單片機課程設(shè)計—四路定時控制器

1、河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院單片機專業(yè)機課程設(shè)計題 目 名 稱：四路定時控制器專 業(yè) 班 級：電氣11-8姓            名：戚德華學(xué)           號：1116301159指 導(dǎo) 教 師：蘇珊 2/ 29摘 要本次設(shè)計的目的就是讓我們在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過完成一個涉及MCS

2、51單片機都種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標板的設(shè)計與編程應(yīng)用，使我們學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識與實際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識進一步加深認識，同時在軟件編程、排版調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高，為今后能夠獨立進行某些單片機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計工作打下一定的基礎(chǔ)。這里我們采用單片機STC10F08XE芯片為中心器件，結(jié)合實用性和器件條件，設(shè)計了一個簡單的四路定時控制器，系統(tǒng)操作簡單、實用性強、擴展性強。單片機定時控制系統(tǒng)最基本的要求是可以實現(xiàn)定時控制,要實現(xiàn)這一功能只要在定時器程序中加判斷指令，當(dāng)判斷成立時

3、，即執(zhí)行預(yù)設(shè)的動作，達到定時控制的目的。其主要應(yīng)用于定時控制四個回路的電源通斷，通過定時來實現(xiàn)以當(dāng)前時間為基準，以24小時為周期，可以任意設(shè)定哪個回路于某時刻開，到某時刻關(guān)，也可以自己設(shè)定時間段，來控制電路的通斷，同時我們也利用了數(shù)碼管來顯示當(dāng)前時間，利用四個發(fā)光二極管分別顯示四路控制電路是否工作，更加直接明了。關(guān)鍵字：四路定時器 智能 控制 開22/ 32目錄1、概述31.1 實驗要求31.2 實驗原理32、總體方案及硬件設(shè)計42.1 總體方案42.2 硬件設(shè)計43、軟件設(shè)計63.1 程序設(shè)計64、仿真模擬74.1 multisim模擬75、心得體會8參考文獻9程序清單11實物電路281、概

4、 述1.1 實驗要求 1.主要應(yīng)用于定時控制四個回路的電源通斷。2. 以當(dāng)前時間為基準，以24小時為周期，可以任意設(shè)定哪個回路于某時刻開，到某時刻關(guān)。如可以設(shè)置第一個回路在8:30-11:30開，14:30-18:00開，其他時間段為關(guān)。3. 能通過按鍵任意設(shè)置某回路某時間段的開關(guān)狀態(tài)，并利用數(shù)碼管顯示當(dāng)前時間，利用四個發(fā)光二極管分別顯示四路控制電路的通斷，直接明了。1.2 實驗原理結(jié)合我們對理論知識的學(xué)習(xí)，完成一個涉及MCS51單片機都種資源應(yīng)用并具有綜合功能的小系統(tǒng)目標板的設(shè)計與編程應(yīng)用。這里我們采用單片機STC10F0 8XE 芯片為中心器件，結(jié)合實用性和器件條件，設(shè)計了一個簡單的四路定

5、時控制器，系統(tǒng)操作簡單、實用性強、擴展性強。單片機定時控制系統(tǒng)最基本的要求是可以實現(xiàn)定時控制,要實現(xiàn)這一功能只要在程要在定時器程序中加判斷指令，當(dāng)判斷成立時，即執(zhí)行預(yù)設(shè)的動作，達到定時控制的目的。其主要應(yīng)用于定時控制四個回路的電源通斷，通過定時器來實現(xiàn)時鐘和定時功能，當(dāng)判斷成立時時，即通過程序命令預(yù)設(shè)的I/O口輸出相應(yīng)電平來控制外圍的控制電路，即繼電器控制顯示電路。繼電器工作原理：其一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸

6、合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。所以我們就利用繼電器此特性，加上單片機IO口電壓的控制，即完成了四路定時控制器。2、總體方案及硬件設(shè)計2.1 總體方案整個定時控制系統(tǒng)電路可分為四大部分：電源電路、核心芯片、顯示部分、控制部分。電源電路、核心芯片、顯示部分，由開發(fā)

