微电脑可编程定时开关的设计.docx

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微电脑可编程定时开关的设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

摘要

可编程定时器是24小时工作的电器定时开关，可使用按键来设定10组定时开和定时关的时间，按日循环控制，并可随时改变开关通断状态，特别适合用于家庭定时开、关用电器（如热水器、电饭锅、空调器等）。

例如在晚上电费低的时段定时开启热水器，烧热几十升热水，在白天电费高的时段用水，就能节省许多电费。

可编程定时器的控制核心是单片机，本设计选用AT89S52单片机来制作，它是一个40脚的8位单片机，片内含8kB的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，可储存工作程序。

有4个8位并行输入/输出口，可用于多个按键信号的输入及控制信号、数字显示信号、声音信号的输出。

单片机有两个外中断输入端及三个内置定时器/计数器，为软件设计与电路设计相配合提供了方便。

可编程定时器的控制电路除了单片机电路外还有5V稳压电源电路、按键输入电路、数码管显示电路、输出电源控制电路等，实现多次编程定时通断控制。

关键词：

可编程定时器；单片机；数码管显示；输出电源控制

Abstract

Programmabletimerona24-hourregularworkoftheelectricalswitches,buttonscanbeusedtosetthe10groupsregularlyopenedandtimingoftheCommissioneroftime,dailycycleofcontrolandcanchangeatanytimeon-offswitch,especiallysuitableforfamilytimeKai,theCommissionerusedelectricalappliances（suchaswaterheaters,ricecookers,airconditioners,etc.）.Forexample,inthelowtariffatthetimeregularlyopenwaterheaters,hotdozensorhotwater,electricityduringthedayduringhighwater,wecansavealotofelectricity.

ProgrammabletimercontrolisthecoreofSCM,thechoiceofdesigntocreateAT89S52SCM,whichisa40-foot8-bitmicrocontrollers,thefilmcontains8kBcanberepeatederasetheFlashCD-1000Memory,canstoreworkprocedures.Therearefour8-bitparallelinput/output,multiplekeyscanbeusedfortheinputsignalandcontrolsignals,thefiguresshowedthatsignal,thesoundsignaloutput.SCMhastwoexternalinterruptinputandthetwobuilt-intimer/countersforsoftwaredesignandcircuitdesignprovidesaconvenientfit.

ProgrammabletimercontrolcircuitsinadditiontotheMCUcircuit,thereare5Vpowersupplycircuit,thekeyinputcircuit,thedigitaldisplaycircuit,theoutputpowercontrolcircuit,regularprogrammingseveraltimestoachieveon-offcontrol.

Keywords:

Programmabletimer；SCM；Digitalindicators；Outputpowercontrol.

第1章概述

1.1课题的目的与意义

本课题是微电脑可编程定时器的设计，根据可编程定时器的原理，试用AT89S52单片机（市售可编程定时器不采用该单片机，但这种单片机比较新颖和常用，适合学生试用）把硬件电路及软件编程进行一次自主的设计，要求能达到产品规定的功能。

可编程定时器由单片机作为控制器，加上各种控制电路、显示电路及功率驱动电路、控制程序用汇编语言编写，适合已掌握电子技术和计算机技术的学生作为毕业设计课题。

该设计方案能使学生把所学到的电子技术及计算机技术结合起来，运用到智能化家电产品的电路设计及软件设计上，为学生将来踏上工作岗位，走上工程技术道路是一个很好的练兵机会。

1.2采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

先寻找现成的微电脑可编程定时器的电路图及工作原理说明（可从单片机学习网上寻找），再复习单片机MCS-51系列的硬件构成及命令系统，拟采取硬件电路和软件编程联合研究的方法，根据微电脑可编程定时器的工作原理及参考电路图改用AT89S52单片机来重新设计硬件电路；再利用网上介绍的微电脑可编程定时器的控制过程来设计出主程序流程图及各子程序流程图，然后用汇编语言编制单片机AT89S52的控制软件。

要求控制软件能使硬件电路正常运行，达到已有产品同样的可编程定时器的各种功能。

1.3课题的发展现状和前景展望

微电脑可编程定时器是用单片机作为主控芯片，再配以固定的控制程序，可编程定时器的控制电路由除单片机外还有按键输入、显示电路、交流功率控制和电源电路等部分组成。

随着市场的发展，越来越多的企业利用微电脑（单片机）技术来提高它们的产品竞争力，单片机技术会越来越受到广泛的应用的。

1.4特色或创新之处

使用我们比较熟悉51系列单片机，选择AT89S52作为可编程定时器的控制单片机，设计绘制电原路图，再绘制出主程序流程图及各子程序流程图，然后用汇编语言编制控制软件。

用最简单的硬件来实现比较复杂的软件。

第2章微电脑控制可编程定时器简介

2.1功能

微电脑控制可编程定时器是24小时工作的电器定时开关，可使用按键来设定3组定时开和定时关的时间，按日循环控制，并可随时改变开关通断状态，特别适合用于家庭定时开、关用电器（如热水器、电饭锅、空调器等）。

例如在晚上电费低的时段定时开启热水器，烧热几十升热水，在白天电费高的时段用水，就能节省许多电费。

定时器体积不大，背后有电源插头，插在电源插座上使用。

其正面上部是显示单元（平时显示时间，可作电子钟用），中部是几个按键，下部是一个电源插座（插定时通断的用电器插头），插座的最大输出电流为10A或16A（由选用的继电器功率决定）。

市售定时器是使用LCD（液晶）作显示的，由于该液晶屏是专用器件，要定制，本设计改为用LED（6位数码管）显示，功能基本相似。

定时器平时使用220V交流电工作，内部装有可充电电池，停电后可照常走时。

2.2设定开关时间的步骤和方法

1.按“设定”键，进入定时开设定（数码管前二位显示：

O，1）。

2.分别按“时”键和“分”键，设定第“1”次“开”的时间。

3.再按“设定”键，进入定时关设定（数码管前二位显示：

F，1）。

4.分别按“时”键和“分”键，设定第“1”次“关”的时间。

如设定错误或需取消设定按“清除”键.，即将全部定时记录清零，再按“设定”键可重新设定。

5.重复2.1～2.4步骤设定第2次、第3次的开关时间。

6.按“时钟”键，结束时间设定，显示当前的时间。

7.时钟校正：

同时按住“时钟”键和“时”键或“分”键校正时间。

8.手动开、关控制：

当需要马上改变定时器的通断状态时，可按一下“开”键或“关”键，第1个数码管显示“O”（ON）或“F”（OFF），表示“开”或“关”状态。

“O”表示有电源有输出，“F”表示无电源输出，定时器平时应设置在“自动”档，让定时器自动工作，需要的时候可用手动来控制定时器的开、关状态。

9.恢复自动控制：

按一下“自动”键，第1个数码管显示“A”（AUTO），即恢复为“自动”状态。

第3章相关知识介绍

3.1单片机

市售的可编程定时器使用的单片机一般为PIC专用芯片，该芯片的结构及编程方法对于初学者来说不易掌握，故指导老师要求我把单片机改为常用的51系列的AT89S52。

它是40脚的8位单片机，片内含8kB的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，可储存工作程序。

有4个8位并行输入/输出口，可用于多个按键信号的输入及控制信号、显示信号、声音信号的输出。

它还有2个外中断输入端及3个内置定时器/计数器，为软件设计与电路设计相配合提供了方便。

3.1.1功能特性描述

AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89S52具有以下标准功能：

8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路