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1、精品名师归纳总结分类号 ：200 届本科生毕业论文题目： 基于 MCS-51 单片机的智能掌握开关的设计作 者 姓 名：郝 昊学号：2006080212系院、专业 ：电子信息工程指导老师姓名 ：李光宇指导老师职称 ： 中级2021 年 12 月 日摘要在自动测控系统中，特殊是长时间无人值守的测控系统中，常常需要进行长达几小时的定可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结时操作。如采纳特的的计时芯片设计，一方面掌握复杂，占用硬件资源，另一方面也不经济， 一般的时钟芯片价格都比较贵。由于单片机内部有定时器，因此，可以基于单片机设计一款智能掌握开关。关键词： 定时 单片机 智能掌握 开关ABS
2、TRACTIn the automatic control system, especially in a long time unattended monitoring and control systems, often require long hours of regular operation. The use of a specialized chip design time, on the one hand control of complex hardware resources occupied, on the other hand is not economic, the
3、clock chip prices are generally more expensive. As the MCU internal timer, so you can design a microcontroller-based intelligent control switch.Key words： Timing MCU intelligent control switch目 录第1节引言11.1 智能控制开关概述可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 11.2 本设计任务 1第2节智能控制开关硬件设计32.1 系统的硬件构成及功能32.2 AT89C51单片机及其引脚说明3
4、2.3 键盘控制和实时显示电路 . 52.4 时间设置掉电存储电路72.5 电源电路 82.6 开关控制电路 8第3节系统软件设计 93.1系统主程序设计 9第4节系统调试与测试结果分析124.1 使用的仪器外表可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 124.2 系统调试 13结束语14参考文献 15附录16智能掌握开关的设计电子系 06 电信班郝昊指导老师：李光宇第 1 节 引 言在自动测控系统中，特殊是长时间无人值守的测控系统中，常常需要进行长达几小时的定时操作。如采纳特的的计时芯片设计，一方面掌握复杂，占用硬件资源，另一方面也不经济， 一般的时钟芯片价格都比较贵。由于单片机内部
5、有定时器，因此，可以基于单片机设计一款智能掌握开关。由于使用了单片机来掌握，因此使得该系统具有很强的敏捷性和智能性。单片机进展到今日已经是一项很成熟的技术了，采纳单片机掌握的产品也比比皆是，虽然单片机的价格比较便可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结宜，但是功能却很强大，因此挑选单片机来掌握是绰绰有余的！人性化的显示设计更是该系统一大特色，能实时显示当前开关的工作状况。1.1 智能掌握开关概述该智能掌握开关是由单片机 89C51 掌握电路、按键与 L CD显示电路和掉电储备电路以及电源电路组成，电路特别的简洁，主要由51 芯片编程实现，功能特别的强大，时间精度特别高，是一款比较有用的
6、智能开关，同时也是一件有观赏价值的工艺艺术品。1.2 本设计任务要求：1） 实时显示和定时掌握显示。2） 定时断电爱护。3） 准时对开关进行掌握 开和关）。4） 写出具体的设计报告。5） 给出全部电路和源程序。第 2 节 智能掌握开关硬件设计2.1 系统的硬件构成及功能智能开关掌握的原理框图如图2 所示。它由以下几个部件组成：单片机89C51、电源电路、掉电储备电路、开关掌握、键盘输入和显示以及电源电路组成。时间显示采纳LCD1602，以降低对单片机端口数的要求，同时也降低系统的功耗。时间控制电路和键盘输入以及掉电储备都通过89C51的 I/O 口掌握。电源部分：电源部分由整流、滤波和集成稳压
7、器组成，以保证系统稳固工作。键盘输入开关掌握可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结EEPROM 储备器AT89C51LCD1602 显示可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电 源可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2-1智能开关掌握系统原理框图2.2 2 AT89C51 单片机及其引脚说明AT89C51单片机是 51 系列单片机的一个成员，内部自带4K 字节可编程 FLASH可编程可擦除只读储备器 FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器，与 I
8、ntel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多 功能八位 CPU和闪速储备器结合在单个芯片中，因此，AT89C51构成的单片机系统是具有结构简洁、造价低廉、效率高的微掌握系统，削减了硬件开销，节约了成本，提高了系统的性价比。AT89C51是一个有 40 个引脚的芯片，引脚配置如图3 所示。与 8031 相比， AT89C51自带4K 的 ROM和 128B的 RAM，因此编写中小型系统就无需任何硬件进行扩展。图 2-2 AT89C51引脚配置AT89C51芯片的 40 个引脚功能为： VCC：电源电压。GND：接的。RST：复位输入。当 RST变为高电平并保持 2 个机器周期
