微電腦可編程定時開關(guān)的設計

1、摘要摘 要可編程定時器是24小時工作的電器定時開關(guān)，可使用按鍵來設定10組定時開和定時關(guān)的時間，按日循環(huán)控制，并可隨時改變開關(guān)通斷狀態(tài)，特別適合用于家庭定時開、關(guān)用電器（如熱水器、電飯鍋、空調(diào)器等）。例如在晚上電費低的時段定時開啟熱水器，燒熱幾十升熱水，在白天電費高的時段用水，就能節(jié)省許多電費?？删幊潭〞r器的控制核心是單片機，本設計選用at89s52單片機來制作，它是一個40腳的8位單片機，片內(nèi)含8kb的可反復擦寫1000次的flash只讀存儲器，可儲存工作程序。有4個8位并行輸入/輸出口，可用于多個按鍵信號的輸入及控制信號、數(shù)字顯示信號、聲音信號的輸出。單片機有兩個外中斷輸入端及三個內(nèi)置定時

2、器/計數(shù)器，為軟件設計與電路設計相配合提供了方便?？删幊潭〞r器的控制電路除了單片機電路外還有5v穩(wěn)壓電源電路、按鍵輸入電路、數(shù)碼管顯示電路、輸出電源控制電路等，實現(xiàn)多次編程定時通斷控制。關(guān)鍵詞：可編程定時器；單片機；數(shù)碼管顯示；輸出電源控制iabstractabstractprogrammable timer on a 24-hour regular work of the electrical switches, buttons can be used to set the 10 groups regularly opened and timing of the commissioner o

3、f time, daily cycle of control and can change at any time on-off switch, especially suitable for family time kai, the commissioner used electrical appliances (such as water heaters, rice cookers, air conditioners, etc.). for example, in the low tariff at the time regularly open water heaters, hot do

4、zens or hot water, electricity during the day during high water, we can save a lot of electricity.programmable timer control is the core of scm, the choice of design to create at89s52 scm, which is a 40-foot 8-bit microcontrollers, the film contains 8 kb can be repeated erase the flash cd-1000 memor

5、y, can store work procedures. there are four 8-bit parallel input / output, multiple keys can be used for the input signal and control signals, the figures showed that signal, the sound signal output. scm has two external interrupt input and the two built-in timer / counters for software design and

6、circuit design provides a convenient fit. programmable timer control circuits in addition to the mcu circuit, there are 5 v power supply circuit, the key input circuit, the digital display circuit, the output power control circuit, regular programming several times to achieve on-off control. key wor

7、ds:programmable timer； scm；digital indicators； output power control.v目錄目 錄第1章 概述11.1 課題的目的與意義11.2 采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析11.3 課題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望11.4 特色或創(chuàng)新之處1第2章 微電腦控制可編程定時器簡介22.1 功能22.2 設定開關(guān)時間的步驟和方法2第3章 相關(guān)知識介紹33.1 單片機33.1.1 功能特性描述33.1.2 硬件結(jié)構(gòu)圖及接口介紹33.1.3 存儲器結(jié)構(gòu)介紹53.1.4 中斷53.1.5 晶振特性63.2 數(shù)碼管的介紹63.2.1 7段led數(shù)碼

8、管的發(fā)光原理73.2.2 led顯示器的參數(shù)73.3 穩(wěn)壓電源83.3.1 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標及對穩(wěn)壓電源的要求83.4 繼電器的介紹93.4.1 電磁繼電器的工作原理和特性93.4.2 固態(tài)繼電器（ssr）的工作原理和特性9第4章 微電腦控制可編程定時器的電路設計104.1 電源電路104.2 單片機時鐘和復位電路104.3 按鍵輸入電路114.4 數(shù)碼顯示電路114.5 輸出電源通斷控制電路12第5章 微電腦控制按摩器的軟件編程構(gòu)思145.1 怎樣設置時鐘145.2 按鍵輸入程序145.3 顯示程序145.4 怎樣進行定時通斷145.5 總程序框圖155.5.1 總程序框圖：155.5.2

