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1、家电原理与维修课程设计可调式定时器的设计与制作姓名：曾揆宇专业：电子信息工程班级：093251学号：09325127指导老师：徐坚目录1. 摘要22. 设计目的33. 原理图44,基本电路 55实验仪器，工具，元件66焊接电路77.调试电路88电路改进及发展99对单片机做定时器的优点，和缺点1010. 总结1111. 参考文献1212. 评分表13摘要此实验为三十秒定时器。定时器是生活中比较常见的电子仪器的功能之一。在10多个课题中，算是比较常见，但又 比较实用，恰巧作者正在自学单片机，如果用单片机做的话，不失为一个学习的好机会。这个实验的难点和优点都是程序控制。因为单片机应用比较灵活，很有学
2、习价值；而又因为 它应用很灵活，所以必须学习大量的硬件知识和程序设计。最小系统，就是最简单的输出/输入构成，并且能实现最基本的运行条件，如应有供电、时 钟附属电路等。单片机的最小系统包括晶振电路复位电路和电源，这时最小系统基本组成 当然还可以添加矩阵键盘 数码管等。此实验的原理是，利用单片机的最小系统，通过锁存器74HC573控制数码管，来实现30秒 定时器的功能。本实验过程包括： 前期设计：原理图、PCB图的设计（DXP制作）C语言程序设计及HEX等相关的文件的生成（Keil软件编写）烧录程序至单片机（STC，单片机实验板）元器件的收集 实验制作：电源的设计电路板焊接 后期的整理：电路检测，
3、测算误差思路整理，记录得与失【关键词】单片机；STC89C52 ； LED数码管显示器；计时器；三极管C1008三十秒定时器设计报告单片机的初步学习与应用.i.设计目的：实现30秒定时器；训练动手能力，学习单片机的控制与制作。 ii.设计任务：1.30秒计时器功能，两位数字显示，计时时间间隔为1秒；2从1到30增计时，每次计时结束时，发光二极管闪动，蜂鸣器响，显示器显示0；3设置外部开关，可使计时器直接清零。设计要求：使用常用芯片和其他元器件等，在一块电路板上实现30秒定时器。尽量使用所学知 识。.最小系统：输九，输岀“设备岳荡电路最小系统，就是最简单的输出/输入构成，并且能实现最基本的运行条
4、件，如应有供电、时 钟附属电路等。单片机的最小系统包括晶振电路复位电路和电源，本实验最小系统只控制 数码管、发光二极管、蜂鸣器。.原理图q II1匡産I1两个基本电路： 复位电路和晶振电路VCCS1SW-PBXIJC1R110UFRSTY1IKOlT11.0592MX210KI ：SpFGNDGND复位电路：一般需要送4个时钟周期的高电平。按键后：电容器被短路放电、RST直接和VCC相连，就是高电平，此时进入“复位状态”。 松手后：电源开始对电容器充电，此时，充电电流在电阻上，形成高电平送到RST，仍然是 “复位状态”；稍后，充电结束，电流降为0,电阻上的电压也将为0，RST降为低电平，开始正
5、常工作。 晶振电路：产生一个固定频率的脉充，驱动芯片等元件工作。晶振也叫晶体振荡器，能产生振荡，其特点是固有频率十分稳定，而且震动具有多谐性, 除了奇频震动外还有奇次谐波泛音震动。性能上，晶振的品质因素Q和特性阻抗都非常高，而 且接入系数很小，因此具有很高的频率稳定度。实验仪器，工具，元件：硬件：计算机，单片机实验板，吸焊器，电烙铁，万用表等软件：Keil4 , STC , Pro tel 2004 DXP 1234567891011121314151617实验仪器,工具，元件:IC名单型号个数单片机stc89C521锁存器74HC5732数码管2位的，共阴极2晶振12MHz1电容39PF2电
6、容10UF2开关按键开关2开关波动开关1电路板10*201排阻10K欧1电阻3K欧1电阻30欧1发光二极管0.5V 亮3单片机底座40引脚1三极管C1008 npn1蜂鸣器1.焊接电路： 按照PCB图安置元件，尽量减小导线长度，布局要合理，紧凑。 收集元件：主要通过指导老师购买，还自己购买，同学相互查找。实在凑不齐的可以考虑用 其他的代替。比如：此实验中1KQ的电阻没有买到，用的是200Q代替。在满足实验原理的的 前提下，可以替代。 检测元件：因为元件有可能已损坏，或者不准确，就可能会影响电路。所以用万用表测量他 们的实际数值。其中电阻，电容，数码管，单片机底座，导线，开关都能用万用表测量，其
7、他 的因为实际实验条件的限制，不能测试和测量。比如，22PF的电容，在测量时，大小只有17PF， 所以不能用。 焊接：每焊接时都要用万用表测试是否焊接成功。焊接电路板时，布局合理紧凑，近的用锡 连接，远的用导线练级，尽量使导线裸露的长度短些。有的导线比较密集，需注意不要短路。此实验中，密集点有单片机的P0 口附近10个焊点 和锁存器74HC573-1的20个。可用万用表测试相邻的两焊点是否短路。焊接错误时，用吸焊器 把锡吸走，重新焊接。电源线有7个地线，5个+5V。导线比较多，所以要注意布局合理。因为焊点比较多，所以错误不可避免，在实验中要细心+耐心。 焊接完，要检测。用万用表检测电路是否连接