9、时，全部 I/O 引脚复位至“ 1”。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡放大器的输出。ALE/PRO：G 当拜访外部储备器时，的址锁存答应的输出电平用于锁存的址的位置字节。在 FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平常，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。然而要注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结意的是：每当用作外部数据储备器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH 的址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOV，X
10、 MOVC指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微 拉高。假如微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序储备器的选通信号。在由外部程序储备器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在拜访外部数据储备器时，这两次有效的/PSEN信号将不显现。/EA/VPP：当/EA 保持低电平常，就在此期间外部程序储备器0000H-FFFFH），不管是否有内部程序储备器。留意加密方式1 时，/EA 将内部锁定为 RESE。T 当/EA 端保持高电平常，此间内部程序储备器。在 FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源 VPP）。P0 口： 8 位漏级开路双向I/O口，每
11、脚可吸取 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据储备器，它可以被定义为数据/ 的址的第八位。在 FIASH编程时， P0 口作为原码输入口，当 FIASH进行校验时， P0 输出原码，此时 P0 外部必需被拉高。P1 口： 8 位双向 I/O 口。引脚 P1.2P1.7 供应内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平常，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。P1.0 和 P1.1 需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入 AIN0）和反向输入 AIN1）， P1 口输出缓冲器能接收 20mA电流， 并能直接驱动 LED 显示器
12、。 P1 口引脚写入“ 1” 后，可用作输入。在闪速编程与编程校验期间， P1口也可接收编码数据。P2 口：带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流， 当 P2 口被写“ 1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序储备器或16 位的址外部数据储备器进行存取时，P2 口输出的址的高八位。在给出的址“ 1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位的址数据储备器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH编程和校验时接收
13、高八位的址信号和掌握信号。P3 口：引脚 P3.0 P3.7 为带内部上拉的双向 I/0引脚。 P3 口的输出缓冲器能接收 20mA的灌电流。 P3 口写入“ 1”后，内部上拉，可用输入。 P3 口也可用作特殊功能口，其功能见表1。P3 口同时也可为闪速储备器编程和编程校验接收掌握信号。表 2-1P3口特殊功能P3口引脚特殊功能P3.0RXD串行输入口）P3.1TXD串行输出口） P3.2外部中断 0）P3.3外部中断 1）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P3.4T0定时器 0 外部输入）P3.5T1定时器 1 外部输入）P3.6/WR外部数据储备器写选通）P3.7/RD P0
14、.1AD1 P0.2AD2 P0.3AD3 P0.4AD4 P0.5AD5 P0.6AD6 P0.7AD7/EP/VppALEP2.5A13/PSEN P2.7A15+5V 4039 SCL38 SDA37 beep363534333231302928 PW827 PW7JP0 12345678910K可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结+5VC1P3.515P3.4P2.6A1426 PW6可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2-4 实时掌握和显示电路原理图2.4 时间掉电储备电路由于系统要显示的内容比较简洁，但是定时的时间设置好了，断电了之后什么都没了，因2此为
15、了爱护时间，该系统就需要有断电储备电路，由于显示量不多, 所以选用I C 器件AT24C02。AT24C02在单片机应用中，作为 EEPROM 储存器用，与单片机通过 I2C 通信。优点是掉电后仍可以储存数据。比如单片机运行时，手动设置了一些参数，可以用它储存起来。该储备电路如图 5 所示。+5VR10R1I2CU310K10KA1A2A3VCC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SCL SDAWPSCL SDAGND可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.5 电源电路图 2-5时间掉电储备电路可编辑资料 - - - 欢迎
