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1、基于单片机的学校电源自动控制的设计,班级：控制07-1班 答辩人： 指导教师：,引言,单片机作息时间控制实现了对时间控制的智能化，摆脱了传统由人来控制时间的长短的不便，是现代学校必不可少的设备。 本设计介绍了基于STC89C52单片机为主 控单 元的智能电源管理系统，详细阐述了该系统的工作原理、控制策略及其硬件、软件实现。,选题背景,本设计主要是对电源定时开关的控制，通过对闹钟信号的检测，由单片机来控制其反应情况，使其变得智能化，使学生的作息规范化，达到节约用电和安全用电的目的。 定时器给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序
2、自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以定时为基础的。因此，研究定时器及扩大其应用，有着非常现实的意义。,设计方法,在本设计中，实时时钟随时与CPU进行数据通信，将DS12C887内部时钟信息显示在LCD1602显示模块上，DS12C887内部有闹钟寄存器，当初始化时间信息时，设置内部闹钟寄存器后，到达相应时间后DS12C887时钟芯片IRQ口发出中断信号给单片机外部中断INT0，当单片机发生中断之后，由继电器电路作出对LED灯的控制，从而达到对公寓电灯的点亮或关闭的控制，这时再把下一个闹钟时间点存到DS12C887里面去 等
3、待下一个闹钟的响应。,系统框图,系统主要由四个模块组成：主控模块STC89C52、时钟芯片DS12C887、显示模块LCD1602、继电器模块。,系统原理图,桥式整流电路,串口通信电路,继电器电路,最小系统电路,应用前景,本设计可应用于家庭、企业、商业等所有需要控制时间定时开关的场合： 1.用于控制通电时间长短如:电动自行车电池，手机电池,蓄电池的充电。 2.用于控制需定时开与关的家用电器如:电饭煲、电热毯、饮水机、空调、广告照明等。 3.需频繁通断的用电场合如花圃,草坪的间歇喷灌,鱼缸的周期性增氧过滤,喷泉等。,芯片介绍,1.主控芯片STC89C52 2.时钟芯片DS12C887 3.串口芯
4、片max232,主控芯片STC89C52,1.一个8位微处理器CPU 2.片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR 3.片内程序存储器ROM 4.两个定时/计数器T0、T1，可用作定时器，也可用以对外部脉冲进行计 数 5.四个8位可编程的并行I/O端口，每个端口既可作输入，也可作输出 6.一个串行端口，用于数据的串行通信 7.中断控制系统 8.内部时钟电路,时钟芯片DS12C887,DS12887是美国DALLAS公司生产的时钟日历芯片，具有24个引脚。 DS12887和MC146818B及DS1287管脚兼容。内部自带锂电池，在没有外部电源的情况下可工作十年。它有内部集成晶振。可计算到21
5、00年前的时、分、秒、星期、日、月、年七种日历信息，并带闰年补偿。 本系统器利用STC89C52单片机P1.5-P1.7口和DS12C87时钟芯片实现实时时钟的一种简单方法，利用该系统具有硬件结构简单、软件编程容易和价格低廉的特点。 闹钟单元的使用方法：DS12C887共有3个闹钟单元，分别为时、分、秒闹钟单元。在其中写入闹钟时间值并且在时钟中断允许的情况下，每天到该时刻就会产生中断申请信号。但这种方式每天只提供一次中断信号。,另一种方式是在闹钟单元写入C0H-FFH之间的数据，可每小时产生一次中断；在时、分闹钟单元写入C0H-FFH之间的数据，可每分钟产生一次中断；而在时、分、秒闹钟单元全部
6、写入FFH，则每秒钟产生一次中断。但这种方式也只能在整点、整分、或每秒产生一次中断。若控制系统要求的定时间隔不是整数时，则应该通过软件来调整实现。,串口芯片max232,计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，最初都是由电子工业协会（EIA）制订并发布，RS-2321962年发布，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间兼容。RS-232简单有效，在此选择用RS-232作为通信模块。 RS-232的
7、8号引脚和7号引脚对应连接接口的3号和2号口，RS232的6号脚连电容后接地，5号和4号引脚对应连接电容的正负极，3号和1号脚也对应连接1UF的电容，2号脚与16号脚连接电容和电源。,电源电路,本次设计应用的电压有+5V。220V交流电源经变压器,整流，滤波后分别进入芯片，产生+5V，这些电源的具体应用情况如下： +5V电源:单片机及外围电路所用电源 电源电路可以采用桥式整流电路,用 4 个二极管组成的桥式整流电路可以使用只有单个次级线圈的变压器，负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同。,继电器电路,现代自动控制设备中，都存在一个电子电路与电气电路的互相连接问题，一方面要使电子电路的控
8、制信号能够控制电气电路的执行元件（电动机，电磁铁，电灯等），另一方面又要为电子线路的电气电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全。电子继电器便能完成这一桥梁作用。当CPU接受到时钟电路发出的中断信号INT0时，继电器作出相应的控制。通过单片机的I/O口控制三极管，检测管脚是否有低电平，通过六个发光二极管来模拟电源的闭合或断开。六个LED灯模拟电源用电器。 本设计采用的继电器是SRD-S-105D。设计中所用到的8550三极管主要是用于开关作用，低电平导通。,软件设计,软件是系统的主要组成部分，也是整个调试的重点和难点工作。本设计采用了C语言，因为C语言更接近机器语言，可以直接存取寄存器
9、和I/O，编写的代码可以非常精确的被执行，可以编写出比一般编译系统高效的代码，可以作为不同语言或不同标准的接口。因此，依据课题设计的要求，采用C语言进行软件编程 。 C语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。C程序通常由三部分组成：指令、伪指令和宏指令。C程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一个很细微的动作，例如移动、自增 。 程序是通过串口模块下载到STC89C52芯片当中的。,主程序流程图,硬件实物图,致谢,首先，由衷地感谢我的指导老师郝纬来老师，百忙中抽时间耐心指导，提出问题所在，指引解决方向 。 同时，我要感谢黑龙江科技学院对我四年的培养，由衷地感谢所有曾经帮助过我的老师和同学，在此向你们致以深切的谢意！ 感谢各位评审老师！敬请批评指正！,