7、板集成真題提供。電源電路數(shù)碼管顯示電路選擇、輸入電路核心芯片 開發(fā)板控制電路2.2 硬件設(shè)計1.核心芯片：STC11/10xx系列單片機是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成高可靠復(fù)位電路,針對高速通信，智能控制，強干擾場合。定時器0/定時器1/串行口與傳統(tǒng)8051兼容,增加了獨立波特率發(fā)生器,省去了定時器2.傳統(tǒng)8051的111條指令執(zhí)行速度全面提速,最快的指令快24倍,最慢的指令快3倍1.增強型8051 CPU，1T，單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512.2. 顯示部分：數(shù)碼管是時鐘最為重要的部分，共需要8位

8、LED顯示器。采用動態(tài)顯示方式，由于端口的問題以及動態(tài)顯示方式的優(yōu)越性，在此設(shè)計的連接方式上采用共陰級接法。顯示器LED有段選和位選兩個端口，首先說段選端，它由LED八個端口構(gòu)成，通過對這八個端口輸入的不同的二進制數(shù)據(jù)使得它的顯示也不同，可以通過控制輸入二進制的信息來達到我們所需的時間的動態(tài)顯示，從而滿足我們時間準確顯示的目的。3. 控制電路：此電路主要是利用四個繼電器工作組集成的繼電器電路：只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨

9、之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。3、軟件設(shè)計3.1 程序設(shè)計開始程序流程如下：程序初始化Y時間調(diào)整按鍵調(diào)整N燈滅燈亮繼電器斷開繼電器閉合 控制電路 YYNN S定時時間到P定時時間到時間顯示4、仿真模擬4.1 proteus模擬實物連接圖：5、心得體會通過這次實訓(xùn),我發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)實設(shè)計中還需要注意很多的細節(jié),包括程序設(shè)計和硬件設(shè)計都要我們小心仔細,一個地方出錯就可能會整個系統(tǒng)失效。在硬件設(shè)計時，我們得注意3方面：1，我們在設(shè)計電路時一定要事先把相關(guān)的參數(shù)計算正確，否則焊出來的電路毛病百出；

10、2如果有條件一定要進行仿真模擬，這樣可以對自己設(shè)計的電路有一定的監(jiān)測作用；3最后在焊接電路時一定先進行模擬排布，達到美觀實用可靠。在軟件調(diào)試過程中我們需要注意四方面，就拿我們這個定時器電路來說吧，1，先整體把握，先把主要的重要的程序段寫出來，先進行調(diào)試，調(diào)試成功后，在進行下一步操作，切不可一下子把程序全部寫完，在調(diào)試監(jiān)測；2，寫程序時最好按功能分段進行處理，一方面美觀，有條理，另一方面也方便我們進行調(diào)試和修改；3，關(guān)于定時器程序，一方面我們必須把計數(shù)初值計算正確，另一方面得把程序的邏輯時間很清楚，4，對于按鍵監(jiān)測，我們最好加上消抖程序，謹防按鍵操作時，出現(xiàn)混亂情況；在寫調(diào)整時間程序時，當(dāng)按選擇

11、鍵擇選要調(diào)整時還是秒或分時，看不出是要調(diào)整那一位為了方便用戶看出現(xiàn)在是在調(diào)整那一位，就必須使調(diào)整位閃爍，但顯示的時候已經(jīng)用動態(tài)顯示，如果直接改顯示時間，就會使所有的位都閃爍，這樣根本就不能實現(xiàn)，后面經(jīng)過和同學(xué)討論，我使不調(diào)的位顯示4到5次再顯示調(diào)整位1次，這樣做最后就可以實現(xiàn)了，而且這樣做還可以改變閃爍速度。在軟件設(shè)計時，還遇到了許多問題，畢竟想像和現(xiàn)實還是有很大的區(qū)別的,然而到了最后這些問題都一一被解決了，我也在這次實訓(xùn)中學(xué)會了很多東西，總結(jié)出自已的一套解決問題的方法，這讓我覺得自已有了很大的收獲，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅定的基礎(chǔ)。參考文獻1 余發(fā)山 王福忠 楊凌霄 王 荷.微機原理與單片

