【正文】 ， P0不具有內部上拉電阻。 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器 RAM； 64字節(jié)； 多個特殊功能寄存器； 線并行 I/O 口； I/O 口； 個 16 位定時器 /計時器； 圖 DIP40封裝 STC89C52引腳圖 P0 口 ： P0 口是一個 8位漏極開路的雙向 I/O口。片內資源有 4組 I/O 控制端口、 3個定時器、 8個中斷、軟件設置低能耗模式、看門狗和斷電保護。 方案的確定 通過上述方案的比較，用單片機進行定時插座 的設計比數(shù)字電路更加準確靈活，功能更加強大，成本相對更低，硬件復雜性也更小，所以，綜合各方面因素，本設計采用方案一。具體原理是由 555 組成秒脈沖發(fā)生器，再由 CD40192 構成一個倒計時的計時器，通過一個撥碼開關預設時間，最后數(shù)碼管顯示，蜂鳴器報警。 在定時定溫功能的基礎上，加上了 過載保護和防雷模塊。也消除了生活中的很多安全隱患。同時可加上其他一些功能，像 USB 接口，這樣一來，手機， MP3等電器充電機會更加方便；語音功能，讓操作更加方便；也可加上溫度測量顯示功能，讓這個插座實現(xiàn)更多的功能，使得智能插座體積小但功能更強大，攜帶也更加方便。 由于單片機具有優(yōu)異的性能性價比，集成度高、體積小、可靠性高，控制功能強，低電壓、低功耗等特點，以及單片機控制電路技術的發(fā)展使智能插座具有定時準確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點。而 POLYHOME 智能插座是北京博力恒昌科技有限公司生產的智能家居產品之一。它可以在電器遙控關機后自動切斷電源，遙控開機時，能自動接通電源，從而達到安全、節(jié)電的效果。 課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 現(xiàn)在 市場上的 220V 移動式電源插座大部分功能單一，只能簡單的實現(xiàn)電源的通斷，小部分可以實現(xiàn)定時，但大都是機械式的，而不能根據(jù)使用者的意愿編程設定時間自動通斷，有時滿足不了人們的需求。除此之外，也使得電器的壽命大大縮短。所以，為了解決這樣一對矛盾，我們了解到，越來越多的產品有了待機功能，如電視機，電腦，冰箱，空調等家用電器。 Timing。定時 。 畢 業(yè) 論 文（設 計） 題 目 基于單片機的智能插座的設計 姓 名 學號 所在院 (系 ) 專業(yè)班級 指導教師 完成地點 2021 年 5 月 20 日 基于單片機的智能插座的設計 [摘要 ]： 本文主要描述了一個定時插座 的設計與制作。插座 。 Socket。據(jù)調查 ， 我國城市家庭的平均待機能耗 ， 相當于每個家庭每天都在亮著一盞 15瓦到 30瓦的長明燈。 因此，在本次設計中我們就要對家庭中普通的插座進行更加智能化的設計，我們利用單片機對繼 電器的控制來達到控制插座通斷的目的，并可以通過外設鍵盤對插座進行定時設置，使其可以按照我們的意愿定時通斷。智能可編程開關插座 則可以實 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 2 頁 共 29 頁 現(xiàn)定時可編程，通過編程定時，自動接通和斷開，給人 們生活帶來很大方便，得到了廣泛應用。它還具有消除待機能耗、智能化保護功能、避免電磁波輻射、有效防雷擊沖擊的特點。它主要的特點是內嵌 Zigbee 無線接收模塊，可以對它進行無線遙控，智能控制一些家用電器，比如開關空調、開關電飯煲等，也可以與普通插座互換。因此智能可編程開關插座發(fā)展迅速，得到了很廣泛的應用。 而目前智能插座的實現(xiàn)方法有機械式定時插座、基于單片機的定時器功能實現(xiàn)插座的智能定時、還有采用現(xiàn)成的智能芯片。可達到適用于彩電、電腦、空調等用電領域的較高技術指標與節(jié)電能力。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 4 頁 共 29 頁 方案的提出 方案一 ： 設計一個以單片機 STC89C52 控制的定時開關插座，能控制一路220V/10A 的插座，使其可以在 24 小時內能預先設定定時范圍，每天周而復始地控制用電器具的自動開啟和關閉， 因為是通過時鐘芯片來定時， 所以更加準確。 其設計框圖如圖 所示： STC89C52 7805穩(wěn)壓電源模 塊 DS1302計時模 塊 按鍵模塊 繼電器模塊 DS18b20模塊 LCD顯示模 塊 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 5 頁 共 29 頁 圖 數(shù)字式定時開關 方案的比較 方案一和方案二均可實現(xiàn)插座的定時。 秒脈沖發(fā)生器 報警電路 控制電路 定時器 譯碼器 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 6 頁 共 29 頁 定時插座系統(tǒng)在未設置任何定時的時候顯示界面顯示時間，通過按鍵設置可設置在 24 小時內的兩組定時開關時間和六組一小時內的固定模式定時，分別控制插座的開關，從而控制外部電器的工作與否?？梢栽?4V到 寬電壓范圍內正常工作。作為輸出口 ， 每位能驅動8個 TTL 邏輯電平。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 8 頁 共 29 頁 P1 口 ： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。 P2 口 ： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。 P3 口 ： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 。 RST—— 復位輸入。 RST單片機C1R1GNDVCC RST單片機C2R2GNDVCCR3S?SWPB 圖 上電復位 圖 手動復位 穩(wěn)壓電源 模塊 本設計用到 78L05 穩(wěn)壓芯片。每種類型由于內部電流的限制，以及過熱保護和安全工作區(qū)的保護，使它基本不會損壞。這樣可以使得定時準確，方便，節(jié)約系統(tǒng)資源，同時程序編寫上也能相對簡單。 