隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，充電型電子設(shè)備的種類和數(shù)量也跟著迅猛發(fā)展，尤其是電動車和手機(jī)。這些電子設(shè)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(jī)大約需要充電3小時左右，然而當(dāng)充電結(jié)束后，人們經(jīng)常忘記拔掉電源，更有甚者給電池充電達(dá)數(shù)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(shè)計制作一個數(shù)顯可調(diào)定時器的想法，來解決一些生活中的問題。

　　數(shù)顯可調(diào)定時器數(shù)顯可調(diào)定時器原理介紹

　　通過小時和分鐘的“加”“、減”按鍵對需要的定時時間進(jìn)行預(yù)設(shè)，確定無誤后，按下啟動按鍵，定時開始，這時，數(shù)碼管便會從預(yù)設(shè)時間開始倒計時，同時充電發(fā)光二極管每秒閃爍，當(dāng)計時到零后，充電發(fā)光二極管由閃爍狀態(tài)變成常亮，繼電器動作，切斷充電電源。

　　假如電路在運(yùn)行時出現(xiàn)故障或者運(yùn)行錯誤，需要按單片機(jī)的復(fù)位鍵，然后對定時時間重新調(diào)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

　　1. 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(shè)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(jìn)行定時時間的設(shè)置，分鐘設(shè)置鍵的分辨率之所以10分鐘為一個步進(jìn)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(jī)，都沒有必要以一分鐘為單位，當(dāng)然，使用者可以根據(jù)自己的需要動手修改程序，已達(dá)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(jìn)行測量來確定那組引腳作為開關(guān)使用，當(dāng)然也可以直接使用對角線引腳作為開關(guān)按鍵，另外兩個引腳懸空，便不會出現(xiàn)問題。同時需要提醒的是，電路板上另外一個按鍵是單片機(jī)的復(fù)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(jī)對按鍵的識別，如圖3所示，單片機(jī)的P1口通過上拉電阻接高電平，當(dāng)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(yīng)的單片機(jī)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(tài)，便能完成對按鍵的識別。

圖3 輸入部分

　　2. 控制部分

　　控制部分采用AT89S51單片機(jī)作為控制器，它把按鍵的信息采集過來后，經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部的定時計數(shù)器T0運(yùn)算，完成相應(yīng)的定時，同時單片機(jī)的并口也會將信息輸出給顯示部分和輸出部分。

　　控制部分的主要工作原理就是利用了單片機(jī)內(nèi)部的定時/ 計數(shù)器T 0 ， 由于它的定時時間只有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(huán)1200次，來實現(xiàn)的一分鐘定時。誤差在微秒級。

圖4 單片機(jī)系統(tǒng)

　　3. 顯示部分

　　顯示部分由兩個發(fā)光二極管和一個三位一體的數(shù)碼管組成。

　　紅色發(fā)光二極管為電源指示燈，當(dāng)電源通電其發(fā)光，斷電其熄滅。黃色發(fā)光二極管為充電指示燈，充電開始后，它每秒亮滅，充電完成后，其亮滅閃爍變?yōu)槌Ａ?。在設(shè)計階段，筆者還建議在輸出繼電器加第三個發(fā)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(qiáng)電，危險極大。

　　數(shù)碼管是三位一體共陽極封裝，高位數(shù)碼管顯示小時，其它兩個數(shù)碼管顯示分鐘。

　　數(shù)碼管電路的主要工作原理就是電路驅(qū)動和動態(tài)掃描。

　　如圖5所示，數(shù)碼管的段驅(qū)動采用自帶BCD譯碼的4線7段譯碼驅(qū)動器74LS247。位驅(qū)動則采用八同相三態(tài)緩沖器/線驅(qū)動器的74HC244，由于它集成了八個同相驅(qū)動器，所以可以驅(qū)動八個數(shù)碼管。

