应用电子技术毕业论文基于AT89S52单片机的定时电源插座设计.doc
《应用电子技术毕业论文基于AT89S52单片机的定时电源插座设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《应用电子技术毕业论文基于AT89S52单片机的定时电源插座设计.doc(27页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、江苏信息职业技术学院毕业论文课题 定时电源插座 系 电子信息工程系 专业 应用电子技术 姓名 班级 学号 指导教师 职称 指导教师 职称 设计时间 2010.11.222011.1.8 摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。本论文是基于单片机技术原理,以单片机芯片AT89S52作为核心控制器,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,设计制作出一个定时电源。关键词:单片机;定时电源;AT89S52目录目录3
2、第一章 前言41.1设计任务41.2 总设计框图5第二章 主要元件介绍52.1 AT89S52的功能特性描述52.2 AT89S52引脚功能62.3 特殊功能寄存器72.4 数据存储器72.5 捕获方式82.6 自动重装载方式82.7波特率发生器82.8可编程始终输出92.9中断92.10时钟振荡器92.11 模式10212 Flash存储器的编程10第三章 系统设计113.1 编程方法113.2 数据查询113.3 Ready/Busy123.4 排阻123.5硬件电路图13第四章软件方案设计164.1 程序设计16总结24致谢25参考文献26附录1 总系统框图27附录2 使用说明书27第一
3、章 前言1.1设计任务1. 利用单片机设计一定时开关,在24小时内的时间里能预先设定定时范围,每天周而复始地控制用电器具的自动开启和关闭。2. 要求最少能独立控制两路220V10A的交流负载。3. 产品的成本应尽量低。4. 产品的功能应尽量多,最少应具有时间显示和校正、定时显示和设置等功能。5. 产品的质量应可靠、安全。具体性能指标如下:供电电源:220V 50Hz 使用环境温度:-10至40度功率消耗:10A 定时范围:1分钟至23小时59分任意设定最小设定单位:1分钟 最小设定间隙:1分钟 定时精度:1分钟 课定时次数:不少于1次工作坊式:连续工作制6. 设计并制作单片机控制电路,要求能够
4、显示时间、通过按键修改时间和设置定时。7. 设计并制作输出控制电路,要求能控制两路以上220V/10A的插座。8. 编写产品使用说明书。1.2 总设计框图第二章 主要元件介绍2.1 AT89S52的功能特性描述AT89S52是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含8K可反复擦写的程序存储器和12B的随机存储数据存储器(RAM),器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内配置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大的AT89S52单片机课灵活应用于各种控制领域。其主要工作特性如下:片内程序存储器含8K的Flash程序存储器,
5、可擦写寿命为1000次;片内程序存储器256字节的RAM;具有32根可编程I/O口线;具有3个可编程定时器;中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构;串行口是具有一个全双工口的可编程串行通信口;具有一个数据指针DPTR;低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式;具有可编程的3级程序锁定位;AT89S52工作电源电压为5(1+0.2)V,且典型值为5V;2.2 AT89S52引脚功能AT89S52引脚图(1)P0口:P0口是一组8位漏级开路双向I/O口,也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时,可作为高阻抗输入端
6、用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址的(低八位)和数据总线复用,在在访问期间激活内部上拉电阻。在FIASH编程时,P0 口接收指令字节, 而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。(2)P1口:P1口是一个带有内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口输出缓冲级可驱动(吸收或输出)4个TTL逻辑门电路。对端口写入“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时,可用作输入口。作为输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(ILL)。与AT89C51不同之处是,P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数2的外部计数输入(P1.0
