智能插座系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 智能插座系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)智能插座系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目目 錄錄 第 1 章 緒論 1 1 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1 3 論文主要內(nèi)容與思路 2 第 2 章 總體方案 3 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 5 3 1 智能排插的工作原理 5 3 2 硬件簡(jiǎn)介 5 3 2 1 STC89C52 單片機(jī) 5 3 2 2 QC12864B 液晶屏 6 3 2 3 DS1302 時(shí)鐘芯片 8 3 2 4 BISS0001 紅外熱釋電處理芯片 9 3 2 5 繼電器模塊 10 3 2 6 按鍵模塊 10 3 3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖 10 3 3 1 STC89C52 最小系統(tǒng)電路圖 10 3 3 2 QC12864B 液晶顯示電路 11 3 3 3 DS1302 時(shí)鐘電路 11 3 3 4 HC SR501 模塊電路 11 3 3 5 繼電器電路 12 3 3 6 按鍵電路 12 3 3 7 系統(tǒng)原理圖 13 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 4 1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程 14 4 2 模塊程序設(shè)計(jì) 14 4 2 1 LCD12864 液晶驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 14 4 2 2 DS1302 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) 16 4 2 3 按鍵程序設(shè)計(jì) 18 第 5 章 實(shí)物制作與結(jié)果分析 19 5 1 實(shí)物制作 19 5 2 加載源程序后的實(shí)物結(jié)果及分析 20 第 6 章 總結(jié)與展望 22 6 1 總結(jié) 22 6 2 展望 22 參考文獻(xiàn) 23 致 謝 24 附 錄 25 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 I 附錄 1 系統(tǒng)原理圖 25 附錄 2 源程序 25 第第 1 1 章章 緒論緒論 1 1 設(shè)計(jì)的目的和意義設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著人口的增長(zhǎng) 科技的迅猛發(fā)展 人們生活水平不斷的提高 對(duì)于電子 產(chǎn)品的需求和要求也不斷增加 各式各樣的電子產(chǎn)品應(yīng)用于我們的生活中 在 為人類(lèi)帶來(lái)便捷的同時(shí) 也意味著我們使用的產(chǎn)品消耗的能源同等的增加以維 持我們生活的正常進(jìn)行 可是 我們生活的星球能開(kāi)發(fā)利用的能源是有限的并 且正在不斷的消耗殆盡 所以 節(jié)約能源又成為了我們必須要解決的問(wèn)題 同 時(shí)其也是這個(gè)社會(huì)的主題 所以 這樣一對(duì)矛盾應(yīng)盡快得到調(diào)解 在調(diào)查中我 們發(fā)現(xiàn) 大部分市面上的電子產(chǎn)品都具有待機(jī)功能 比如電視機(jī) 電腦 冰箱 空調(diào)等家用電器 如此 就我國(guó)而言 無(wú)意識(shí)的家電或電子產(chǎn)品的能耗基于一 個(gè)十幾億人口的大國(guó) 那是一個(gè)非常巨大的能源浪費(fèi) 據(jù)測(cè)算 家電待機(jī)能耗 占到中國(guó)家庭電力消耗的 10 以上 而正是由于這種長(zhǎng)期的待機(jī)狀態(tài) 使得排 插的負(fù)荷也越來(lái)越大 帶來(lái)了非常嚴(yán)重的安全隱患 除此之外 也使得電器的 壽命大大縮短 1 所以 本系統(tǒng)對(duì)家庭中普通的排插進(jìn)行了更加智能化的設(shè)計(jì) 我們利用單 片機(jī)對(duì)繼電器的控制來(lái)達(dá)到控制排插通斷的目的 并可以通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)對(duì)排插 進(jìn)行定時(shí)設(shè)置 使其可以按照我們的意愿定時(shí)通斷 在定時(shí)功能的基礎(chǔ)上 增 加了人體感應(yīng)模塊 基于此種思維設(shè)計(jì) 其不僅能節(jié)約能源消耗 減輕地球的負(fù)擔(dān) 增加家電 的使用壽命 還能讓我們的生活變得更加的便捷 舒適 重要的是可以防止不 必要的安全事故的發(fā)生 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前市場(chǎng)上使用的絕大多數(shù)移動(dòng)電源排插只可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電源機(jī)械式通 