9、 各程序框圖16第6章 軟件編程226.1 準備程序226.1.1 定義各輸入位和輸出位226.1.2 各中斷服務程序入口236.2 主程序246.2.1 對輸出位初始化246.2.2 設置1分鐘定時器程序（設置定時器t0）246.2.3 設置2ms的定時器程序246.3 時鐘子程序256.4 比較定時子程序266.5 各中斷服務程序286.5.1 定時器t0的中斷服務程序（1分鐘定時處理程序）286.5.2 外中斷int1服務程序（對各按鍵進行掃描及處理）286.5.3 時鐘調(diào)整程序296.5.4 定時設定程序316.5.5 清除處理程序336.5.6 定時器t1的中斷服務程346.6 延時

10、1ms子程序36第7章 結(jié)束語37致謝38參考文獻39附錄a：元器件清單40附錄b: 微電腦控制可編程定時器41附錄c：總電路圖42iii微電腦控制可編程定時開關(guān)的設計第1章 概述1.1 課題的目的與意義本課題是微電腦可編程定時器的設計，根據(jù)可編程定時器的原理，試用at89s52單片機（市售可編程定時器不采用該單片機，但這種單片機比較新穎和常用，適合學生試用）把硬件電路及軟件編程進行一次自主的設計，要求能達到產(chǎn)品規(guī)定的功能?？删幊潭〞r器由單片機作為控制器，加上各種控制電路、顯示電路及功率驅(qū)動電路、控制程序用匯編語言編寫，適合已掌握電子技術(shù)和計算機技術(shù)的學生作為畢業(yè)設計課題。該設計方案能使學生把

11、所學到的電子技術(shù)及計算機技術(shù)結(jié)合起來，運用到智能化家電產(chǎn)品的電路設計及軟件設計上，為學生將來踏上工作崗位，走上工程技術(shù)道路是一個很好的練兵機會。1.2 采取的研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析先尋找現(xiàn)成的微電腦可編程定時器的電路圖及工作原理說明（可從單片機學習網(wǎng)上尋找），再復習單片機mcs-51系列的硬件構(gòu)成及命令系統(tǒng)，擬采取硬件電路和軟件編程聯(lián)合研究的方法，根據(jù)微電腦可編程定時器的工作原理及參考電路圖改用at89s52單片機來重新設計硬件電路；再利用網(wǎng)上介紹的微電腦可編程定時器的控制過程來設計出主程序流程圖及各子程序流程圖，然后用匯編語言編制單片機at89s52的控制軟件。要求控制軟件

12、能使硬件電路正常運行，達到已有產(chǎn)品同樣的可編程定時器的各種功能。1.3 課題的發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望微電腦可編程定時器是用單片機作為主控芯片，再配以固定的控制程序，可編程定時器的控制電路由除單片機外還有按鍵輸入、顯示電路、交流功率控制和電源電路等部分組成。隨著市場的發(fā)展，越來越多的企業(yè)利用微電腦（單片機）技術(shù)來提高它們的產(chǎn)品競爭力，單片機技術(shù)會越來越受到廣泛的應用的。 1.4 特色或創(chuàng)新之處使用我們比較熟悉51系列單片機，選擇at89s52作為可編程定時器的控制單片機，設計繪制電原路圖，再繪制出主程序流程圖及各子程序流程圖，然后用匯編語言編制控制軟件。用最簡單的硬件來實現(xiàn)比較復雜的軟件。第2章 微

13、電腦控制可編程定時器簡介2.1 功能 微電腦控制可編程定時器是24小時工作的電器定時開關(guān)，可使用按鍵來設定3組定時開和定時關(guān)的時間，按日循環(huán)控制，并可隨時改變開關(guān)通斷狀態(tài)，特別適合用于家庭定時開、關(guān)用電器（如熱水器、電飯鍋、空調(diào)器等）。例如在晚上電費低的時段定時開啟熱水器，燒熱幾十升熱水，在白天電費高的時段用水，就能節(jié)省許多電費。定時器體積不大，背后有電源插頭，插在電源插座上使用。其正面上部是顯示單元（平時顯示時間，可作電子鐘用），中部是幾個按鍵，下部是一個電源插座（插定時通斷的用電器插頭），插座的最大輸出電流為10a或16a（由選用的繼電器功率決定）。市售定時器是使用 lcd（液晶）作顯示的

