单片机的可编程编程多功能电子定时器
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2课题研究的重点及解决思路 2
1.3课题设计将要实现的基本功能 2
1.4 论文总体流程图 3
第二章 硬件电路设计 4
2.1系统设计目标 4
2.2 系统的组成和工作原理 4
2.3 硬件系统的总体框图 4
2.4 最小系统 5
2.5 微处理器 6
2.6 温度采集电路 6
2.7 LCD接口电路 8
2.8 时钟电路 10
2.9 独立式键盘 12
2.10 继电器电路 13
2.11 小结 14
第三章 系统软件设计 15
3.1 主程序流程图 15
3.2 键盘子程序 16
3.3 温度采集电路子程序 17
3.4 时钟电路 18
3.5 LCD显示程序 19
3.6小结 21
第四章 软硬件调试 22
4.1 硬件调试 22
4.2 软件调试 22
4.3 小结 22
结束语 23
致谢 24
参考文献 25
附录一、电路总原理图 26
附录二、源程序 27
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
时间是事件发生过程的计量，而如何定义不同的时刻就用到了相应的定时工具——定时器。追古溯今，人类自有时间的概念开始就对时间有了定时的方法，最开始的人类就根据一个昼夜的轮回定义了一天的时间，并且将一天的轮回作为天然的定时器，日出而作，日落而息。随着历史的发展，越来越多不同的定时器作用在了人类的文明之中，并发挥着不可替代的功效。而电子定时器的出现及应用对人类的生产生活更是产生了举足轻重的作用。
电子定时器的出现要归功于在生活生产中不可忽视的两大要素，节能与安全。
依照世界能源委员会在公元1979年时想到的方案，节能就是选用技术上可靠，经济方面合适，自然环境与社会环境可承受的全
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部方法，提升能源资源在各方面的使用效率。而这，也正是电子定时器所能实现的功能。
基于单片机的电子定时器，是一种较为实用的基于单片机的设计，具有设备空间小，操作能力强，功耗低，可应对多种情境，扩展性强大和使用快捷等特点，而基于单片机构成的电子定时器系统，可以应用于生活生产中的电源开关断，并具备强效而稳定的定时功能，对于需要在日常生活生产中需要定时开关断的相应方面，如学生宿舍定时供断电，公共场所热水设备的定时供断电等都有极强的应用性。
目前，单片机被越来越广泛地应用于人类生活的各个方面，与人们的生活更是有着越来越分不开的联系，而电气工程及其自动化这样一个专业是能够用来培养能够从事设计制造，实验分析，电力电子技术，系统运行，研制开发，自动控制技术，以及可以在电子业生产管理线上具备良好计算机操作能力水平的应用型人才，通过电气工程及其自动化这个专业我们可以对于单片机的了解与开发有更好的理解和认知，可以更好的符合专业的要求，随着单片机性能的不断提高，价格的不断降低，技术的不断成熟，电气工程及其自动化专业可以相对容易的自行搭建开发环境，并通过对单片机的学习开发过程中更加良好的掌握单片机开发技术，而基于单片机的电子定时器的开发则是兼有实用与创新的双重意义。
电子定时器系统开发的最终目的是能够设计设置使家用电器定时开关，用来实现节能，较少电器损坏，控制通电时间等功能。
1.2课题研究的重点及解决思路
研究重点：
基于单片机的可编程编程多功能电子定时器的设计与调试
解决思路：
通过设计，以电子电路知识为基础，了解学习单片机的液晶显示模块，时钟显示模块，继电器关断模块，矩阵键盘模块，定时器计数器模块，综合运用以上各个模块构成了该次的主题——基于单片机的可编程编程多功能电子定时器。
1.3课题设计将要实现的基本功能
