家用电器定时器设计

1、安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文） 安徽工贸职业技术学毕业设计（论文）家用电器定时器专 业： 电子信息工程技术（2） 班学生姓名：黄从彩指导教师：蒋静瑚完成时间：2011年3月18日安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文） 目录 TOC o 1-5 h z 序论II第一章家用电器的优点及运用 1 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.1、定时器的优点 1 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 1.2定时器的应用 1第二章定时器的组成及功能2第三章方案论证3 HYPERLINK l bookmark8 o

2、Current Document 3.1、方案论证一 3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 3.2方案论证二5第四章电路设计与论证6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 4.1、显示电路64.1.1、CD4511 64.1.2、ULN2003 7 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 4.2、控制电路7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 4.3、复位电路 8 HYPERLINK l bookmark18

3、 o Current Document 4.4、报警电路8第五章软硬件系统的调试 10 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 5.1、硬件调试10 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 5.2软件调试11附件：12参考文献：13致谢14序论来实现定时功能的，电路组成：一般分为控制电路、复位电路、键盘显示电路、 报警电路，但并不是所有的定时器都与显示功能， 其他许多的家用电器也并没有报警 功能，都是到时自动关闭，。现在的定时器开始逐步实现智能化，定时器可以用来实 现遥控定时，语音定时，也可以延时定时，循环

4、定时等。今年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断的走向深入，同时 带动定时器日新月异。我们在日常生活中，经常碰到一些需要定时器的事情， 凡是需 要定时器的地方都会有单片机的身影。单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化 和智能化，有利于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减 少能源和材料的浪费，保证安全等等。现在市场上出现的定时器种类很多，包括 555这样的集成芯片定时器，还有可编 程定时器，在电子信息技术飞速发展的过程中， 单片机的应用也越来越普遍，电子这 个原本没有生命的东西越来越具有智慧了，而单片机在这里充当着“大脑”的作用， 指挥着系统完成其工作以及在

5、各种电器上使用的电子定时器，实现定时功能方法很 多，例如机械定时器就是通过发条带动齿轮驱动带傲槽的圆形动触头控制盘转动，控制电源触点的通断。安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文） 第一章家用电器的优点及运用1.1、定时器的优点定时器在家用电器领域的应用主要是为了节省能源和增加使用寿命。具体如下：（1）减少不必要的用电时间。（2 ）自动控制，能完成许多我们以前做而做不到的事情，省心省力省时间。（3）避免因忘记关掉电器电源而发生不必要的安全事故。（4）对电器通电时间科学管理，大幅度提高充电电池及各种电器的使用寿命。（5）一个定时器可以在充电、做饭、定时等不同场合使用，操作简便，一机多用。1.2定时器

6、的应用（1）出门、上班时定时热水器快捷、方便经常出门或者每天下班回来，这时一回来就想洗澡，如果一直开着热水器会不停 的加热，既不安全有费电，有了用定时器制作的开关，想它几点加热都可以办到，可 以按照自己的意愿去实现。（2 ）电饭煲定时煮饭、煲汤方便、省时间出门前淘好米、洗好菜，累了一天回来，尽管精皮力尽也有饭可吃。（3 ）定时开关饮水机省钱、安全、健康众所周知，饮用水加热六个小时就会产生致癌物质， 定时开关是最好的解决方案。 既安全又省电。（4 ）电动车定时充电省电池电动车充电时设定时间，想充多久就充多久，不会过充，可以延长电池使用寿命, 避免浪费。第二章定时器的组成及功能家用电器定时器主要由

7、静态显示电路、动态显示电路、键盘、最小系统电路和报警电路组成，但并不是所有的定时器都有显示系统和报警系统，也有一部分家用电器没有报警功能，都是一些自动定时到一定时间能自动关闭电源， 传统的定时器要通过 按键输入定时的，而随着发展，定时器的应用也越来越广泛，各种智能化性能也开始 逐步发展。第三早方案论证3.1、方案论证一方案论证一是由555电路作时基电路组成的循环定时控制器。由555电路输出的时 基信号，通过数字电路的分频，可取得多级定时控制输出。通过与继电器的相互配合， 组成可欲置开机，预制关机的自动循环定时控制器。采用 555定时器进行定时，如图 所示：IM4K1IC 0 - 01 p由55