16、下载精品名师归纳总结为了给该数据采集系统供应一个比较稳固的工作环境，就此为该系统设计了一个稳压电源模块，电路原理如下图 8 所示，该电源模块 5V 固定输出，采纳了稳压模块7805，该系列集成稳压模块具有过流、过热和调整管安全工作区爱护，以防止过载而损坏。对于整个系统的工作而言，增加了电路的牢靠性能和稳固性能。J1LM7805CT1D3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T1220V 11N4007*4 B142C1C2 334VNinG2+5VC3VCCR11kC4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结TRANS31000PF100u0.3LED1 LED3可编辑资料
17、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.6 开关掌握电路2-6电源原理图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结该电路采纳光电耦合器件 MOC3041）进行隔离掌握， MOC3041 是耐压为 400V 的光耦器件，它的输出级由过零触发器的双向可控硅构成，它掌握着主电路双向可控硅的导通与关断。 100电阻与 0.01uF 电容组成双向可控硅爱护电路，原理图如下图9 所示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结VCCR2U1A1kJ21166R3300/2wJ3 CON2可编辑资料
18、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结P2.7 122R632554Q1 TRIACR539/2W12可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结NORRES234J4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结LDE2 LED3MOC3041R4 300C5 0.01/630V12CON2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结VCC图 2-7开关掌握电路第 3 节系统的软件设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本系统的软件系统主要完成修改时间、定时通断电等功能。在程序设计过程中，加强了部分软件抗干扰措施，以达到按键的敏捷性，确保整个系统的正常运行。系统流程图如
19、下图所 示。开头系统初始化可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结显示时间修改时间Y修改时间子程序可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结N放电时间到否NY开关接通，放电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开 关 断 开 ， 不 通电图 3-1 程序流程图第 4 节 系统调试与测试结果分析4.1 使用的仪器外表数字万用表DT9203单片机仿真器WAVE6000可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结烧写器GF2100双踪稳压稳流电源DH1718E-5数字示波器TDS10024.2 系统调试依据系统设计方案，本系
20、统的调试共分为三大部分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。由于在系统设计中采纳模块设计法，所以便利对各电路模块功能进行逐级测试。结 束 语上述智能开关，无论在外观上仍是功能上都实现了较为完善的设计。由于在画原理图时每个集成芯片的电源脚都有一个旁路电容连到的，从而奇妙的抑制了电磁干扰。本系统在编写软件时仍用了各种推迟程序来设置了按键的敏捷性。因而此产品可广泛应用于家庭中，系统牢靠，工作便利。通过这次做课程设计的锤炼，使我学到了很多书本中没有的东西！从选题到构思设计方案，特殊是在确立设计方案的过程中明白到了很多东西！特殊是在芯片的挑选上，明白到了很多平常很少接触的芯片的功能及优缺点！通过这次锤炼也给
21、自己树立起了信心！同时也深刻体会到了“遇到困难，解决困难！”这句话的含义，只有这样才能真正提高自己的水平，真正的把学到的学问应用到实际中去！真正做到学以至用！经过这一段时间的努力，在指导老师以及同学们的帮忙下最终把毕业论文做完。究竟自己才能有限，没有他们的帮忙与支持，不行能靠一个人的力气去完成毕业论文，在此向他们表示真诚的感谢！时间的仓促及自身专业水平的不足，整篇论文确定存在尚未发觉的缺点和错误。恳请阅读此篇论文的老师、同学，多予指正，不胜感谢！附录1. 系统实物图2. 电路原理图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3限19学习使用3010K2928PW827PW726PW625P
22、W524PW423PW322PW221PW110KD0 D1D2 D3 D4 D5 D6D778910111213141516D67 D78rst91011P1.6P1.7P0.5AD5P0.6AD6RST34333278P3.0（PX个D）人资料整/E理P/Vpp 仅P0.7AD7+5VR1602 20+5VR1S2lc1d3en 14151617XTAL2 18XTAL1 1920+ Crst10ufP3.1（TXD） P3.2（INT0） P3.3（INT1） P3.4（T0） P3.5（T1）P3.6（/WR）P3.7（/RD） XTAL2XTAL1 GNDAT89C51ALE/PSE
23、N P2.7A15P2.6A14P2.5A13P2.4A12P2.3A11P2.2A10P2.1A9P2.0A8rstPW1 PW2 PW3PW4321+5V6开关Rrst 10kPW1PW2PW3PW4512121212PW5PW5PW6PW7PW812121212PW6JDQ继电器Q1PW9PW10PW11PW12beep12121212PW7PW13PW14PW15PW16PNP12121212PW8+5VC1XTAL130PI2C U3R10R111Y1.059210K10KC2XTAL230PSCLSDAA1 A2A3VCC WPGNDSCL SDA3. 系统程序可编辑资料 - -