圖 DS1302 的芯片引腳圖 圖 DS1302的芯片引腳圖 DS1302 各個引腳的功能可以通過表 表示，其中有主電源、備用電池、振蕩器、數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口、復位端口和串行時鐘端口。 LCD液晶顯示器是一種低功耗的顯示器件，它廣泛應用于工業(yè)控制、消費電子及便攜式電子產品中。故在 電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用，實現(xiàn)小電壓控制大電壓 的目的 。信息經過單線接口送入 DS1820 或從 DS1820 送出，因此從主機 CPU 到 DS1820 僅需一條線 (和地線 )、 DS1820 的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。開始 8 位是產品類型編碼 (DS1820 編碼均為 10H)、接著的 48 位是每個器件唯一的序號 、最后 8位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗 )碼。將存貯器中的二進制數(shù)求補再轉換成十進制數(shù)并除以 2 就得到 被測溫度 (550℃一 125℃ ). DS1820 的引腳如圖 所示、每只 DS1820 都可以設置成兩種供電方式 .即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式。 軟件設計部分包括液晶顯示程序、 DS1302 計時程序、 DS18B20 測溫程序， 獨立式按鍵處理程序等。為了初始化任何的數(shù)據(jù)傳送，把 RST置為高電平且把提供地址和命令信息的 8位裝入到移位寄存器中。時鐘脈沖的個數(shù)在單字節(jié)方式下為 8加 8，在多字節(jié)方式下為 8加最大可達 248的數(shù)。最高位有效位 MSB 必須為 1。 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM/CK A4 A3 A2 A1 A0 RD/W 圖 DS1302的命令字節(jié) 如圖 1302的程序流程圖： 開 始變 量 出 事 換使 D S 1 3 0 2 不 具 備 寫保 護復 位 將 產 生 一 個 高電 平寫 1 3 0 2 地 址延 時 一 段 時 間向 該 地 址 寫 數(shù) 據(jù)地 址 增 加數(shù) 據(jù) 寫 完 了嗎 ？復 位 產 生 一 個 高 電 平寫 1 3 0 2 地 址延 時 一 段 時 間將 改 地 址 的 數(shù) 據(jù) 讀 出地 址 增 加數(shù) 據(jù) 讀 完 了嗎 ？顯 示 數(shù) 據(jù)YYNN 圖 DS1302實時時間流程圖 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 19 頁 共 29 頁 LCD1602 顯示電路程序編寫 這部分的顯示過程主要是顯示從 DS1302讀取的日歷和時鐘數(shù)值， 從 DS18B20讀取溫度值， 同時當檢測到獨立式按鍵有鍵按下時，顯示相應的設置菜單等。所有 時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。 測 溫 開 始復 位 D S 1 8 B 2 0跳 過 R O M 指 令啟 動 溫 度 轉 換等 待 數(shù) 據(jù) 轉 換復 位 D S 1 8 B 2 0讀 取 溫 度 值在 線 訪 問 D S 1 8 B 2 0 完 畢 ？YN 圖 溫度采集子程序流程圖 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 21 頁 共 29 頁 5． 仿真與調試 系統(tǒng)的仿真 本次設計仿真調試所用的軟件是 keil 和 ， keil 用來編寫和調試程序， protues 用來搭建原理圖并進行仿真。 建立新文件并增加到組。 然后在集成開發(fā)環(huán)境中選擇菜單“ File→ Save As...”可以完成文件的第一次存儲。選擇工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再單擊鼠標右鍵打開快捷菜單。文件加入以后，加入文件對話框并不消失，更多的文件也可以利用它 加入工程。在這種情況下，單擊提示框中的“確定”按鈕，再單擊“ Close”按鈕可以關閉加入文件對話框。 硬件調試 開始時是從面包板上搭接硬件電路，一切順利，當用洞洞板焊接完成后， 1602沒有顯示時間和溫度，檢查了很長時間才發(fā)現(xiàn)問題，因為使用排母，讓 18b20插在上面，所以，在插的時候插反了。 軟件調試 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 25 頁 共 29 頁 在軟件設計前，先把大致的程序流程理清，然后再分模塊調試，將各模塊部分的程序先調試可行后再整合到一起，編寫主程序。 因為所有的設置在獨立式按鍵處理上都要實現(xiàn)，使得按鍵處理程序必須有條不紊的編寫，先列好按鍵處理的大致流程，需要設置的的顯示菜單和各個按鍵按下后必須實現(xiàn)的菜單選項等。定 時插座設置時間有時候需要快速定時，如果通過按鍵設置一定時間段的定時可能比較耗時，于是就加入了固定定時模式，可以在簡單的操作中設置一個小時內的 6 組固定模式定時。該定時插座可以控制一路 220V/10A 的插座，可以設置在一天 24 小時內的兩組任意定時開關時間和 6組一小時內的固定模式定時；還可以通過溫度上下限的 設置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。因而，如果在設計時多加入幾路的插座控制，而且各路控制互不干擾，各司其職的話，用戶只需要將要定時控制的用電器具都插在定時插座上，通過各自的定時設置，就可以使各電器按照人們的習慣有規(guī)律地工作，很大程度上方便人們的日常生活。 陜西理工學院畢業(yè)設計論文 第 27 頁 共 29 頁 本次畢業(yè)設計基于單片機的定時插座到此就告一段落了，所設計的硬件和軟件都可以正常工作，各項設計均達到了 設計任務的要求。而在編程上，通過這次設計，我對 C 語言編程有了進一步的熟悉 ,鞏固了所學知識。同時，這次設計業(yè)也離不開其他同學和老師的幫助，在硬件軟件設計方面給我提供了不少建議和幫助，讓我在設計過程中少走了不少彎路，更