09325313可调式定时器的设计与制作

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1、可调式定时器的设计与制作姓名:姜梦琦专业:电子信息工程班级:093253学号:09325313指导老师:王晓荣1摘要本次设计在以STC89C52单片机为核心的系统板上利用C语言设计电子定时器。该电子定时器能定时给电器供电或断电，最大定时时间可以长达六十分钟且可以再一分钟到六十分钟之间任意调节时间长短，操作使用方便。采用STC89C52单片机控制，5位共阳数码管显示时间，蜂鸣器提示，继电器作电器电源输出控制。该定时器可预置定时时间，可通过矩阵键盘上的四个按键来选定定时器预定时间和开始和暂停，然后结合继电器对电器进行供电和断电；利用单片机内部的定时器T0,成功实现了计时器的计时功能；本电子定时器

2、会在定时时间到达零时通过蜂鸣器进行报警，以此提醒用户电器即将断电，方便用户对电器进行其它的操作。关键词：电子定时器；供电或断电；继电器；60分钟；数码显示；82551目录设计要求11方案论证与对比11.1方案一11.2方案二21.3方案对比与选择22单元电路设计与计算32.1STC89C52与8255电路设计32.2矩阵键盘电路的设计32.3继电器电路的设计42.4蜂鸣器电路的设计52.5数码管显示电路设计53系统软件工作流程图63.1系统工作流程63.2定时器T0中断服务流程及分析64系统调试及性能分析75详细仪器清单86总结与思考及致谢9参考文献10附录一：单片机系统板原理图12附录二：

3、详细系统源程序131电子定时器设计要求利用单片机为核心，设计并制作电子定时器，具有以下功能：(1)电子定时器能定时给电器供电或断电；(2)给电最大时间可以长达30min；(3)四位数码管显示时间；(4)继电器作电器电源输出控制。1方案论证与对比1.1方案一该方案由待命状态、预定定时时间、定时器开始与暂停系统、系统处理、DS1302处理时间、蜂鸣器报警、数码显示等模块组成。系统的计时部分采用了一块时钟芯片DS1302，用其实现系统通过继电器对电器供电的计时工作。原理框图如图1所示：图1方案一系统方框图171.1方案二该方案仅由待命状态、预定时间、定时器开始与暂停系统、系统处理、继电器供电或断电

4、、蜂鸣器报警、数码显示四个模块组成。整个系统的计时功能皆由STC89C52内部自带的定时器T0来实现。同样，结合继电器给电器供电，并利用蜂鸣器进行断电报警。原理框图如图2所示：图2方案二系统方框图1.2方案对比与选择以上两个方案在原理上显然都可以完成该电子定时器的设计。但方案一中利用DS1302时钟芯片进行计时，虽然可达到题目的计时要求，但题目要求最大计时需达到30分钟，而该芯片的计时周期规定了为24小时制，所以如果采用该方案的话，程序的设计处理复杂度将会大大增加。在方案二中，利用STC89C52单片机内部的定时器T0循环溢出中断，从而完成定时器的计时功能，5位共阴数码管显示时间，继电器作电

5、器电源输出控制，其电路简单，操作使用方便，大大减轻了设计的工作量。所以选定该方案来进行本次课程设计。171单元电路设计与计算2.1STC89C52与8255路设计在本次设计中，需用到多个输出端口，所以熟悉单片机的接口也是至关重要的。本系统采用8255I/O扩展，P0、P2口为总线控制I/O扩展；在扩展的IO口中，PA口作为数码管的位选端口；PB作为数码管的段选端口；P1^2口连接继电器，P3口分别用以控制各个中断、蜂鸣器等各个模块的控制。在XTAL2引脚和XTAL1引脚之间接有一块12M的晶振，从而使芯片内部的定时器能实现计时功能。单片机接口分配电路如图3所示：图3STC89C52与8255

6、电路设计2.2矩阵键盘电路的设计根据设计要求，需要通过按键来选择系统的工作方式，所以我从4×4矩阵键盘上定义了四个按键，可以通过按键S4、S8来设定定时时间；通过按键S12、S16来控制系统工作的开始和暂停。矩阵键盘电路如图4所示：17图4矩阵键盘电路原理图在程序中，先将第一列的公共线拉高，即给PC4口赋一个值(如0x10)。然后如果这一排有键被按下的话，PC3口的值就会发生改变，例如按下S4号键，PC3口的值就会由低电平变成高电平，依次类推，我们就可以根据PC3-PC0口值的变化来获得各个键值。2.1继电器电路的设计由P1^2引脚输出高低电平经S2控制三极管的通断，从而控制继电器的吸合与释

7、放，继电器的输出端采用分离方式，即输出端不与内电路连接，直接连接端子，这样会增加更多利用功能，可控制更高电压设备的开和关，图上的S2单刀双掷开关控制继电器电路的电源。继电器电路原理图如图5所示：图5继电器电路原理图172.1蜂鸣器电路的设计为了提醒用户对电器供电或断电后的其它工作，设计中用到了蜂鸣器的报警功能。定时器1用来控制蜂鸣器响应的频率。在电路中蜂鸣器由P3.3脚控制，当将所预置的时间倒数完毕后数码管进