畢業(yè)論文家用電器定時(shí)器設(shè)計(jì)

1、 安徽工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)： 電子信息工程技術(shù)（2）班學(xué)生姓名： 黃從彩指導(dǎo)教師： 蔣靜瑚完成時(shí)間： 2011年3月18日 家用電器定時(shí)器 目錄序論II第一章家用電器的優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)用11.1、定時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)11.2 定時(shí)器的應(yīng)用1第二章定時(shí)器的組成及功能2第三章方案論證33.1、方案論證一33.2 方案論證二5第四章電路設(shè)計(jì)與論證64.1、顯示電路6、CD45116、ULN200374.2、控制電路74.3、復(fù)位電路84.4、報(bào)警電路8第五章軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試105.1、硬件調(diào)試105.2 軟件調(diào)試11附件：12參考文獻(xiàn)：13致謝14序論來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能的，電路組成：一般分為控制電路、復(fù)位

2、電路、鍵盤顯示電路、報(bào)警電路，但并不是所有的定時(shí)器都與顯示功能，其他許多的家用電器也并沒(méi)有報(bào)警功能，都是到時(shí)自動(dòng)關(guān)閉，?，F(xiàn)在的定時(shí)器開始逐步實(shí)現(xiàn)智能化，定時(shí)器可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控定時(shí)，語(yǔ)音定時(shí)，也可以延時(shí)定時(shí)，循環(huán)定時(shí)等。今年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷的走向深入，同時(shí)帶動(dòng)定時(shí)器日新月異。我們?cè)谌粘Ｉ钪?，?jīng)常碰到一些需要定時(shí)器的事情，凡是需要定時(shí)器的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影。單片機(jī)的應(yīng)用有利于產(chǎn)品的小型化、多功能化和智能化，有利于提高勞動(dòng)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)環(huán)境，減少能源和材料的浪費(fèi)，保證安全等等?，F(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)的定時(shí)器種類很多，包括555這樣的集成芯片

3、定時(shí)器，還有可編程定時(shí)器，在電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的過(guò)程中，單片機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，電子這個(gè)原本沒(méi)有生命的東西越來(lái)越具有智慧了，而單片機(jī)在這里充當(dāng)著“大腦”的作用，指揮著系統(tǒng)完成其工作以及在各種電器上使用的電子定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能方法很多，例如機(jī)械定時(shí)器就是通過(guò)發(fā)條帶動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)帶傲槽的圓形動(dòng)觸頭控制盤轉(zhuǎn)動(dòng)，控制電源觸點(diǎn)的通斷。第一章 家用電器的優(yōu)點(diǎn)及運(yùn)用1.1、定時(shí)器的優(yōu)點(diǎn)定時(shí)器在家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用主要是為了節(jié)省能源和增加使用壽命。具體如下：（1） 減少不必要的用電時(shí)間。（2） 自動(dòng)控制，能完成許多我們以前做而做不到的事情，省心省力省時(shí)間。（3） 避免因忘記關(guān)掉電器電源而發(fā)生不必要的安全事故。

4、（4） 對(duì)電器通電時(shí)間科學(xué)管理，大幅度提高充電電池及各種電器的使用壽命。（5） 一個(gè)定時(shí)器可以在充電、做飯、定時(shí)等不同場(chǎng)合使用，操作簡(jiǎn)便，一機(jī)多用。1.2 定時(shí)器的應(yīng)用（1） 出門、上班時(shí)定時(shí)熱水器快捷、方便經(jīng)常出門或者每天下班回來(lái)，這時(shí)一回來(lái)就想洗澡，如果一直開著熱水器會(huì)不停的加熱，既不安全有費(fèi)電，有了用定時(shí)器制作的開關(guān)，想它幾點(diǎn)加熱都可以辦到，可以按照自己的意愿去實(shí)現(xiàn)。（2） 電飯煲定時(shí)煮飯、煲湯方便、省時(shí)間出門前淘好米、洗好菜，累了一天回來(lái)，盡管精皮力盡也有飯可吃。（3） 定時(shí)開關(guān)飲水機(jī)省錢、安全、健康眾所周知，飲用水加熱六個(gè)小時(shí)就會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)，定時(shí)開關(guān)是最好的解決方案。既安全又省電。

