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基于PIC单片机的电源定时插座

导读: 本电源定时插座有三个操作按键S1、S2、S3,并用两位LED 数码管显示定时时间。

  本电源定时插座有三个操作按键S1、S2、S3,并用两位LED 数码管显示定时时间。其中S2、S3两个按键分别预置、设定个位和十位数的定时时间值,设定的定时时间调整范围是0 ~ 99 分钟,用一个S1 按键做定时插座的"启动/ 停止"操作按键。

  并且程序中添加了蜂鸣器提示音部分,该部分程序功能是:每按下一次S1、S2 或者S3 按键,蜂鸣器就会发出"嘀"的一声响,以确定按键按下的有效性。

  计时程序采用倒计时递减计数的工作方式工作,程序在运行时,时间每过一分钟数码管的个位显示值减"1",每过十分钟数码管"十位显示值"减"1".

  预设定时时间一到,插座自动切断AC220V 电源输出,同时蜂鸣器报警。直至再次按下"启动/ 停止"按键S1 才能解除蜂鸣器的报警声,同时二位数码管再次显示上一次预置的定时时间。程序也再次回复到初始状态并可随时预置下一次定时插座输出AC220V 电压供给的定时时间。

  电路硬件部分如图1 所示。

图1 电路硬件部分

  电源部分电路:AC220V 交流市电从电路图1中左下端的三孔插头输入到本定时插座中,其中"火线"L 分为两路分别加在控制电压输出继电器J1 的定触点④端和电源变压器T1 的初级绕组的保险丝管上,"零线"N 端加在输出插座JP1 的N 端和电源变压器T1 的另一端,"接地线"E 端则与输出插座的接地端E 相连,输出插座JP1 的"火线端"L则受控于继电器J1 的动触点①端。由T1 电源变压器将AC220V 交流市电变换为AC12V 电压后加在由D2~D5 组成的桥式整流电路的两个桥臂端,再经C1 滤波、MC7805 稳压、C3、C2 高、低频滤波后得到稳定的DC5V 直流电压作为整机的工作电源。

  本电源定时插座的主控MCU 芯片为PIC16F627 单片机。PIC16F 系列单片机优点之一是:

  端口驱动电流大,每个端口的拉电流或者灌电流均大于20mA,这样用它的端口驱动能力就可以直接驱动LED 数码管了,无需在加驱动三极管,使得该插座的硬件电路设计变得十分简洁。

  PIC16F627 单片机端口的设置:

  单片机的RA 有6 个I/O 端口,用RA<5 :0>

  表示。本应用中RA0-RA2 设置为输出端口;其中RA0、RA1 端口分别用于两个数码管的"个位"和"十位"的"位码"驱动,RA2 用于控制三极管Q3 的b 极工作,连带控制继电器J1 触点的闭合与否,进而,控制了定时插座JP1 的AC220V输出电压的有无。RA3 端口设置为输入/ 输出分时二重复用工作状态:①作输入端口时:用作定时插座的"个位定时时间预置调整键";②作输出端口时:用于驱动LED1 发光二极管做为本定时插座的工作指示灯。在定时插座没有进入定时输出供电的情况下,RA3 作为输入端口,保持了用于设置定时器的个位数码预置数的设置功能;在插座工作输出电压的情况下,RA3 转换为输出端口,用于驱动LED1 作为插座的工作指示灯。

  RA4 端口设置为输入端口,用于定时时间的十位数值预置调整键。RA5 端口为输入端口,与之相接的按钮开关S1 为"启动/ 报警解除按键".

  RB 端口的设置:电路中PIC16F627 的RB 端口设置为输出端口。其中RB0-RB6 端口分别用于LED 数码管的"a-g"7 个"段码"的驱动,因这里选用的是LG5621BH(红色)共阳极LED 数码管,故而,只有当RB0-RB6 端口输出"低电平"时,LED 数码管所对应的"a-g"码段才能被点亮。RB7 端口用于驱动有源蜂鸣器,在RB7端口输出高电平时,该高电平电压通过1k 电阻R9 加至三极管Q4 的b 极上,Q4 导通,蜂鸣器鸣响报警。

  电源定时插座功能:定时插座初始上电时,两位数码管显示值为:"99",并处于停止走时的待机状态,其输出插孔JP1 没有电压输出。要是此时按下个位定时时间数值预置调整键S3,则个位数码管从当前的显示值减小"1"个数,如,第一次按下S3 并且释放按键后,个位数码管显示值由"9"变为"8",再按一次S3,显示值变为"7",……直至显示值变为"0",再从"0"回到"9"往复循环显示。

  十位定时时间预置调整按键S2 功能与S3 相同,只不过每按动S2 一次,并且释放后,十位数码管显示值减小"1",同样,显示值也是从9 → 8 → 7 →…→ 0 → 9 往复循环显示。S1 为启动/ 报警解除键。

  当第一次按动S1 按钮时,定时插座进入工作状态:

  RA2 端口输出高电平,此高电平经过1K 限流电阻R8 加在三极管Q3 基极b 上,Q3 导通,继电器J1 吸合,J1 的①、④ 触点闭合,AC220V 交流市电的"火线"L 经继电器的定、动触点④、①加至本插座的输出JP1 的L 端口,从而JP1 插孔输出AC220V 交流电压,同时交流电压输出指示灯LED2 被点亮,表示插座有AC220V 电压输出。

 

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