定时开关控制器(打印)

1、定时开关控制器在各种场合都冇着极为广泛的用途。木文利用凯思辿公司的k-51a单片 机实验板设计的定时开关控制器具冇简单易制、价格低廉、控制点数多、控制时间可精确到 秒等特点，供有兴趣的朋友参考。1.主板电路部分100x83 536 1 bh-bmo33742n35361 bh bm033742nl2l1c4 mio<iulq6q5q5q3q2ql65s£)x6j38ea工瓷bc5jp2-01 覷p 220(.jss5l.本电路主要是利用单片机at89c2051 (-24p1)作为主控制元件，通过外围电路控制用电设备的 电源，以达到定时开、关机的冃的。at89c2051具有体积小

2、、功能强大、运行速度快、价格 低廉等优点，非常适介制作集成度较高的控制电路。图1为主电路原理图，图2为按其制作的 主板(双面)人小只有95mmx70mm的器件位置图。主板电路包括mcu at89c2051 键盘与 显示、输入输出口、复位和电源滤波等电路组成。rstl2a lug ua md3rit-r24 kxt«58x20,1irstfvfp) pilir(k0occxtal2 xtal1畫p3.wrxd) pi p3.ktxd) fl p12<rt5> pl p3340b fl p3.44t0> (*)pi p3.xt1)(0bi/r bo *th 059（1）

3、键盘与显示 显示电路由u2、u3、q1q7和l1a、l2a组成。u2为bcd-7段译码器 （74ls47）,通过单片机u1的p1.4pi.7 口将要显示字符的bcd码输出到u2的四个输入端, 经u2译码后输出相应的笔段驱动led数码管（共阳）。led数码管显示采用动态扫描方式, 即在某一时刻，只有一个数码管被点亮。数码管的位选信号由单片机u1的p3.3p3.5输出, 经u3（74hc138）译码后通过q1q6放人，驱动相应的数码管。r17r24为限流电阻。由于u2只能输出7段笔段码，而数码管除了七段笔段外，还耍控制点亮小数点，因此，小数点必 须有另外的驱动电路來完成，在这里，通过q7來驱动小数

4、点。当需要点亮小数点时，在u1的 p1.3输出高电平即可。键盘电路跟显示电路一样,采用扫描方式，利用动态显示时的数码管驱动位置信号来判断相应 按键的状态。u1的p3.3p3.5 口输出的bcd码经u3译码后，相应y 口呈低电平，而u1的 p3.7 口平吋为高电平（由于r8上拉），当某一键按下吋，p3.7被下拉为低电平，这时mcu利用 程序查询p3.7是否为低电平，如果p3.7为低电平,就读回u1 p3.3p3.5 口的值（从缓冲区读 取），则可判断是哪个按键按卜:然后调用相应的处理程序进行处理。控制输出、复位与电源滤波电路mcu对控制的输出是通过p3.0p3.2 口完成的。程序 开始时这三个口

5、的输出状态是低电平,mcu通过程序查询三路输出的on或off状态预置 时间是否己到，如果己到时间，则改变相应的输出状态，就完成了对外部电路的控制。复位电路 如图1左上角所示,c3和r25完成上电复位,s6为手动复位，按键输入t扰和抖动的预防是由 软件完成的。+5v电源由jp2输入经c4c9滤波后给u1和具它器件供电。电源及控制电路如图3。其中,市电经总开关k后由b降压、vi整流、c11ci4滤波、u4、 u5稳压后给主板和控制电路板提供稳定的工作电源;主板送过来的三路控制信号通过q12 q14分别控制继电器ji、j2、j3,对外部电路实施直接控制。继电器这里没有给出具体型号, 您可根据耐压及通

6、流大小选用相应的继电器,如在大电流和强电磁场干扰的环境一里工作，最好 利用中间继电器来间接控制。3. 程序软件工作过程秒脉冲发生器 秒脉冲发生器是由定时器to和内存空间tt0配合完成的。to丄作于16 位计数器模式，当to向上计数由全1变为全（）时产生中断，木程序屮to的初值为0dc00h, 大约0.01s中断一次。这里使用的晶振频率为11.0592mhz,由此可计算出口误差约为0.78s。图4为程序流程图。系统产牛屮断后，首先保存acc和psw的值,然后为to重装初值，判断 屮断次数是否小于100,是则转出中断服务,反之则为秒计数器加1,秒计数器如果人于59,则为 分计数器加1,同时秒计数器

7、清0。同样分计数器如大于59则为时计数器加1,同时分计数器 清0,时计数器如大于23则清0并转出中断服务。to中断100次的时间刚好为1秒钟。（2）主程序 上电复位过程:首先p0p2 口全部置1,p3 口高5位置1,低3位置0。设置定时器 t0工作于16位计数器模式，并赋初值th0=0dch,tl0=00h,关闭外部中断和串行口中断，时 间计数器ts、tm、th清（）,所有预置时间存储区全部赋值ffh,至此所有初始化工作完成。 主程序工作过程:首先循环进行六个数码管打描显示（disply段），然后比较所有预査时间 （comp段）是否与当前时问相等，如相等则转向相应处理程序。在比较完成（或处理完