8、5构成的定时器电路图本方案是一个由555电路作时基电路组成的循环定时控制器，由 555电路输出的时基 信号通过数字电路的分频可取得多级定时控制输出。 通过与继电器的相互配合组成可 以预制的自动循环定时控制器。如下图所示：555的内部结构图3.2万案论证二80C51单片机内部设有两个16位的可编程定时器/计数器。可编程的意思是指其功 能（如工作方式、定时时间、量程、启动方式等）均可由指令来确定和改变。在定时 器/计数器中除了有两个16位的计数器之外，还有两个特殊功能寄存器（控制寄存器 和方式寄存器）。方案二就是利用51单片机来设计编程的，采用51单片机进行定时。电路原理图如下：l+uiilp*T

9、总日日51单片机定时器总图本设计硬件电路要实现对交流大电流电源的控制、 定时时间的设定显示和到 点提醒等功能。本设计采用 ATME公司的AT89C5单片机，芯片有10脚，性价比比较 高。交流接口电路可以选择继电器控制， 也可采用可控硅控制等。本设计采用的是前 一种一一继电器控制。第四章电路设计与论证4.1、显示电路在显示电路的设计方面有两种方案，第一种是采用LCD进行适时显示，这是比较理想的方案，第二种方案是用 LED进行显示，这种方案的缺点是不能适时显示。 具体如下图所示：显示电路采用6个共阴极LED数码管。为了在定时达到分的时候能显示出时 钟在计时，两个数码管之间增加一个发光二极管，以其闪

10、烁来代表秒走动；为了使硬件电路简单，采用单片机直接驱动 LED数码管（AT89C2051输出口能吸收20mA 电流），用动态扫描法来实现LED显示，由CD4511和ULN2003组成了显示电路中 的外显与内显，下面介绍以下 CD4511和ULN2003 。4.1.1、CD4511本设计采用4511芯片作为外显，与LED连接，CD4511是一个用于驱动共阴极LED 数码管显示器的BCD码一一七段译码器，共阴LED数码管是指7段LED的阴极是连 在一起的，在应用中接地。他们连接后的特点如下：具有BCD转换、消隐和锁寸控制、七段译码器及驱动器功能的 MOS BCD 锁寸/七段译码/驱动器，弓I脚排列

11、入 图所示：lb 1413 12 11 10 9CD4511AL A2 CT BI LE A3 M GNDCD4511引脚图4.1.2、ULN2003ULN22003用来做内显，在5V的工作电压下他能与TTL和COMS电路直接相 连，可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达50mA，并且能够在关态时承受50V电压，输出还可以在 高负载电流并行运行。ULN2003是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品，具有电流增益高、工作电 压温度范围带负载能力强等特点，适应于各类要求高速大功率驱动的系统。4.2、控制电路控制电路是定时器运行的核心部件，起着

12、控制定时器所有运行状态的作用，由继 电器和三极管9014和其他一些器件组成，具体如下图所示：控制电路9014是NPN型三极管，发射极接地，继电器线圈一端接正电源，一端接集电极, 基极接-10左右的电阻再接单片机9脚。用继电器的触头接点去控制发光管。继电器是电路中的控制器件，当输入量达到规定植时，继电器可以使被控制的输 出电路导通或断开，继电器及非电量继电器的特点有：工作稳定、使用寿命长、体积 小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。他具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，他实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动