14、，由于該液晶屏是專用器件，要定制，本設計改為用led（6位數(shù)碼管）顯示，功能基本相似。定時器平時使用220v交流電工作，內(nèi)部裝有可充電電池，停電后可照常走時。2.2 設定開關(guān)時間的步驟和方法1. 按“設定”鍵，進入定時開設定（數(shù)碼管前二位顯示：o，1）。2. 分別按“時”鍵和“分”鍵，設定第“1”次“開”的時間。3. 再按“設定”鍵，進入定時關(guān)設定（數(shù)碼管前二位顯示：f，1）。4. 分別按“時”鍵和“分”鍵，設定第“1”次“關(guān)”的時間。如設定錯誤或需取消設定按“清除”鍵.，即將全部定時記錄清零，再按 “設定”鍵可重新設定。5. 重復2.12.4 步驟設定第2次、第3次的開關(guān)時間。6. 按“時鐘

15、”鍵，結(jié)束時間設定，顯示當前的時間。7. 時鐘校正：同時按住“時鐘”鍵和“時”鍵或“分”鍵校正時間。8. 手動開、關(guān)控制：當需要馬上改變定時器的通斷狀態(tài)時，可按一下“開”鍵或“關(guān)”鍵，第1個數(shù)碼管顯示“o”（on）或“f”（off），表示“開”或“關(guān)”狀態(tài)。“o”表示有電源有輸出，“f”表示無電源輸出，定時器平時應設置在“自動”檔，讓定時器自動工作，需要的時候可用手動來控制定時器的開、關(guān)狀態(tài)。9. 恢復自動控制： 按一下“自動”鍵，第1個數(shù)碼管顯示“a”（auto），即恢復為“自動”狀態(tài)。第3章 相關(guān)知識介紹3.1 單片機市售的可編程定時器使用的單片機一般為pic專用芯片，該芯片的結(jié)構(gòu)及編程方

16、法對于初學者來說不易掌握，故指導老師要求我把單片機改為常用的51系列的at89s52。 它是40腳的8位單片機，片內(nèi)含8kb的可反復擦寫1000次的flash只讀存儲器，可儲存工作程序。有4個8位并行輸入/輸出口，可用于多個按鍵信號的輸入及控制信號、顯示信號、聲音信號的輸出。它還有2個外中斷輸入端及3個內(nèi)置定時器/計數(shù)器，為軟件設計與電路設計相配合提供了方便。3.1.1 功能特性描述at89s52是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k 在系統(tǒng)可編程flash 存儲器。使用atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存

17、儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash，使得at89s52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。at89s52具有以下標準功能： 8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32 位i/o 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，at89s52 可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，cpu停止工作，允許ram、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止

18、，直到下一個中斷或硬件復位為止。3.1.2 硬件結(jié)構(gòu)圖及接口介紹vcc : 電源 gnd : 地p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，p0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。p1 口：p1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以

19、作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體如下表3-1所示。在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)。表3-1 p1口的第二功能引腳號第二功能p1.0t2（定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出p1.1t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）p1.5mosi（在系統(tǒng)編程用）p1.6miso（在系統(tǒng)編程用）p1.7sck（在系統(tǒng)編程用）p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位

20、雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr）時，p2 口送出高八位地址。在這種應用中，p2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能

21、驅(qū)動4 個ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，如下表3-2所示。在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號。 表3-2 p3口的第二功能引腳號第二功能p3.0rxd（串行輸入）p3.1txd（串行輸出）p3.2int0(外部中斷0)p3.3int0(外部中斷0)p3.4t0（定時器0外部輸入）p3.5t1（定時器1外部輸入）p3.6wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)p3.7rd(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)rst: 復位

22、輸入。晶振工作時，rst腳持續(xù)2 個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后，rst 腳輸出96 個晶振周期的高電平。特殊寄存器auxr(地址8eh)上的disrto位可以使此功能無效。disrto默認狀態(tài)下，復位高電平有效。ale/prog：地址鎖存控制信號（ale）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（prog）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ale 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ale脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8eh的sfr的第0位置 “1”，ale

23、操作將無效。這一位置 “1”，ale 僅在執(zhí)行movx 或movc指令時有效。否則，ale 將被微弱拉高。這個ale 使能標志位（地址為8eh的sfr的第0位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。psen:外部程序存儲器選通信號（psen）是外部程序存儲器選通信號。當at89s52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，psen在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，psen將不被激活。ea/vpp:訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000h 到ffffh的外部程序存儲器讀取指令，ea必須接gnd。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，ea應該接vcc。在flash編程期間，ea也接收12伏vpp

