【正文】 這種應(yīng)用中， P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 圖 STC89C51 管腳圖 P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。 按鍵控制部分的實(shí)現(xiàn) 時(shí)鐘時(shí)間和定時(shí)時(shí)間的設(shè)置功能可以通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。 方案二：采用 LCD 液晶顯示，可以顯示所有字符及自定義字符，并能同時(shí)顯示多組數(shù)據(jù)、漢字，字符清晰。電子繼電器和光耦合器便能起到這一橋梁的作用?？梢杂糜谠O(shè)置定時(shí)的參數(shù)。 方案 2 采用一種以 STC89C51 為核心的單片機(jī)控制方案 。 本次設(shè)計(jì)開關(guān)部分可以用繼電器也可以用光耦合器。 方案二：時(shí)鐘通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。 主要特性 (1)增強(qiáng)型 1T 流水線 /精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu) 8051CPU (2)工作電壓： （ 5V 單片機(jī)） /（ 3V 單片機(jī) ） (3)工作頻率范圍： 035MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 48MHz. (4)用戶 應(yīng)用程序 空間 12K/10K/8K/6K/4K/2K 字節(jié) (5)片上集成 512 字節(jié) RAM (6)通用 I/O 口（ 27/23 個(gè) ），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉（普通 8051 傳統(tǒng) I/O 口）可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口 /弱上拉，推挽 /強(qiáng)上拉，僅為輸入 /高阻 ，開漏每個(gè) I/O 口 驅(qū)動(dòng)能力 均可達(dá)到 20mA，但整個(gè)芯片最大不得超過(guò) 55mA (7)ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng) 用可編程），無(wú)需專用編程器可通過(guò)串口（ ）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片 (8)EEPROM 功能 (9)看門狗 (10)內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路（外部晶體 20M 以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路） (11)時(shí)鐘源：外部高精度晶體 /時(shí)鐘，內(nèi)部 R/C 振蕩器。 在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8位地址字節(jié)。 ALE/PROG——當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖 用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 1602 管腳說(shuō)明表如表 所示。對(duì)于繼電器的 “常開、常閉 ”觸點(diǎn)，可以這樣 來(lái)區(qū)分： 繼電器線圈 未通電時(shí)處于斷開 狀態(tài) 的靜觸點(diǎn)，稱為 “常開觸點(diǎn) ”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 “常閉觸點(diǎn) ”。這時(shí)，當(dāng)有整塊導(dǎo)磁材料 ，例如鐵板同時(shí)靠近磁鐵和干簧管時(shí)，干簧管會(huì)再次發(fā)生動(dòng)作，恢復(fù)到?jīng)]有磁場(chǎng)作用時(shí)的 狀態(tài)；當(dāng)該鐵板離開時(shí)，干簧管即發(fā)生相反方向的動(dòng)作。 繼電器的選用 （ 1）先了解必要的條件 ①控制電路的電源電壓，能提供的最大電流； ②被控制電路中的電壓和電流； ③被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。D33 二極管起到保護(hù)電路的作用。時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按照時(shí)序工作。 第 16 頁(yè) 圖 1602 液晶顯示電路 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 繼電器的驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。人機(jī)界面在軟件設(shè)計(jì)板塊中將詳細(xì)介紹。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 //顯示第一個(gè)界面 disp_later(0,1,TIME:,5)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 delay(500)。 if(b==60) b=0。 disp_time(6,0,a,b,c)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖 所示。 第 28 頁(yè) 開 始K e y 1 按 下 ？結(jié) 束K e y 2 按 下 ？K e y 3 按 下 ？K e y 4 按 下 ？設(shè) 置 現(xiàn) 實(shí) 時(shí) 間顯 示 定 時(shí) 時(shí) 間設(shè) 置 定 時(shí) 時(shí) 間開 啟 關(guān) 閉 定 時(shí) 器 圖 人機(jī)界面程序流程圖 第 29 頁(yè) 第六章 系統(tǒng)制作及調(diào)試 硬件制作 電路設(shè)計(jì)軟件 Protel 是目前國(guó)內(nèi)最流行的通用 CAD 軟 件，它是將電路原理圖設(shè)計(jì)、PCB 板圖設(shè)計(jì)、電路仿真和 PLD 設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)用工具軟件組合后構(gòu)成的 CAD 工作平臺(tái)。接上干電池，斷開交流電，由于干電池是經(jīng)過(guò) 4007 二極管后再給系統(tǒng)供電，4007 二極管的壓降為 ，測(cè)量得到新電池狀態(tài)下輸出電壓為 ，達(dá)到系統(tǒng)正常工作電壓要求。 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試與硬件調(diào)試相類似也需要一步一步來(lái)。 本次設(shè)計(jì)的定時(shí)開關(guān)插座自動(dòng)化程度較高，符合定時(shí)開關(guān)插座的發(fā)展方向。 sbit k4 = P2^7。 result = P0 amp。 rw = 0。i++) //只能顯示字母 數(shù)字 符號(hào) 不能顯示漢字 { lcd_dat(*p)。 delay(500)。 power=0。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_later(0,0,start:,6)。 第 43 頁(yè) if(a==24) a=0。 delay(10)。 nao()。 第 46 頁(yè) ling=0。 lcd_cmd(0x01)。 c++。 disp_later(0,0,start:,6)。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 disp_later(0,1,TIME:,5)。 } } } if(k1==0) //設(shè)置現(xiàn)在時(shí)間 { EA=0。 ET0=1。 lcd_dat(table[10])。 lcd_cmd(x)。 delay(1)。 rs = 0。 sbit led= P3^7。 當(dāng)時(shí)鐘走到定時(shí)開始時(shí)間時(shí)，繼電器接通，插座給負(fù)載供電；時(shí)鐘走到定時(shí)結(jié)束時(shí)間時(shí)，繼電器斷開，插座停止給負(fù)載供電。變低則證明鍵盤正常。 電源電路的調(diào)試 電源電路作為整個(gè)系統(tǒng)的供電電路，其輸出電壓必須在單片機(jī)的正常工作電 壓范圍（ 4V到 之間）內(nèi)。 if(shi==24) { shi=0。 ling=0。 nao()。 delay(10)。 if(a==24) a=0。 disp_later(0,0,start:,6)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 power=0。 Protues 軟件是英國(guó) Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。發(fā)光二極管 LED0 用于指示繼電器是處于導(dǎo)通狀態(tài)（燈亮）還是處于斷開狀態(tài)（燈滅）。片內(nèi)的 Flash 可允許在線重新編程，也可使用通用非易失性存儲(chǔ)器編程。 7805 穩(wěn)壓管如圖 所示。在電源的設(shè)計(jì)中，用 220V 交流電經(jīng)過(guò)變壓器降壓后經(jīng)7805 穩(wěn)壓后給單片機(jī)控制系統(tǒng)供電。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。由永久 磁鐵 和干簧管組成。 繼電器工作原理及特性 （ 1）電磁繼電器的工作原理和特性 電磁 式繼電器一般由鐵芯、 線圈 、 銜鐵 、觸點(diǎn)簧片等組成的。 1602 工業(yè)字符型液晶簡(jiǎn)介 主要特性 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32 個(gè)字符。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口也接收一些控制信號(hào)。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。通過(guò)兩 個(gè)方案的對(duì)比，方案 第 4 頁(yè) 一的實(shí)施辦法更符合要求。根據(jù)在學(xué)校比較流行的學(xué)習(xí)單片機(jī)是 STC89C51 系列 ，而且STC89C51 單片機(jī)便宜，購(gòu)買方便，下載方便，故單片機(jī)選用 STC89C51 單片機(jī)。耦合器（ optical coupler，英文縮寫為 OC）亦稱光電隔離器，簡(jiǎn)稱光耦。用以 74LS161 計(jì)數(shù)器構(gòu)成的定時(shí)器電路做為智能插座的核心控制，用撥碼開關(guān)做為用戶設(shè)置按鍵，其中包括了定時(shí)時(shí)間設(shè)定，系統(tǒng)時(shí)間初始化設(shè)定，開始停止控制時(shí)間的設(shè)定。用戶通過(guò)人機(jī)交 互界面，查找到設(shè)定時(shí)間界面，設(shè)置系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)時(shí)間。 SSR 是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)元件，他利用電子元器件的點(diǎn)，磁和光特性來(lái)完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單項(xiàng)可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來(lái)達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)，無(wú)火花地接通和斷開被控電路。 時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)及單片機(jī)的選擇 時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)可已通過(guò)使用時(shí)鐘芯片或者單片機(jī)的定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。矩陣鍵盤可以用較少的 I/O 口實(shí)現(xiàn)多個(gè)按鍵功能，能節(jié)省更多的 I/O 口，利于系統(tǒng)擴(kuò)展功能。在這種模式下， P0 具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì) P3 端口寫 “1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 EA 端狀態(tài)。我們把繼電器的這種特性叫做繼電特性，也叫繼電器的輸入 輸出特性。 （ 4）磁簧繼電器 磁簧繼電器是以線圈產(chǎn)生 磁場(chǎng) 將磁簧管 發(fā)生動(dòng)作的 繼電器，為一種線圈傳感裝置。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。 通過(guò)上面的性能了解和比較，及考慮的器件的性價(jià)比，本設(shè)計(jì)選擇電磁繼電器。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過(guò)高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。當(dāng)程序和電路都要回到最初的狀態(tài)時(shí)使用此 第 15 頁(yè) 電路。 口給出高電平時(shí)，三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，并起放大作用，這樣，繼電器就能得到足夠的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)正常工作。 Keil C51 是 美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 TR0=1。 lcd_cmd(0x01)。 disp_time(6,1,shi,fen,miao)。 disp_time(6,1,a,b,c)。 //顯示：開始時(shí)間 disp_time(6,0,a,b,c)。 if(c==24) c=0。 //清屏 第 26 頁(yè) disp_later(0,0,1SET 2AL 3SAL,16)。 fen++。假如不亮，就要檢查電源指示燈發(fā)光二極管的好壞。在給系統(tǒng)上電后，要觀察 LCD 的亮度，為了減少功耗，LCD1602 的背景燈的接地管腳同過(guò) I/O 口 的高低電平實(shí)現(xiàn)滅亮的要求，這種接法其背光燈會(huì)較暗，但是能夠滿足其在白天和夜晚都可以看清楚顯示內(nèi)容的要求。該系統(tǒng)采用 51 單片機(jī) STC89C51 編程控制繼電器的通、斷來(lái)實(shí)現(xiàn)控制插座的通、斷電，而繼電器的通、斷由定時(shí)組別確定。 第 34 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]李 全利 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M].第二版 .北京：高等教育出版社， 2020： 144 [2]江曉安 董秀峰 .模擬電子技術(shù) [M].第三版 .西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2020： 81 [3]江曉安等 .數(shù)字電子技術(shù) 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