【正文】 人們的日常生活。 本次設(shè)計(jì)的定時插座雖然可以實(shí)現(xiàn)定時控制一路插座的功能，但是可定時的路數(shù)和定時組數(shù)仍然不夠。該定時插座可以控制一路 220V/10A 的插 座，可以設(shè)置在一天 24 小時內(nèi)的兩組任意定時開關(guān)時間和 6組一小時內(nèi)的固定模式定時；還可以通過溫度上下限的設(shè)置，控制繼電器稍的工作狀態(tài)。 小結(jié) 通過一番努力，終于在此次設(shè)計(jì)中完成了預(yù)期設(shè)計(jì)任務(wù)。定時插座設(shè)置時間有時候需要快速定時，如果通過按鍵設(shè)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(shè)置一個小時內(nèi)的 6 組固定模式定時。 在控制定時方面，開始只是讓系統(tǒng)可以通過獨(dú)立式按鍵設(shè)置一組定時開關(guān)時間，后面意識到可設(shè)置的定時組數(shù)太少，功能過于簡 單，就再加入了一組定時設(shè)置，使系統(tǒng)可以通過獨(dú)立式按鍵設(shè)置兩組定時開關(guān)時間。 因?yàn)樗械脑O(shè)置在獨(dú)立式按鍵處理上都要實(shí)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(shè)置的的顯示菜單和各個按鍵按下后必須實(shí)現(xiàn)的菜單選項(xiàng)等。初步設(shè)計(jì)了顯示器需要顯示的顯示菜單。 軟件調(diào)試 在軟件設(shè)計(jì)前，先把大致的程序流程理清，然后再分模塊調(diào)試，將各模塊部分的程序先調(diào)試可行后再整合到一起，編寫主程序。 通過不斷地查找問題，然后一個一個解決，最終終于正常工作。 硬件調(diào)試 開始時是從面包板上搭接硬件電路，一切順利，當(dāng)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?yàn)槭褂门拍?，?18b20插在上面，所以，在插的時候插反了。 其中需要注意是一些設(shè)置： 單片機(jī)設(shè)置： 圖 單片機(jī)屬性設(shè)置圖 其中是需要導(dǎo)入由 KEIL 軟件生成的 *.hex文件，再是時鐘頻率為 12MHZ。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(guān)閉加入文件對話框 。這時工程管理窗口的文件選項(xiàng)卡中子目錄“ Source Group 1”下出現(xiàn)一個 C語言源文件。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。在這個對話框的“查找范圍（ I）”下拉列表框中選擇存儲 C語言源文件的文件夾，在“文件類型（ T）” 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁 共 29 頁 下拉列表框選擇“ C Source file（ *.a*； *.src）”，這時存儲的 C語言源文件將顯示出來。選擇工程管理器窗口的子目“ Source Group 1”，再單擊鼠標(biāo)右鍵打開快捷菜單。在完成文件的第一次存儲以后，當(dāng)對 C語言源文件又進(jìn)行了修改，再次存儲文件則應(yīng)該選擇菜單“ File→ Save”、單擊對應(yīng)的工具按鈕或者快捷鍵 Ctrl +S 實(shí)現(xiàn)文 件的保存。 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。 （ 2）編譯，調(diào)試系統(tǒng)程序 Keil 單片機(jī)模擬調(diào)試軟件內(nèi)集成了一個文本編輯器，用該文本編輯器可以編輯源程序。建立新文件并增加到組。在使用 keil 編程的時候，問題主要出在編譯時，因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)程序代碼比較長，所以在開始編譯時， 會出錯，提示是因?yàn)榇a太長，開始不知道該怎么辦，最后通過百度后才知道是因?yàn)榘惭b的 keil 軟件沒有破解，破解后問題迎刃而解。 測 溫 開 始復(fù) 位 D S 1 8 B 2 0跳 過 R O M 指 令啟 動 溫 度 轉(zhuǎn) 換等 待 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換復(fù) 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 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 29 頁 5． 仿真與調(diào)試 系統(tǒng)的仿真 本次設(shè)計(jì)仿真調(diào)試所用的軟件是 keil 和 ， keil 用來編寫和調(diào)試程序， protues 用來搭建原理圖并進(jìn)行仿真。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。所有時序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。 DS18B20 有嚴(yán)格的通信協(xié)議來保 證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。 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(hù)復(fù) 位 將 產(chǎn) 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(fù) 位 產(chǎn) 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(shí)時時間流程圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)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(dāng)檢測到獨(dú)立式按鍵有鍵按下時，顯示相應(yīng)的設(shè)置菜單等。位 1和 5指定進(jìn)行輸入或輸出的特定寄存器。最高位有效位 MSB 必須為 1。表 3 為它的日歷、時間寄存器 及控制字，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作 。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(dá) 248的數(shù)。無論是讀周期還是寫周期發(fā)生，也無論傳送方式是單字節(jié)傳送還是多字節(jié)傳送，開始8位指定的 40 個字節(jié)中的那個將被訪問。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。在檢測到被設(shè)置了定時任務(wù)時，系統(tǒng)要檢測是否到達(dá)定時時間，執(zhí)行相應(yīng)的動作。 軟件設(shè)計(jì)部分包括液晶顯示程序、 DS1302 計(jì)時程序、 DS18B20 測溫程序， 獨(dú)立式按鍵處理程序等。 ：地； ：數(shù)字輸入 /輸出； ：可選的 +5V電源。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)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(shè)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。