斷電 單一的功能并不能滿足我們未來(lái)生活的需要 智能排插可編程開(kāi)關(guān)排插 可根據(jù)使用者的意愿 對(duì)其進(jìn)行功能設(shè)置實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)通斷電 是人們的生 活帶來(lái)極大的方便之余又能應(yīng)和這個(gè)社會(huì)節(jié)能的主題 現(xiàn)階段市場(chǎng)上出現(xiàn)的智能插座有小管家智能插座 科德牌智能插座 POLYHOME 智能插座 博聯(lián)智能插座等等 這幾款插座中小管家插座使用智能芯 片系統(tǒng)和相應(yīng)程序軟件對(duì)繼電器進(jìn)行編程控制 使得插座待機(jī)能耗降至零 達(dá) 到節(jié)能安全的目的 利用遙控功能關(guān)機(jī)后自動(dòng)切斷電源 遙控開(kāi)機(jī)時(shí) 能自動(dòng) 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 1 接通電源 并且具有消除待機(jī)能耗 智能化保護(hù)功能 避免電磁波輻射 有效 防雷擊沖擊的特點(diǎn) 科德智能插座 可以進(jìn)行定時(shí)設(shè)定 精確值時(shí)間為 1 分鐘 每天最多可設(shè)置多組開(kāi)與關(guān) 并且具有模式功能 隨時(shí)可切換到長(zhǎng)通或定時(shí)狀 態(tài) 目前智能排插的實(shí)現(xiàn)方法有機(jī)械式定時(shí)排插 基于單片機(jī)的定時(shí)器功能實(shí) 現(xiàn)排插的智能定時(shí) 以及采用現(xiàn)成的智能芯片 機(jī)械式定時(shí)排插通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)刻度 盤(pán) 進(jìn)行定時(shí)時(shí)間設(shè)置 而基于單片機(jī)的智能排插則是通過(guò)用單片機(jī)控制繼電 器的通斷來(lái)控制排插的開(kāi)關(guān) 即通過(guò)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)智能定時(shí) 智能芯片排插 則是通過(guò)芯片直接感應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能通斷電 從而達(dá)到消除待機(jī)功耗的目的 較 為高級(jí)的當(dāng)屬無(wú)線控制智能排插 基于 Wi Fi 通訊 只要家中有無(wú)線路由器 排插就會(huì)自動(dòng)尋找網(wǎng)路 用戶(hù)只需輸入上網(wǎng)密碼即完成配置 通過(guò)智能手機(jī)在 全球任何地點(diǎn)都可以控制 智能排插有效地解決了待機(jī)能耗的問(wèn)題 從而提高終端用電設(shè)備的使用壽 命 促進(jìn)我國(guó)節(jié)電降耗產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展 也消除了生活中的很多安全隱患 可 達(dá)到適用于彩電 電腦 空調(diào)等用電領(lǐng)域的較高技術(shù)指標(biāo)與節(jié)電能力 而隨著 技術(shù)的不斷發(fā)展 對(duì)智能排插的承受功率不斷地增高完善 智能排插除了廣泛 應(yīng)用于家用電器外 還會(huì)更多的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域 1 3 論文主要內(nèi)容與思路論文主要內(nèi)容與思路 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)對(duì)繼電器的控制來(lái)達(dá)到智能控制排插通斷的目的 并可以通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)和紅外感應(yīng)對(duì)排插進(jìn)行定時(shí)設(shè)置和感應(yīng)通斷 使其可以按 照我們的意愿自動(dòng)通斷 論文各章主要內(nèi)容如下 第一章是緒論 介紹了本研究的目的和意義 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及本論文 的章節(jié)結(jié)構(gòu) 第二章總體方案設(shè)計(jì) 在論述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上 詳細(xì)說(shuō)明系統(tǒng)的 主要設(shè)計(jì)功能 第三章是硬件系統(tǒng)構(gòu)架 首先介紹系統(tǒng)的工作原理 然后介紹單片機(jī)的主 要性能參數(shù) 接著是對(duì)每個(gè)電路模塊進(jìn)行分析 并給出原理圖 第四章介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 并對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行說(shuō)明 第五章介紹實(shí)物調(diào)試過(guò)程 并對(duì)相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明 