【正文】 正確的電平，可以在 P1口輸出數(shù) 據(jù)； ⑧進(jìn)行下一地址單元的字節(jié)編程，在 XTAL1 加一脈沖，使地址計數(shù)器加 1，在 P1口加入編程數(shù)據(jù)。 表 （ a） AT89C2051單片機(jī)加密功能表 加密位內(nèi)容的擦除只能通過片擦除操作來完成。 a． Flash存儲器加密位 AT89C2051單片機(jī)有 2個加密位，可以編程（ P）或不編程（ U）以獲得不同的加密功能。模擬比較器可以方便的比較兩個模擬電壓的大小，若外接一個 D/A轉(zhuǎn)換器并將其輸出作為模擬比較器的一個輸入，而由模擬比較器的另一個輸入端引入被測電壓，通過軟件的方法也可以實現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)存儲的范圍是（ 00H— 7FH），堆棧操作時亦應(yīng)加以注意。 由于 ROM空間為 2KB，所以，對于跳轉(zhuǎn)指令要注意轉(zhuǎn)移的目的地址范圍（ 000H—128 8 RAM RAM 地址寄存器 AR SP 中斷控制定時 /計數(shù)器串行 I/O口 P3口 P1口 …..。 AT89C2051的引腳說明 AT89C2051是一個有 20個引腳的芯片 ,引腳如圖 1所示 ,與 8051內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比可發(fā)現(xiàn) ,AT89C2051減少了兩個對外端口（即 P0、 P2口） ,使它最大可能地減少了對外引腳 ,因而芯片尺寸有所減少。通過在單塊芯片上組合通用的 CPL1和閃速存儲器 ,ATMEL AT89C2051 是一強勁的微型計算機(jī) ,它對許多嵌入式控制應(yīng)用提供一高度靈活和成本低的解決辦法。 P3口的功能 表 P3口引腳 功能 RXD(串行輸入端口 ) TXD(串行輸出端口 ) INT0(外中斷 0) INT1(外中斷 1) TO(定時器 0外部輸入 ) T1(定時器 1外部輸入 ) AT89C2051 內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89C2051是一帶有 2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲體 (EEPROM)的低電壓 ,高性能 8位 CMOS微型計算機(jī)。 6. XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入。當(dāng)振蕩器正在運行時 ,持續(xù)給出 RST引腳兩個機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。T/VPP 1 XTAL2 4 (INT0) 6 (INT1) 7 (TO) 8 (T1) 9 GND10 XTAL1 5 (TXD) 3 VCC 20 VCC 19 18 17 16 15 11 12 (AIN2) 13 (AIN1) 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 8 頁 共 36 頁 5. RST：復(fù)位輸入。 P3口還接收一些用于閃速存 儲器編程和程序校驗的控制信號。用作輸入時 ,被外部拉低的 P3口引腳將用上拉電阻而流出電流 (IIL)。P3口緩沖器可吸收 20mA電流。 4. P3口： P3口的 ～ 、 I/0引腳。當(dāng)引腳 ～ 低時 ,它們將 因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流 (IIL)。 P1口輸出緩沖器可吸收 20mA電流并能直接驅(qū)動 LED顯示。 和 。 3. P1口： P1口是一 8位雙向 I/O口。 低功耗空載和掉電方式 AT89C2051 芯片的 20 個引腳 及功能 圖 AT89C2051 的引腳圖 1. Vcc：電源電壓。 直接 LED驅(qū)動輸出 六個中斷源 15 根可編程 I/O 引線 兩級加密程序存儲器 ～ 6V的操作范圍 2K 字節(jié)可重編程閃速存儲器 單片機(jī)的基本 性能及結(jié)構(gòu) AT89C2051 主要性能 AT89C2051是 ATMEL公司生產(chǎn)的帶 2K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器 (EEPROM)的 8位單片機(jī) ,它具有如下主要特性： 第四， AT89C2051 不允許構(gòu)造外部總線來擴(kuò)充程序 /數(shù)據(jù)存儲器，所以它不需要 ALE、PSEN、 RA、 WR一類的引腳。 第二， AT89C2051 片內(nèi)含有 2K字節(jié)的 Flash 程序存儲器， 128字節(jié)的片內(nèi) RAM。 