0、1、2、3、4、5） ，每組分為開始和結(jié)束兩個時間。通過按此按鍵能實(shí)現(xiàn)定時組別的選定。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙 第 15 頁

55、共 50 頁Mod：模式選擇，可以實(shí)現(xiàn)時鐘在 24 小時制和 100 小時制之間轉(zhuǎn)換。Enter：在時鐘設(shè)置或者定時設(shè)置時用于確定完成設(shè)置。Cancel：用于取消全部目前所設(shè)置好的定時組，即對定時做歸零處理。Set：時鐘或者定時的設(shè)置按鈕，初次按下，進(jìn)入定時設(shè)置，再次按下，進(jìn)入時鐘設(shè)置。液晶上會顯示出 set 的目前值。Set 為 1 時為定時設(shè)置，為 2 時是時鐘設(shè)置。TB/TS:此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置在當(dāng)前定時組別的開始時間和結(jié)束時間之間切換。Left：此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位左移一位。Up：此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位進(jìn)行加 1 操作。Down：此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位進(jìn)行減 1 操作。Right：

56、此按鍵是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前設(shè)置位右移一位。EnterSW-PBTB/TSSW-PBrightSW-PBdownSW-PBleftSW-PBcancelSW-PBsetSW-PBUPSW-PBB/SSW-PBmoveSW-PBTSW-PB123456789P6Header 9HVCCS00S11S22S33S44S55S66S77modSW-PB123456789J1Header 9H圖 4.5 鍵盤電路5 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)可以用 C 語言編程序，也可以用匯編語言編程序，由于本次設(shè)計(jì)中程序涉及到定時和復(fù)雜的邏輯控制，系統(tǒng)用 C 語言編寫程序。此次設(shè)計(jì)所選用的單片機(jī)是AT89S52 單片機(jī)，其 C

57、語言語法和結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn) C 語言基本相同，只是有了相應(yīng)的擴(kuò)充，用到的編譯軟件是 Keil C。下面結(jié)合我的程序編譯簡要介紹以下 Keil C 的編譯環(huán)境的特點(diǎn)。Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。Keil C51 在使用前一定要先進(jìn)行注冊，否則程序過大會造成編譯時出現(xiàn)地址使用錯誤。程序在編譯時就遇到過這種問題。在單個程序運(yùn) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

58、報告用紙 第 16 頁 共 50 頁行時沒有錯誤，但是一整合編譯后出現(xiàn)地址沖突現(xiàn)象。這個問題困擾了很長一段時間，通過查資料發(fā)現(xiàn)若是 Keil C51 軟件沒有注冊的話使用時當(dāng)程序過大就會出現(xiàn)地址沖突現(xiàn)象。在注冊完成后，程序編譯能順利通過。5.1 主程序的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，主程序主要是在單片機(jī)的控制下，對鍵盤的輸入信息進(jìn)行存儲分析，驅(qū)動液晶顯示出相關(guān)信息，并通過對比分析定時時間與時鐘，控制繼電器的通、斷，從而達(dá)到控制插座的通、斷電。在這個過程中，單片機(jī)首先進(jìn)行初始化，包括設(shè)置單片機(jī)各個端口的方向，各個變量的初始化，液晶顯示初始化、繼電器斷開以及單片機(jī)振蕩頻率的校準(zhǔn)等。單片機(jī)每分鐘對定時時間和時鐘

59、進(jìn)行一次比較，如果定時開始，則 ray 的進(jìn)行加 1 操作，結(jié)束時 ray 進(jìn)行減 1 操作，若 ray 為 0，則繼電器斷開，ray 非 0 時繼電器接通。在進(jìn)行定時或時鐘設(shè)置時對定時時間進(jìn)行判斷。其具體的源程序見附錄 2。整個系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖 5.1 所示。 是 否 是 否 是 否 是 否開始初始化進(jìn)入按鍵所指功能液晶背光燈關(guān)閉按鍵是否按下30 秒內(nèi)是否無按鍵按下判斷定時開始時間與時鐘時間是否相等判斷定時結(jié)束時間與時鐘時間是否相等Ray 變量進(jìn)行加 1 操作，繼電器接通Ray 進(jìn)行減 1 操作，若ray 為 0，則繼電器斷開，否則繼續(xù)接通 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報告用紙

60、第 17 頁 共 50 頁圖 5.1 主程序軟件流程圖5.2 時鐘程序設(shè)計(jì)單片機(jī) AT89S52 內(nèi)的定時器 0 和定時器 1 能準(zhǔn)確定時一段時間。故用定時器 0 和定時器 1 定時，并通過計(jì)算定時次數(shù)來實(shí)現(xiàn)時鐘走時。本設(shè)計(jì)定時器 0 和定時器 1 都是定時 50ms 中斷一次，中斷 20ms 就能實(shí)現(xiàn)一秒鐘。模式（mod）的值為 0 時時鐘是24 小時制，為 1 時是 100 小時制。其具體的源程序見附錄 2。整個系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖 5.2 所示。 是 否 否 是圖 5.2 時鐘程序軟件流程圖開始定時器 0 初始化定時器 1 初始化啟動走時有關(guān)變量初始化判斷時或分是否有變化判斷秒到否刷新顯示秒指示刷新 桂林電子科