12、機接口技術(shù) 北京：煤炭工業(yè)出版社。 2康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京：高等教育出版社。程序清單主程序：#include"stc10.h"#include"Cotrolauto.h"void delay(int z);void display(unsigned int fen,unsigned miao); /函數(shù)定義 main() TMOD=0X01; /設(shè)置為定時器1為定時模式 TH1=0X3C; TL1=0XAF; /設(shè)置定時初值 記滿為5ms EA=1; /打開總中斷 ET1=1; /打開定時器1中斷 TR1=1; /允許定時 P1M1=0x00; /

13、把P1口設(shè)置為推挽式 P1M0=0xff; P3=0xff; while(1) display(fen,miao); /數(shù)碼管一直在掃描狀態(tài)if(date>200) /定時器記200次約為一秒秒數(shù)加一 miao+;if(miao>59)miao=0;fen+;if(fen>59)fen=0;date=0;if(f11=fen&&m11=miao)out1=0; if(f12=fen&&m12=miao)out1=0xff;L1=0xff; if(f21=fen&&m21=miao)out2=0; if(f22=fen&&

14、amp;m22=miao) out2=0xff;L2=0xff; if(f31=fen&&m31=miao)out3=0; if(f32=fen&&m32=miao)out3=0xff;L3=0xff;if(f41=fen&&m41=miao)out4=0; if(f42=fen&&m42=miao)out4=0xff;L4=0xff;num=0;snum=0;skey1=0;skey2=1; /時鐘調(diào)時if(key3=0)/key3為設(shè)置鍵 miao=0;fen=0;k1=0; k2=0;while(num<3) if(k

15、ey3=0)delay(1);while(key3=0); num+; /防止按鍵抖動if(num=1) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1); while(key2=0);miao+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)display(0,miao); /顯示秒上的數(shù) if(miao=60)/如果秒加到60讓秒變?yōu)?；miao=0;if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);miao-;if(miao=0)miao=59; delay(1);else if(num=2) /當(dāng)設(shè)置鍵按第二次時開始設(shè)置分if(ke

16、y2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);fen+;if(fen=60)fen=0; /加到60清0if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);fen-;/減到0恢復(fù)到59if(fen=0)fen=59;display(fen,miao);delay(1);jd();void time1(void) interrupt 3TH1=0X3C; TL1=0XAF; /定時器重新附初值date+;調(diào)用程序(Cotrolauto.h)：sbit skey1=P36;sbit skey2=P37;

17、sbit key1=P05;sbit key2=P06;sbit key3=P07; /定義行與列的不同按鍵sbit out1=P26;/定義四個繼電器控制sbit out2=P24;sbit out3=P23;sbit out4=P21;sbit k1=P27;sbit k2=P25;sbit k3=P22;sbit k4=P20;sbit L1=P35;sbit L2=P34;sbit L3=P33;sbit L4=P32;unsigned int fen=0,miao=0,date,num,snum;unsigned int f11=1,m11=1,f12=1,m12=1,f21=1,m

18、21=1,f22=1,m22=1,f31=1,m31=1,f32=1,m32=1,f41=1,f42=1,m41=1,m42=1; int i; unsigned int table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; /數(shù)組共陰數(shù)碼管顯示從0到9unsigned int wei=0xf7,0xfb,0xfd,0xfe;/數(shù)碼管位定義 void delay(int z) /延時函數(shù) int i,j; for(i=0;i<1000;i+) for(j=0;j<z;j+); void display(unsigned

19、int fen,unsigned int miao) /數(shù)碼管掃描函數(shù) P1=tablemiao%10; P0=wei0; delay(1); P1=tablemiao/10; P0=wei1; delay(1); P1=tablefen%10; P0=wei2; delay(1); P1=tablefen/10; P0=wei3; delay(1); void jd() if(k1=0) /繼電器1delay(5);snum=0;while(k1=0)L1=0;skey1=1;skey2=0; /定時調(diào)時if(key3=0)/key3為設(shè)置鍵m11=m12=0;f11=f12=0;while

20、(snum<5)if(key3=0)delay(1);while(key3=0);snum+;/防止按鍵抖動if(snum=1) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1);while(key2=0);m11+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)m12=m11;display(0,m11); /顯示秒上的數(shù)if(m11=60)/如果秒加到60讓秒變?yōu)?；m11=0;if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);m11-;if(m11=0)m11=59;delay(1);else if(snum=2) /當(dāng)設(shè)置鍵按