目前，我國生產(chǎn)很多型號的單片機(jī)，在此，我們采用型號為 AT89C2052 的單片機(jī)。 （ 6）現(xiàn)代交通與航空航天領(lǐng)域 通常應(yīng)用于電子綜合顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)控系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及運行監(jiān)視系統(tǒng)等。將單片機(jī)和傳感器相結(jié)合，可以構(gòu)成新一代的智能傳感器。 （ 4）工業(yè)自動化 在工業(yè)控制和機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中，除了采用工控計算機(jī)外，很多都是以單片機(jī)為核心的單片機(jī)和多機(jī)系統(tǒng)。商用系統(tǒng)中廣泛使用的電子計量儀器、收款機(jī)、條形碼閱讀器、安全監(jiān)測系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)和冷凍保鮮系統(tǒng)等，都采用了單片機(jī)構(gòu)成的專用系統(tǒng)。 （ 2）辦公自動化領(lǐng)域 單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代辦公設(shè)備，如計算機(jī)的鍵盤、磁盤驅(qū)動、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電話機(jī)和傳真機(jī)等。 下面大致介紹一下單片機(jī)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和特點。 低價格 單片機(jī)應(yīng)用面廣，使用數(shù)量大，帶來的直接好處就是成本的降低。由于 CMOS等工藝的大量采用，很多單片機(jī)可以在更低的電壓下工作（ ），功耗已經(jīng)降低到uA級。使用高級語言可以降低開發(fā) 難度，縮短開發(fā)周期，增強軟件的可讀性和可移植性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充功能。 高效率和高性能 控制開關(guān) 單 片 機(jī) 數(shù) 碼 管 位 驅(qū) 動 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 5 頁 共 36 頁 為了提高執(zhí)行速度和執(zhí)行效率，單片機(jī)開始使用 RISC、流水線和 DSP的設(shè)計技術(shù)，使單片機(jī)的性能有了明顯的提高，表現(xiàn)為：單片機(jī)的時鐘頻率得到提高；同樣頻率的單片機(jī)運行效率也有了很大的提升；由于集成度的提高，單片機(jī)的尋址能力、片內(nèi) ROM（ FLASH）和 RAM的容量都突破了以往的數(shù)量和限制。 有的單片機(jī)針對某一個應(yīng)用領(lǐng)域，集成了相關(guān)的控制設(shè)備，以減少應(yīng) 用系統(tǒng)的芯片數(shù)量。其發(fā)展趨勢不外乎以下幾個方面： 多功能 單片機(jī)中盡可能地把所需要的存儲器和 I/O口都集成在一塊芯片上，使得單片機(jī)可以實現(xiàn)更多的功能。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖?外部設(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)微型計算機(jī)簡 稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 在設(shè)計時要注意的是電路控 制模塊要足夠小，選擇好相應(yīng)的器件，以方便地進(jìn)行安裝。， , 5個按鈕開關(guān)，分別實現(xiàn) 計時 ， 時調(diào)節(jié)，分調(diào)節(jié)，語音，暫停 功能。利用中斷系統(tǒng)使其能實現(xiàn)開始暫停得功能。主控制器采用單片機(jī) AT89C2051，顯示電路采用共陽極 LED數(shù)碼管顯示時間。因此對于智能插座的設(shè)計可以理解為設(shè)計一個由單片機(jī)構(gòu)成的定時器 。 系統(tǒng)設(shè)計方案 根據(jù)設(shè)計的要求及性能以及考慮到使用的可能性，智能插座的主要功能是定時作用，使日常使用的需充電的電器設(shè)備在充電中更加方便。硬件包括 :主機(jī)、外部設(shè)備、編碼器和譯碼器、鍵盤按鈕和執(zhí)行機(jī)構(gòu) 、開關(guān)量輸入和輸出通道、接口電路和電源。 