基于单片机的定时开关控制器Word文档下载推荐.doc
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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