基于P89V51RD2电器设备智能控制系统的设计.docVIP

基于P89V51RD2电器设备智能控制系统的设计 　　[摘 要] 本文介绍了一种以P89V51RD2为主要控制器件,以PCF8583D为时钟芯片,以LM3033B作液晶显示,通过按键设置,以控制不同的电器设备启动和停止的设计方法,其硬件电路包括主控制器,时钟电路,显示电路,电源电路,电器设备控制电路等,软件部分包括中断处理,时钟调整及显示,键盘扫描等。该控制器具有显示直观,设置使用方便,安装布线容易,可靠性高的特点。 　　[关键词] 时钟芯片 液晶显示 控制器 　　 　　1引言 　　随着国民经济的迅速发展和人类生活水平的逐步提高,智能控制设备广泛使用,给人类的生产及生活带来了更多的便捷,在一定程上不仅节约电能,而且可以提高电器设备的使用寿命。以P89V51RD2作为中央控制单元,PCF8583D通过I2C总线与单片机进行数据交换,通过按键设置不同的用电设备的用电时间,单片机根据设置状态发出相应的控制信号控制继电器的闭合或断开,通过LM3033B显示当前日期时间及电器设备的开关状态。 　　2系统硬件设计方案 　　根据系统功能要求,总体框图如图1。 　　2.1单片机的选择及电路设计 　　P89V51RD2是Philips 公司推出的一款80C51微控制器,包含64kB Flash和1024字节的数据RAM;其典型特性是它的X2方式选项,利用该特性,设计者可使应用程序以传统的80C51时钟频率(每个机器周期包含12个时钟)或X2方式(每个机器周期包含6个时钟)的时钟频率运行,选择X2方式可在相同时钟频率下获得2倍的吞吐量。从该特性获益的另一种方法是将时钟频率减半来保持特性不变,这样可以极大地降低EMI。 Flash程序存储器支持并行和串行在系统编程(ISP),支持SPI及PGA,具有PWM和捕获/比较功能。P89V51RD2作为智能电器设备控制系统设计的核心器件,外接24MHZ晶振。P0口全部上拉10K电阻,作LCD显示的数据口;P1口用继电器的控制端口;P2.0,P2.1,P2.2,P2.3为键盘输入口,P2.4为用电设备启动及停止时声音控制口,P2.5.P2.6,P2.7为LCD控制引脚;P3.2为中断口,用以响应时钟及用电设备设置;P3.5为定时器口,用以LCD背景灯亮的时间,P3.6,P3.7作I/O口,用以传送PCF8583D时间信息。 　　2.2电源电路设计 　　本控制系统中,P89V51RD2,PCF8583D,LM3033B,IMP803,MAX485,继电器均采用5VDC供电,通过220VAC/12VAC/15W变压器降压,通过四个1N4002组成全桥整流,经电感L1送入LM7805输出5VDC,输出端接6.2V的稳压管起保护作用。 　　2.3系统复位及键盘扫描电路设计 　　单片机的复位引脚RST通过22uF的电解电容上接到VCC,下拉1KΩ到地。若系统开机或程序出现异常,单片机引脚RST将出现两个机器周期以上的高电平,使其复位。该复位信号高电平有效,其有效时间应持续24个振荡脉冲周期即两个机器周期以上。若使用频率为24MHz的晶体振荡器,则复位信号持续时间应超过1μs才完成复位操作。引脚P2.0,P2.1,P2.2,P2.3通过10KΩ上拉,下端接按键开关,三个开关,有16种不同的功能状态选择,实现系统时间及用电设备的工作时间预置。 　　2.4 LCD显示电路设计 　　LM3033B深圳拓普微科技推出液晶显示模块,控制芯片采用了台湾的 ST7920,并提供了中文字库,具有128×64点阵的汉字图形型液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置国标GB2312码简体中文字库(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。可与CPU直接接口,提供两种界面来连接微处理机:8-位并行及串行两种连接方式。具有光标显示、画面移位、睡眠模式等多种功能,DB0~DB7分别与P0相接, E,R/W,RS分别与P2.5.P2.6,P2.7相接,为LCD使能控制,读写控制,片选口,PSB接高电平采用并行连接,为实现液晶显示背景灯开启一段时间后自动关闭,采用IMP803给背景灯供电。 　　2.6时钟电路设计 　　PCF8583D时钟发生器,产生系统时钟,作为控制用电设备电路时间依据,采用32768HZ的晶振,采用CR2032 3V锂电池或者电源供电供电,按下J1开关,时钟便进入电池供电工作状态。单片机通过I2CCLK及I2CDAT读取其数据,从而控制相应的用电设备是否启动,以及提供给LCD显示当前日期时间。 　　2.7电器设备控制电路设计 　　电器设备的启动与停止,取决于用电设备的电源是否闭合,智能控制是单片机根据用电设备设置的时间进行供电。单片机的P1口分别连