P87LPC761單片機控制的時間控制器系統(tǒng)

1.系統(tǒng)簡介

　　該時間控制器是以P87LPC761單片機為核心，擴展一片74HCl64組成的小系統(tǒng)，控制一路繼電器，可以設定一天中的時間，設定繼電器的開啟時間和關閉時間，一共可以設定6組定時，可以消除不需要的定時，能夠緊急啟動；所有的設定均通過鍵盤實現(xiàn)，按鍵具有連擊功能，每個狀態(tài)都有指示燈。該時間控制器采用外部100kHz晶振，同時采用交流電供電，配以充電電池，在交流電去掉以后，進入休閑模式，時鐘繼續(xù)運行。

　　2 硬件電路設計與分析

　　系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。本系統(tǒng)設計的難點不在硬而在低頻晶振下的軟件設計。

整個硬件電路可分為3部分：電源、鍵盤顯示和CPU部分，分別分析如下。

　　2．1 電源部分

　　把交流電轉換成單片機所需的直流電。這是一個很常見的電源電路。為了確保去掉交流電之后,時鐘能繼續(xù)運行，配以充電電池，在電源部分加上了充電電路。在有交流電的時候，直接利用外部電源，同時給充電電池充電，去掉交流電以后，利用充電電池做電源，進入休閑模式。

　　2．2 鍵盤和顯示電路

為了節(jié)省元件，采用動態(tài)掃描的方式來顯示時鐘，在這部分擴展了一片74HCl64。單片機通過串行口向74HCl64發(fā)送數(shù)據(jù)，在七段數(shù)碼管上顯示，每個數(shù)碼管公共端都加上了三極管，是作掃描信號的電流放大以驅動各數(shù)碼管。

　　2．3 CPU部分

　　CPU部分是時間繼電器的核心。這主要由P87LPC761來控制。作為Philips小型封裝系列中的一員，P87LPC761是20腳封裝的單片機，適合于許多要求高集成度、低成本的場合，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驅動輸出，有內(nèi)部看門狗定時器。P87LPC761采用80C51加速處理器，結構指令執(zhí)行速度是標隘80C51 MCU的2倍。CPU部分電路原理圖如圖3所示。

3 軟件設計
　　
　　P87LPC761單片機每個機器周期為6個時鐘周期，采用100kHz晶振，每個機器周期為60／Is。根據(jù)實驗，為了保證LED看起來不閃爍，點亮數(shù)碼管的時間間隔不能大于24ms，一共有4個數(shù)碼管，則每兩個數(shù)碼管點亮的時間間隔不能大于6ms。程序設計應注意這一點，在每兩次中斷之間一共有100個機器周期，很有限，據(jù)此在編程時應遵循以下原則：

　　(1)程序盡量簡潔主程序盡量短。

　　(2)中斷程序盡量短，把盡可能多的時間給其他程序。

　　(3)分支程序盡量多盡量短不做無用功。