8、良好，是否短路。 注意事项：晶振，因为人体所带电磁波和人体手指电阻会破坏晶振的正常震荡，或者停振，所以程序会 跑飞或者“死机”，复位按后单片机复位，当然就正常了！ 一般晶振是不能用受碰的，我自己 做的电路，晶振引脚部位会用热熔胶封好！在晶体外壳上焊接一条线，然后接GND.需要特别注意的是，单片机的驱动能力很低。单片机输出的电压虽然容易控制，但是它的 输出电流有限，所以经常用一些方法增加它的驱动能力。此实验用到了接上拉电阻（10K的排阻）， 锁存器输出，三极管驱动这三种方法。调试电路.将电路接上稳压电源，先后执行电路的数码管定时，蜂鸣器报警，放光二极管闪动，暂停/继续定时。 看是否满足设计要求。
9、在时间误差的测试中，得到数据很接近真实数据，这是因为人的反应速度的误差，而是用 定时器的计时方式，误差是非常小的，在日常生活中一般不予考虑，但是在高精度测量时，就 很有必要了，所以我们要了解本实验的误差：2.误差原因、大小及特点产生单片机定时器溢出中断与CPU响应中断的时间误差有两个原因。一是定时器溢出中断信 号时，CPU正在执行某指令；二是定时器溢出中断信号时，CPU正在执行某中断服务程序。 由上面可以看出在执行1秒的时间过程中，本实验程序中断1次，溢出2次，所以误差厶二( t max1+2* t max2) *30= (4+8*2) *30=600s.电路改进及发展：实现定时功能，比较方便
10、的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法: 软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了 CPU时间，降低了 CPU的利用率。采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可 构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修 改，即不可编程。采用可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修 改，此种芯片定时功能强，使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行 扩展。（九）对单片机做定时器的优点，和缺点： 单片机讲求实时性，所以实时性好。 资源紧张，要求功耗低 多为针对应用的定制，功能相对单
11、一，在上面跑的软件移植性差 大多数不支持第三方软件，很多甚至没有操作系统，有的连MMU都没有。我们学生用单片机可以向嵌入式的工程应用方向发展，从事嵌入式系统的开发工作。总结其间，我熟悉了从构想设计、画电路图、分析电路、绘制PCB电路板、选择元件参数规格、 购买元件、焊接、调试到最后的外形设计等产品生产步骤以及一些方法，通过与同学的讨论， 解决了许多问题，但也出现了许多问题，比如数码管显示串连、单片机驱动低需要外加电路驱 动等，还须在以后的学习中不断地探索、学习。另外，还要多与同学讨论、研究，多向别人请 教，这样才能明白自己的迷团，学到新的东西；别人遇到的一些问题，自己也要参与解决，以 增长见识
12、。设计中，还要根据实验的实际情况，添加些额外程序来使系统更加的稳定，如开关的消震 荡（采用延迟）。程序要尽量做到由各个子程序组成，在有些程序后面最好加注释，这样在程序出错的检查过程 中可以更容易查找的到，也更简洁，更明白易懂。这次的单片机课程设计重点是理论与实际的相结合。不再只读书了。该设计从头到尾都要自己参与，熟悉了对整个设计的过程，更系统的锻炼了自己。结束语：通过本次设计，使我认识并了解了基本的设计开发过程，在这过程中，我的身边的同学 们和导师给了我很多的启示和帮助，而且我觉的对以前不了解的单片机知识有了一个更高更深 的了解。我相信我所学的东西在以后的工作学习中会起很大的作用。参考书目：1
13、 刘刚，秦永左，单片机原理及应用，北京，北京大学出版社，2006年.2 道辉，单片机系统设计与实践北京，电子工业出版社，2006年.3 门宏，电子技术快速入门图解人民邮电出版社，2006年.4 杨志忠，电子技术课程设计，南京，机械工业出版社，2008年6月.5 黎文模、段晓峰编著，Pro tel DXP电路设计与实例精解，北京，人民邮电出版社，2006.6 赵文博、刘文涛编著，单片机语言C51程序设计，北京，人民邮电出版社，2005.评分表学生姓名：曾揆宇东华理工大学长江学院课程设计评分表课程设计题目：可调式定时器的设计与制作项目内容满分实评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要
14、求（5人一题）10工作量适中，难易度合理10能 力 水 平能熟练应用所学知识，有一定杳阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分，数据准确，公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等10能体现创造性思维，或有独特见解10成果 质 量总体设计正确、合理，各项技术指标符合要求。10说明书综述简练完整，概念清楚、立论正确、技术用语准确、结论严 谨合理；分析处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰10设计说明书栏目齐全、合理，符号统一、编号齐全。 格式、绘图、 表格、插图等规范准确，符合国家标准10有一定篇幅，字符数不少于500010指导教师评语：指导教师签名：年月日100
