基于P87LPC761单片机控制的时间控制器系统简介

1.系统简介

该时间控制器是以P87LPC761单片机为核心，扩展一片74HCl64组成的小系统，控制一路继电器，可以设定一天中的时间，设定继电器的开启时间和关闭时间，一共可以设定6组定时，可以消除不需要的定时，能够紧急启动；所有的设定均通过键盘实现，按键具有连击功能，每个状态都有指示灯。该时间控制器采用外部100kHz晶振，同时采用交流电供电，配以充电电池，在交流电去掉以后，进入休闲模式，时钟继续运行。

2 硬件电路设计与分析

本系统设计的难点不在硬而在低频晶振下的软件设计。

整个硬件电路可分为3部分：电源、键盘显示和CPU部分，分别分析如下。

2．1 电源部分

把交流电转换成单片机所需的直流电。这是一个很常见的电源电路。为了确保去掉交流电之后,时钟能继续运行，配以充电电池，在电源部分加上了充电电路。在有交流电的时候，直接利用外部电源，同时给充电电池充电，去掉交流电以后，利用充电电池做电源，进入休闲模式。

2．2 键盘和显示电路

为了节省元件，采用动态扫描的方式来显示时钟，在这部分扩展了一片74HCl64。单片机通过串行口向74HCl64发送数据，在七段数码管上显示，每个数码管公共端都加上了三极管，是作扫描信号的电流放大以驱动各数码管。

2．3 CPU部分

CPU部分是时间继电器的核心。这主要由P87LPC761来控制。作为Philips小型封装系列中的一员，P87LPC761是20脚封装的单片机，适合于许多要求高集成度、低成本的场合，可以满足许多方面的性能要求。P87LPC761提供高速和低速的晶振以及RC振荡方式，可编程选择，具有较宽的操作电压范围，可编程I／O口线输出模式选择，可选择施密特触发输入，LED驱动输出，有内部看门狗定时器。P87LPC761采用80C51加速处理器，结构指令执行速度是标隘80C51 MCU的2倍。

3 软件设计

P87LPC761单片机每个机器周期为6个时钟周期，采用100kHz晶振，每个机器周期为60／Is。根据实验，为了保证LED看起来不闪烁，点亮数码管的时间间隔不能大于24ms，一共有4个数码管，则每两个数码管点亮的时间间隔不能大于6ms。程序设计应注意这一点，在每两次中断之间一共有100个机器周期，很有限，据此在编程时应遵循以下原则：

(1)程序尽量简洁主程序尽量短。
(2)中断程序尽量短，把尽可能多的时间给其他程序。
(3)分支程序尽量多尽量短不做无用功。

4．1 计时补偿

定时器。工作在方式1，而方式1的计数受到软件的影响。为了减少计时误差，在给定时器1恢复初值(3CBOH)的时候，要把软件所占用的时间补回来。在中断中重新赋初值采取如下方式：


通过软件补偿后，在晶振准确的情况下，能够给计时带来误差的就仅仅只有中断的响应时间了。

4．2 低功耗处理

低功耗是这个设计所必须处理好的问题。通过交流电检测电路检测交流电的存在与否。在程序中是这样处理的：查询P1．3口的电平，当P1．3口是高电平时，就进入正常状态即显示、键盘、所有中断、串行口都正常工作，一旦P1．3口为低电平，则关掉显示、键盘、串行口以及T1中断，即只开放刷新时钟的TO中断(这是为了保证在休闲模式下，时钟仍能运行，数据不丢失)进人体闲模式。为了降低系统功耗，还需要关闭掉电检测、比较器等，这部分工作在初始化部分完成。

4．3 状态指示灯

为了充分利用系统硬件资源．利用七段数码管的小数点来做状态指示灯。因为在时钟显示里面没有小数。我们在程序中是这样控制小数点的，在七段代码表里面把有小数点的代码放在无小数点代码的后面，相同的数字有无小数点的代码位置相距10，在需要小数点的时候，把取代码的指针加上10就可以了。安排了2个指示灯，D10(绿)是开启时间指示灯，D11(黄)是关闭时间指示灯。若绿黄两灯都亮，则表示当前这组定时已经被禁止了。

参考文献:

[1]. P87LPC761 datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/P87LPC761.html.
[2]. 80C51 datasheet http://www.dzsc.com/datasheet/80C51_103447.html.