基于STC89C51RC定时开关控制器设计

基于STC89C51RC定时开关控制器摘要：应用STC89C51RC单片机为核心，设计具备按键功能和数码显示功能的外围硬件电路，以便控制器能够在设定的开关时刻控制输出继电器的动作，进而控制负载电源的启闭，并完成最大预约时间为12小时。关键词：STC89C51RC，计时器，继电器Computer-controlledtimerAbstract：ApplicationofSTC89C51RCmicrocontrollerasthecore,withkeydesignfeaturesanddigitaldisplayperipheralhardwarecircuitfunctions,sothatthecontrollercansettheoutputrelayswitchingtimecontrolactions,andthuscontrolthehoistloadpowerandmakeanappointmenttocompletethemaximumof12hours.Keywords:STC89C51RC，automaticcontrol,timersocket目录第1章引言---------------------------------------------------------------------------------------------------------11.1方案设计-----------------------------------------------------------------------------------------------21.1.1功能要求-------------------------------------------------------------------------------------21.1.2电路设计方案的确定--------------------------------------------------------------------2第2章硬件设计----------------------------------------------------------------------------------------------------32.1.硬件设计功能---------------------------------------------------------------------------------------32.1.1关于STC89C51RC------------------------------------------------------------------------32.1.2时钟电路--------------------------------------------------------------------------------------42.1.3复位电路--------------------------------------------------------------------------------------42.1.4上拉电阻--------------------------------------------------------------------------------------52.1.5按键电路--------------------------------------------------------------------------------------62.1.6继电开关电路-------------------------------------------------------------------------------62.1.7中断触发电路-------------------------------------------------------------------------------62.1.8显示数码管----------------------------------------------------------------------------------7第3章软件设计-----------------------------------------------------------------------------------------------------83.1主函数---------------------------------------------------------------------------------------------------83.2计时器T0----------------------------------------------------------------------------------------------83.3外部中断T1-------------------------------------------------------------------------------------------93.4外部中断T0-------------------------------------------------------------------------------------------9第4章总结-----------------------------------------------------------------------------------------------------------10参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------12附录1系统程序--------------------------------------------------------------------------------------------------------13附录2模拟系统电路-------------------------------------------------------------------------------------------------181第1章引言定时器已成为人们日常生活中必不可少的物品，广泛用与个人家庭以及车站、码头、剧院、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。随着技术的发展，人们已不再满足于钟表原先简单的报时功能，希望出现一些新的功能，诸如日历的显示、闹钟的非接触式止闹、跑表功能、重要日期倒计时显示等，以带来更大的方便，而所有这些，又都是以数字化定时器为基础的。因此，研究实用定时器及其扩展应用，有着非常现实的意义，具有很大的实用价值。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，定时器具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。虽然现在市场上已有现场的倒计时定时器集成电路芯片出售，价格便宜，使用灵活，如果可以随意设置时、分、秒的输出，改变显示数字的大小等，并且由于集成电路技术的发展，特别是CMOS集成电路技术的发展，使定时器具有体积小、携带方便，但是这里介绍的实用定时器可以满足使用者的一些特殊要求，输出方式灵活、功耗低、计时准确、性能稳定、维护方便等优点。实用倒计时定时器是一个时间控制系统，既能作为一般的时间显示器，也可作为一个定时控制器，驱动负载或显示信息，同时可以根据需要扩展其功能。在此设计研究过程中需综合运用所学的模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用、电子系统设计等课程的知识，掌握实用倒计时定时器的设计、组装与调试方法，利用现代的电子系统设计、单片机等新电子技术以及现代的设计手段，系统地培养了综合设计、操作调试、故障处理的能力，达到综合素质以及创新能力的提高。本次毕业设计中采用单片机作为主要芯片设计倒计时控制系统。本系统的设计实用性强、设计灵活方便并且适合在任何条件下进行定时，所以设计意义较为深远。21.1方案设计1.1.1功能要求本设计应用STC89C51RC为核心，设计具备按键功能和数码显示功能的外围硬件电路，以便控制器能够在设定的开关时刻控制输出继电器的动作，进而控制负载电源的启闭，可以实现电源的直接启动/关闭；也可以通过按键设置负载电源的启动时间，最大预约时间为12h。按键操作功能：1.开始键：用途一：按下该键，电源和负载接通。用途二：当预约调时结束后按下该键，用电器将在设定时间到达后接通电源。2.关闭键：按下该键，电源断。3.预约键（调时）：第一次按下该键，可以对接通时间进行“小时”调整；第二次按下该键，可以对接通时间进行“分钟”调整。4.加一键：如果调小时，每按下一次，“小时”加1，最大值到11；如果调分钟，每按下一次，“分钟”加1，最大值到59。5.减一键：如果调小时，每按下一次，“小时”减1，最小值到0；如果调分钟，每按下一次，“分钟”减1，最小值到0。6.预留键：本任务中，该键预留，用户可以自定义。显示功能：7.按键指示灯：只要有按键按下，该指示灯均会点亮。8.电源接通指示灯：当负载和电源接通时，该灯熄灭；没有接通时，该灯闪烁（1S闪烁一次）。9.四位共阴极数码管：前两位表示“小时”，后两位为“分”。单片机接通电源时，数码管显示“----”；调“小时”时前两位数码管闪烁，调“分”时，后两位数码管闪烁。预约时间内，数码管以倒计时方式显示剩余时间。电源接通后，数码管显示“----”。1.1.2电路设计方案确定综上要求所述,对此次作品的方案选定:以单片机STC89C51RC为主控制器，采用单片机内部定时器定时、独立按键电路和LED数码管动态显示。3本课题主要从以下三个方面入手：一是实现按键功能，可以接通关闭电源并设定时间；二是实现显示功能，显示设定时间；三是实现定时功能，当时间到达设定值时，继电器动作，控制负载电源的启闭，并通过指示灯显示任务的完成；设计的总体方案如图1所示，由单片机最小系统、LED数码管显示、继电器、按键电路组成。图1整体设计方案第2章硬件电路设计2.1硬件设计功能2.1.1关于STC89C51RC的相关信息，图2所示CPU（微处理器）数据存储器（RAM）片内为128个字节（52子系列的为256个字节）程序存储器（ROM/EPROM）89C51/89C52/89C55:4K/8K/20K字节闪存。4个并行可编程的8位I/O口P1口、P2口、P3口、P0口串行口1个全双工的异步串行口，具有四种工作方式定时器/计数器中断系统特殊功能寄存器，共有21个，是一个具有特殊功能的RAM区4图2STC89C51RC引脚根据设计要求，选用STC89C51RC作为电路的控制核心，电路中包含了时钟电路，复位电路作为单片机的最小系统。STC89C51RC系列单片机是深圳宏晶科技公司推出的新一代高速、低功耗、超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机。STC89系列单片机具有ISP（在系统中可编程）功能和IAP(在应用可编程)功能，无需购买专用编程器，可以通过串行口直接下载用户程序。晶体振荡器频率为12MHz，这样单片机的机器周期恰好为1us。P0.0~P0.7作为四位七段数