8、成）后判 断冇无按键（pp2段），没冇则返回继续显示、比较、判断;冇按键则转向相应处理程序。按键 转移采丿ij偏移量加表格跳转转移法（key段），简单、明了。预置时间比较则采川逐一比较法, 即对每一个预置值进行比较，如相等则做和应处理。具体比较时（comp1段）先比较th值，如 不相等则直接转出并置“时间到”标志ccb为0,如th、tm、ts全部对应相等，则置该标志为 1。本程序在显示及按键处理（设置过程）中巧妙使用r1寄存器作为公用地址寄存工具，对实时时 间和预囲i寸间的显示和修改调川同一程序完成，使源代码长度大大缩短，捉高了程序的町读性 和运行效率。在木刊的网站（）上给出了源程序，供读者参

9、考。4. 制作与调试主板的制作与调试主板的制作稍微复杂一点。首先是制作印刷板，利用protel99按照本文 所示器件位置图放置好元器件,然后手动布线（双血）,线宽为0.8mm左右，太宽做岀的板子太大, 太窄无法进行口制。绘好印制板图后转成bmp格式利用电脑刻字机镂空（要用进口的即时贴 纸，不然容易断开）,贴在双而敷铜板上，就可以用fcc13腐蚀了。具体的制作方法这里不再赘述, 但最好在印制板布线时做个阻焊层，同时在即时贴上刻出来，当板子制好清洗干净后敷在上面, 用浅绿色油漆或清漆喷上薄薄的一层，好看又防腐蚀。（2）元器件的选择如果按照本文所附器件位置图布线的话，数码管需选用图示型号才能安装 （

10、5361bh, 一拖三数码管），选丿ij不同型号数码管时对能需修改器件位置参数，然后再布线即可; 晶振为11.0592mhz ;s1s5选用黑色小型轻触开关,s6则用红色同类型开关;变压器b选用 15v、10w左右即可,vi硅堆应与b配合选用;控制继电器根据需要选用适合的型号，如5、 12、24v等，如果选用5v的湘应的b、vi可选小一点的,7812则不要。如选用24v的，那么 b、vi、7812、7805都需同时根据实际情况来选用;交流220v输出插座没有特殊要求，其耐 压和通流符合受控器件要求即可。其它元器件选用通用的就行。（3）焊接元器件元器件购回后应先进行预处理（引脚打磨、上焊锡），然

11、后逐一-焊接。在焊接 mcu（当然2051耍烧好程序后才能焊接）和其它集成电路吋应使用有良好接地的烙铁（断电焊 接也可）,以免被击穿。由于双血印刷板存在一个穿孔问题，器件引脚穿过后，两血都要点上焊 锡;如只是过孔，可用细铜线穿过并在两面焊接后剪掉即可。在印刷板制作良好，连线没有不应有的开路或短路,且焊接没有虚焊的情况下,不用调试即可 正常工作（木程序已制作成品并调试通过，不盂再行调试）。如果您觉得自己制作的印刷板不够 漂亮或太麻烦可联络凯思辿邮购（焊接好的整板也有），本刊网站有凯思辿公司网站的链接。（4）电源与控制板的制作可以将电源与控制板做在同一个板了上，也nj分开制作，视所使川的 情况而定

12、，但jp1与jz1之间的连线不宜太长。印刷板的制作同前所述,要注意的是在布线时 对220v市电进入和输出（包括中线）的线宽设计要宽一点（根据工作电流大小来定为好），还要 注意市电与直流电源的隔离，以免在使用中造成触电事故。5. 操作使用本系统在加电后数码管显示“00.00.00”,输出继电器均不动作，此时可直接按si、s2、s3键分 别对时、分、秒进行调整,使当前时间与北京时间相符，时间设證过程屮将停止计时，在设宜好 示按s4退岀，时钟即进入正常计时。如果要设置输出控制的预置时间则先按s5,数码管显示 “95.95.95”,此时可再按si、s2、s3键分别对第一路输出状态on的时、分、秒进行设

13、置，设 好后再按次s5键擞码管也显示“95.95.95”,然后按si、s2、s3键则分別対第路输出状态 off的时、分、秒进行设置，依此类推，按笫七次时退出设定。任一路任一状态被执行后其预 置值即被清除,24小时后并不有效，如果需要每犬循坏执行则对程序进行简单的修改即对（预 置值不清除就可）。6. 改进与扩展本文所述的at89c2051在控制输出吋只使用了 p3.0p3.2三个口，所以只能控制三路六个状 态,如果把不川的p1.0p1.2三个口用起來贝控制六路十二个状态，外围电路相应增加三 路继电器，程序软件只需稍事修改即町。为然如果需要控制更多路输出状态，那么在使川锁存 器、译码器、触发器等示最多可以扩展到控制26=64路128个状态。在对控制