第六章是本文的總結(jié)與展望 并提出進(jìn)一部完善的工作 智能插座的設(shè)計(jì) 2 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 3 第第 2 2 章章 總體方案總體方案 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由感應(yīng)控制系統(tǒng)和按鍵控制系統(tǒng)組成 硬件電路由 STC89C52 單片機(jī)為核心控制器 通過(guò) C 語(yǔ)言編寫(xiě)文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各路控制功能 在感應(yīng)控制系統(tǒng)中 單片機(jī)通過(guò) HC SR501 人體感應(yīng)模塊觸發(fā)外部中斷進(jìn)而控制 與排插插孔相連的繼電器來(lái)控制插孔的關(guān)斷 此外 插孔的關(guān)斷還可以通過(guò)手 動(dòng)按鍵來(lái)操控 通過(guò)單片機(jī)配合時(shí)鐘芯片 DS1302 對(duì)排插進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān)或延時(shí)開(kāi) 關(guān)等操作 由 LED 指示燈指示當(dāng)前工作狀態(tài)并由 QC12864B 液晶屏作為人機(jī)交互 界面進(jìn)行顯示 使系統(tǒng)能夠有一個(gè)良好的界面 總體的系統(tǒng)框圖如圖 2 1 所示 圖 2 1 系統(tǒng)框圖 1 智能排插的核心控制電路 STC89C52 單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心器件 配合各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)排插的控制 STC89C52 根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求 時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在 0 33M 之間 該最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路 晶振電路構(gòu)成 2 QC12864B 液晶顯示部分 QC12864B 是帶中文字庫(kù)的漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊 可顯示 4 8 行 16 16 的點(diǎn)陣漢字及分辨率為 128 64 的圖形 同時(shí) 光標(biāo)顯示 畫(huà)面移動(dòng) 自 定義字符 睡眠模式等功能可實(shí)現(xiàn)最直接的人機(jī)交互 3 DS1302 模塊 本系統(tǒng)采用 DS1302 作為時(shí)鐘計(jì)時(shí)器 從而實(shí)現(xiàn)排插在 24 小時(shí)內(nèi)任意時(shí)間 的可變定時(shí)和一小時(shí)內(nèi)的固定模式定時(shí) 這樣可以使得定時(shí)準(zhǔn)確 方便 節(jié)約 系統(tǒng)資源 同時(shí)程序編寫(xiě)上也能相對(duì)簡(jiǎn)單 STC89C52 7805 穩(wěn)壓電源模塊 DS1302 計(jì)時(shí)模塊 按鍵模塊 繼電器模塊 HC SR501 人體感應(yīng)模塊 LCD 顯示模塊 智能插座的設(shè)計(jì) 4 4 HC SR501 模塊 HC SR501 是建立在 BISS0001 紅外熱釋電處理芯片上的自動(dòng)控制模塊 其 使用 LHI778 型探頭進(jìn)行設(shè)計(jì) 具有高靈敏度 功耗低 可靠性強(qiáng)等特點(diǎn) 廣泛 應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電氣設(shè)備 且其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品 5 繼電器模塊 本設(shè)計(jì)采用的是型號(hào)為 SONGLE SRD 05VDC SL C 的繼電器 5V 繼電器是一 種電子控制器件 具有控制系統(tǒng) 又稱(chēng)輸入回路 和被控制系統(tǒng) 又稱(chēng)輸出回 路 可用較小的電流去控制較大電流的一種 自動(dòng)開(kāi)關(guān) 6 按鍵模塊 系統(tǒng)采用輕觸按鍵設(shè)計(jì) 4 4 式矩陣按鍵 充分利用單片機(jī) I O 口控制實(shí)現(xiàn) 按鍵功能 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 5 第第 3 3 章章 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì) 3 1 智能插座的工作原理智能插座的工作原理 本系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng) QC12864B 液晶屏 HC SR501 繼電器等幾個(gè)模 塊組成 通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)對(duì)與繼電器相連的排插進(jìn)行定時(shí) 