5、（4） 電動(dòng)車定時(shí)充電省電池電動(dòng)車充電時(shí)設(shè)定時(shí)間，想充多久就充多久，不會(huì)過(guò)充，可以延長(zhǎng)電池使用壽命，避免浪費(fèi)。第二章 定時(shí)器的組成及功能家用電器定時(shí)器主要由靜態(tài)顯示電路、動(dòng)態(tài)顯示電路、鍵盤、最小系統(tǒng)電路和報(bào)警電路組成，但并不是所有的定時(shí)器都有顯示系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)，也有一部分家用電器沒(méi)有報(bào)警功能，都是一些自動(dòng)定時(shí)到一定時(shí)間能自動(dòng)關(guān)閉電源，傳統(tǒng)的定時(shí)器要通過(guò)按鍵輸入定時(shí)的，而隨著發(fā)展，定時(shí)器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，各種智能化性能也開始逐步發(fā)展。第三章 方案論證3.1、方案論證一方案論證一是由555電路作時(shí)基電路組成的循環(huán)定時(shí)控制器。由555電路輸出的時(shí)基信號(hào)，通過(guò)數(shù)字電路的分頻，可取得多級(jí)定時(shí)控制輸出。

6、通過(guò)與繼電器的相互配合，組成可欲置開機(jī)，預(yù)制關(guān)機(jī)的自動(dòng)循環(huán)定時(shí)控制器。采用555定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)，如圖所示：由555構(gòu)成的定時(shí)器電路圖本方案是一個(gè)由555電路作時(shí)基電路組成的循環(huán)定時(shí)控制器，由555電路輸出的時(shí)基信號(hào)通過(guò)數(shù)字電路的分頻可取得多級(jí)定時(shí)控制輸出。通過(guò)與繼電器的相互配合組成可以預(yù)制的自動(dòng)循環(huán)定時(shí)控制器。如下圖所示：。555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3.2 方案論證二80C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器?？删幊痰囊馑际侵钙涔δ埽ㄈ绻ぷ鞣绞?、定時(shí)時(shí)間、量程、啟動(dòng)方式等）均可由指令來(lái)確定和改變。在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中除了有兩個(gè)16位的計(jì)數(shù)器之外，還有兩個(gè)特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存

7、器）。方案二就是利用51單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)編程的，采用51單片機(jī)進(jìn)行定時(shí)。電路原理圖如下：51單片機(jī)定時(shí)器總圖本設(shè)計(jì)硬件電路要實(shí)現(xiàn)對(duì)交流大電流電源的控制、定時(shí)時(shí)間的設(shè)定顯示和到點(diǎn)提醒等功能。本設(shè)計(jì)采用ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)，芯片有10腳，性價(jià)比比較高。交流接口電路可以選擇繼電器控制，也可采用可控硅控制等。本設(shè)計(jì)采用的是前一種繼電器控制。第四章 電路設(shè)計(jì)與論證4.1、顯示電路在顯示電路的設(shè)計(jì)方面有兩種方案，第一種是采用LCD進(jìn)行適時(shí)顯示，這是比較理想的方案，第二種方案是用LED進(jìn)行顯示，這種方案的缺點(diǎn)是不能適時(shí)顯示。具體如下圖所示：顯示電路顯示電路采用6個(gè)共陰極LED數(shù)碼管。為了在定時(shí)達(dá)

8、到分的時(shí)候能顯示出時(shí)鐘在計(jì)時(shí)，兩個(gè)數(shù)碼管之間增加一個(gè)發(fā)光二極管，以其閃爍來(lái)代表秒走動(dòng)；為了使硬件電路簡(jiǎn)單，采用單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管（AT89C2051輸出口能吸收20mA電流），用動(dòng)態(tài)掃描法來(lái)實(shí)現(xiàn)LED顯示，由CD4511和ULN2003組成了顯示電路中的外顯與內(nèi)顯，下面介紹以下CD4511和ULN2003。、CD4511本設(shè)計(jì)采用4511芯片作為外顯，與LED連接，CD4511是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管顯示器的BCD碼七段譯碼器，共陰LED數(shù)碼管是指7段LED的陰極是連在一起的，在應(yīng)用中接地。他們連接后的特點(diǎn)如下：具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖寸控制、七段譯碼器及驅(qū)動(dòng)器功能的MOS B

9、CD鎖寸/七段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，引腳排列入圖所示：CD4511引腳圖、ULN2003ULN22003用來(lái)做內(nèi)顯，在5V的工作電壓下他能與TTL和COMS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)。ULN2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)50mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓溫度范圍帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。4.2、控制電路控制電路是定時(shí)器運(yùn)行的核心部件，起著控制定時(shí)器所有運(yùn)行狀態(tài)的作用，由繼電器和三極管9014和其他一些器件組成，具

10、體如下圖所示：控制電路9014是NPN型三極管，發(fā)射極接地，繼電器線圈一端接正電源，一端接集電極，基極接-10左右的電阻再接單片機(jī)9腳。用繼電器的觸頭接點(diǎn)去控制發(fā)光管。繼電器是電路中的控制器件，當(dāng)輸入量達(dá)到規(guī)定植時(shí)，繼電器可以使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開，繼電器及非電量繼電器的特點(diǎn)有：工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。他具有控制系統(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(dòng)控制電路中，他實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”，故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。4.3、復(fù)位電路無(wú)論使用那

