基于单片机的定时器的设计
基于单片机的定时器的设计[20200211152821]
摘 要
21世纪随着电子行业发展迅速，自动化产品广泛应用，单片机、定时器等一系列自动化产品已被应用到生活的各个领域。单片机具有体积小，功耗低，价格实惠，并且功能强等特点，因此被广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集以及家用电器等各个领域。单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本系统采用AT89C52、DS1302万年时钟芯片以及液晶显示器等设计一个定时器，以路灯为控制对象。定时器实现了能根据实际光线条件控制路灯亮灭以及通过内部设计自动定时开关路灯开关的功能。在设计中，采用万年历芯片DS1302控制时间，并通过LCD液晶显示显示当前时间，设置四个并行口输入开关，可以设置当前时间，并手动控制路灯开关。
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关键字:定时器单片机路灯设计TimerSystemDesignBasedonSingle-chip
Keywords：timer singlecphip lamp design目 录
第1章 绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 定时器用于路灯控制的研究现状 1
1.3 论文主要内容 2
第2章 系统模块介绍 3
2.1 光敏电阻 3
2.2 模数转换器 3
2.3 单片机AT89C52 4
2.4 DS1302万年历芯片介绍 5
2.5 LCD1602液晶显 6
2.6 光耦继电器 8
2.7 本章小结 8
第3章 硬件电路设计 9
3.1 单片机最小系统电路 10
3.2 按键设置电路 11
3.3 数据采集及A/D转换电路 12
3.4 DS1302时间芯片电路 13
3.5 LCD1602显示电路 14
3.6 输出电路 15
3.7 本章小结 15
第4章 软件设计 16
4.1 主程序 16
4.2 DS1032数据传输 18
4.3 LCD1602数据显示 18
4.4 光照度采集 19
4.5 自动开关灯 21
4.6 键盘输入 22
4.7 本章小结 24
第5章 系统调试及结果分析 25
5.1 自动开关灯调试 25
5.2 按键设置时间的调试 26
5.3 光照控制调试 28
5.4 数据采集仿真调试 28
5.5 调试结果分析 29
总结与展望 30
参考文献 31
附录 32
附件1 32
附件2 33
致谢 44
第1章 绪论
本设计是以AT89C52单片机为核心，同时利用光敏电阻、ADC0832模数转换器、DS1302万年时钟芯片及LCD1602液晶显示屏构成的24小时制自动路灯控制系统。设计要求该控制系统不仅具有依照季节变化定时开关灯的基本功能，还要求依据光照强度控制路灯开关，这样即使在极端天气中（比如日食，骤雨等天气）可以及时打开路灯，便于交通。该系统，如果需要调节当前时间，可以通过按键设置调节时间，如果需要设置定时开关时间，需在软件程序上改变数组中定义的时间。
1.1 选题背景及意义
随着科技的飞速发展，自动化已被应用到生活的各个领域，单片机的应用正在不断地走向人们的生活。定时、延时装置在工业控制中已被广泛的应用。自动化的应用，减少了车间内的人力资源投入，同时也安全了生产过程，提高了生产效率。如今城市现代化建设的步履不断加快，城市照明及城市亮化工程的要求也越来也高。建设美丽城市，如何充分利用高科技手段将人工管理的最简化、同时消耗电能的最低化成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。
本设计依托单片机为核心，主要调用单片机的定时器功能，采用C语言编程实现路灯的控制。该系统主要由光感控制输入装置、按键调节设置装置、单片机、时钟万年历芯片和显示器组成。按键调节光敏控制或自动内部程序控制亮灭，实现能在天黑的时候自动打开路灯，天亮后又自动熄灯，同时当碰到恶劣天气，天突然暗下来来后，路灯会自动打开。通过自动控制电路有效的节约了能源，同时减少了人力和物力的浪费。
1.2 定时器用于路灯控制的研究现状
目前，市场上普遍采用的路灯控制技术主要有人工干预控制、时钟控制和DDS独立控制技术。人工干预控制系统，即人为控制开关实现路灯控制，具有一定的应变能力，但是管理难度大、安全系数低且工作量大；时钟控制系统，即设计定时开关灯，这样一般状况下可免除人干预，工作量降低，成本较低，但是其应变能力较差；DDS独立控制技术，是在每个路灯的线路上加装控制检测器，该系统高程度自动化，高应变能力，提供多样的工作模式，并可检测路灯故障，但是造价高昂，施工难度大。
目前市场上用的比较广泛的是时钟控制路灯电路，这样投资建造的成本较低，同时可以节约人力需求。本设计基于单片机设计时钟电路，在其每天定时开关的一个基础上，添加了光感模块，这样可以控制路灯在亮度较低的时候也可以依据光照强度自动开启路灯。
1.3 论文主要内容