21、第二次時開始設(shè)置分if(key2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);f11+;if(f11=60)f11=0; /加到60清0if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);f11-;/減到0恢復(fù)到59if(f11=0)f11=59;f12=f11;m12=m11;display(f11,m11);delay(1);else if(snum=3) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1);while(key2=0);m12+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)disp

22、lay(0,m12); /顯示秒上的數(shù)if(m12=60)/如果秒加到60讓秒變?yōu)?；m12=0;if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);m12-;if(m12=0)m12=59;delay(1);else if(snum=4) /當(dāng)設(shè)置鍵按第二次時開始設(shè)置分if(key2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);f12+;if(f12=60)f12=0; /加到60清0if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);f12-;/減到

23、0恢復(fù)到59if(f12=0)f12=59;display(f12,m12);delay(1);if(k2=0) /繼電器2snum=0;delay(5);while(k2=0)L2=0;skey1=1;skey2=0; /定時調(diào)時if(key3=0)/key3為設(shè)置鍵m21=m22=0;f21=f22=0;while(snum<5)if(key3=0)delay(1);while(key3=0);snum+;/防止按鍵抖動if(snum=1) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1);while(key2=0);m21+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)m22=

24、m21;display(0,m21); /顯示秒上的數(shù)if(m21=60)/如果秒加到60讓秒變?yōu)?；m21=0;if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);m21-;if(m21=0)m21=59;delay(1);else if(snum=2) /當(dāng)設(shè)置鍵按第二次時開始設(shè)置分if(key2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);f21+;if(f21=60)f21=0; /加到60清0if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);

25、f21-;/減到0恢復(fù)到59if(f21=0)f21=59;f22=f21;m22=m21;display(f21,m21);delay(1);else if(snum=3) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1);while(key2=0);m22+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)display(0,m22); /顯示秒上的數(shù)if(m22=60)/如果秒加到60讓秒變?yōu)?；m22=0;if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);m22-;if(m22=0)m22=59;delay(1);else if(sn

26、um=4) /當(dāng)設(shè)置鍵按第二次時開始設(shè)置分if(key2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);f22+;if(f22=60)f22=0; /加到60清0if(key1=0) / key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);f22-; /減到0恢復(fù)到59if(f22=0)f22=59;display(f22,m22);delay(1);if(k3=0)/繼電器3snum=0;delay(5);while(k3=0)L3=0;skey1=1;skey2=0; /定時調(diào)時if(key3=0)/key3為設(shè)置鍵m31=

27、m32=0;f31=f32=0;while(snum<5)if(key3=0)delay(1);while(key3=0);snum+;/防止按鍵抖動if(snum=1) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1);while(key2=0);m31+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)m32=m31;display(0,m31); /顯示秒上的數(shù)if(m31=60) /如果秒加到60讓秒變?yōu)?；m31=0;if(key1=0) / key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);m31-;if(m31=0)m31=59;delay(1)

28、;else if(snum=2) /當(dāng)設(shè)置鍵按第二次時開始設(shè)置分if(key2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);f31+;if(f31=60)f31=0; /加到60清0if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);f31-;/減到0恢復(fù)到59if(f31=0)f31=59;f32=f31;m32=m31;display(f31,m31);delay(1);else if(snum=3) /設(shè)置鍵按第一下改秒上的數(shù)碼管if(key2=0)delay(1);while(key2=0);m

29、32+; /key2鍵按下松開記一次數(shù)display(0,m12); /顯示秒上的數(shù)if(m32=60)/如果秒加到60讓秒變?yōu)?；m32=0;if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);m32-;if(m32=0)m32=59;delay(1);else if(snum=4) /當(dāng)設(shè)置鍵按第二次時開始設(shè)置分if(key2=0) /key2按鍵按下松開時分加1次數(shù)delay(1);while(key2=0);f32+;if(f32=60)f32=0; /加到60清0if(key1=0)/ key1按鍵按下松開時分減1次數(shù)delay(1);while(key1=0);f32-; /減到0恢復(fù)到59if(f32=0)f32=59;display(f32,m32);delay(1);if(k4=0)/繼電器4snum=0;delay(5);while(k4=0)L4=0;skey1=1;skey2=0; /定時調(diào)時if(key3=0)/key3為設(shè)置鍵