延時(shí)設(shè)置 使其可以 按照我們的意愿在相應(yīng)的時(shí)間通斷 或由 HC SR501 熱釋電紅外傳感器模塊 當(dāng) 感應(yīng)到生物發(fā)出的紅外線而輸出電信號(hào)進(jìn)而觸發(fā) SCT89C51 單片機(jī)的外部中斷引 腳 自動(dòng)控制排插的通斷 由 LED 指示燈指示工作模式并將工作數(shù)據(jù)通過(guò) LCD 液晶屏顯示 3 2 硬件簡(jiǎn)介硬件簡(jiǎn)介 3 2 1 STC89C52單片機(jī)單片機(jī) STC89C52 單片機(jī)是一款低功耗 高性能的 8 位微控制器芯片 內(nèi)部集成 8K 字節(jié) Flash 512 字節(jié) RAM 4KB EEPROM MAX810 復(fù)位電路 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 2 個(gè)外部中斷 一個(gè)通信一步通信口 UART 一個(gè) 7 向 量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) 兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) 全雙工串行口 32 位的 I O 口線 看門(mén)狗定時(shí)器 另外 STC89C52 可降至 0MHz 靜態(tài)邏輯操作 支持 2 種可選擇節(jié)電模式 空閑模式下 CPU 停止工作 允許 RAM 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器 串口 中斷繼續(xù)工作 掉電保護(hù)方式下 片內(nèi)振蕩器停止工作 從 而單片機(jī)的一切工作全部停止 直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止 最高運(yùn)作頻 率 35MHz 6T 12T 可選 可以在 4V 到 5 5V 寬電壓范圍內(nèi)正常工作 具有許 多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) 即體積小 重量輕 單一電源 低功耗 功能強(qiáng) 價(jià)格低廉 運(yùn)算速度快 抗干擾能力強(qiáng) 可靠性高等 4 6 其內(nèi)部包含以下功能部件 a 8 位 CPU b 振蕩器和時(shí)鐘電路 c 8k 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器 EPROM d 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM e 可尋址外部存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各 64 字節(jié) f 20 多個(gè)特殊功能寄存器 g 32 線并行 I O 口 h 一個(gè)全雙工串行 I O 口 i 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 計(jì)時(shí)器 智能插座的設(shè)計(jì) 6 STC89C52 引腳圖如圖 3 1 所示 圖 3 1 DIP 40 封裝 STC89C52 引腳圖 P0 口 P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的準(zhǔn)雙向 I O 口 當(dāng)作為輸出口時(shí) 輸出 級(jí)為漏極開(kāi)路電路 應(yīng)外接一個(gè)上拉電阻來(lái)提供輸出高電平時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流 對(duì) P0 端口寫(xiě) 1 時(shí) 引腳用作高阻抗輸入 當(dāng) CPU 訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí) 由內(nèi)部 硬件自動(dòng)使控制線為 1 這時(shí) P0 口可作為低 8 位地址 數(shù)據(jù)總線分時(shí)使用 在這種模式下 P0 不具有內(nèi)部上拉電阻 4 6 P1 口 P1 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向口 作為通用的 I O 端 口使用 P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平 當(dāng) P1 口用做輸出口輸出 1 時(shí) 輸出線由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平 作為輸入使用時(shí) CPU 必須將 1 寫(xiě)入鎖存器 使 T1 截止 把該端口線由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平 6 P2 口 P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I O 口 P2 輸出緩沖 器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平 當(dāng) CPU 對(duì) P2 端口寫(xiě)入 1 時(shí) 其內(nèi)部的上拉 