13、开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。4.3、复位电路无论使用那种单片机都要涉及到单片机的设计。而单片机复位电路设计的好坏， 直接影响到整个系统工作的可靠性。复位电路图如下图所示：+51併电阻R9给电容C2充电，电容的电压缓慢上升直到 VCC，没到VCC时芯片复位 脚近似低电平，于是芯片复位，接近 VCC时芯片复位脚近似高电平，于是芯片停止 复位，复位完成。单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是RST引脚输入到芯片内 的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个

14、高电平并维持个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并 将系统复位。4.4、报警电路报警电路采用普通的5V成品蜂鸣器，如下图所示：报警电路蜂鸣器的特点；损耗电流低、音量输出高、音质清晰透彻、体积小、重量轻、无 电磁及射频的干扰。可以用在各式报警器蜂鸣、手机蜂鸣器、玩具蜂鸣器、各式家用 电器蜂鸣器。第五章软硬件系统的调试5.1、硬件调试MCS-51的振荡器输入分别由引脚19（XTAL1 ）和引脚（XTAL2 ）来完成。只要 将这两个引脚外接有英晶体和陶瓷电容，就可与CPU内部组成完整的振荡电路。MCS-51的一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡器周期，因此 一个机器

15、周期共有12个振荡周期。 安徽工贸职业技术学院毕业设计(论文)5.2软件调试KeilC51仿真器是一款利用KeilC51的IDE集成开发环境作为仿真环境的廉价仿真器, 是利用SST公司具有IAP功能的单片机SST89C58制作而成，主要是利用了 SST89C58 的IAF功能.调试的主要方法：启动新建一个工程,projectNew project,选择我们要保存的文件夹后，键入Frist保存.直接弹出CPU类型选择框，我们选择我们最常用的AT89C51,按确定.在工程中加入文件.建一个新文件,文件菜单File New，我们再选择：文件菜 单File Save As。(另寸为)弹出对话框后，我们

16、文件名框中键入 File.c (注 意文件后缀名是.c)，保存.c文件就好了。现在我们把文件加入到程序中，点击Target1 前面的 + 号，右键单击 Source Group1 选择 Add Files to Group 。安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文） 附件:wG|和 1ST 申5T#i Hl BBSr- w i l * -家用电器定时器原理图00RHfT参考文献：1、胡汉才，单片机原理及其接口技术，北京，清华大学出版社，2004 （第二版）2、 赵德安等，单片机原理与应用，北京，机械工业出版社，20043、 赵晓安等，MCS-51单片机原理与应用，天津，天津大学出版社，2001-3

17、 第一版4、赵亮等，单片机C语言编程与实列，北京，人民邮电出版社5、何立民，MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术，北京，北 京航空航天大学出版社6、张洪润等，单片机应用技术教程，北京，清华大学出版社7、 夏继强，单片机实验与实践教程，北京，北京航空航天大学出版社，20018、徐惠民、安德宁，单片微型计算机原理接口与应用，第一版，北京，北京9、李叶紫，MCS-51单片机应用教程，北京，清华大学出版社10、邹应金，51系列单片机原理与实验教程，西安，西安电子科技大学出版社11、郝建国，单片机在电子电路设计中的应用，北京，清华大学出版社12、万光毅，单片机实验与实践教程，北京，北京航空航天大学出版社致谢时间如流水般飞快，不知不觉三年的大专就要画个句号了。 回首过去。心情异常 激动，有太多的任何事值得我记忆和留恋。 首先让我以最诚挚的感谢给予我的大学辅 导员崔老师，她不仅是我的老师也是我生活中的引路人，在各方面都对我以正确的方 向指引到了路。尤其是对我这一阶段的论文撰写给予极大的支持帮助。在此借机我要向指导老师致以诚挚的谢意。我还要感谢我的同班同学，我的班主任，以及给与我帮助的任何一位好心人。 我 的同学岳彩丽，吴倩，王满，黄从彩，杜丽霞，刘方敏，朱慧，李翠，殷奇，方琴磊， 李军，陶亚飞等等对我工作学习上的帮助。在即将毕业之