硬 件是微機(jī)控制系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。而由單片機(jī)實現(xiàn)控制系統(tǒng)正是其中相當(dāng)重要的一項?？梢哉f，微機(jī)測控技術(shù)的應(yīng)用已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 3 頁 共 36 頁 3 系統(tǒng) 方案設(shè)計及分析 微機(jī)控制系統(tǒng)介紹 微機(jī)控制系統(tǒng)或微機(jī)測控系統(tǒng)，即由微型機(jī)與其它器件和裝置適當(dāng)連接起來的所謂硬件，在軟件的操作下協(xié)調(diào)運行執(zhí)行預(yù)定的測量或控制任務(wù)。 也就是說， 第一利用單片機(jī)，直流控制交流繼電器等部件實現(xiàn)排插的定時開關(guān)功能（比如，什么時候接通，接通多久時間后斷開），另一個提供語音服務(wù)功能，比如播放音樂，如使用這一排插控制電飯煲，則在作飯時還可以享受音樂的服務(wù)。 本設(shè)計的市場前景 使用 單片機(jī)技術(shù)完善現(xiàn)有插座功能 ，滿足人 們 的需求，目前市場還沒有出現(xiàn)這個產(chǎn)品，很有競爭力。 采用單片機(jī)就可以實現(xiàn)功能， 節(jié)約了大量線材和人工費用，也不用技術(shù)專家指導(dǎo)，普通用戶可自行安裝， 一步到位。 采用數(shù)碼管顯示技術(shù)，準(zhǔn)確顯示定時時間，使用更加方便 。 具有語音功能 。在車庫充電完成需要下樓拔掉電源或因時間長久忘記切斷電源等等，帶來一些不便。但是在使用的過程中具有一定的局限性。 由單片機(jī)為核心的控制器控制現(xiàn)在排插 其主要 特點 ： 具有定時 。由于 單片機(jī)控制 電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使智能插座具有定時準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、攜帶方便等優(yōu)點。因此研究智能插座有很大的實用意義。 智能插座控制系統(tǒng)的實現(xiàn)全部是基于單片機(jī)的設(shè)計。 2 課題研究背景 智能插座的現(xiàn)狀 智能插座控制系統(tǒng)的設(shè)計：目前市場上的排插功能太簡單，有時滿足不了人們需要！比如我們經(jīng)常遇到的就是電動車充電問題，電動車充電時間通常是 8個小時左右，太長則容易損耗電池，太短則充不滿，如果在晚上充電，又經(jīng)常不想從家里出來到車庫去給車充電，或者白天充電了，晚上不想下車庫或者忘了拔電等等，造成很大的不方便。電子定時器可用一般數(shù)字電路搭建而成，一臺四位數(shù)的定時器要用十多片數(shù)字電路組成，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，而且功能有一定的局限性。 單片微型計算機(jī)作為微型計算機(jī)的一個分支，它成為今天工業(yè)控制領(lǐng)域 、通訊設(shè)備、信息處理以及日 常生活中最廣泛使用的計算機(jī)。而單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用是便其中最多、最活躍的領(lǐng)域之一。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 1 頁 共 36 頁 1 引言 本課題的題目是“智能插座控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計” 。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,由于單片機(jī)具有優(yōu)異的性能價格比，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，因此它的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，無論是工業(yè)部門、民用部門、事業(yè)部門和家用等領(lǐng)域，到處都有它的身影。在各種儀器儀表中引入單片機(jī)，不但使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，更能簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。