圖5 顯示部分

　　數(shù)碼管動態(tài)掃描就是利用人眼的視覺暫留現(xiàn)象，某一時刻只有一位數(shù)碼管顯示，其它熄滅，通過位選切換，快速的在三個數(shù)碼管上依次顯示所需信息，由于速度很快，加上數(shù)碼管的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象，使得人們能夠看到完整流暢的三個數(shù)字。

　　4.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(qū)動部分則采用達(dá)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(qū)動的集成電路，所以本制作可以擴(kuò)展輸出七個繼電器，能滿足七個用電器的七種不同定時，當(dāng)然，要實現(xiàn)此功能還需要修改程序。讀者也可以用分立元件來替代ULN2003A。

　　實物圖及PCB版圖如圖7~圖9所示。

圖7

圖8

　　程序清單：

　　#include <AT89X51.H>

　　#defi ne uchar unsigned char

　　#defi ne uint unsigned int

　　uchar bbit[]={0x04,0x02,0x01};

　　uchar buffer[]={0,0,0};

　　uchar hour=8,minute;//小時初始值為8，分鐘為00

　　uint count;

　　void delay（uchar ms）//毫秒級延時子程序

　　{

　　uchar j;

　　for（；ms>0;ms--）

　　for（j=0;j<120;j++）；

　　}

　　void tt0（） interrupt 1 using 1//定時器T0中斷子程序

　　{

　　TH0=（65535-50000）/256;

　　TL0=（65535-50000）%256;

　　if（count==1200） //50ms*1200=60s（秒）

　　{

　　count=0;

　　if（hour==0&&minute==0）

　　{

　　P3_0=1; //繼電器動作

　　while（1）{P1_7=0;}//充電完成 燈由閃爍變常亮

　　}

　　if（minute==0）

　　{

　　minute=60; hour--;

　　if（hour>=9）hour=9;

　　}

　　minute--;

　　if（minute>=59）minute=59;

　　}

　　buffer[0]=minute%10;//秒的低位放入顯示緩沖區(qū)

　　buffer[1]=minute/10;//秒的高位放入顯示緩沖區(qū)

　　buffer[2]=hour; //小時放入顯示緩沖區(qū)

　　count++;

　　if（count%10==0）

　　P1_7=!P1_7; //正在充電 充電指示燈每秒閃爍

　　}

　　void display（）//數(shù)碼管顯示子程序

　　{uchar i;

　　for（i=2;i!=0xff;i--）

　　{

　　P0=buffer[i];

　　P2=bbit[i];

　　delay（10）；

　　P0=0XFF;

　　}

　　}

　　void main（）//主函數(shù)

　　{

　　P1=0xff; //初始化

　　P3=0;

　　TMOD=0x01;

　　TH0=（65535-50000）/256;

　　TL0=（65535-50000）%256;

　　EA=1;

　　ET0=1;

　　while（1）

　　{

　　buffer[0]=minute%10;

　　buffer[1]=minute/10;

　　buffer[2]=hour;

　　display（）；

　　if（P1_0==0）//分鐘“加十”

　　{

　　delay（5）；

　　if（P1_0==0）

　　{minute+=10;if（minute>=59）minute=0;} while（P1_0==0）；

　　}

　　if（P1_1==0）//分鐘“減十”

　　{

　　delay（5）；

　　if（P1_1==0）

　　{minute-=10;if（minute>=59）minute=0;}while（P1_1==0）；

　　}

　　if（P1_3==0）//小時“加一”

　　//P1_3和P1_2互換位置，完全是因為PCB布局的需要

　　{

　　delay（5）；

　　if（P1_3==0）

　　{hour++;if（hour>=9）hour=9;} while（P1_3==0）；

　　}

　　if（P1_2==0）//小時“減一”

　　{

　　delay（5）；

　　if（P1_2==0）

　　{hour--;if（hour>=9）hour=9;}while（P1_2==0）；

　　}

　　if（P1_4==0）break;

　　//如果按下設(shè)置鍵，跳出本循環(huán)，定時開始

　　}

　　TR0=1;

　　while（1）

　　{

　　display（）；

　　}

　　}