单片机控制的垂钓小仪器

zhoumi · 发表于 2016-8-15 15:49

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垂钓是一项有益健康的体育活动。垂钓时用投竿作钓具，一次向水中投入多组挂饵的钩（每根投竿挂一组钩），鱼饵被水浸泡或小鱼嘬吮会丢失，故需定时给每组钩换食。各组钩入水中时间不同，要控制好换饵时间难度很大。笔者设计并制作的垂钓小仪器，使垂钓爱好者除了可以准时换鱼食外，还能掌握气温和水温，能大大提高垂钓效果。
电路见图１。８９Ｃ２０５１完成八路定时（到时发声报警）、温度测量、定时充电功能。Ｐ１．４～Ｐ１．７输出各显示位的ＢＣＤ码，ＩＣ３为译码驱动器，数码管为共阴方式，Ｐ１．２～Ｐ１．３、Ｐ３．０～Ｐ３．１为位选信号输出口。
Ｓ１～Ｓ１６组成４×４开关阵列。在扫描期间，Ｐ１．４～Ｐ１．７依次输出低电平，Ｐ３．２～Ｐ３．５作输入（低电平有效）。当检测到某引脚为低电平时，由软件设置状态，以查询方式执行控制和显示，各按钮开关的功能见附表。Ｓ１～Ｓ７对应“０”至“７”八个通道，每个通道可设置１至９９分钟（用数码管ＣＯＭ１、ＣＯＭ２两位显示）；Ｓ１～Ｓ１０为设置数字输入，在设置（ＳＥＴ）状态按下某键，对应数字输入相应位。Ｓ１５（ＬＥＦＴ）为移位键，用于设置时间个位与十位之间转换。数码管ＣＯＭ３为状态位，当前显示通道未设置显示１（不进行定时报警），正在定时（未到报警时间）不显示，正在报警显示０，正在设置状态显示２。数码管ＣＯＭ４显示通道号，如按一下Ｓ３则显示２通道。Ｓ１０（ＳＴＯＰ）的作用是将显示通道的计时清零。
报警时Ｐ３．７输出低电平，Ｖ１导通，蜂鸣器Ｂ１发声。如有多个通道报警则按先后次序排队显示。按下Ｓ１６（ＲＥＳＥＴ），该通道结束报警重新计时，并显示下一个报警通道，待所有报警通道都结束返回，Ｐ３．７变成高电平。Ｓ１６还有设置返回功能（设置完按Ｓ１６退出设置，进入计时，显示当前时间）。Ｓ１２（ＣＨＧ）为充电控制，当Ｓ１７置于ＣＨＡＲＧ（ＰＯＷＥＲＯＦＦ）时，插入９Ｖ电源，按Ｓ１２，Ｐ３．３输出低电平，Ｖ２、Ｖ３、Ｖ５导通，四节五号镍镉电池被充电，充电电流由Ｒ１６的阻值决定（当然功率要足够），此时数码管显示充电的小时和分钟数，充到１６小时，单片机进入掉电状态，各三极管截止，电池停止充电。
Ｐ１．０与Ｐ１．１口内置的模拟比较器构成Ａ／Ｄ转换，进行温度检测。转换前Ｐ１．１为低电平（内部晶体管饱和），Ｃ４无电压；转换开始时Ｐ１．１内部晶体管截止，Ｒ１２（Ｒｔ）向Ｃ４充电；当Ｃ４电压达到Ｐ１．０的电压（电位器Ｐ３输出电压）时，内置模拟比较器输出端（Ｐ３．６）变成低电平，Ｐ１．１变成低电平，Ｃ４放电。充电时间Ｔ＝ｌｎ（１－Ｕｏ／Ｅ）Ｒ１２×Ｃ４。其中，Ｕｏ／Ｅ为电位器的分压比，当该值取０．６３２时，Ｔ＝Ｒ１２×Ｃ４。该时间由内部定时器ＴＭＲ１（设置成十六位计时状态）完成。按下Ｓ１６，退出温度显示状态返回其他状态。
软件功能是开机，系统设置各寄存器状态，内部定时０（ＴＭＲ０）作时基信号，每０．１秒产生一次中断，在中断服务子程序中对各定时、充电时间等寄存器进行判断处理（各通道分别计数，符合条件者分钟加１或小时加１，以及消除键抖动的定时等），其他中断禁止。主程序先对键盘扫描（如有键按下执行相应键处理程序），接着判断充电（如有则进入充电程序，充电时按任何键无效），判断温度（如有则进入温度程序，启动定时器１作Ａ／Ｄ转换计时，用查表法求出相应温度值），判断报警（如有则执行相关程序，比较各通道计时时间与设置时间以确定报警否，报警输出），最后显示各状态，然后返回键盘扫描程序。该装置采用电池供电，为省电，只要四分钟无任何键按下则停止显示（报警，充电期间除外）。
本仪器元器件无特殊要求，按图示参数即可。热敏电阻用ＮＴＣ型５０ｋ（ｔ＝２５℃），Ｂ＝３３００或３９００。热敏电阻要装在小金属管内并用胶封严，以防水。Ｂ１用直流供电３Ｖ～９Ｖ的较好。装好后调节Ｐ３，使温度显示值与普通温度表一致，本机测量温度范围为０℃～４０℃，低于下限或传感器开路显示９９，高于上限或传感器短路显示６６。正常显示时电池电流为４０～６０ｍＡ，不显示时为６～８ｍＡ，用６００ｍＡｈ的电池组完全能胜任。