隨著電子技術的不斷發展,人們生活水平的不斷提高,充電型電子設備的種類和數量也跟著迅猛發展,尤其是電動車和手機。這些電子設備在給我們生活和工作帶來便捷的同時,充電的問題也使得人們不厭其煩,電動車大約需要充電8小時左右,手機大約需要充電3小時左右,然而當充電結束后,人們經常忘記拔掉電源,更有甚者給電池充電達數天,這對電池的功能和使用壽命無疑是一種破壞。介于此,筆者萌生了自己動手設計制作一個數顯可調定時器的想法,來解決一些生活中的問題。
數顯可調定時器數顯可調定時器
通過小時和分鐘的“加”“、減”按鍵對需要的定時時間進行預設,確定無誤后,按下啟動按鍵,定時開始,這時,數碼管便會從預設時間開始倒計時,同時充電發光二極管每秒閃爍一次,當計時到零后,充電發光二極管由閃爍狀態變成常亮,繼電器動作,切斷充電電源。假如電路在運行時出現故障或者運行錯誤,需要按單片機的復位鍵,然后對定時時間重新調整后,按啟動按鍵,重新開始定時。
電路框圖如圖1所示。電路原理圖如圖2所示。
圖1 電路方框圖
圖2 電路原理圖
輸入部分
輸入部分有五個按鍵組成,分別是分鐘+10、分鐘-10、小時+1、小時-1和設置完成按鍵。定時器的初始值是8小時。使用前,先通過這五個按鍵進行定時時間的設置,分鐘設置鍵的分辨率之所以10分鐘為一個步進階梯完全是考慮的實際的需要,因為無論是電動車還是手機,都沒有必要以一分鐘為單位,當然,使用者可以根據自己的需要動手修改程序,已達到自己的要求。
本制作所使用的按鍵均為四腳封裝常開型按鍵,使用前需通過萬用表對引腳進行測量來確定那組引腳作為開關使用,當然也可以直接使用對角線引腳作為開關按鍵,另外兩個引腳懸空,便不會出現問題。同時需要提醒的是,電路板上另外一個按鍵是單片機的復位按鍵,電路正常工作時不要去觸摸。輸入部分的電路工作原理就是單片機對按鍵的識別,如圖3所示,單片機的P1口通過上拉電阻接高電平,當沒有按鍵按下時,P1.0~P1.4 的管腳電壓為高電平,如果某一個按鍵按下,相應的單片機并口就會被拉低為低電平。編程時,只要掃描P1.0~P1.4的狀態,便能完成對按鍵的識別。
圖3 輸入部分
控制部分
控制部分采用AT89S51單片機作為控制器,它把按鍵的信息采集過來后,經過單片機內部的定時計數器T0運算,完成相應的定時,同時單片機的并口也會將信息輸出給顯示部分和輸出部分??刂撇糠值闹饕?a target="_blank">工作原理就是利用了單片機內部的定時/ 計數器T 0 , 由于它的最大定時時間只有6 5 m s左右,所以,本制作利用T0的方式一,每次定時50ms,循環1200次,來實現精確的一分鐘定時。誤差在微秒級。
圖4 單片機最小系統
顯示部分
顯示部分由兩個發光二極管和一個三位一體的數碼管組成。紅色發光二極管為電源指示燈,當電源通電其發光,斷電其熄滅。黃色發光二極管為充電指示燈,充電開始后,它每秒亮滅一次,充電完成后,其亮滅閃爍變為常亮。在設計階段,筆者還建議在輸出繼電器加第三個發光二極管,作為繼電器吸合或斷開的指示燈,切忌一開始就加接強電,危險極大。數碼管是三位一體共陽極封裝,高位數碼管顯示小時,其它兩個數碼管顯示分鐘。數碼管電路的主要工作原理就是電路驅動和動態掃描。
如圖5所示,數碼管的段驅動采用自帶BCD譯碼的4線7段譯碼驅動器74LS247。位驅動則采用八同相三態緩沖器/線驅動器的74HC244,由于它集成了八個同相驅動器,所以可以驅動八個數碼管。
圖5 顯示部分
數碼管動態掃描就是利用人眼的視覺暫留現象,某一時刻只有一位數碼管顯示,其它熄滅,通過位選切換,快速的在三個數碼管上依次顯示所需信息,由于速度很快,加上數碼管的余輝現象和人眼的視覺暫留現象,使得人們能夠看到完整流暢的三個數字。
輸出部分
輸出部分主要是一個能控制220V市電通斷的繼電器。繼電器的驅動部分則采用達林頓晶體管陣列ULN2003A(見圖6)。
圖6 輸出部分
它其實就是集成了七個繼電器驅動的集成電路,所以本制作可以擴展輸出七個繼電器,能滿足七個用電器的七種不同定時,當然,要實現此功能還需要修改程序。讀者也可以用分立元件來替代ULN2003A。
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