電阻把該端口拉為高電平 此時(shí) P2 口可作為輸入端口來(lái)使用 作為輸入口使 用時(shí) 被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 將輸出電流 4 6 P3 口 P3 口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I O 口 并且還是一個(gè)雙功 能端口 其作為通用的 I O 口使用時(shí) 工作原理同 P1 P2 端口相似 對(duì) P3 端 口寫(xiě) 1 時(shí) 輸出引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平 作為輸入使用時(shí) 被外部 拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因 將輸出電流 4 6 RST 復(fù)位輸入 當(dāng)振蕩器工作時(shí) RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高 電平將是單片機(jī)復(fù)位 4 6 3 2 2 QC12864B液晶顯示屏液晶顯示屏 QC12864B 是一款具有 4 位 8 位并行 2 線或 3 線串行多種接口方式的帶中文 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 7 字庫(kù)以及內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形的液晶顯示器 其具有 128 64 的分辨率 8192 個(gè) 16 16 點(diǎn)漢字以及 128 個(gè) 16 8 點(diǎn)的 ASCII 字符集 且具有 光標(biāo)顯示 畫(huà)面移位 睡眠模式等多種功能 可以顯示 8 4 行 16 16 點(diǎn)陣的 漢字 也可完成圖形顯示 低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn) 其引腳圖如圖 3 2 所示 如表 3 1 為 QC12864B 引腳定義表 7 1 VSS 2 VDD 3 VO 4 RS CS 5 R W 6 E CLK 7 D0 8 D1 9 D2 10 D3 11 D4 12 D5 13 D6 14 D7 15 PSB 16 NC 17 RST 18 NC 19 A 20 K E2 LC D12864 VC C VC C 圖 3 2 QC12864B 引腳圖 表 3 1 QC12864B 引腳定義 管腳號(hào)管腳名稱(chēng)電平管腳功能描述 1VSS0V電源地 2VCC3 0 5V電源正 3V0 對(duì)比度 亮度 調(diào)整 4RS CS H L RS H 表示 DB7 DB0 為顯示數(shù)據(jù) RS L 表示 DB7 DB0 為顯示指令數(shù)據(jù) 5R W SID H L R W H E H 數(shù)據(jù)被讀到 DB7 DB0 R W L E H L DB7 DB0 的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到 IR 或 DR 6E SCLK H L使能信號(hào) 7DB0H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 8DB1H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 9DB2H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 10DB3H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 11DB4H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 12DB5H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 13DB6H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 14DB7H L三態(tài)數(shù)據(jù)線 15PSBH LH 8 位或 4 位并口方式 L 串口方式 16NC 空腳 17 RESETH L復(fù)位端 低電平有效 智能插座的設(shè)計(jì) 8 18VOUT LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端 19AVDD背光源正端 5V 20KVSS 背光源負(fù)端 3 2 3 DS1302 時(shí)鐘芯片時(shí)鐘芯片 DS1302 是高性能時(shí)鐘芯片 具有以下特性 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 可對(duì)秒 分 時(shí) 日 周 月 以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù) 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31 8RAM 最少引腳的串行 I O 2 5 5 5V 滿肚工作范圍 2 5V 時(shí)耗電小于 300nA 用于時(shí)鐘或數(shù)據(jù)讀 寫(xiě)的單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送 