11、種單片機(jī)都要涉及到單片機(jī)的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。復(fù)位電路圖如下圖所示：電阻R9給電容C2充電，電容的電壓緩慢上升直到VCC，沒(méi)到VCC時(shí)芯片復(fù)位腳近似低電平，于是芯片復(fù)位，接近VCC時(shí)芯片復(fù)位腳近似高電平，于是芯片停止復(fù)位，復(fù)位完成。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持個(gè)機(jī)器周期（24個(gè)振蕩周期）以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。4.4、報(bào)警電路報(bào)警電路采

12、用普通的5V成品蜂鳴器，如下圖所示：報(bào)警電路蜂鳴器的特點(diǎn)；損耗電流低、音量輸出高、音質(zhì)清晰透徹、體積小、重量輕、無(wú)電磁及射頻的干擾?？梢杂迷诟魇綀?bào)警器蜂鳴、手機(jī)蜂鳴器、玩具蜂鳴器、各式家用電器蜂鳴器。第五章 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試5.1、硬件調(diào)試MCS-51的振蕩器輸入分別由引腳19（XTAL1）和引腳（XTAL2）來(lái)完成。只要將這兩個(gè)引腳外接有英晶體和陶瓷電容，就可與CPU內(nèi)部組成完整的振蕩電路。MCS-51的一個(gè)機(jī)器周期含有6個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為2個(gè)振蕩器周期，因此一個(gè)機(jī)器周期共有12個(gè)振蕩周期。5.2 軟件調(diào)試KeilC51仿真器是一款利用KeilC51的IDE集成開發(fā)環(huán)境作為仿真環(huán)境

13、的廉價(jià)仿真器,是利用SST公司具有IAP功能的單片機(jī)SST89C58制作而成,主要是利用了SST89C58的IAF功能.調(diào)試的主要方法:(1) 啟動(dòng)(2) 新建一個(gè)工程,project>New project,選擇我們要保存的文件夾后,鍵入Frist保存.直接彈出CPU類型選擇框,我們選擇我們最常用的AT89C51,按確定.(3) 在工程中加入文件.建一個(gè)新文件,文件菜單File > New，我們?cè)龠x擇：文件菜單 File >Save As。（ 另寸為）彈出對(duì)話框后，我們文件名框中鍵入File.c（注意文件后綴名是.c），保存.c文件就好了?，F(xiàn)在我們把文件加入到程序中，點(diǎn)擊T

14、arget1前面的+號(hào)，右鍵單擊Source Group1>選擇Add Files to Group 。 附件：家用電器定時(shí)器原理圖參考文獻(xiàn)：1、 胡漢才，單片機(jī)原理及其接口技術(shù)，北京，清華大學(xué)出版社，2004（第二版）2、 趙德安等，單片機(jī)原理與應(yīng)用，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，20043、 趙曉安等，MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用，天津，天津大學(xué)出版社，2001-3第一版4、 趙亮等，單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)列，北京，人民郵電出版社5、 何立民，MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù)，北京，北京航空航天大學(xué)出版社6、 張洪潤(rùn)等，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)教程，北京，清華大學(xué)出版社7、 夏繼強(qiáng)，

15、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程，北京，北京航空航天大學(xué)出版社，20018、 徐惠民、安德寧，單片微型計(jì)算機(jī)原理接口與應(yīng)用，第一版，北京，北京9、 李葉紫，MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程，北京，清華大學(xué)出版社10、 鄒應(yīng)金，51系列單片機(jī)原理與實(shí)驗(yàn)教程，西安，西安電子科技大學(xué)出版社11、 郝建國(guó)，單片機(jī)在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，北京，清華大學(xué)出版社12、 萬(wàn)光毅，單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程，北京，北京航空航天大學(xué)出版社致謝時(shí)間如流水般飛快，不知不覺三年的大專就要畫個(gè)句號(hào)了?；厥走^(guò)去。心情異常激動(dòng)，有太多的任何事值得我記憶和留戀。首先讓我以最誠(chéng)摯的感謝給予我的大學(xué)輔導(dǎo)員崔老師，她不僅是我的老師也是我生活中的引路人，在各方面都對(duì)我以正確的方向指引到了路。尤其是對(duì)我這一階段的論文撰寫給予極大的支持幫助。在此借機(jī)我要向指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意。我還要感謝我的同班同學(xué)，我的班主任，以及給與我?guī)椭娜魏我晃缓眯娜?。我的同學(xué)岳彩麗，吳倩，王滿，黃從彩，杜麗霞，劉方敏，朱慧，李翠，殷奇，方琴磊，李軍，陶亞飛等等對(duì)我工作學(xué)習(xí)上的幫助。在即將畢業(yè)之際，我要感謝我的家人對(duì)我上學(xué)的支持，我要以一顆飽滿的心去