摘要：规划了一种以PIC16F887单片机为操控器、LED数码管动态显现的数字计时器。具体介绍了整个体系的作业原理、硬件规划、软件程序规划和型式实验进程。软件程序选用C言语编写，便于移植与晋级。计时器体积细巧、精度高、抗搅扰能力强。
关键词：PIC16F887;计时器;抗搅扰
导言
现在市场上计时器品种许多，并且有部分厂家可依据客户的要求定制，但有的商家为了节约本钱，对出产质量没有进行很好的操控，在芯片的挑选和整个体系牢靠性实验方面都没有很好地把关，并且现在市场上所选用的数码管质量较差，抗搅扰能力差，不能应用于杂乱的环境。单片机数字计时器体积细巧、精度高、抗搅扰能力强，适用于杂乱的作业环境。
1 硬件规划
1.1 体系结构
体系主要由电源模块、输入部分、操控部分和显现部分组成，体系结构框图如图1所示。
1.2 单片机最小体系规划
操控部分选用40引脚单片机PIC16F887，该单片机选用了精简指令集、哈佛总线结构和二级流水线，价格低、牢靠性高、功耗低、体积小。单片机最小体系如图2所示。
单片机最小体系由PIC16F887单片机、复位模块、4 MHz外部晶振、排针等组成。其间，7引脚、8引脚、28引脚VDD为电源端，接作业电源DC 5 V。6引脚、30引脚、31引脚VSS为接地端，直接接地;32引脚、33引脚接4 MHz外部晶振，电容取22 pF;VPP复位端接上拉电阻连接到作业电源。
1.3 显现部分
显现部分选用工业级4位7段数码管动态显现，这样可以节约I/O口，并且功耗低。显现部分电路图如图3所示。
1.4 输入部分
输入部分有两路独立的发动/中止端和复位端，互不搅扰。输入通道选用光耦TLP521做阻隔，信号单向传输，输入端与输出端彻底完成了电气阻隔，输出信号对输入端无影响，抗搅扰能力强、作业安稳运用寿命长、传输效率高。输入部分电路如图4所示。
1.5 电源部分
电源部分为24 V转5 V稳压阻隔电源模块，输入电压规模宽，作业牢靠安稳。输入电压规模为DC 18～36 V，输出电压5 V，输出功率5 W。电源部分电路图如图5所示。
2 软件规划
计时器操控程序选用中止触发方法，选用守时器1进行守时计时，其具有两路独立的发动和中止端口以及与之对应的独立的复位端口，别离命名为“发动/中止1”、“发动/中止2”、“复位1”和“复位2”。各操控端口选用DC24 V电平触发作业方法，两路操控独立作业，互不搅扰，作业牢靠，抗搅扰能力强。
2.1 主程序流程图
当第1路操控端接通DC 24 V电平常，计时器开端计时，断开时，计时器中止计时，数码管闪耀显现当时计时提示，直到复位端接通DC 24 V电平常计时器复位，计时清零。两路操控端是独立的，第1路操控端发动计时，只能由第1路的复位操控去复位和清零，当第1路发动计时且未复位时，第2路发动计时和复位操作无效。第2路操控与第1路相同。主程序流程图如图6所示。
2.2 显现模块
显现模块选用的数码管为4位7段动态显现，依据计时规模小数点主动移动。当计时数据大于等于0且小于10，显现个数位和3位小数位;当计时数据大于等于 10小于100，显现两位整数位和两位小数位;当计时数据大于等于100且小于1000时，显现3位整数位和1位小数位;当计时数据大于等于1000且小于10 000时，显现四位整数位;当计时数据大于等于10 000时，显现复位从0开端，可是体系内部累计计时，不清零，直到手动复位清零.
2.3 操控模块
操控程序选用终端电平中止触发方法，操控守时器的发动和中止。
2.4 延时模块
3 型式实验
在完成功用的基础上，别离对该设备进行了功用实验、电磁兼容实验和环境实验。
3.1 功用实验
在功用实验中，设备运转杰出，可以很好地完成所规划的各项功用。计时器计时规模为0.000～9 999 s，当计时到达9 999 s后，计时器从0.000重新开端计时，且运转30 000 s后差错不大于1 s。
3.2 电磁兼容实验
依照TB3073—2003的规则，在电磁兼容实验中做了以下实验：静电放电抗扰度实验、电快速瞬变脉冲群抗扰度实验、浪涌(冲击)抗扰度实验、工频磁场抗扰度实验和脉冲磁场抗扰度实验。在实验进程中，遇到了一些问题并及时进行了改善。
3. 2.1 静电放电抗扰度实验
当在电源端口接线端子加空气放电8 kV搅扰时，计时器呈现过错复位状况，经剖析应该是接线端子质量问题，更换为台湾町洋的接线端子后，计时器作业正常，没有再呈现在空气放电搅扰下的复位状况，设备作业正常。设备通过了静电放电抗扰度实验3级A类。
3.2.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度实验
当给电源线加+2 kV/5 kHz和-2 kV/5 kHz搅扰时，计时器显现闪耀，不能正常计时，据调查显现是300 ms复位一次。电快速瞬变脉冲群是由距离为300 ms的接连脉冲串构成，经剖析是因为电源没有加防护电路而使搅扰直接影响到正常计数。通过屡次实验和改善，挑选在电源口添加如图7所示的滤波电路，使设备顺畅通过电快速瞬变脉冲群抗扰度实验3级A类。在实验中和实验完毕后，设备作业正常。
3. 2.3 浪涌(冲击)抗扰度实验
当给电源端加冲击时，击穿了电源端的CBB%&&&&&%和二极管，阐明防护电路还不行完善，还需改善。通过屡次实验和改善，在电源端口并联了一个TVS管和压敏电阻，使设备通过了浪涌(冲击)抗扰度实验3级A类。挑选的滤波电路如图8所示。在实验中和实验完毕后，设备作业正常。
此外，计时器顺畅通过3级A类工频磁场抗扰度实验和脉冲磁场抗扰度实验，搅扰实验中和实验完毕后，受试设备均能正常作业。
3.3 高温实验
在+70℃下2 h升温文保温进程中，计时器能正常作业，实验后从实验箱内取出试品，在常温下放置2 h后，计时器能正常作业。
3.4 低温实验
在-40℃下2 h降温文保温进程中，计时器能正常作业，实验后从实验箱内取出试品，在常温下放置2 h后，计时器能正常作业。
3.5 交变湿热
设备在通过循环次数为12周期的交变湿热(高温40℃)后，湿润绝缘电阻不小于1.5 mΩ。
①湿润绝缘电阻：在交变湿热最终一周期完毕前2 h在实验箱内测验;
②绝缘耐压：实验完毕后，试品从实验箱内取出在常温下放置康复2 h，进行绝缘耐压实验，复试时的电压值为原实验值的75%，历时1 min，实验期间无击穿或闪络现象。
结语
数字计时器选用P%&&&&&%16F887单片机，价格低、牢靠性高、功耗低、体积小;显现部分选用了工业级4位7段数码管动态显现，显现安稳;输入通道选用光耦 TLP521做阻隔，信号单向传输，输入端与输出端彻底完成了电气阻隔阻隔，抗搅扰能力强，传输效率高，运用寿命长;电源模块选用稳压阻隔电源模块，输入电压规模宽，作业牢靠安稳;计时器体积细巧，计时精确，精度高。该计时器通过了电磁兼容实验和环境实验，可以应用于杂乱环境条件，作业牢靠安稳，抗搅扰能力强。