7、/T2)和输入(P1.1/T2EX)。FLASH编程和校验期间,P1接收低八位地址。(3)P2口:P2口为一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。当端口P2写“1”, 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时,可用作输入口。作为输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(ILL)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器,(例如执行MOVX DPTR指令)时,P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器(例如执行MOVX R1指令)时,P2口输出P2锁存器的内容。FLASH编程和校
8、验时P2亦接收高位地址和一些控制信号。(4)P3口:P3是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时,它们被内部上拉为高电平并用作输入端口。此时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(ILL)。P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。(5)RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平使单片机复位。(6)ALE/PROG:当访问外部存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)的输出脉冲用于锁存地址的低8
9、位字节。一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号。因此它可对外部输出的脉冲或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如有必要,可通过对特殊寄存器(SFR)区中的8EH单元的D0位置位,可禁止ALE操作。该位置后,只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外,该引脚会被略微拉高。单片机执行外部程序时,应设置ALE禁止位无效。(7)/PSEN:程序存储允许(PSEN)是外部程序存储器选通信号。当AT89S52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次/PSEN有效即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器时,将跳过两次/P
10、SEN信号。(8)/EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密LB1被编程,复位时会锁存EA端状态。如/EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器中的指令。FLASH编程时,该引脚也加上+12V编程电源(VPP),当然这必须是该器件是使用12V编程电源(VPP)。(9)XTAL1:振荡器反相放大器的及内部时钟发生的输入器。(10)XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。 2.3 特殊功能寄存器在AT89S52片内存储器中,80H-FFH共128个单元为特殊功能寄存器(SFR)。并非所
11、有的地址都被定义,从80H-FFH共128个字节只有一部分被定义,还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的,读出的数据将不确定,而写入的数据也将丢失。不应将数据“1”写入未定义的单元,由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能,在这种情况下,复位后这些单元数值总是“0”。 AT89S52除了与AT89C51所有的定时/计数0和定时/计数1外,还增加了一个定时/计数2。定时/计数2的控制和状态位位于T2CONT2MOD,寄存器对(RCA02HRCAP2L)是定时器2在16位捕捉方式或16为自动重装载方式下的捕捉/自动重装载寄存器。2.4 数据存储器AT89S52有256个字节的内部
12、RAM,80H-FFH高128个字节与特殊功能寄存器(SFR)地址是重叠的,也就是高128个字节的RAM与特殊功能寄存器的地址死机相同的,但物理上它们是分开的。当一条指令访问7FH以上的内部地址单元时,指令中使用的寻址方式是不同的,也即寻址方式决定是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。堆栈操作也是间接寻址方式,所以,高128位数据RAM亦可作为堆栈区使用。定时器0和定时器1:AT89S52的定时器0和定时器1的工作方式与AT89C51相同。定时器2:定时器2是一个16位定时/计数器。它既可以当定时器使用,也可作为外部事件计数器使用,其工作方式由特殊功能寄存器T2C