1號存貯器存放溫度值的符號，如果溫度為負(fù) (℃ ).則 1 號存貯器 8位全為 1，否則全為 0。開始 8 位是產(chǎn)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(yàn) )碼。這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。信息經(jīng)過單線接口送入 DS1820 或從 DS1820 送出，因此從主機(jī) 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。 溫度采集模塊 DS18B20 數(shù)字溫度計(jì)是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1Wire，即單總線器件，具有線路簡單、體積小、低功耗、高精度、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)的數(shù)字溫度傳感器。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用，實(shí)現(xiàn)小電壓控制大電壓 的目的 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁 共 29 頁 LCD1602 液晶顯示模塊可同時顯示 16*2 即 32個字符，內(nèi)部含有的字符發(fā)生存儲器里面存儲了 160 個不同的點(diǎn)陣字符圖形，包括阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號和日文的片假名等，每個字符都有一個固定的代碼，比如大小寫英文字母的 A的代碼是 01000001B（ 41H），顯示模塊在顯示 A時就把地址 41H中的點(diǎn)陣字符圖像顯示出來，我們就能看到屏幕顯示字母 A了。 LCD液晶顯示器是一種低功耗的顯示器件，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、消費(fèi)電子及便攜式電子產(chǎn)品中。備用電池采用了 3v的紐扣電池。 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(fù)位端口和串行時鐘端口。 圖 DS1302 的芯片引腳圖。這樣可以使得定時準(zhǔn)確，方便，節(jié)約系統(tǒng)資源，同時程序編寫上也能相對簡單。當(dāng)接入適當(dāng)?shù)耐獠科骷缶湍塬@得各種不同的電壓和電流。每種類型由于內(nèi)部電流的限制，以及過熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本不會損壞。 78LXX 系列是三端正電源穩(wěn)壓電路，封裝形式為 TO220。 RST單片機(jī)C1R1GNDVCC RST單片機(jī)C2R2GNDVCCR3S?SWPB 圖 上電復(fù)位 圖 手動復(fù)位 穩(wěn)壓電源 模塊 本設(shè)計(jì)用到 78L05 穩(wěn)壓芯片。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 所示： 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)仿真圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁 共 29 頁 最小系統(tǒng)中包括晶振電路和復(fù)位電路，其中復(fù)位電路采用手動按鍵復(fù)位，來應(yīng)對系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生程序跑飛的情況。 RST—— 復(fù)位輸入。對 P3端口寫“ 1”時 ， 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ， 此時可以作為輸入口使用。 P3 口 ： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口 。對 P2 端口寫“ 1”時 ， 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ， 此時可以作為輸入口使用。 P2 口 ： P2 口是一個具有內(nèi) 部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。對 P1 端口寫“ 1”時 ， 內(nèi)部上拉電阻把端口拉高 ， 此時可以作為輸入口使用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 8 頁 共 29 頁 P1 口 ： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時 ， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口 ， 每位能驅(qū)動8個 TTL 邏輯電平。 其內(nèi)部包含以下功能部件： 位 CPU； ； 字節(jié)的程序存儲器 EPROM。可以在 4V到 寬電壓范圍內(nèi)正常工作。根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求 ,時鐘頻率可以設(shè)置在 033M 之間。 秒脈沖發(fā)生器 報警電路 控 制電路 定時器 譯碼器 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁 共 29 頁 定時插座系統(tǒng)在未設(shè)置任何定時的時候顯示界面顯示時間，通過按鍵設(shè)置可設(shè)置在 24 小時內(nèi)的兩組定時開關(guān)時間和六組一小時內(nèi)的固定模式定時，分別控制插座的開關(guān)，從而控制外部電器的工作與否。而單片機(jī)控制更加靈活，功能更加強(qiáng)大，可編程性也更高，因?yàn)橛脝纹瑱C(jī)主要是軟件編程來完成，那么就降低了硬件電路 的復(fù)雜性，而且其成本也相對降低。 其設(shè)計(jì)框圖如圖 所示： STC89C52 7805穩(wěn)壓電源模 塊 DS1302計(jì)時模 塊 按鍵模塊 繼電器模塊 DS18b20模塊 LCD顯示模 塊 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁 共 29 頁 圖 數(shù)字式定時開關(guān) 方案的比較 方案一和方案二均可實(shí)現(xiàn)插座的定時。其系統(tǒng)框圖如圖 所示： 圖 基于單片機(jī)的智能插座框圖 方案二： 設(shè)計(jì)一個定時開關(guān)，通過撥碼開關(guān)預(yù)置一個時間，再通過計(jì)數(shù)器倒計(jì)時方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一個時間時，發(fā)出一個信號，進(jìn)而來控制電器的工作。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 4 頁 共 29 頁 方案的提出 方案一 ： 設(shè)計(jì)一個以單片機(jī) STC89C52 控制的定時開關(guān)插座，能控制一路220V/10A 的插座，使其可以在 24 小時 內(nèi)能預(yù)先設(shè)定定時范圍，每天周而復(fù)始地控制用電器具的