多功能定时器的设计Word文档格式.docx

1、在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制，早期常用的一些时间控制单元都使用模拟电路设计制作的，其定时准确性和重复精度都不是很理想，现在基本上都是基于数字技术的新一代产品，随着单片机性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，大可构成复杂的工业过程控制系统，完成复杂的控制功能。小则可以用于家电控制，甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大，体积小，质量轻，灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构造各种各样、功能各异的微电子产品。随着电子技术的飞速发展，家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备都有自己的控制器，使用起来很不方便。根据这种实际情况，设计了一个单片机多功能定时系统，它可以避免多种控制

2、器的混淆，利用一个控制器对多路电器进行控制，可以任意设置控制时间长度，同时又可以进行时钟校准和定点打铃。这种具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。关键词：单片机；定时器AbstractTime-controller is often used in our daily life and working time. Some time-control units used in the past are all designed by analog circuit, which timing accuracy and repeatabilit

3、y precision arent very good. Nowadays, with the increasing property and decreasing price of the Single-Chip Computer, the new generation products based on the digital technology are more widely applied from the complicated industrial processing control system which can accomplish the sophisticated c

4、ontrol function to home appliance controller, even the childrens electronic toys. Thanks to its powerful and complex function associated with small size and light weigh ,the chip attached the proper interconnected chip can create varioustype of microelectronic products which has different function.W

5、ith the rapidly development of the microelectronic technology, home appliances and office electronic instruments are growing step by step. It is unconvenient for using them because different apparatus has its own time-controller. Taken into account the real situation, a multi-purpose time-controller

6、 SCM has been designed, which can avoid the confusion of different time-controller and use a controller to regulate alternative apparatus, furthermore, time length can be set freely, check the clock as well as time-control belling at the same time. This kind of product needed by people is featured w

7、ith intellectualized reduce the people labor pressure, expand the usage of digital scope and make it possible for family digitalization.Key words：single chip computer；time-control目录引言11 绪论21.1 课题开发背景21.2 课题开发的意义21.3 课题实现的功能22 系统整体方案论证32.1 设计要求32.2 方案的论证与选择32.3 系统的设计方案33 52 单片机的介绍和计数原理53.1 STC89C52 的

8、介绍103.2 计数原理103.2.1 定时/计数器的原理103.2.2 定时器/计数器方式寄存器 TMOD 和 TCON114 硬件电路的设计144.1 输出电路的设计134.2 时钟电路的设计134.3 按键电路的设计144.4 复位电路的设计154.5 显示电路的设计164.5.1 12864 液晶概述164.5.2 基本特性164.6 串口通讯电路的设计184.6.1 串行接口的基本特点194.6.2 波特率的选择204.6.3 MAX232 芯片简介215 系统软件的设计235.1 主程序235.2 子程序235.2 上位机流程图246 电路制作设计过程266.1 Protel 99

9、 SE 设计流程266.2 电路图的设计266.2.1 电路原理图的设计266.2.2 PCB 的设计276.3 电路板的制作277结论29谢辞30参考文献31附录 132附录 243附录 344引言单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优 点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片 机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC 机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种基本

10、结构形式:一种是在通用微型计算机中广泛采用的，将程序存储器和数据存储器合用一个存储器空间的结构，称为普林斯顿结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，一般需要较大的程序存储器，目前的单片机以采用程序存储器和数据存储器截然分开的结构为多。本文讨论的单片机多功能定时器的核心是目前应用极为广泛的 51 系列单片机，配置了外围设备，构成了家用电器的定时控制系统，具有体积小，可靠性高，功能强等特点。不仅能满足所需要求，而且还有很多功能可供开发，有着广泛的应用领域。1 绪论1.1 课题开发背景单片微型计算机（Ship Chip Microcomputer）虽然只是一个芯片，但从组成和

11、功能上看，它已具有了微机系统的含义。目前，单片机的应用已经相当广泛，其涉猎的领 域更是多种多样。如：家用电器领域、办公室自动化领域、工业自动化、智能仪表与 集成智能传感器传统的控制电路、汽车电子与航空航天电子系统等等。这些例子表明： 单片机应用的意义绝不限于它的功能以及所带来的经济效益，更重要的意义在于，单 片机的应用从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法，从前必须由模拟电 路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已经使用单片机通过软件方法实现了。1.2 课题开发的意义为了解决多路对家用电器设备的控制和自由设定控制每路的时间长度等问题，本课题通过单片机、串口通讯协议等解决这些问题，对用电

12、设备控制系统发展的智能化具有一定的指导作用。1.3 课题实现的功能设计并制作一个多功能时间控制系统对多路家用电器或办公电子设备进行定时开关控制，本系统可以控制八路输出，每一个输出控制可以设定 20 个点的时间控制且每个时间点的长度可以单独设定.控制器可以和计算机串口相连，可以在计算机上设定多功能时间控制系统控制参数。2 系统整体方案论证2.1 设计要求（1） 制作样机一台。（2） 本系统可以控制八路输出，每一个输出控制可以设定 20 个点的时间控制且每个时间点的长度可以单独设定。（3） 多功能时间控制系统需显示时间和工作状态，可以方便从按键输入控制参数。（4） 可以和计算机通信，在计算机上设定

13、参数，然后下载到控制器。2. 2 方案的选择和论证定时器既可以通过纯硬件实现，也可以通过软硬件结合实现，根据定时器的核心部件秒信号产生原理，通常有两种形式，如下所述：方案一：采用数字电路的实现形式采用 NE555 时基电路或其他振荡电路产生秒脉冲信号，作为秒加法电路的时钟信号，经过分频器分频，计数器的计数，可构成定时器。方案二：采用基于单片机的实现形式利用单片机的智能性，可方便地实现具有智能的电子设计。采用单片机作为核心控制芯片，方便可行。认真比较这两种方案，第一种方案电路复杂，调试起来比较麻烦，费时。第二种方案相对来说容易实现，电路简单。所以选择方案二。2. 3 系统的设计方案本课程设计是基

14、于 ATMEL 公司生产的 STC89C52 单片机为主而设计的,该系统可分为五部分：第一部分为时钟电路系统采用了 11.0592M 的晶振，第二部分为按键电路， 第三部分为复位电路，第四部分为液晶显示电路，第五部分为串口通讯系统，控制器可以和计算机串口相连，可以在计算机上设定多功能时间控制系统控制参数。如图 2-1所示。STC89C52单片机计算机串口通讯显示电路复位电路按键电路时钟电路图 2-1 设计方案流程图3 52 单片机的介绍和计数原理3.1 STC89C52 单片机的介绍STC89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容。功能强大的STC89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。STC89C52单片机属于51单片机的增强型，采用Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。其封装形式主要有三种，即PDIP、PLCC、PQFP/TQFP。本设计主