24、電壓。xtal1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。xtal2:振蕩器反相放大器的輸出端。3.1.3 存儲器結(jié)構(gòu)介紹mcs-51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64k尋址。（1）程序存儲器：如果ea引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于89s52，如果ea 接vcc，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000h1fffh）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000hffffh。（2）數(shù)據(jù)存儲器：at89s52 有256 字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當一條

25、指令訪問高于7fh 的地址時，尋址方式?jīng)Q定cpu 訪問高128 字節(jié)ram 還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（sfr）。使用間接尋址方式訪問高128 字節(jié)ram。堆棧操作也是簡介尋址方式。因此，高128字節(jié)數(shù)據(jù)ram也可用于堆棧空間。（3）看門狗定時器：wdt是一種需要軟件控制的復位方式。wdt 由13位計數(shù)器和特殊功能寄存器中的看門狗定時器復位存儲器（wdtrst）構(gòu)成。wdt 在默認情況下無法工作；為了激活wdt，戶用必須往wdtrst 寄存器（地址：0a6h）中依次寫入01eh 和0e1h。當wdt激活后，晶振工作，wdt在每個機器周期都會增加。wdt計時周期依賴于

26、外部時鐘頻率。除了復位（硬件復位或wdt溢出復位），沒有辦法停止wdt工作。當wdt溢出，它將驅(qū)動rsr引腳一個高個電平輸出。3.1.4 中斷at89s52 有6個中斷源：兩個外部中斷（int0 和int1），三個定時中斷（定時器0、1、2）和一個串行中斷。每個中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器ie 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無效。定時器2可以被寄存器t2con中的tf2和exf2的或邏輯觸發(fā)。程序進入中斷服務后，這些標志位都可以由硬件清0。實際上，中斷服務程序必須判定是否是tf2 或exf2激活中斷，標志位也必須由軟件清0。定時器0和定時器1標志位tf0 和tf1在計數(shù)溢出

27、的那個周期的s5p2被置位。它們的值一直到下一個周期被電路捕捉下來。然而，定時器2 的標志位tf2 在計數(shù)溢出的那個周期的s2p2被置位，在同一個周期被電路捕捉下來。3.1.5 晶振特性at89s52 單片機有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，xtal1 和xtal2 分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器。從外部時鐘源驅(qū)動器件的話，xtal2 可以不接，而從xtal1 接入，由于外部時鐘信號經(jīng)過二分頻觸發(fā)后作為外部時鐘電路輸入的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有其它要求，最長低電平持續(xù)時間和最少高電平持續(xù)時間等還是要符合要求的。圖3-1 內(nèi)部振蕩電路連接

28、圖3.2 數(shù)碼管的介紹最常用的數(shù)碼管為led數(shù)碼管,led就是light emitting diode ，發(fā)光二極管的英文縮寫。它是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。它的優(yōu)點：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與集成電路匹配、驅(qū)動簡單、壽命長、耐沖擊、性能穩(wěn)定。 圖3-2 led數(shù)碼管單片機i/o的應用最典型的是通過i/o口與7段led數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。3.2.1 7段led數(shù)碼管的發(fā)光原理led數(shù)碼管根據(jù)led的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解led的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數(shù)碼管，除了它

29、們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。將多只led的陰極連在一起即為共陰式，而將多只led的陽極連在一起即為共陽式。以共陰式為例，如把陰極接地，在相應段的陽極接上正電源，該段即會發(fā)光。當然，led的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。假如我們將“b”和“c”段接上正電源，其它端接地或懸空，那么“b”和“c”段發(fā)光，此時，數(shù)碼管顯示將顯示數(shù)字“1”。而將“a”、“b”、“d”、“e”和“g”段都接上正電源，其它引腳懸空，此時數(shù)碼管將顯示“2”。其它字符的顯示原理類同。圖3-3 數(shù)碼管原理圖3.2.2