24、- 欢迎下载精品名师归纳总结FMBIT 20H.0 RINGBIT p1.0 PLUSBIT p3.5 MINUSBIT p3.4 STPBIT p3.3 PWRBIT P2.7 MSEQU 7FH345TitleSize BDate: File:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SECNEQU 7EH MINUEQU 7DH HOUREQU 7CH BCDHEQU 7BH BCDM EQU 7AH NUMBEQU 16 BUFFEQU 60H TTEQU 20可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ORG0000H LJMPSTART ORG 000BH LJMP IN
25、TT0START:LCALL CLEAR LCALL INITMAIN:LCALL BTBCDLCALL DISP JBCFM,MAINALCALL key。 JNB RING,MAIN MOVA,SECN SUBB A,#TTJCMAIN SETB RING SETB PWR LJMPMAINMAINA:LCALL BTBCD LCALL COMPLJMPMAIN CLEAR:MOV R0,#7FHMOV R7,#20HCLEA1:MOV R0,#0H 。FULL ZERO DEC R0DJNZ R7,CLEA1 RETINIT:MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV
26、TL0,#0B0H MOV MS,#20。SETB TR0SETB EA SETB ET0 MOV SP,#30H RETBTBCD:MOV A,SECN MOV B,#10DIV ABMOV BUFF,B MOV BUFF+1,A MOV A,MINU MOV B,#10DIV ABMOV BUFF+2,B MOV BUFF+3,A SWAP AORLA,B MOV BCDM,A MOV A,HOUR MOV B,#10 DIV ABMOV BUFF+4,B MOV BUFF+5,A SWAP A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ORLA,B MOV BCDH,A RETKEY
27、: MOV B,MINU INC BINC B SETB STPJNB STP,KEY11 SETB PLUSJBplus,key2A LCALL BTBCD LCALL DDISP SETB PLUSJNBplus,key22。min+ KEY2A:SETB MINUSJB minus,keyDD。min-LCALL DDISP LCALL BTBCD LCALL DDISP SETB MINUSJNBMINUS,key33。min+ keydd:ljmp keyd KEY11:LCALLDDISPLCALLDDISPSETBSTP JNB STP,KEY1 SJMP KEYDDKEY22:
28、LJMP KEY2key33:ljmp key3 key1:LCALL DDISPLCALL BTBCD MOV BUFF+2,#11h MOV BUFF+3,#11h MOV BUFF,#11hMOV BUFF+1,#11h。turn off else BIT second min SETB PLUSJNB plus,key5。ADJUST HOUR+ SETB MINUSJNB minus,key4。ADJUST HOUR- SETB STPJBSTP,KEY1 LCALL DDISP LCALL BTBCDSETBstp JBstp,KEY1key6:Lcall DDisplcall B
29、TBCD SETB STPJnBSTP,KEY6 LJMP KEYDKEY5:lcall DDisp 。LCALL DDISP SETB PLUSJB PLUS,KEY1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结INC HOUR。+1 MOV A,HOUR CLR CSUBB A,#24 JCKEY1MOV HOUR,#00 LJMP KEY1key4:lcall DDisp LCALL DDISP SETB MINUS JB MINUS,KEY1 DEC HOUR。MOV A,HOUR CLR CSUBB A,#24JC KEY1MOV HOUR,#23 LJMP KEY1key2:l
30、call DDisp 。ADJUST MINU SETB PLUSJB PLUS,KEYD INC MINU 。+1 MOV A,MINU CLR CSUBB A,#60 JCKEYDMOV MINU,#00LJMP keyd key3:lcall DDispSETB MINUSJB MINUS,KEYD DEC MINUMOV A,MINU CLR CSUBB A,#60 JC KEYDMOV MINU,#59keyd:ret。comp:PUSH DPH PUSH DPL PUSH ACCMOV DPTR,#ALARM MOV R6,#NUMBCOMP1:CLRA MOVC A,A+DPTR
31、 INC DPTRCJNE A,BCDH,comp0CLR AMOVC A,A+DPTR CJNE A,BCDM,comp0clrRINGclr PWR。turn on the rings comp0:inc dptr。pointing to next HOUR comp2:DJNZ R6,COMP1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结compd:POPACC POPDPL POPDPH RET。Disp:mov r0,#BUFF。R1IS AVAILIABLEMov r2,#06h Mov r3,#01h。mov dptr,#tableDisp1:Mov a,r3Mov p2,a可编辑资料 - - - 欢迎下载