四路多段定时开关(一)信息工程毕业论文

2013-06-01 01:32

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（）任务书
专业（班）： 02楼宇2 姓名：罗艳华
课题名称、主要内容和基本要求
课题名称：四路多段定时开关
主要内容：
实现四路定时开关控制，能在24小时内任意时间通断，每路24小时内最多可执行六次开与关，并可控制输出功率，单路控制功率不小于800W，掉电后数据不丢失。
基本要求：
完成Protel电路设计、单片机硬件系统设计、单片机程序设计、
电路焊接与调试全过程。制作出实物并能演示运行。
课题名称：四路多段定时开关
进度安排
周次工作内容执行情况
6、7 学习电子系统的设计过程，明确课题内容，整体构思，查阅资料
8 复习单片机及相关知识、PROTEL使用
9、10 设计、绘制电路、采购元器件、制版
11 硬件组装
12、13 程序设计与调试
14、15 撰

摘要

单片计算机即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer）,是集CPU，RAM，ROM，定时，计数和多种接接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。而C语言已成为当前举世公认的高效简洁又贴近硬件的编程语言之一。C语言现已成为专业化的单片机上的实用高级语言。而且由于开发速度、软件质量结构化、可维护性方面的原因，使C语言渐渐有取代汇编的趋势。这次设计通过对C语言对单片机进行编程的学习应用，从而达到学习、设计、开发软、硬件的能力。
前言
本文通过用对一个能实现定时，时钟，日历显示功能的时间系统的设计学习，文章主要介绍了时钟芯片DS12C887。系统由AT89C52、七段LED数码显示器、按键、二极管、DS12C887、发光二极管等部份构成，能实现时钟日历的功能：能进行年、月、日、时、分、秒的显示、实现四路开关定时输出、时间的调整等功能。文章后附有硬件设备请单。由于本人水平水限，难免有疏落不足之处，敬请老师和同学能给与批评纠正。

任务书 1 （科教范文网http://fw.nseac.com）
摘要 4
前言 4
第一章、硬件设计 7
1-1 硬件设计框图 7
1-1-1键盘部分 7
1-1-2显示及时钟芯片部分 8
1-1-3继电器输出部分 9
1-2 系统硬件详细设计图 9
1-3 各芯片介绍 10
1-3-1 AT89C52单片机应用设计 10
1-2-2 DS12C887时钟芯片 11
1-2-3 74C922N 17
1-2-4 SN74LS04N 18
1-2-5 ULN2003A 18
第二章、系统软件设计 20
2-1 KEIL51软件的应用 20
2-2 C语言编程单片机应用 21
2-3 程序 22
2-3-1 程序中地址分配 22
2-3-2 主程序 24
2-3-3 显示程序 25
2-3-4 读取键盘并换算成键值 26
2-3-5 外部中断1 27
附录
结论
参考文献

第一章、硬件部分

1-1 硬件设计框图
1-1-1键盘部分
图注：键盘部分接线示意图

如图所示键盘与74C922芯片相连接，74C922为一键盘编码器，其中第一路（S2-S5）键盘与74C922中的X1相连接，第二路键盘（S6-S9）与74C922中的X2相连接，第三路键盘（S10-S13）与X3相连接，第四路键盘（S14-S17）与X4相连接。而74C922中的Y1则与（S2、S6、S10、S14）相连接，Y2与（S3、S7、S11、S15）相连接，Y3与（S4、S8、S12、S16）相连接，Y4与（S5、S9、S13、S17）相连接。键盘产生的中断与单片机中的P3.3脚相接，作为中断1（INT1）。
电路板中共用到十七个键盘，其中有十个为数字键，和六个功能键，左下角中的S1则是起到个复位作用。
1-1-2显示及时钟芯片部分
图注：数码显示及DS12C887部分接线图

这部分的主要功能就是通过单片机读取时钟芯片中的时间，再给七段数码显示器显示出来。

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首先讲一下时钟芯片与89C51的接线，单片机89C52中P3.6（WR）脚与DS12C887时钟芯片的15脚WR相接，单片机对时钟芯片进行写入数据，89C52的P3.7脚（RD）与DS12C887的17脚RD相接，单片机读取时钟芯片，DS12C887的AD0～AD7分别为89C52的P1.0～P1.7脚相连。DS12C887的IRQ脚时钟更新中断脚与P3.2相接，做为中断0（INT0）；DS12887的第14脚（AS）与89C52的30脚（ALE/PROG）相连，DS12887的24、18脚接VCC正电源，1、12并上13脚接地。89C52的20脚接地。
接着就是七段数码显示器的接线了，显示器的a、b、c、d、e、f分别接89C52的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6相接，显示器的第3、8脚接SN7404N（反相器）再分别与P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相接，第二个显示器中的dp位接SN7404（反相器）后再与DS12887的SQW位相接，SQW位输出2HZ的频率使DP点亮。
1-1-3继电器输出部分
图注：继电器输出部分接线图

89C52中P3.0与ULN2003A的INT1端子接，输出OUT1接继电器K4相接。由此对应P3.1接INT2，输出OUT2接K3，P3.2接INT3，输出K2，P3.3接INT3，输出OUT3接K1，再如图P2.7接INT7，输出OUT7与蜂鸣器相接。在制作电路板的过程中忘掉一个上拉电阻，位置是P2.7与正电源相接。
1-2 系统硬件详细设计图
实际焊接出的板子跟设计中的有些不一样，最不一样的还是键盘的排列，原来设计是4X4矩阵形排列，由于焊接的种种原因，于是改成了两行八纵的排法，板子是通过我们利用Protel软件进行电路的设计，并不断的去了解硬件的功能及咨询老师，确定基本可能完全操作后，再进行焊接。
注：焊接部份为自己焊做，但PBC板是拿出去外面制作。下图为实际硬件焊接图：

1-3 各芯片介绍
在设计中用到了许多芯片有以前接触过的也有听都没听过的，系统由AT89C52、SN74LS04N反相器、键盘解码器74C922芯片、ULN2003A芯片、七段LED数码显示器、按键、二极管、DS12C887及发光二极管等组成。在本文中主要介绍几种芯片AT89C52、SN74LS04N、74C922及DS12C887和ULN2003A芯片。（科教作文网http://zw.ΝsΕAc.Com编辑整理）
1-3-1 AT89C52单片机应用设计
AT89C52是一个低电压，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256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。 AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

主要功能特性：

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