30、led顯示器的參數(shù)由于led顯示器是以led為基礎(chǔ)的，所以它的光、電特性及極限參數(shù)意義大部分與發(fā)光二極管的相同。但由于led顯示器內(nèi)含多個發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)：a.發(fā)光強度比由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動電壓時，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強度不同。所有段的發(fā)光強度值中最大值與最小值之比為發(fā)光強度比。比值可以在1.52.3間，最大不能超過2.5。b.脈沖正向電流若筆畫顯示器每段典型正向直流工作電流為if，則在脈沖下，正向電流可以遠大于if。脈沖占空比越小，脈沖正向電流可以越大。c.驅(qū)動控制控制數(shù)碼管驅(qū)動級的控制電路（也稱驅(qū)動電路）有靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。 靜態(tài)驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)

31、動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管各用一個筆畫譯碼器（如bcd碼二-十進制譯碼器）譯碼驅(qū)動 動態(tài)驅(qū)動：動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管使用一個專門的譯碼驅(qū)動器，使各位數(shù)碼管逐個輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。由于掃描速度極快。顯示效果與靜態(tài)驅(qū)動相同。3.3 穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟?。整流器把交流電變?yōu)橹绷麟?。?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。3.3.1 穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標及對穩(wěn)壓電源的要求穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標可以分為兩大類：一類是特性指標，如輸出電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣

32、，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個萬面的要求：a.穩(wěn)定性好當輸入電壓usr （整流、濾波的輸出電壓）在規(guī)定范圍內(nèi)變動時，輸出電壓usc 的變化應該很小一般要求 。由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標，常用穩(wěn)壓系數(shù)s 來表示：s的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下，s越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高。通常s約為。 公式（3-1）  b. 輸出電阻小負載變化時（從空載到滿載），輸出電壓usc ，應基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻（又叫等效

33、內(nèi)阻）用rn 表示，它等于輸出電壓變化量和負載電流變化量之比。rn 反映負載變動時，輸出電壓維持恒定的能力，rn 越小，則ifz   變化時輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到1歐，甚至001歐。c. 電壓溫度系數(shù)小當環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應在環(huán)境溫度變化時，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定，輸出電壓的漂移用溫度系數(shù)kt來表示.e. 輸出電壓紋波小所謂紋波電壓，是指輸出電壓中50赫或100赫的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)s 。3.4 繼電器的介

34、紹繼電器是一種電氣控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。按作用原理分 1電磁繼電器 2.固態(tài)繼電器3.時間繼電器4.溫度繼電器 5.風速繼電器 6.加速度繼電器 7.光繼電器8.聲繼電器9.熱繼電器等等。 3.4.1 電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、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，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

35、銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，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）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、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”。3.4.2 固態(tài)繼電器（ssr）的工作原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另兩個接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實現(xiàn)輸入輸出的電隔離。固態(tài)繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關(guān)型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為

36、混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。綜上所述繼電器是一種以小電流、低電壓、直流電、單回路信號形式通過電磁作用進行吸合或彈開，達到控制大電流、高電壓、交流電、多回路信號切換的開關(guān)器件。第4章 微電腦控制可編程定時器的電路設計微電腦控制按摩器的控制核心是單片機at89s52，除了單片機電路外還有5v穩(wěn)壓電源電路、按鍵輸入電路、數(shù)碼管顯示電路、輸出電源控制電路等。4.1 電源電路220v交流電經(jīng)電源變壓器2t1降壓、橋式整流器2b1整流和電解電容2c2濾波后，再經(jīng)由5v穩(wěn)壓集成電路2u1穩(wěn)壓后得到+5v直流電壓作為單片機及其它電路的電源vcc，2bt1是可充電電池（作為臨時停電時的

37、后備電源），2led1是電源指示燈。如圖4-1。圖4-1 5v穩(wěn)壓電源4.2 單片機時鐘和復位電路在單片機的xtal1和xtal2端接石英晶體振蕩器1y1（12mhz）和電容1c2、1c3，為單片機提供12mhz的時鐘信號。晶體振蕩器用來控制單片機的時鐘信號，使單片機里的各個部件可以按時序運作，at89s52單片機常用的晶振頻率為12mhz，這樣一個機器周期正好是1微秒。單片機rst端為復位端，接有電容1c1和電阻1r2，開機通電時，電容1c1兩端相當于短路，rst引腳上為高電平，然后電源通過電阻1r2對電容1c1充電，rst端電壓慢慢下降，降到一定電壓值以下，即為低電平，單片機開始工作。1s