8 引腳的雙排直列封裝 DIP 或用于表面的 8 引腳貼片封裝 SOIC 簡(jiǎn)單的 3 線接口 TTL 兼容 VCC 5V 可選的工業(yè)溫度范圍 40 至 85 在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特點(diǎn) 可選的慢速充電的能力 用于主電源和備份電源的雙電源引腳 備份電源引腳可用作電池或超容量電容器的輸入端 附加的告訴暫存存儲(chǔ)器 7 字節(jié) 圖 3 3 為 DS1302 的芯片引腳圖所示 如表 3 2 所示為 DS1302 各引腳的功 能表 8 圖 3 3 DS1302 的芯片引腳圖 表 3 2 DS1302 引腳功能 引腳號(hào)引腳名稱(chēng)功能 1VCC2 主電源 2 3X1 X2振蕩器 外接 32 768KHZ 晶振 4GND 電源地 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 9 5RST 復(fù)位 6I O 數(shù)據(jù)輸入 輸出 雙向 7SCLK 串行時(shí)鐘 8VCC1 后備電源 3 2 4 BISS0001 紅外熱釋電處理芯片紅外熱釋電處理芯片 BISS0001 是一款高性能的傳感信號(hào)處理集成 芯片 由熱釋電紅外傳感 器以及外圍連接 元器件組成的被動(dòng)式熱釋電紅外開(kāi)關(guān) 模塊 其可自動(dòng)快速 有效的控制各式照明燈 蜂鳴器 自動(dòng)門(mén) 電風(fēng)扇 烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池 等等家用電器的關(guān)斷 普遍應(yīng)用在賓館 酒店 公司 商場(chǎng)及家庭 等過(guò)道 或走廊等敏感區(qū)域 以及安全區(qū)域的燈光 照明和報(bào)警系統(tǒng) 引腳原理圖如 圖 3 4 所示 其引腳功能如表 3 3 所示 9 圖 3 4 BISS0001 引腳圖 表 3 3 BISS0001 引腳功能 引腳號(hào)名稱(chēng)I O功能說(shuō)明 1AI 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端 當(dāng)A 為 1 時(shí) 允 許重復(fù)觸發(fā) 反之 不可重復(fù)觸發(fā) 2VOO Vo 上升沿時(shí)為有效觸發(fā) 在輸出時(shí)間 Tx 之外和無(wú) VS 的上跳變時(shí) Vo 保持低電平 3RR1 輸出延遲時(shí)間 Tx 的調(diào)節(jié)端 4RC1 輸出延遲時(shí)間 Tx 的調(diào)節(jié)端 5RC2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 的調(diào)節(jié)端 6RR2 觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 的調(diào)節(jié)端 7VSS 工作電源負(fù)端 8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端 9VCI觸發(fā)禁止端 當(dāng) VcVR 時(shí)允 智能插座的設(shè)計(jì) 10 許觸發(fā) VR 0 2VDD 10IB 運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端 11VDD 工作電源正端 122OUTO第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 132IN I第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 141IN I第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端 151IN I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端 161OUTO第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端 3 2 5 繼電器模塊繼電器模塊 本系統(tǒng)使用的繼電器是型號(hào)為 SONGLE SRD 05VDC SL C 的繼電器 該繼 電器是一種電子控制器件 工作電壓 5 伏 具有兩個(gè)控制系統(tǒng)分別是輸入回路 和被控輸出回路 利用較小的電流驅(qū)動(dòng)去控制大電流的一種 自動(dòng)開(kāi)關(guān) 因此 在電路中起著安全保護(hù) 自動(dòng)調(diào)節(jié)及電路轉(zhuǎn)換等作用 可實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的 目的 常用在自動(dòng)控制電路中 3 2 6 按鍵模塊按鍵模塊 采用普通輕觸按鍵設(shè)計(jì)矩陣式按鍵控制 給單片機(jī)引腳輸入電信號(hào) 由于 與人體感應(yīng)模塊中用到的外部中斷腳 P3 2 重合 故在設(shè)計(jì)按鍵的時(shí)候?qū)⒋艘_ 除去 3 3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖 3 3 1 STC89C52 最小系統(tǒng)電路圖最小系統(tǒng)電路圖 