如：數(shù)控電梯、數(shù)控機(jī)床、交通燈管理系統(tǒng)、掌上電腦、手機(jī)、電子詞典、各種智能醫(yī)療器械等；家用電器中常用產(chǎn)品如：微波爐、電磁爐、洗衣機(jī)、電視機(jī)等內(nèi)均看到它的身影；游戲機(jī)、手提電話機(jī)等、就連一臺微機(jī)系統(tǒng)中也嵌入了很多片的單片機(jī)。如用單片機(jī)制作定時器，外圍電路簡單，用其靈活的編程，使定時器可有更多的功能選擇。本著這一思想于是提出了本課題， 第一 利用單片機(jī)，直流控制交流繼電器等部件實現(xiàn)排插的定時開關(guān)功能（比如，什么時候接通，接通多久時間后斷開）， 第二 提供語音服務(wù)功能，比如播放音樂，如使用這一排插控制電飯 煲，則在作飯時還可以享受音樂的服務(wù)。 智能插座可以用于所有家庭電器，比如電動車，手機(jī)，電腦，等等。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 2 頁 共 36 頁 智能插座已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個人家庭以及一些公共場所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂帶來極大的方便。 智能插座 發(fā)展趨勢 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,由于單片機(jī)具有優(yōu)異的性能價格比，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， 成品價格的下降，越來越被廣大群眾所接受，這種新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，勢必在 日常 生活中產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。當(dāng)前有的產(chǎn)品 使用也相對方便，多個電器設(shè)備可以同時使用?，F(xiàn)在生活水平的提高，城市人口的聚集，多數(shù)居住在高樓大廈，這給像電瓶車一樣的較大需充電設(shè)備帶來一定的麻煩。智能插座則具有定時功能，根據(jù)充電需要自行設(shè)置充電 時間。 可根據(jù)需要選擇語音播放。 制作簡單 ， 成本低。 當(dāng)我們只有充分了解了 單片機(jī) 的發(fā)展趨勢，并掌握 插座 的知識，才能在這一行業(yè)更好更有力的發(fā)展。 據(jù)了解，目前 市場上排插的功能單一 ， 我們只要在現(xiàn)有的排插上安裝一個由 單片機(jī)控制的控制器就可以了。 在設(shè)計時要注意的是電路控制模塊要足夠小，選擇好相應(yīng)的器件，以方便地進(jìn)行安裝。 當(dāng)今社會，由 于電子技術(shù)和微型計算機(jī)的迅速發(fā)展，它促進(jìn)了微型計算機(jī)測量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。國防技術(shù)、航空、航天、鐵路、冶金、化工等產(chǎn)業(yè)自不必說，就連日常生活中也用上了微機(jī)控制的電梯、微波爐、電冰箱、電視機(jī)、電扇、智能照相機(jī)、玩具、模糊控制洗衣機(jī)、模糊控制空調(diào)機(jī)、攜帶式心臟監(jiān)護(hù)器等，所有這些智能機(jī)電一體化產(chǎn)品的出現(xiàn)，無不是微機(jī)測控技術(shù)的成功應(yīng)用。 微機(jī)控制系統(tǒng)的組成 微機(jī)控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。它在軟件的協(xié)調(diào) 配合 下運行，實現(xiàn) 系統(tǒng)功能控制，完成 控制任務(wù)?？刂葡到y(tǒng)的軟件，指的是它的全部程序，包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。插座的功能即是在電器完成定時充電以后插座能自行切斷電源。 硬件電路主要包括主控制器， 定時 與顯示電路 ，鍵盤電路 等 。本設(shè)計采用 AT89C2051單片機(jī)的定時器計數(shù)器定時計數(shù)和計數(shù)原理，使其能精確 定時 。 P0口輸出斷碼數(shù)據(jù)， 。電路的基本要求是正確性，其次是布局 =合理，最后在這兩點下要求美觀。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 （論文） 第 4 頁 共 36 頁 圖 功能說明圖 4 基于單片機(jī)的智能 插座 的硬件設(shè)計部分 單片機(jī)的選擇 單片機(jī)微型計算機(jī)是微型計算機(jī)的一個重要分支，也是頗具生命力的