基于单片机的定时开关控制器.doc
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基于单片机的定时开关控制器
摘要：
本实验基于STC89C51RC为核心，设计具备按键功能和数码管显示功能的外围硬件电路，以便控制器能够在设定的开关时刻控制输出继电器的动作，进而控制负载电源的启闭，并完成软件程序设计。
可以实现电源的直接启动/关闭；也可以通过按键设置负载电源的启动时间，最大预约时间为12小时。
关键词：
STC89C51RC；继电器
TimerSwitchControllerBasedOnMCU
Abstract:
BasedontheexperimentalSTC89C51RCasthecore,thedesignhasthekeyfunctionanddigitaltubedisplayperipheralhardwarecircuitfunction,sothatthecontrollercancontroltheoutputrelaysettheswitchpointoftheaction,thencontroltheopeningandclosingloadpowersupply,andcompletethesoftwareprogramdesign.Directstart/canrealizethepoweroff;canalsosetthebuttonloadpowerstart-uptime,maximumreservationfor12hours.
KeyWords:
STC89C51RC；Relay
目 录
1硬件部分结构功能简介 1
1.1STC89C51RC单片机介绍 1
1.2STC89C51RC单片机的主要性能 1
1.3STC89C51RC单片机管脚说明 2
2硬件电路设计 3
2.1单片机最小系统 3
2.1.1复位电路 3
2.1.2时钟电路 3
2.2按键电路 4
2.3显示功能 5
2.4中断系统 5
2.5继电器 7
2.6电路设计 7
3软件设计 8
总结 10
参考文献 11
致谢 12
附录 13
1硬件部分结构功能简介
1.1STC89C51RC单片机介绍
STC89C51RC系列单片机是深圳宏晶科技公司推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机。
STC89C51RC系列单片机具有ISP（在系统中可编程）动能和IAP（在应用可编程）功能，无需购买专用编辑器，可以通过串行口直接下载用户程序。
单片机主控电路的主要元件是STC89C51RC单片机，其外形如下图（图1-1）：
图1-1STC89C51RC各个引脚
1.2STC89C51RC单片机的主要性能
与单片机产品兼容4K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：
0Hz～33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程Ｉ/Ｏ口、三个16位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒看门狗定时器，双数据指针、掉电标识符。
1.3STC89C51RC单片机管脚说明
VCC——供电电压。
GND——接地。
P0口——8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被
定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口——带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口——带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口——带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
在编程/校验时，P3口可接收某些控制信号。
RST——复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG——当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN——外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP——当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H－FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1——反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2——来自反向振荡器的输出。
2 硬件电路设计
2.1 单片机最小系统
2.1.1复位电路
复位电路就是在RST端（9脚）外接的一个电路，目的是使单片机上的电开始工作时，内部电路从初始状态开始工作，或者在工作中人为让单片机重新从初始状态开始工作。
在时钟工作的情况下，只要复位引脚高电平保持在两个机器周期以上的时间，STC89C51RC便能完成系统重置的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设置成已知状态，并且从地址0000H处读入程序代码而执行程序。
（图2-1）
图2-1复位电路
2.1.2.时钟电路
时钟电路是产生CPU校准时序，是单片机的控制核心。
STC89C51RC的时钟信号可通过内部振荡方式和外部振荡方式两种方式得到。
本次设计使用的是片内振荡方式，通过外接12MHz的晶振来实现时钟电路的时序控制。
在使用片内振荡器时，XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入端和输出端。
外接晶体以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
当使用外部时钟驱动时，XTAL2引脚应悬空，而由XTAL1引脚上的信号驱动，或者XTAL1引脚应悬空，而由XTAL2引脚上的信号驱动。
外部振荡器再通过一个2分频的触发器来形成内部时钟所需要的信号。
在电容器C1、C2选择时方面，一般选择其值为5~30pF。
本系统中所用的电容值为22pF，具体的电路接法如图2-2所示。
图2-2晶振电路图
2.2按键电路
按键电路如图2-3所示
图2-3按键电路
系统中共有四六个独立按键，分别与P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.3、P2.4、P2.5连接。
开始键（P2.0）：
按下该键，电源和负载接通或当预约调试结束后按下该键，电源将在设定时间到达后接通。
关闭键（P2.1）:
按下该键，切断电源。
预约键（P2.2）：
第一次按下该键，可以对电源的接通时间进行“小时”调整；第二次按下该键，可以对电源接通时间进行“分钟”调整。
加“1”键（P2.3）：
按下该键，调“小时”时间加1，最大可加到11；调“分钟”时间加1，最大可加到59.即最长定时时间为11小时59分钟。
减“1”键（P2.4）：
按下该键，调“小时”时小时减1，最小值为0；调“分钟”时分钟减1，最小值为0.
预留键（P2.5）：
在本设计中，没有作用。
2.3显示功能
1.按键指示灯D1：
只要有按键按下，该指示灯会点亮。
2.电源开关状态指示灯D3：
当电源和负载接通时，该灯点亮。
3.四位数码管（图2-4）：
前两位显示小时，后两位显示分钟。
上电即显示“----”；预约调小时前两位闪烁，预约调分钟后两位闪烁。
预约时间内，倒计时显示。
图2-4LED数码管
2.4中断系统
中断系统的作用主要是对外部或内部的终端请求进行管理与处理。
STC89S51RC共有5个中断源，其中有2个外部中断源和3个内部中断源。
中断函数如下
//--------------外部中断0中断函数---------------------------------
voidint0（）interrupt0using0
{
ucharkeynum;
display（）;//动态显示程序作为去抖动
if（INT0==0）//判断是否有按键按下
{
keynum=GetKeyNum（）;//有效键，获取键值
while（INT0==0）;//等待按键释放
Keyprocess（keynum）;//按键处理
}
}
//-----------------定时器0中断子函数----------------------------
voidtime0（）interrupt1//处理调时、显示器闪烁
{
staticucharledcnt,num;//设置静态变量
TH0=（65536-50000）/256;//定时50ms
TL0=（65536-50
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