38、1是復位按鍵（調(diào)試用），按下后rst引腳上為高電平，1s1放開后，電容1c1重復充電過程，當rst端電壓降到低電平時，單片機程序從頭開始執(zhí)行。如圖4-2。圖4-2 復位電路圖和單片機電路圖4.3 按鍵輸入電路定時器面板上有8個輕觸按鍵，按鍵值由單片機的p0.0p0.7端輸入，按鍵3s13s8分別是“時鐘”按鍵、“設定”按鍵、“小時”按鍵、“分鐘”按鍵、“清除”按鍵、“開”按鍵、“關(guān)”按鍵和“自動”按鍵。當無按鍵按下時，單片機的p0.0p0.7端讀入的應是高電平；若有按鍵按下時，單片機p0.0p0.7的某位為低電平，并設置電路同時觸發(fā)單片機的外中斷輸入端int0，使控制程序轉(zhuǎn)入中斷服務程序，來掃

39、描p0.0p0.7的各位是哪個按鍵被按下，然后轉(zhuǎn)入相應的按鍵處理程序。如圖4-3。圖4-3 按鍵電路圖4.4 數(shù)碼顯示電路顯示電路采用6位led數(shù)碼管，6個數(shù)碼管的8段字符負極與單片機p2并口的8位對應相連。6位數(shù)碼管有6個正極引線。由于數(shù)碼管推動正極所需要的電流較大，而單片機p1.2p1.7不能直接帶動，就用三極管組成的放大電路來推動。數(shù)碼管8段字符是用單片機軟件來譯碼的，由p2并口輸出所需的字符數(shù)據(jù)，6個數(shù)碼管的正極是快速（頻率為500hz）輪流導通的。當?shù)?位數(shù)碼管的正極導通時（其它數(shù)碼管的正極處于截止），p2口輸出的是第1位要顯示的數(shù)據(jù)；過了2ms，當?shù)?位數(shù)碼管的正極導通時（第1位和

40、其它數(shù)碼管的正極處于截止），p2口輸出的是第2位要顯示的數(shù)據(jù)。因此6個數(shù)碼管則快速輪流顯示各自的字符，由于人眼有視覺暫留特性，所以看到的就是6個數(shù)碼管在固定地顯示各自的字符。如圖4-4。圖4-4 led顯示電路圖4.5 輸出電源通斷控制電路單片機受定時程序的控制，通過p1.1端輸出高電平或低電平，經(jīng)三極管5q1控制繼電器5k1的通斷，使電源插座5p1有電源輸出或無電源輸出，完成定時通斷的功能。如圖4-5。圖4-5 輸出電源通斷電路圖第5章 微電腦控制按摩器的軟件編程構(gòu)思at89s52單片機有兩個外中斷輸入端及兩個內(nèi)置定時器/計數(shù)器，本設計為了捕捉按鍵信號的輸入，及時啟動按鍵掃描程序，使用了in

41、t0外中斷端；為了以分鐘為單位進行時鐘顯示及定時，使用了定時器t0作為1分鐘定時器；為了使6個數(shù)碼管每隔2ms輪流顯示各自的數(shù)據(jù)，使用了定時器t1作為2ms定時器。所以本設計共使用了單片機的一個外中斷輸入端及兩個內(nèi)置定時器。5.1 怎樣設置時鐘在數(shù)據(jù)存儲區(qū)設置分鐘數(shù)（2單元）和小時數(shù)（2單元）的存儲單元，當1分鐘定時器t0中斷時，中斷服務程序就把“1分鐘寄存器”r5置1，然后中斷返回。由時鐘程序?qū)5進行巡檢，當發(fā)現(xiàn)r5為1時（先把r5清0），然后把分鐘數(shù)取出加1，再送回存儲單元，檢查分鐘數(shù)滿60時，再進位到小時，然后分鐘數(shù)清零，當小時數(shù)滿24清零。5.2 按鍵輸入程序按摩器有6個按鍵，當有按