具备最基本的时间显示功能，同时拥有温度显示功能，可以通过键盘设置和调整时间，可以通过键盘设置和调整每周的工作时间且每周往复，可以设置温度过热保护的值，当温度高于一定值时，将报警，直到温度低于报警值。
1.4 论文总体流程图
论文总体流程图如图1.4.1所示
图1.4.1 论文总体流程图
第二章 硬件电路设计
2.1系统设计目标
本设计要求以单片机为控制核心，以时钟模块并定义开关断设置，加之温度报警模块组成能够通过独立键盘定义设置的可关断电子定时器，并通过显示屏显示具体数据进行直观反馈。
2.2 系统的组成和工作原理
硬件系统主要有数据采集，数据分析，数据输出三部分组成。
数据采集：温度传感器，键盘模块。
数据分析：由单片机基本系统组成。
数据输出：由LCD液晶显示屏，继电器控制电路，蜂鸣器控制电路构成。
2.3 硬件系统的总体框图
系统硬件框图如图2.3.1所示。
图2.3.1 硬件系统总体框图
2.4 最小系统
电源：电源是任何电子设备必须具备的基本，是电器设备工作的动力之源。
方案要求：
在本设计中，需要对各系电路供电以维持设计的整体运行。
方案选择原因：
USB作为调试供电对整个系统供电。
最小系统电路图如图2.4.1所示
图2.4.1 最小系统电路图
复位电路：复位电路可将系统恢复到初始状态。
方案要求：该系统在使用前应当进入初始状态，这要求我们需要对设计加入复位电路。
方案选择原因：考虑到实际情况，自动复位和按钮复位将是设计中采用的复位方式。
复位电路起到一种把整个电路恢复到起始状态的作用
手动按钮复位
输入端RST上施加一个高电平是手动按钮用来复位的方法。这样的方法是要在RST端和正电源端连接一个按钮，通过按钮被按下时，将5V电平加到复位端。手动按钮复位的电路图如图2.4.1所示。及时人的动作再快也会出现按钮依然接通数十毫秒的状态，所以，可以实现时间上的复位要求。
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2课题研究的重点及解决思路 2
1.3课题设计将要实现的基本功能 2
1.4 论文总体流程图 3
第二章 硬件电路设计 4
2.1系统设计目标 4
2.2 系统的组成和工作原理 4
2.3 硬件系统的总体框图 4
2.4 最小系统 5
2.5 微处理器 6
2.6 温度采集电路 6
2.7 LCD接口电路 8
2.8 时钟电路 10
2.9 独立式键盘 12
2.10 继电器电路 13
2.11 小结 14
第三章 系统软件设计 15
3.1 主程序流程图 15
3.2 键盘子程序 16
3.3 温度采集电路子程序 17
3.4 时钟电路 18
3.5 LCD显示程序 19
3.6小结 21
第四章 软硬件调试 22
4.1 硬件调试 22
4.2 软件调试 22
4.3 小结 22
结束语 23
致谢 24
参考文献 25
附录一、电路总原理图 26
附录二、源程序 27
第一章 绪论
1.1课题研究的背景和意义
时间是事件发生过程的计量，而如何定义不同的时刻就用到了相应的定时工具——定时器。追古溯今，人类自有时间的概念开始就对时间有了定时的方法，最开始的人类就根据一个昼夜的轮回定义了一天的时间，并且将一天的轮回作为天然的定时器，日出而作，日落而息。随着历史的发展，越来越多不同的定时器作用在了人类的文明之中，并发挥着不可替代的功效。而电子定时器的出现及应用对人类的生产生活更是产生了举足轻重的作用。
电子定时器的出现要归功于在生活生产中不可忽视的两大要素，节能与安全。
依照世界能源委员会在公元1979年时想到的方案，节能就是选用技术上可靠，经济方面合适，自然环境与社会环境可承受的全
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