该设计基于单片机的定时器的设计。要求设计一个定时器，以路灯为控制对象，实现可根据季节变化自动开关灯，同时又可以依据光照度变化来控制路灯开关的功能。设计中设有四个按键，用来调节当前时间和手动控制路灯开关。这样一个自动照明控制系统，明显的节约了能源和人力资源的同时也提供了人性化的服务。该设计是以单片机为核心，通过对定时器的控制从而实现路灯自动开关。系统装置主要由光敏电阻、A/D转换器、万年时钟芯片、LCD1602液晶显示和单片机组成。
论文主要分为五大部分。第一章节绪论，简单说明课题的一个背景、现状以及论文的主要内容；第二章节系统模块介绍，就设计中用到的模块进行分块说明；第三章节硬件电路设计，对各个模块进行硬件电路设计；第四章节软件设计，对各模块进行编程软件设计；第五章节详细说明调试过程及结果分析。
第2章 系统模块介绍
本设计是基于单片机的一个定时设计。实现了一个光照采集，依据光照判断实施自动开关灯，同时可在一年内自动依据季节定时开关灯，并且同时可以调节设置当前时间。系统的硬件部分由：光敏电阻、模数转换器，单片机AT89C51，DS1302万年历芯片，LCD液晶显示器，光耦，变压器等。软件通过C语言编程实现。
2.1 光敏电阻
平时常用的定值电阻，受到光照后阻值不会发生变化；而光敏电阻由于其材料和结构与定值电阻不一样，其阻值对光的变化则非常敏感。光敏电阻是在陶瓷基片上沉淀一层光敏半导体，再接上两根引线做电极制成的。当光线照射到光敏电阻半导体薄层上，半导体的内部载流子数量发生变化，从而使光敏电阻值发生变化。光照越强，电阻中光照产生的载流子就会越多，载流子在外加电场的作用下漂移运动，从而使光敏电阻值迅速下降。
2.2 模数转换器
ADC0832是一种8位分辨率、双通道的A/D转换芯片。它体积小，兼容性强，性价比较比高，目前已经有很高的普及率。ADC0832芯片的输入、输出电平与TTL/CMOS相兼容；工作频率为250KHz，转换时间为32uS，具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性强。ADC0832芯片管脚如图2.1所示。
图2.1 ADC0832管脚图
ADC0832的各管脚接口说明如下表2-1。
表2-1 ADC0832管脚说明
管脚接口 使用说明
CS 片选使能，低电平芯片使能
CHO 模拟输入通道0，或作为1N+/.使用
CH1 模拟输入通道1，或作为1N+/.使用
GND 芯片参考0电位
D1 数据信号输入，选择通道控制
D0 数据信号输出，转换数据输出
CLK 芯片时钟输入
Vcc/REF 电源输入及参考电压输入
摘 要
21世纪随着电子行业发展迅速，自动化产品广泛应用，单片机、定时器等一系列自动化产品已被应用到生活的各个领域。单片机具有体积小，功耗低，价格实惠，并且功能强等特点，因此被广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集以及家用电器等各个领域。单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本系统采用AT89C52、DS1302万年时钟芯片以及液晶显示器等设计一个定时器，以路灯为控制对象。定时器实现了能根据实际光线条件控制路灯亮灭以及通过内部设计自动定时开关路灯开关的功能。在设计中，采用万年历芯片DS1302控制时间，并通过LCD液晶显示显示当前时间，设置四个并行口输入开关，可以设置当前时间，并手动控制路灯开关。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:定时器单片机路灯设计TimerSystemDesignBasedonSingle-chip
Keywords：timer singlecphip lamp design目 录
第1章 绪论 1
1.1 选题背景及意义 1
1.2 定时器用于路灯控制的研究现状 1
1.3 论文主要内容 2
第2章 系统模块介绍 3
2.1 光敏电阻 3
2.2 模数转换器 3
2.3 单片机AT89C52 4
2.4 DS1302万年历芯片介绍 5
2.5 LCD1602液晶显 6
2.6 光耦继电器 8
2.7 本章小结 8
第3章 硬件电路设计 9
3.1 单片机最小系统电路 10
3.2 按键设置电路 11
3.3 数据采集及A/D转换电路 12
3.4 DS1302时间芯片电路 13
3.5 LCD1602显示电路 14
3.6 输出电路 15
3.7 本章小结 15
第4章 软件设计 16
4.1 主程序 16
4.2 DS1032数据传输 18
4.3 LCD1602数据显示 18
4.4 光照度采集 19
4.5 自动开关灯 21
4.6 键盘输入 22
4.7 本章小结 24
第5章 系统调试及结果分析 25
5.1 自动开关灯调试 25
5.2 按键设置时间的调试 26
5.3 光照控制调试 28
5.4 数据采集仿真调试 28
5.5 调试结果分析 29
总结与展望 30
参考文献 31
附录 32
附件1 32
附件2 33
致谢 44
