基于单片机的定时开关设计

摘要 时钟，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对时间计量的精度要求越来越高，应用越来越广。怎样让时钟更好的为人民服务，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型时钟。 ? ? 现今，高精度的计时工具大多数都使用了石英晶体振荡器，由于电子钟，石英表，石英钟都采用了石英技术，因此走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校，数字式电子钟用集成电路计时时，译码代替机械式传动，用LED显示器代替显示器代替指针显示进而显示时间，减小了计时误差，这种表具有时，分，秒显示时间的功能，还可以进行时和分的校对，片选的灵活性好。本文利用单片机实现数字时钟计时功能的主要内容，其中STC89C52RC是核心元件同时采用数码管动态显示“时”，“分”，“秒”的现代计时装置。与传统机械表相比，它具有走时精确,显示直观等特点。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59分59秒”，另外具有校时功能，断电后有记忆功能，恢复供电时可实现计时同步等特点。 本文主要介绍用单片机内部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机STC89C52RC芯片和LED数码管为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机电子时钟 关键词：单片机、数码管、端口、时钟、动态显示。 设计原理简介 时钟计时器广泛应用于各种继电器、电磁开关，控制器、延时器、定时器等的时间测试。目前所使用的时钟计时器大多是指针式或集成电路型的，结构相对复杂、测试功能单一。本仪器应当具有实时时钟、整点报时、手动调时等功能。 ??? 基于STC89C52RC的定时开关成本低，稳定性好。设计相对简单，灵活。而且在以后的升级和维护中也比较方便。 ??? 本设计实现了多路定时开关的功能，最多可以进行20路开关的定时开关。本设计使用DS1302作为系统时钟基准。时间的显示在数码管上。整个系统设计了六个多功能按键S1~S6，S1我们称之为RST键，当该键按下的时候不管数码管上原来显示的是什么内容都会切换到时钟显示的主页面，在主页面的时候可以直接对当前时间进行校准。S2称之为Set键，当S2按下后如果之前页面为主时钟页则切换为第一组定时的页面并且数码管上会显示01，现在可以通过时钟设定键对第一组打开定时时间进行设定，当再次按下Set键后数码管上的01会切换成02，表示现在可以对第1组关闭定时时间进行设定,依次类推，直到切换到第40组。因为本设计的最小定时间隔为分钟，所以我们的时钟设定键有四个，分别是S3，S4，S5，S6。S3为小时加一，S4为小时减一，S5为分钟加一，S6为分钟减一。当时间运行到每组的打开时间时，相应组的LED灯会亮起，表示该路处于打开状态，当时间运行到该组的关闭时间时，该路的LED灯会熄灭。 1.2 主控制器介绍 本次设计的主控制器为51系列单片机，51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机,后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 ???/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 ???/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 ???XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 ???XTAL2：来自反向振荡器的输出。 ???XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 ???整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。