42、鍵輸入信號時，按鍵電路同時觸發(fā)外中斷int0，int0的中斷服務程序就啟動按鍵掃描程序。該程序依次掃描p0口的各位，哪位是低電平就轉(zhuǎn)入相應的子程序進行處理。5.3 顯示程序6個數(shù)碼管是輪流顯示數(shù)據(jù)的，每個顯示2ms，因此設置定時器t1作為2ms定時。在初始狀態(tài)，把一個數(shù)碼管置為導通，其它數(shù)碼管置為截止，然后啟動t1定時器。當定時時間到時，t1的中斷服務程序就把當前導通數(shù)碼管及下一個數(shù)碼管的狀態(tài)分別取反，然后從p2并口發(fā)送導通數(shù)碼管對應的數(shù)據(jù)供數(shù)碼管顯示，再啟動t1定時器。5.4 怎樣進行定時通斷 在數(shù)據(jù)存儲區(qū)設置6組定時通、斷數(shù)據(jù)的存儲單元，定時比較程序不斷地將當前時間數(shù)據(jù)與定時數(shù)據(jù)進行比較，

43、當發(fā)現(xiàn)某組定時數(shù)據(jù)與當前時間一致時，即發(fā)出通斷指令，使繼電器通斷工作。5.5 總程序框圖 5.5.1 總程序框圖：各中斷服務程序時鐘子程序比較定時子程序開始準備程序主程序結(jié)束1分鐘定時處理程序?qū)Ω靼存I掃描及處理程序時鐘調(diào)整程序定時設定程序清除處理程序輪流顯示數(shù)碼管程序圖5-1 總程序框圖5.5.2 各程序框圖 準備程序定義各輸入位開始定義各輸出位定義各存貯單元定位各中斷程序入口對各輸出位初始化主程序設置2ms定時器程序調(diào)用時鐘子程序主程序結(jié)束設置1分鐘定時器程序調(diào)用比較定時子程序分鐘單元數(shù)增1時鐘子程序：數(shù)據(jù)=0？yesno返回主程序取出r5中數(shù)據(jù)yes分鐘=60？no返回主程序分鐘單元數(shù)清0

44、小時單元數(shù)增1yes小時=24？no返回主程序小時單元數(shù)清0子程序返回r5清0圖5-2 主程序框圖圖5-3 時鐘子程序框圖比較定時子程序：取小時顯示數(shù)據(jù)子程序返回與定時開小時比接通電源輸出數(shù)據(jù)相等？noyes取分鐘顯示數(shù)據(jù)與定時開分鐘比數(shù)據(jù)相等？noyes取小時顯示數(shù)據(jù)子程序返回與定時關(guān)小時比關(guān)斷電源輸出數(shù)據(jù)相等？noyes子程序返回取分鐘顯示數(shù)據(jù)與定時關(guān)分鐘比數(shù)據(jù)相等？noyes子程序返回設置堆棧指針定時器t0工作方式1設置定時初值開中斷計數(shù)器r6,r7清0啟動定時器t0開定時器t0允許設置1分鐘定時器程序 (設置定時器t0)：設置堆棧指針定時器t1工作方式0設置定時初值開中斷啟動定時器t1

45、開定時器t1允許設置2ms定時器程序 (設置定時器t1)：圖5-4 比較子程序框圖圖5-5 設置定時器程序框圖acc、psw入棧保護外中斷int1的中斷服務程序（對各按鍵進行掃描及處理）：延時1ms輸入時鐘按鍵信號時鐘調(diào)整程序cy=1？noyes延時1ms輸入設定按鍵信號定時設定程序cy=1？noyes延時1ms輸入清除按鍵信號清除處理程序cy=1？noyes延時1ms輸入開按鍵信號開處理程序cy=1？noyes延時1ms輸入關(guān)按鍵信號關(guān)處理程序cy=1？noyes延時1ms輸入自動按鍵信號自動處理程序cy=1？noyespsw、acc出?；謴椭袛喾祷貓D5-6 外中斷服務子程序框圖acc、ps

46、w入棧保護r7增1r7清0(r7)=20？noyesr6清0中斷返回r6增1(r6)=60？noyesr5置1重設定定時初值psw、acc出?；謴投〞r器t0的中斷服務程序（1分鐘定時處理程序）：設置堆棧指針定時器t0工作方式0設置定時初值開中斷計數(shù)器r6,r7清0啟動定時器t0開定時器t0允許設置1分鐘定時器程序 (設置定時器t0)：圖5-7 1分鐘定時器程序框圖圖5-8 t0定時器的中斷服務子程序框圖延時1ms輸入按鍵分鐘信號延時1mscy=0？noyes時鐘調(diào)整子程序輸入按鍵分鐘信號調(diào)用調(diào)整分鐘子程序cy=1？noyes延時1msint1-1輸入按鍵時鐘信號cy=1？noyesint1-1

