单片机小制作，智能触摸延时开关

功能设计

图1.1 电路原理图

本智能开关的电路如图1.1所示，设计了两种工作模式，分别为静态模式和工作模式。静态模式下，红、绿、黄LED指示灯亮，点阵屏和节能灯都是熄灭状态;工作模式下，相应的LED指示灯熄灭，点阵屏和节能灯开启。

为了使用方便，本智能开关设计了3个触摸按键(见图1.2)。

图1.2 实际效果图(LED下方为触摸式开关，节能灯以220U指示灯代替)

绿键：在静态模式(上电即进入静态模式)下，触摸此键即进入工作模式，绿色指示灯熄灭，节能灯和点阵屏开启，延时1min后转入静态模式。

黄键：在静态模式下，触摸此键则进入工作模式，黄色指示灯熄灭，节能灯和点阵屏开启，延时2min后转入静态模式。

红键：在静态模式下，触摸此键则进入工作模式，红色指示灯熄灭，节能灯和点阵屏开启，延时4min后转入静态模式。

材料准备

表1.1 元器件清单

制作过程

1.测试点阵的行列引脚。因为点阵引脚排列不规则，所以我们需要先测其引脚，然后记录在纸上。注意，每一排引脚有行也有列，一定要耐心测试。

2.将排孔、铜线、LED焊接在万用板上。固定好之后，将点阵屏插到排孔上。注意I/O接口线要平行排列，且上端要做成按钮式，既美观大方又容易触发。

3.将余下的电子元器件焊接在另外一块板上。注意，元器件布局要以连线不交插、美观大方作为两个基本点。还要注意，继电器要远离单片机，防止其干扰单片机电路。

4.按照电路图将元器件连接起来，这个工作很是烦琐，一定要有耐心。注意尽量不要使导线交叉，点阵连接最好用不同颜色的排线连接。

5.用铜柱将两块板子固定在一起。至此，开关的硬件已完工。

软件设计

程序包括主程序、初始化程序、触摸键检测子程序、提醒显示子程序、定时器0溢出中断子程序。

初始化程序除了对继电器、3个LED指示灯、点阵屏进行设置外，还必须将P0置1设为高阻输入状态，这是实现触摸功能的前提。

触摸键检测子程序的任务是根据触摸键操作来执行相应的处理程序，例如，触摸了绿指示灯的触摸按键，接下来单片机要执行4个任务：(1)打开定时器中断;(2)打开继电器，开启节能灯;(3)熄灭绿指示灯;(4)调用提醒显示子程序。注意，触摸键检测子程序需检测单片机引脚高电平，跟普通按键正好相反，当然消抖延时也是必不可少的。

提醒显示子程序的任务是显示所在位置的楼层数。

定时器中断的任务是延时一段时间，然后关掉定时器中断、继电器及提醒显示子程序，打开对应指示灯。定时器延时时间的到来需用中断次数和标志位相与作为判定条件。

另外，要提醒大家几点，调试的时候应该根据出现的现象分析程序哪一部分有问题，程序尽量条理清晰、模块化，以节省调试时间。切记不要使用交流电源，那样对触摸键的干扰会很大。编程部分难度不大，我相信，只要用心编写，耐心调试，把错误一步一步改正过来，大家会很快享受到电子制作带给我们的快乐。

单片机小制作，DIY多头灯具分段控制器

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从灯具中取下原有控制器

把灯具拆下取出控制器(见图3.1)。可以看到，简单的功能用了好多元件，要是用单片机不是简单好多吗?电路只包括整流电路、无线接收模块和继电器驱动电路。无线接收模块输出的信号经过2片74HC40系列的芯片处理后驱动9013控制继电器闭合。

图3.1 从灯具中取下的原有控制器

设计单片机控制器

我想实现的功能是开灯后默认点亮2支灯管，要切换灯管数目时只需要关掉开关又马上打开开关，可以按2、3、4、1支方式切换点亮灯管。这样一来就有两个问题需要解决了：一是开关断开后，电源也切断了，电容上的电荷很快被继电器线圈放完电，单片机无法继续工作;二是单片机如何得知开关被关了。图3.2所示是我设计的电路图，带着上面两个问题，我们分析一下电路。

图3.2 单片机设计电路原理图

单片机选用市场上常见的STC出品的12C2052AD，这款芯片在I/O上完全兼容AT89C2051，芯片功能上更扩展了丰富的功能，如I/O的强上拉、高阻，片内RC振荡及复位电路、片内EEPROM等。为了方便制作，我使用了片内的RC振荡及复位电路，这样一来少使用了复位电路及晶体振荡器。9V交流电压器整流后得到约12V的直流，一部分供给继电器驱动，一部分供给78L05稳压后得到5V供单片机使用。在78L05输出端使用一个4700µF(C2)电解电容。使用如此大容量的目的是，在主电源切断后，C1会被继电器线圈很快地放完电，而C2仍有电荷供单片机使用。VD3、R2、VD4构成一个断电检测电路。电源没有切断时，VD3半波整流后经过R2限流，再由VD4稳压在5.1V左右，电源切断时这里则为0V。使用这个电路的要点是C2的容量要远大于C1，这样才能保证在电源切断后P3.7引脚得到的是一个低电平，同时单片机在断电后一段时间后仍能保持工作。另外，P3.7引脚需要设置为高阻态，如果使用准双向模式就算VD3失电，P3.7仍然是处于高电平状态。单片机输出的控制信号通过内部强上拉后，经过10kΩ的电阻使得三极管B极电流在0.5mA，再经过100倍左右的放大，C级电流可以达到50mA，足以驱动继电器。因为电路安装在灯内，LED可以不要，只用于程序的调试作用。完成的电路实物图见图3.3。

软件编程

软件的编写也极为简单。上电后先设置I/O的上拉和高阻态。因为上电后I/O输出为高，所以在完成设置后把I/O拉低，这样就不会有上电瞬间4支灯管片刻间点亮的问题。程序会不停用P3.7引脚检测电源状态，一但电源失电，P3.7检测到为低电平时，这时会延时防抖，确认为失电后应马上切换到下一个灯管开关状态，灯会在1s后点亮。如果开关关闭时间过长，单片机也会因C2放电完成而终止工作，所有电路停止。所以在使用时，开关关闭再打开的时间间隔大约为1s，也就是开关关闭后马上又要打开，只有这样这电路才能正常进行切换。

图3.3 完成的电路实物图

组装

我们从图3.3所示的电路可以看到，它是直接在灯具原配的电路板上修改的，拆除无线接收及其他部分的电路，只保留继电器、继电器驱动电路、电源部分及接口，这样根本不修改原灯具便可以方便地按原路安装新的功能。此项制作要求制作者十分熟悉市电，安装时也一定要先切断电源。图3.4所示是点亮2支灯管的情形。使用学习到的电子知识来方便自己的生活，确实十分有意义。

图3.4 安装后的点亮效果

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