13、ON的C/T2位选择。定时器2有三种工作方式:捕获方式,自动重装载(向上或向下计数)方式和波特率发生器方式,工作方式由T2CON的控制位来选择。定时器2由两个8位寄存器TH2和TL2组成,在定时器工作方式中,每个机器周期TL2寄存器的值加1,由于一个机器周期由12个振荡时钟构成,因此,计数速率为振荡器的1/12。在计数工作方式时,当T2引脚上外部输入信号产生由1至0的下降延时,寄存器的值加1,在这种工作方式下,每个机器周期的5SP2期间,对外部输入进行采样。若在第一个机器周期中采到的值为1,而在下一个机器周期中采到的值为0则在紧跟着的下一个机器周期的S3P1期间寄存器加1.由于识别1至0的跳变
14、需要2个机器周期(24个振荡周期),因此,最高计数速率为振荡频率的1/24。为确保采样的正确性,要求输入的电平在变化前至少保持一个完整周期的时间,以保证输入信号至少被采样过一次。2.5 捕获方式在捕获方式下,通过T2CON控制位EXEN2来选择两种方式。如果EXEN2=0,定时器2是一个16位定时器或计数器,计数溢出时,对T2CON的溢出标志TF2置位,同时激活中断。如果EXEN2=1,定时器2完成相同的操作,而当T2EX引脚外部信号发生1至0负跳变时,也出现TH2和TL2中的值分别被捕获到RCAP2H和RCAP2L中。另外,T2EX引脚信号的跳变使得T2CON中的EXF2置位,与TF2相仿,
15、EXF2也会激活中断。2.6 自动重装载方式当定时器2工作于16位自动重装载方式时,能对其编程为向上或向下计数器方式,这个功能可通过特殊功能寄存器T2CON的DCEN位(允许向下计数)来选择。复位时,DCEN位置“0”,定时器2默认设置为向上计数。当DCEN位置时,定时器2既可向上计数也可向下计数,这取决于T2EX引脚的值,当DCEN=0时,定时器2自动设置为向上计数,在这种方式下,T2CON中的EXEN2控制位有两种选择。若EXEN2=0,定时器2为向上计数至0FFFFH溢出,置位TF2激活中断,同时把16位计数寄存器RCAPL2H和RCAP2L重装载,RCAPL2H和RCAP2L的值可由软
16、件预置。若EXEN2=1,定时器2的16位重装载由溢出或外部输入端T2EX从1至0的下降沿触发。这个脉冲是EXF2置位,如果中断允许,同样产生中断。定时器2的中断入口地址是002BH-0032H。当DCEN=1时,允许定时器2向上或向下计数,如图所示。这种方式下,T2EX引脚控制计数方向。T2EX引脚为逻辑“1”时,定时器向上计数,当计数到0FFFFH向上溢出时,置位TF2,同时把16位计数寄存器RCAP2H和RCAP2L重装载到TH2和TL2中。T2EX引脚为逻辑“0”时,计数溢出,置位TF2,同时将0FFFFH数值重新装入定时寄存器中。当定时/计数器2向上或向下溢出时,置位EXF2。2.7
17、波特率发生器当T2CON中的TCLK和RCLK置位时,定时/计数器2作为波特率发生器使用。如果定时/计数器2作为发送器或接收器,其发送和接收的波特率可以是不同的,定时1用于其他功能。若RCLK和TCLK置位,则定时器2工作于波特率发生器方式。波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿,在此方式下,TH2翻转使定时器2的寄存器用RCAP2H和RCAPL中的16为数值重新装载,该数值由软件设置。在方式1和方式3中,波特率由定时器2的溢出速度根据下式确定:方式1和3的波特率=定时器的溢出率/16定时器既能工作于定时方式也能工作于计数方式,在大多数的应用中,是工作在定时方式(C/T2=0)。定时器2作为波
18、特率发生器时,与作为定时器的操作是不同的,通常作为定时器时,在每个机器周期(1/12振荡频率)寄存器的值加1,而作为波特率发生器使用时,在每个状态时间(1/2振荡频率)寄存器的值加1。波特率的计算公式如下:方式1和3的波特率=振荡频率/32*65536-(RCAP2H,RCAP2L)式中(RCAP2H,RCAP2L)是RCAP3H和RCAP2L中的16位无符号数。T2CON中的RCLK或TCLK=1时,波特率工作方式才有效。在波特率发生器工作方式中,TH2翻转不能使TF2置位,故而不产生中断。但若EXEN2置位,且T2EX端产生由1至0的负跳变,则会使EXF2置位,此时并不能将(RCAP2H,
19、RCAP2L)的内容重新装入TH2和TL2中。所以,当定时器2作为波特率发生器使用时,T2EX可作为附加的外部中断源来使用。需注意的是,当定时器2工作于波特率发生器时,作为定时器运行(TR2=1)时,并不能访问TH2和TL2。因此每个状态时间定时器都会加1,对其读写将得到一个不确定的数值。然而,对RCAP2则可读而不可写,因为写入操作将是重新装载,写入操作可能令写和重新装载出错。在访问定时器2或RCAP2寄存器之前,应将定时器关闭(清除TR2)。2.8可编程始终输出定时器2可通过编程从P1.0输出一个占空比为50%的时钟信号。P1.0引脚除了是一个标准的I/O口外,还可以通过编程使其作为定时/
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 应用 电子技术 毕业论文 基于 AT89S52 单片机 定时 电源 插座 设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3943122.html