部方法，提升能源资源在各方面的使用效率。而这，也正是电子定时器所能实现的功能。
基于单片机的电子定时器，是一种较为实用的基于单片机的设计，具有设备空间小，操作能力强，功耗低，可应对多种情境，扩展性强大和使用快捷等特点，而基于单片机构成的电子定时器系统，可以应用于生活生产中的电源开关断，并具备强效而稳定的定时功能，对于需要在日常生活生产中需要定时开关断的相应方面，如学生宿舍定时供断电，公共场所热水设备的定时供断电等都有极强的应用性。
目前，单片机被越来越广泛地应用于人类生活的各个方面，与人们的生活更是有着越来越分不开的联系，而电气工程及其自动化这样一个专业是能够用来培养能够从事设计制造，实验分析，电力电子技术，系统运行，研制开发，自动控制技术，以及可以在电子业生产管理线上具备良好计算机操作能力水平的应用型人才，通过电气工程及其自动化这个专业我们可以对于单片机的了解与开发有更好的理解和认知，可以更好的符合专业的要求，随着单片机性能的不断提高，价格的不断降低，技术的不断成熟，电气工程及其自动化专业可以相对容易的自行搭建开发环境，并通过对单片机的学习开发过程中更加良好的掌握单片机开发技术，而基于单片机的电子定时器的开发则是兼有实用与创新的双重意义。
电子定时器系统开发的最终目的是能够设计设置使家用电器定时开关，用来实现节能，较少电器损坏，控制通电时间等功能。
1.2课题研究的重点及解决思路
研究重点：
基于单片机的可编程编程多功能电子定时器的设计与调试
解决思路：
通过设计，以电子电路知识为基础，了解学习单片机的液晶显示模块，时钟显示模块，继电器关断模块，矩阵键盘模块，定时器计数器模块，综合运用以上各个模块构成了该次的主题——基于单片机的可编程编程多功能电子定时器。
1.3课题设计将要实现的基本功能
具备最基本的时间显示功能，同时拥有温度显示功能，可以通过键盘设置和调整时间，可以通过键盘设置和调整每周的工作时间且每周往复，可以设置温度过热保护的值，当温度高于一定值时，将报警，直到温度低于报警值。
1.4 论文总体流程图
论文总体流程图如图1.4.1所示
图1.4.1 论文总体流程图
第二章 硬件电路设计
2.1系统设计目标
本设计要求以单片机为控制核心，以时钟模块并定义开关断设置，加之温度报警模块组成能够通过独立键盘定义设置的可关断电子定时器，并通过显示屏显示具体数据进行直观反馈。
2.2 系统的组成和工作原理
硬件系统主要有数据采集，数据分析，数据输出三部分组成。
数据采集：温度传感器，键盘模块。
数据分析：由单片机基本系统组成。
数据输出：由LCD液晶显示屏，继电器控制电路，蜂鸣器控制电路构成。
2.3 硬件系统的总体框图
系统硬件框图如图2.3.1所示。
图2.3.1 硬件系统总体框图
2.4 最小系统
电源：电源是任何电子设备必须具备的基本，是电器设备工作的动力之源。
方案要求：
在本设计中，需要对各系电路供电以维持设计的整体运行。
方案选择原因：
USB作为调试供电对整个系统供电。
最小系统电路图如图2.4.1所示
图2.4.1 最小系统电路图
复位电路：复位电路可将系统恢复到初始状态。
方案要求：该系统在使用前应当进入初始状态，这要求我们需要对设计加入复位电路。
方案选择原因：考虑到实际情况，自动复位和按钮复位将是设计中采用的复位方式。
复位电路起到一种把整个电路恢复到起始状态的作用
手动按钮复位
输入端RST上施加一个高电平是手动按钮用来复位的方法。这样的方法是要在RST端和正电源端连接一个按钮，通过按钮被按下时，将5V电平加到复位端。手动按钮复位的电路图如图2.4.1所示。及时人的动作再快也会出现按钮依然接通数十毫秒的状态，所以，可以实现时间上的复位要求。
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