第1章 绪论
本设计是以AT89C52单片机为核心，同时利用光敏电阻、ADC0832模数转换器、DS1302万年时钟芯片及LCD1602液晶显示屏构成的24小时制自动路灯控制系统。设计要求该控制系统不仅具有依照季节变化定时开关灯的基本功能，还要求依据光照强度控制路灯开关，这样即使在极端天气中（比如日食，骤雨等天气）可以及时打开路灯，便于交通。该系统，如果需要调节当前时间，可以通过按键设置调节时间，如果需要设置定时开关时间，需在软件程序上改变数组中定义的时间。
1.1 选题背景及意义
随着科技的飞速发展，自动化已被应用到生活的各个领域，单片机的应用正在不断地走向人们的生活。定时、延时装置在工业控制中已被广泛的应用。自动化的应用，减少了车间内的人力资源投入，同时也安全了生产过程，提高了生产效率。如今城市现代化建设的步履不断加快，城市照明及城市亮化工程的要求也越来也高。建设美丽城市，如何充分利用高科技手段将人工管理的最简化、同时消耗电能的最低化成为当前照明控制领域一个新的和紧要的课题。
本设计依托单片机为核心，主要调用单片机的定时器功能，采用C语言编程实现路灯的控制。该系统主要由光感控制输入装置、按键调节设置装置、单片机、时钟万年历芯片和显示器组成。按键调节光敏控制或自动内部程序控制亮灭，实现能在天黑的时候自动打开路灯，天亮后又自动熄灯，同时当碰到恶劣天气，天突然暗下来来后，路灯会自动打开。通过自动控制电路有效的节约了能源，同时减少了人力和物力的浪费。
1.2 定时器用于路灯控制的研究现状
目前，市场上普遍采用的路灯控制技术主要有人工干预控制、时钟控制和DDS独立控制技术。人工干预控制系统，即人为控制开关实现路灯控制，具有一定的应变能力，但是管理难度大、安全系数低且工作量大；时钟控制系统，即设计定时开关灯，这样一般状况下可免除人干预，工作量降低，成本较低，但是其应变能力较差；DDS独立控制技术，是在每个路灯的线路上加装控制检测器，该系统高程度自动化，高应变能力，提供多样的工作模式，并可检测路灯故障，但是造价高昂，施工难度大。
目前市场上用的比较广泛的是时钟控制路灯电路，这样投资建造的成本较低，同时可以节约人力需求。本设计基于单片机设计时钟电路，在其每天定时开关的一个基础上，添加了光感模块，这样可以控制路灯在亮度较低的时候也可以依据光照强度自动开启路灯。
1.3 论文主要内容
该设计基于单片机的定时器的设计。要求设计一个定时器，以路灯为控制对象，实现可根据季节变化自动开关灯，同时又可以依据光照度变化来控制路灯开关的功能。设计中设有四个按键，用来调节当前时间和手动控制路灯开关。这样一个自动照明控制系统，明显的节约了能源和人力资源的同时也提供了人性化的服务。该设计是以单片机为核心，通过对定时器的控制从而实现路灯自动开关。系统装置主要由光敏电阻、A/D转换器、万年时钟芯片、LCD1602液晶显示和单片机组成。
论文主要分为五大部分。第一章节绪论，简单说明课题的一个背景、现状以及论文的主要内容；第二章节系统模块介绍，就设计中用到的模块进行分块说明；第三章节硬件电路设计，对各个模块进行硬件电路设计；第四章节软件设计，对各模块进行编程软件设计；第五章节详细说明调试过程及结果分析。
第2章 系统模块介绍
本设计是基于单片机的一个定时设计。实现了一个光照采集，依据光照判断实施自动开关灯，同时可在一年内自动依据季节定时开关灯，并且同时可以调节设置当前时间。系统的硬件部分由：光敏电阻、模数转换器，单片机AT89C51，DS1302万年历芯片，LCD液晶显示器，光耦，变压器等。软件通过C语言编程实现。
2.1 光敏电阻
平时常用的定值电阻，受到光照后阻值不会发生变化；而光敏电阻由于其材料和结构与定值电阻不一样，其阻值对光的变化则非常敏感。光敏电阻是在陶瓷基片上沉淀一层光敏半导体，再接上两根引线做电极制成的。当光线照射到光敏电阻半导体薄层上，半导体的内部载流子数量发生变化，从而使光敏电阻值发生变化。光照越强，电阻中光照产生的载流子就会越多，载流子在外加电场的作用下漂移运动，从而使光敏电阻值迅速下降。
2.2 模数转换器
ADC0832是一种8位分辨率、双通道的A/D转换芯片。它体积小，兼容性强，性价比较比高，目前已经有很高的普及率。ADC0832芯片的输入、输出电平与TTL/CMOS相兼容；工作频率为250KHz，转换时间为32uS，具有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性强。ADC0832芯片管脚如图2.1所示。
图2.1 ADC0832管脚图
ADC0832的各管脚接口说明如下表2-1。
表2-1 ADC0832管脚说明
管脚接口 使用说明
CS 片选使能，低电平芯片使能
CHO 模拟输入通道0，或作为1N+/.使用
CH1 模拟输入通道1，或作为1N+/.使用
GND 芯片参考0电位
D1 数据信号输入，选择通道控制
D0 数据信号输出，转换数据输出
CLK 芯片时钟输入
Vcc/REF 电源输入及参考电压输入
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