47、aint1-1dint1-1b延時1ms輸入按鍵時鐘信號cy=0？noyes延時1ms輸入按鍵小時信號cy=0？noyesint1-1c調(diào)用調(diào)整小時子程序開始圖5-9 時鐘調(diào)整子程序框圖取分鐘1單元數(shù)清a+1a=10？noyes子程序返回調(diào)整分鐘子程序：送回分鐘2單元a+1a=6？noyes分鐘1單元清0分鐘2單元清0送回分鐘1單元取分鐘2單元數(shù)清取小時1單元數(shù)清a+1a=10？noyes子程序返回調(diào)整小時子程序：送回小時2單元a+1a=2？noyes小時1單元清0小時1單元清0送回小時1單元取小時2單元數(shù)清取小時1單元數(shù)a=4？noyes小時2單元清0圖5-10 調(diào)整分鐘子程序框圖圖5-11

48、 調(diào)整小時子程序框圖第6章 軟件編程6.1 準備程序6.1.1 定義各輸入位和輸出位ajsz bit p0.0 ；把p0.0定義為按鍵ajsz（時鐘）的接通輸入ajsd bit p0.1 ；把p0.1定義為按鍵ajsd（設定）的接通輸入ajxs bit p0.2 ；把p0.2定義為按鍵ajxs（小時）的接通輸入ajfz bit p0.3 ；把p0.3定義為按鍵ajfz（分鐘）的接通輸入ajqc bit p0.4 ；把p0.4定義為按鍵ajqc（清除）的接通輸入ajk bit p0.5 ；把p0.5定義為按鍵ajk（開）的接通輸入ajg bit p0.6 ；把p0.6定義為按鍵ajg（關(guān)）的接通

49、輸入ajzd bit p0.7 ；把p0.7定義為按鍵ajzd（自動）的接通輸入 led1 bit p1.7 ；把p1.7位定義為數(shù)碼管1的正極輸出led2 bit p1.6 ；把p1.6位定義為數(shù)碼管2的正極輸出led3 bit p1.5 ；把p1.5位定義為數(shù)碼管3的正極輸出led4 bit p1.4 ；把p1.4位定義為數(shù)碼管4的正極輸出led5 bit p1.3 ；把p1.3位定義為數(shù)碼管5的正極輸出led6 bit p1.2 ；把p1.2位定義為數(shù)碼管6的正極輸出tdkz bit p1.1 ；把p1.1位定義為tdkz (通斷控制)信號輸出 smg1 data 31h ；定義31h為

50、smg1（數(shù)碼管1）（顯示：定時序號）的存儲單元smg2 data 32h ；定義32h為smg2（數(shù)碼管2）（顯示：開/自動/關(guān)狀態(tài)）的存儲單元smg3 data 33h ；定義33h為smg3（數(shù)碼管3）（顯示：小時2位）的存儲單元smg4 data 34h ；定義34h為smg4（數(shù)碼管4）（顯示：小時1位）的存儲單元smg5 data 35h ；定義35h為smg5（數(shù)碼管5）（顯示：分鐘2位）的存儲單元smg6 data 36h ；定義36h為smg6（數(shù)碼管6）（顯示：分鐘1位）的存儲單元1kfz1 data 39h ；定義39h為1kfz1（定時：1開分鐘1）的存儲單元1kfz2

51、 data 3ah ；定義3ah為1kfz2（定時：1開分鐘2）的存儲單元1kxs1 data 3bh ；定義3bh為1kxs1（定時：1開小時1）的存儲單元1kxs2 data 3ch ；定義3ch為1kxs2（定時：1開小時2）的存儲單元1gfz1 data 3dh ；定義3dh為1gfz1（定時：1關(guān)分鐘1）的存儲單元1gfz2 data 3eh ；定義3eh為1gfz2（定時：1關(guān)分鐘2）的存儲單元1gxs1 data 3fh ；定義3fh為1gxs1（定時：1關(guān)小時1）的存儲單元1gxs2 data 40h ；定義3eh為1gxs2（定時：1關(guān)小時2）的存儲單元2kfz1 data 41h ；定義41h為2kfz1（定時：2開分鐘1）的存儲單元