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单片机控制继电器设计说明书.doc
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单片机控制继电器设计说明书
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1
目录
1 引言………………………………………………………… (2)
2 软件流程图………………………………………………… (3)
3 系统总体设计原理………………………………………… (3)
4 硬件部分结构功能介绍…………………………………… (4)
5 系统设计预期目标……………………………………… (8)
6 设计程序……………………………………………………(8)
7 小结………………………………………………………… (32)
8 参考文献……………………………………………………(32)
9 原理图………………………………………………………(33)
2
1 引言
现代自动控制设备中,都存在一个电子电路一电气电路的互相连接问题,一方面
要是电子电路的控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。电子继电器便能起到这一桥梁作用。
如何设计一种投资少,简单易行,仅仅只是在现在的设备基础之上稍加改造,又
能从根本上解决对继电器的控制问题的电路呢?
摘要
本实验是基于 AT89S52 所设计的,通过单片机的平 P1 口引脚输出低(高)电平
时,三极管 Q1 和 Q2 饱和导通(截止),+5V 电源加到继电器线圈两端,继电器吸合
(释放),同时状态指示灯发光二极管也点亮(熄灭),继电器的常开触点闭合(释
放),相当于开关闭合(断开)。
关键词:AT89S51 HK4100F 电磁继电器
3
2 继电器控制
设计目的:掌握用继电器的基本方法和编程
设计要求:利用 P1 口输出高低电平,控制继电器的开合,以实现对 8 个外部电路
的开关控制,每个通道用一个按键控制,并且要有 LED 数码管状态显示开关状态,
要求有光电隔离。
理论设计部分,根据指定的题目完成硬件与软件的设计(该部分也可以制作实物,
实验室提供条件)。
2. 实践部分,由指导老师提供包括流水灯、交通灯、显示器、键盘、A/D、D/A
等电路的单片机综合应用系统的印刷电路板与板中需要的元器件,每位同学完成一块
综合应用系统板的焊接与硬件、软件调试,相关控制程序由同学自己编写。
流程图
4
3 第 1 章、硬件部分结构功能简介:
用单片机控制与三极管相连的 I/O 口的输出电平,接通或关闭相应的三级管,达
到使继电器吸合或断开。从而起到以弱控强的目的。
1.1 单片机介绍
将微处理器(CPU)、存储器、I/O 接口电路和相应的实时控制器件集成在一块芯
片上的单片机微型计算机,简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。
因此,单片机只需要和适当的软件与外部设备相组合,便可成为一个单片机控制系统。
单片机主控电路的主要元件是 AT89S51 单片机,其外型如下图(图 1.1):
图 1.1
AT89C51 是低功耗,高性能 CMOS8 位单片机,片内含 4kbytes 的可系统编程的
Flash 只读程序存储器,器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼
容标准 8051 指令系统及引脚。它集 Flash 程序存储器既可在线编程(ISP)也可用传
统方法进行编程及通用 8 位微处理器于单片芯片中,ATMEL 公司的功能强大,低价
位 AT89S51 单片机可为您提供许多高性能价比的应用场合,可灵活应用于各种控制
领域。
1.2 AT89C51 单片机的主要性能参数和主要引脚
1.2-1 主要性能参数
与单片机产品兼容 4k 字节在系统可编程 Flash 存储器、1000 次擦写周期、全
静态操作:0Hz~33Hz、三级加密程序存储器、32 个可编程 I/O 口、三个 16 位定时器
/计数器、八个中断源、全双工 UART 串行通道低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断
可唤醒看门狗定时器,双数据指针、掉电标识符。
1.2-2 AT89C51 单片机芯片内部结构简介
1)、中央处理器:
中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是 8 位数据宽度的处理器,能处
5
理 8 位二进制数据或代码,CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,
完成运算和控制输入输出功能等操作。
2)、数据存储器(内部 RAM):
数据存储器用于存放变化的数据。AT89C51 中数据存储器的地址空间为 256 个
RAM 单元,但其中能为数据存储器供用户使用的仅有前面 128 个,后 128 个被专用
寄存器占用。
3)、程序存储器(内部 ROM):
程序存储器用于存放程序和固定不变的常数等。通常采用只读存储器,且其又多
种类型,在 51 系列单片机中全部采用闪存。AT89C51 单片机内部配置了 4KB 闪存。
4)、定时/计数器(ROM)
用于实现定时和计数功能。AT89C51 共有 2 个 16 位定时/计数器
5)、并行输入输出(I/O)口:
8051 共有 4 组 8 位 I/O 口(P0、P1、P2 或 P3),用于对外部数据的传输。每个
口都由 1 个锁存器和 1 个驱动器组成。它们主要用于实现与外部设备中数据的并行输
入与输出,有些 I/O 口还有其他的功能。
6)、全双工串行口:
AT89C51 内置一个全双工串行通信口,用于与其他设备间的串行数据传送,该
串行口既可以用于异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。
7)、时钟电路:
时钟电路的作用是产生单片机工作所需要的时钟脉冲序列。
8)、中断系统:
中断系统的作用主要是对外部或内部的终端请求进行管理与处理。AT89C51 共
有 5 个中断源,其中有 2 个外部中断源和 3 个内部中断源。
每个 51 单片机处理周期包括 12 个时钟周期,每 12 个时钟周期用来完成一个操
作,如取指令等。指令执行时间为时钟频率除以 12 后取倒数。如果系统时钟频率是
11.059MHZ,则除以 12 后就得到了每秒执行的指令为 921583 条,再取倒数将得到每
条指令所需要的时间为 1.085us。
图 1-3 51 单片机的基本结构
1.2-3 主电源引脚
VCC (40 脚):接+5V 电源正极。
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omyligaga
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