计数定时二合一数字式继电器的设计制作
摘要：本产品是基于AT89C2051设计的计数/定时二合一数字式继电器，具有定长控制，累计计数，转速显示，自动计时及断电记忆等特点，拥有定时复位，移位查询，定长设计等功能。可以满足数据长度计数的个数到达设定值时自动停车，可以实现控制大功率的目标。
关键字：累计计数，转速显示，自动计时，移位查询。
1 引言
继电器是我们生活中常用的一种控制设备，通俗的意义上来说就是开关，在条件满足的情况下关闭或者开启。继电器在日常生活中是经常使用的，各种智能控制电器，诸如空调器，彩电，电脑显示器，以及各种机床等上面都会用到。继电器的开关特性在很多的控制系统尤其是离散的控制系统中得到广泛的应用。通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。继电器是起到开关的作用的，用于用弱电控制强电，包括电流、电压方面的弱强控制。它的功能是在当输入激励量变化（包括电流和电压）达到规定的要求数值时，在其输出回路中（常开或常闭触点），被控制对象与电路接通或断开，达到控制目的。数字式继电器广泛地应用在生产自动化、电力系统保护以及各类自动控制、遥控和通讯等自动化装置中；尤其是在军事工程的各个领域，微小型继电器的应用越来越广泛。以前我们所使用的继电器大都是电磁式继电器。随着科学技术的发展，数字式继电器的发展及生产已却越来越普遍，因为这种继电器集延时精度高，延时范围广，整定方便直观，功耗小，寿命长，触点容量大，体积小巧而便于安装等众多优点于一身，因此数字式继电器的推广是必然的。数字式继电器作为一个独立的电器元件，可作为计数/定时器使用，有时也可以只作为一个环节附属于其它电器中。它除了执行继电器由传统电磁继电器担任外，还具有精度高，寿命长，体积小，重量轻等优点是必然的。而且数字式继电器还适于频繁动作，延时系数的更定也极为方便。
本次课题是设计一个将计数、延时功能合二为一的数字式继电器系统，要求计数值或延时时间到了以后输出相关动作，单片机内嵌的控制软件协调两种功能的分别实现。因此设计中采用由单片机AT89C2051和中断计数等来驱动继电器使其实现计数/定时二合一的功能。
2 方案设计及论证
2.1 方案论证
本课题是设计一个将计数、延时功能合二为一的数字式继电器，主要考虑的是继电器成品的工作可靠程度，功能效率，继电器的延时误差，以及继电器的生产成本等因素。这种数字继电器的设计可采用TTL集成电路和CMOS集成电路或单片机驱动电路完成，当考虑到TTL集成电路耗电量比较大，工作电压范围不够宽，而CMOS集成电路成本较大，延时误差不够精确，因此本次设计主要采用体积小，成本低，精确度高的单片机AT89C2051为CPU来驱动继电器工作，以实现其特定功能。
2.2 总体方案
本数字式继电器的工作原理框图如图1所示。
其工作原理是：给本机通电瞬间，机内电路自动为系统清零以复位，在按键按下时，单片机AT89C2051开始工作，计数器开始计数，计满到设定值时输出信号跳变，经反相和三极管的电流放大后给继电器线圈供电，通过继电器的触点接通或断开需要控制的电路；同时计数器的输出将锁定秒脉冲发生器使之停止工作，计数器也停止计数，所以住之后电路状态将一直保持，直到重新上电或按动本机设置的复位按钮，然后时间继电器又将重新新一轮的工作。
课题需要完成的任务：
设计一个将计数、延时功能合二为一的数字式继电器系统，要求计数值或延时时间到了以后输出相关动作，单片机内嵌的控制软件协调两种功能的分别实现。
１可行性方案分析及方案论述。
２、控制系统的基本结构及性能。
３、LED显示及按键电路
４、输入信号检测电路。
５、继电器输出电路。
６、设计电原理图、制作实物。
７、毕业设计小结
目录
计数/定时二合一数字式继电器的设计制作
1 引言 1
2 方案设计及论证 1
2.1 方案论证 1
2.2 总体方案 1
3 各电路设计及论证 2
3.1 单片机最小系统及中断 2
3.1.1 功能要求 2
3.1.2 单片机最小系统电路设计 2
3.1.3 中断计数流程设计 4
3.5 记忆存储电路 5
3.5.1 功能要求 5
3.5.2 记忆存储电路设计 5
3.5.3 存储电路流程设计 7
3.4 输入信号检测电路 8
3.4.1 功能要求 8
3.4.2 输入信号检测电路设计 8
3.4.3 输入信号检测电路流程设计 9
3.2 LED显示电路 9
3.2.1 功能要求 9
3.2.2 LED显示电路设计 9
3.2.3 LED数码显示电路流程设计 13
3.3 按键电路 13
3.3.1 功能要求 13
3.3.2 按键电路设计 13
3.3.3 按键电路流程设计 14
3.6 报警输出电路 15
3.6.1 功能要求 15
3.6.2 报警输出电路设计 15
3.6.3 输出电路流程设计 16
4 总流程设计 17
5 硬件调试 17
5.1 直流耐压试验 18
5.2 通电试验 18
5.3 整定时间准确度试验 18
6 软件调试 18
附录 18
参考文献 24
参考文献
1. 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，2004（第二版）
2. 赵德安等. 单片机原理与应用. 北京：机械工业出版社，2004
3. 赵晓安等.MCS-51单片机原理及应用.天津:天津大学出版社,2001-3第一版
4. 赵亮等. 单片机C语言编程与实例.北京: 人民邮电出版社
5. 何立民. MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京:北京航空航天大学出版社
6. 张洪润等.单片机应用技术教程.北京:清华大学出版社
7. 夏继强. 单片机实验与实践教程. 北京：北京航空航天大学出版社.2001
8. 徐惠民、安德宁． 单片微型计算机原理接口与应用．第1版．北京：北京
9. 李叶紫. MCS-51单片机应用教程.北京:清华大学出版社
10. 邹应金. 51系列单片机原理与实验教程.西安:西安电子科技大学出版社
11. 郝建国.单片机在电子电路设计中的应用.北京:清华大学出版社
12. 万光毅. 单片机实验与实践教程(一).北京.北京航空航天大学出版社
