硬件综合实训yin

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1、嵌入式系统开发综合实训设计报告题目:多路输出控制的家庭定时延时控制器的设计班级:计本111班学号:2011021012姓名:尹思瑶评分表出勤10分设计能力20分调试能力20分实训报告30分答辩20分总分成绩等级：指导教师：2014年10月14多路输出控制的家庭定时延时控制器1引言 前言20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有利地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。时间对于人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间，忘记了

2、要做的事情。在日常生活和工作中，我们常常用到定时控制器，如电饭煲的定时开启、关闭和保温，电风扇或其他用电器的定时开启和循环间歇通电等。早期常用的一些时间控制单元都是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，现在基本都是基于数字技术的新一代产品，随着555 定时器的性能价格比的不断提高，新一代产品的应用也越来越广泛，可以用于家电控制，甚至可以用于儿童玩具。它具有电路简单、性能稳定、调整方便等特点。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555构成的多用途定时系统，可

3、以利用一个控制器对多路电器进行控制。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。现代控制系统中控制对象可能是复杂、分散的，而且往往是并行、独立工作的，但整体上它们是相互关联的有机组合。因此，控制信号的时序逻辑则要求更加精确。CPLD单片机为控制系统提供了技术支持，由CPLD和单片机组成的多机系统具有逻辑控制方便，时序精确，并行工作，人机接口友好等优点。因此，本文提出了一种基于CPLD与单片机控制的多路精确延时控制系统的设计方案。2 设计指标与系统原理2．1 设计指标输出多路脉宽为10 ms正脉冲信号；脉冲输出时间独

4、立调节、显示；时间调整范围与精度为微秒级的调整范围为l～199μs，调节精度为lμs；毫秒级的调整范围为1～199 ms，调整精度为1 ms；提供计时基准信号和工作状态提示声音；9 V电池供电2．2系统设计原理2．2．1 系统时钟本系统设计由CPLD和多个单片机组成，CPLD对24MHz高精度一体化晶体振荡器二分频得到多路同步时钟信号作为多个单片机的系统时钟，并由各个单片机外脉冲信号引脚XTAL2注入，二分频确保信号的占空比为50％，满足单片机时钟脉冲信号高低电平持续时间大于20ns和最高脉冲频率为12MHz的要求，同时也提高系统的可靠性。5l系列单片机采用定时控制

5、方式，具有固定的机器周期，1个机器周期共有12个振荡脉冲周期，则机器周期是振荡脉冲的12分频。本系统采用12MHz振荡脉冲频率，1个固定机器周期为1μs，因此能保证设计指标所要求的最高控制精度。14　　2．2．2同步计时启动信号　　本系统设计由外部按键提供启动信号，由于机械接触点的弹性及电压突跳等原因，按键存在抖动效应，为保证按键准确识别，本系统设计采用软件去抖动，再经单片机引脚输出无电压毛刺的稳定启动信号，再经CPLD变换后，可提供多路同步计时启动信号。　　2．2．3输出信号　本系统设计采用10ms单脉冲信号作为各模块单元控制输出信号，其输出形式可根据需要通过软件

6、调整，并保证系统输出信号的时序与逻辑关系。　　2．2．4系统时序系统时序图如图1所示，在计时脉冲的驱动下，按键信号经去抖动变换、CPLD逻辑同步后形成计时启动信号(0一n)，以计时基准脉冲的前沿为计时起点，经设定延时后，系统输出相应的输出信号，其延时时间可独立调整，信号输出形式可由软件编程设置。图l采用单一正脉冲作为输出信号。　2．2．5系统原理框图电源稳压单元实现系统5V电源的稳压与滤波。单片机采用外部系统时钟。主控单片机CPUO完成按键检测、计时基准信号输出和系统提示声音输出等功能。NO．1～N0．n单元完成14时间调整与显示、μs／ms(微秒／毫秒)变换和信号

7、输出等功能，CPLD完成时钟2分频、同步计时脉冲输出和计时启动信号同步输出功能。图2为多路精确延时控制系统原理框图。　3硬件电路设计　　3．1主控单元每个系统都由独立的主控单元组成，如图3所示。主控单元由电压、CPUO和CPLD同步控制模块等组成。电压模块完成由可充电电池电压到稳定的5V系统电源变换与滤波。CPUO单元模块选用ATMEL公司51系列单片机AT89S52A。AT89S52是低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8KB在系统可编程Flash存储器、256字节的随机存取数据存储器(RAM)、32个外部双向输入／输出(I／O)端口、5个中断优先级2层中