P87LPC761單片機(jī)控制的時(shí)間控制器系統(tǒng)
1.系統(tǒng)簡(jiǎn)介
該時(shí)間控制器是以P87LPC761單片機(jī)為核心,擴(kuò)展一片74HCl64組成的小系統(tǒng),控制一路繼電器,可以設(shè)定一天中的時(shí)間,設(shè)定繼電器的開(kāi)啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間,一共可以設(shè)定6組定時(shí),可以消除不需要的定時(shí),能夠緊急啟動(dòng);所有的設(shè)定均通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn),按鍵具有連擊功能,每個(gè)狀態(tài)都有指示燈。該時(shí)間控制器采用外部100kHz晶振,同時(shí)采用交流電供電,配以充電電池,在交流電去掉以后,進(jìn)入休閑模式,時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行。
2 硬件電路設(shè)計(jì)與分析
系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)不在硬而在低頻晶振下的軟件設(shè)計(jì)。
整個(gè)硬件電路可分為3部分:電源、鍵盤(pán)顯示和CPU部分,分別分析如下。
2.1 電源部分
把交流電轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所需的直流電。這是一個(gè)很常見(jiàn)的電源電路。為了確保去掉交流電之后,時(shí)鐘能繼續(xù)運(yùn)行,配以充電電池,在電源部分加上了充電電路。在有交流電的時(shí)候,直接利用外部電源,同時(shí)給充電電池充電,去掉交流電以后,利用充電電池做電源,進(jìn)入休閑模式。
2.2 鍵盤(pán)和顯示電路
為了節(jié)省元件,采用動(dòng)態(tài)掃描的方式來(lái)顯示時(shí)鐘,在這部分?jǐn)U展了一片74HCl64。單片機(jī)通過(guò)串行口向74HCl64發(fā)送數(shù)據(jù),在七段數(shù)碼管上顯示,每個(gè)數(shù)碼管公共端都加上了三極管,是作掃描信號(hào)的電流放大以驅(qū)動(dòng)各數(shù)碼管。
2.3 CPU部分
CPU部分是時(shí)間繼電器的核心。這主要由P87LPC761來(lái)控制。作為Philips小型封裝系列中的一員,P87LPC761是20腳封裝的單片機(jī),適合于許多要求高集成度、低成本的場(chǎng)合,可以滿足許多方面的性能要求。P87LPC761提供高速和低速的晶振以及RC振蕩方式,可編程選擇,具有較寬的操作電壓范圍,可編程I/O口線輸出模式選擇,可選擇施密特觸發(fā)輸入,LED驅(qū)動(dòng)輸出,有內(nèi)部看門(mén)狗定時(shí)器。P87LPC761采用80C51加速處理器,結(jié)構(gòu)指令執(zhí)行速度是標(biāo)隘80C51 MCU的2倍。CPU部分電路原理圖如圖3所示。
3 軟件設(shè)計(jì)
P87LPC761單片機(jī)每個(gè)機(jī)器周期為6個(gè)時(shí)鐘周期,采用100kHz晶振,每個(gè)機(jī)器周期為60/Is。根據(jù)實(shí)驗(yàn),為了保證LED看起來(lái)不閃爍,點(diǎn)亮數(shù)碼管的時(shí)間間隔不能大于24ms,一共有4個(gè)數(shù)碼管,則每?jī)蓚€(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮的時(shí)間間隔不能大于6ms。程序設(shè)計(jì)應(yīng)注意這一點(diǎn),在每?jī)纱沃袛嘀g一共有100個(gè)機(jī)器周期,很有限,據(jù)此在編程時(shí)應(yīng)遵循以下原則:
(1)程序盡量簡(jiǎn)潔主程序盡量短。
(2)中斷程序盡量短,把盡可能多的時(shí)間給其他程序。
(3)分支程序盡量多盡量短不做無(wú)用功。
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dolphin | 2014-06-12
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