微机原理设计-四路定时器解决方案.doc

河南理工大学 《单片机应用与仿真训练》设计报告 四路定时控制器 姓 名： 张浩 学 号： 311208000228 专业班级： 电仪12-1 指导老师： 荆鹏辉 所在学院； 电气工程与自动化学院 2014年 1月 11日 摘要 本设计是基于STC10F08XE单片机的多功能电子定时器硬件结构和软硬件设计方法。系统以STC10F08XE单片机为控制器通过对信息的分析与处理来控制电磁继电器实现四个道路的通断时间。可同时分别对四个通道设置多个时间段的定时通断，实现不同的控制效果。系统可以精确显示时间。整个系统采用单一5V电源，供电简单。利用数码管显示数据，显示清晰直观。通过单片机自身所带定时器进行计时，更稳定可靠。能通过按键任意设置某回路某时间段的开关状态和对显示时间的调节。通过对电磁继电器控制达到了利用弱电控制强电的效果。 本设计硬件电路总体可以分为四个单元：单片机最小系统单元，指继电器控制电路单元，按键电路单元，显示单元。软件系统可以大致分为四个大的模块为：初始化模块，按键扫描模块，定时模块，数码管显示模块。其中，键盘扫描和数码管显示采用查询方式。通过各个模块的协调工作构成了最终的软件系统。 此具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点，具有广阔的市场前景1 概述 4 1.1 制作背景目的 4 1.2 功能要求 4 1.3 系统原理概述 4 2 系统总体方案及硬件设计 6 2.1 系统总体方案设计 6 2.2 STC10F08XE单片机介绍 6 2.3 矩阵键盘电路介绍 9 2.4 数码管模块介绍 10 2.5 继电器模块介绍 11 3 软件设计 12 3.1 软件系统整体方案 12 3.2 定时器技术模块 13 3.3 键盘扫描模块 14 3.4 数码管显示模块 15 4 Proteus软件仿真 16 4． Proteus仿真 16 5 课程设计体会 17 5.1 方案特点 17 5.2 心得体会 17 参考文献 18 附1 源程序代码 19 附2 系统原理图 33 附3 系统说明书 34 1 概述 1.1 制作背景目的 本文主要阐述了四路定时器的制作方法，功能原理是单片机控制技术的一个具体应用。通过STC10F08XE单片机实现对不同电路通道开关状态的任意控制。 在工矿企业以及生产生活中很多场合都需要做到电能的不连续供给，在以往的电能开关状态控制中大多是需要人工来完成，而很多时候很难及时的达到所需要的工作状态。本设计正是以此为背景，以节能环保，方便快捷为目的，利用单片机的可编程控制控功能来实现对电能，电力的优化配置。克服了以往电路的需要人工控制开关状态的弊端。而且采用了数码管显示出当前时间等生活中较为关心的坏境条件，使用方便，操作简单。通过LED灯模块显示工作通路。 1.2 功能要求 基本功能： 1、主要应用于定时控制四个回路的电源通断。 2、以当前时间为基准，以24小时为周期，可以任意设定哪个回路于某时刻开，到某时刻关。如可以设置第一个回路在8:30-11:30开，14:30-18:00开，其他时间段为关。 3、能通过按键任意设置某回路某时间段的开关状态，利用数码管显示要直接明了。 4、制作操作说明书给于说明操作步骤，并以产品研发的思路制作，面向用户设计人机交互，力求做到功能强大，操作简单。 1.3 系统原理概述 本系统采用STC10F08XE单片机为控制核心，基于STC10F08XE单片机所具备的的计数功能，达到实时时钟的制作。并通过四位共阴极数码管将时间直观的显示出来。可以利用按键输入功能对显示时间进行调整。 该系统设置了四个定时通道，每个定时通道都是相互独立的。四个定时通道可以分别设置多个时间段的开关状态，每个通道都可以通过I/O口输出信号对电磁继电器进行控制，通过控制电磁继电器的通断进一步控制继电器所连接的其他电路的开关状态。充分利用了弱电控制强电的效果。还可以通过LED显示出该通道的工作状态。 本系统的人机交互是有输入设备—矩阵键盘来完成的。矩阵键盘具有节省单片机I/O等优点，可以利用键盘更改当前时间，和设定用户所期望的任意通道的工作时间以及工作状态。 2 系统总体方案及硬件设计 2.1 系统总体方案设计 该系统有电源电路、晶振电路、下载电路、单片机、数码管显示电路和键盘控制电路组成。控制核心采用当前较新颖好用的基于51内核的STC10F08XE单片机，该单片机功能强大，运行速度比普通单片机高，且价格低廉，容易购买。晶振电路采