多功能智能插座的應(yīng)用與設(shè)計(編輯修改稿)
2025-08-24 18:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 TTL 芯片相連，提供TTL電壓水平的串口接收信號。167。 外部中斷（2號和3號）：觸發(fā)中斷引腳，可設(shè)成上升沿、下降沿或同時觸發(fā)。167。 脈沖寬度調(diào)制PWM（10 、11）：提供6路8位PWM輸出。167。 SPI（10(SS)，11(MOSI)，12(MISO)，13(SCK)）：SPI通信接口。167。 LED（13號）：Arduino專門用于測試LED的保留接口，輸出為高時點亮LED，反之輸出為低時LED熄滅。167。 6路模擬輸入A0到A5：每一路具有10位的分辨率（即輸入有1024個不同值），默認輸入信號范圍為0到5V，可以通過AREF調(diào)整輸入上限。除此之外，有些引腳有特定功能：167。 AREF：模擬輸入信號的參考電壓。167。 Reset：信號為低時復(fù)位單片機芯片。 ESP8266串口WIFI模塊簡介圖4 ESP8266串口WIFI模塊 ESP8266是一款高度集成的芯片，該芯片專門針對無線連接的需求而開發(fā)，是一個完整且自成系統(tǒng)的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)解決方案。它能夠搭載軟件應(yīng)用，也能通過另一個應(yīng)用處理器卸載所有的WiFi網(wǎng)絡(luò)功能。ESP8266具備強大的片上處理和存儲功能，這使其可通過GPIO口集成傳感器及其他應(yīng)用的特定設(shè)備，既縮短前期開發(fā)時間，也最大限度減少運行中系統(tǒng)資源的占用。ESP8266 高度片內(nèi)集成，僅需極少的外部電路，而其包括前端模塊在內(nèi)的整個解決方案，可將設(shè)計中 PCB 所占的空間降到最低。產(chǎn)品特性：?SDIO 、SPI、UART接口?32pin QFN 封裝?集成 RF開關(guān)、 balun、LNA、24 dBm PA 、DCXO和電源管理單元（PMU）?集成 RISC 處理器、片上存儲器和外部存儲器接口?集成 MAC/基帶處理器?高品質(zhì)的服務(wù)管理?高保真音頻應(yīng)用所需的 I2S 接口?所有內(nèi)部供電均包含片上低壓差線性穩(wěn)壓器?專有的無雜散時鐘生成架構(gòu)?集成 WEP、TKIP、AES 和 WAPI 引擎產(chǎn)品規(guī)格：? b/g/n?WiFi Direct (P2P)、softAP?集成 TCP/IP 協(xié)議棧?集成 TR 開關(guān)、balun、LNA、PA 和匹配網(wǎng)絡(luò)?集成PLL、穩(wěn)壓器、DCXO 和電源管理單元? + 的輸出功率?小于 10uA 的斷電泄露電流?集成低功耗 32 位 CPU，可以兼作應(yīng)用處理器?SDIO 、 SPI、UART 接口?STBC、 11 MIMO、21 MIMO?AMPDU amp。 AMSDU 聚合 amp。 的保護間隔?2ms 之內(nèi)喚醒并傳遞數(shù)據(jù)包?待機狀態(tài)消耗功率少于 (DTIM3) HC05藍牙模塊簡介HC05藍牙模塊與屬于HC民用級串口藍牙模塊?？捎糜诟鞣N帶藍牙功能的電腦、藍牙主機、手機、PDA等智能終端配對，兼容單片機系統(tǒng)。當主從模式兩個藍牙模塊配對成功后，圖5 HC05藍牙模塊可以取代串口線通訊為無線藍牙。HC05藍牙模塊的主要參數(shù)如表1所示，與單片機的連接如圖6所示。 表1 HC05藍牙模塊參數(shù)說明：接口TTL電平，波特率48001382400，默認9600通訊距離10米（空曠環(huán)境）對外接口6pin排針工作電流配對中：30—40mA未通訊：1—8mA通訊中：5—30mA 圖6 單片機與藍牙模塊的連線圖 按鍵電路 如圖(7)所示即為按鍵電路的原理圖，當按鍵按下時I/O口會接收到一個由高電平到低電平的下降沿，在中斷前將I/O口的電位賦為高電平，中斷發(fā)生時會有一個由高到低的跳變，中斷完成后再將I/O口復(fù)為高電平等待下一次跳變，用多個按鍵即可觸發(fā)多個中斷完成智能插座的相關(guān)設(shè)置。圖7 按鍵電路原理圖5軟件設(shè)計方案軟件設(shè)計主要實現(xiàn)插座上沒有連接電器時自動斷電、用戶可遠程控制插座的通斷電、用戶可手動設(shè)置讓插座定時通斷電這三個功能。用Arduino語言先書寫相應(yīng)的程序塊，以函數(shù)的形式體現(xiàn)，然后在主程序中調(diào)用這些函數(shù)。程序部分主要包括延時部分、按鍵部分、按鍵掃描部分繼電器控制部分和藍牙模塊部分。設(shè)計的思想是：首先進行初始化，設(shè)置好端口并初始值，紅外傳感器用于檢測插座上是否有遮擋物（即是否有插頭在使用），若有插頭使用，用戶可以通過手機終端控制繼電器的開與關(guān)進而控制插座的通斷電；若無插頭使用，則繼電器無法打開，插座不能通電。另外使用循環(huán)程序設(shè)置定時時間也是關(guān)鍵。而藍牙模塊的功能則是用與終端設(shè)備的通信，如本實驗使用的手機終端，當手機發(fā)送“開”或“關(guān)”的指令后，藍牙模塊接收到并進行響應(yīng)。圖8 主流程圖 初始化的設(shè)定包括個引腳的定義，初始電平，按鍵一次的延時時間和波特率。 程序分析 延時程序的設(shè)計void timeadd(){ delay(20)。 if(digitalRead(3)==0){time=time+1000。}digitalWrite(3,HIGH)。} 為避免按鍵擾動設(shè)置有20ms的延時，檢查引腳3（該引腳連接按鍵，按下對應(yīng)為“0”）是否為“0”，若為“0”則延時加1000ms，若沒有延時指令則引腳3寫入高電平。因此可以通過多次按鍵實現(xiàn)延時時間的累計。當然這里為了便于觀察現(xiàn)象設(shè)置time為1000ms，也可以增大按鍵一次所延時的時間，以滿足用戶的需求。圖9 延時程序流程圖 按鍵部分void bu
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