STC89C52 為核心的最小系統(tǒng)由復(fù)位電路和晶振電路組成 復(fù)位電路由按 鍵一個(gè) 1K 電阻和一個(gè) 10K 電阻以及一個(gè) 10uf 的電解電容構(gòu)成 晶振電路由 12M 晶振和兩個(gè) 30PF 電容組成 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 3 5 所示 圖 3 5 單片機(jī)最小系統(tǒng)仿真圖 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 11 3 3 2 QC12864B 液晶顯示液晶顯示電路電路 QC12864B 帶字庫(kù)型液晶顯示模塊 內(nèi)部存有 16X16 點(diǎn)陣的中文漢字 8192 個(gè) 8X16 點(diǎn)陣的字符 128 個(gè)以及 64X256 點(diǎn)陣的圖形顯示 RAM GDRAM 其 電路連接圖如圖 3 6 所示 40 VC C 39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07 31 EA 30 29 28 P27 27 P26 26 P25 25 P24 24 P23 23 P22 22 P21 21 P20 1 P10 2 P11 3 P12 4 P13 5 P14 6 P15 7 P16 8 P17 9 R ESET 10 P30 11 P31 12 P32 13 P33 14 P34 15 P35 16 P36 17 P37 18 X1 19 X2 20 GND E1 AT89C 51 1 VSS 2 VDD 3 VO 4 RS CS 5 R W 6 E CLK 7 D0 8 D1 9 D2 10 D3 11 D4 12 D5 13 D6 14 D7 15 PSB 16 NC 17 RST 18 NC 19 A 20 K E2 LC D12864 R 1R 2R 3R 4R 5R 6R 7R 8R 9 VC C C 1 33p C 2 33p 5V 10K VC C VC C 圖 3 6 QC12864B 電路連接圖 3 3 3 DS1302 時(shí)鐘時(shí)鐘電路電路 DS1302 引腳電路中 Vcc1 為后備電源接一個(gè)干電源電池 Vcc2 為主電源 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電 X1 和 X2 是振蕩源 外接 32 768kHZ 晶振 電路連接圖如圖 3 7 所示 10 vcc1 1 x1 2 x2 3 GND 4 REST 5 I O 6 SCLK 7 vcc2 8 JP1 DS1302 R12 R10 R11 10K BT1 32 768HZ VCC P35 P36 P34 圖 3 7 DS1302 電路原理圖 3 3 43 3 4 HC SR501HC SR501 模塊電路模塊電路 BISS0001是一款高性能的傳感信號(hào)處理集成電路 由運(yùn)算放大器 狀態(tài)控 制器 電壓比較器 封鎖時(shí)間定時(shí)器以及延遲時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合集 成電路 并配以熱釋電紅外傳感器和外圍元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān) 該模塊有兩種模式 分別是可重復(fù)觸發(fā)方式和不可重復(fù)觸發(fā)方式 通過(guò)Q腳電信 號(hào)的變化 觸發(fā)單片機(jī)外部中斷達(dá)到控制繼電器工作效果 本系統(tǒng)采用不可重 智能插座的設(shè)計(jì) 12 復(fù)觸發(fā)方式 當(dāng)感應(yīng)到有人體在其范圍內(nèi)活動(dòng)則Q腳輸出高電平 否則輸出低電 平 而單片機(jī)外部中斷為低電平觸發(fā) 故在模塊輸出端加一反相器 其電路原 理圖如圖3 8所示 其中PIR為HC SR501模塊 10 40 VCC 39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07 31 EA 30 29 28 P27 27 P26 26 P25 25 P24 24 P23 23 P22 22 P21 21 P20 1 P10 2 P11 3 P12 4 P13 5 P14 6 P15 7 P16 8 P17 9 RESET 10 P30 11 P31 12 P32 13 P33 14 P34 15 P35 16 P36 17 P37 18 X1 19 X2 20 GND E1 AT89C51C1 33p C2 33p R20 C3 10uF S0 VCC VCC 1 Q 2 GND 3 R1A PIR VCC Q4 9013 R24 1K R25 10K VCC 圖 3 8 HS SR501 模塊電路原理圖 3 3 5 繼電器電路繼電器電路 本系統(tǒng)使用的繼電器是型號(hào)為 SONGLE SRD 05VDC SL C 的繼電器 該繼 電器是一種電子控制器件 工作電壓 5 伏 具有兩個(gè)控制系統(tǒng)分別是輸入回路 和被控輸出回路 利用較小的電流驅(qū)動(dòng)去控制大電流的一種 自動(dòng)開(kāi)關(guān) 本系 統(tǒng)中 主要是用于控制插座的開(kāi)關(guān)狀態(tài) 由按鍵設(shè)置及紅外感應(yīng)模塊影響單片 機(jī) I O 輸出信號(hào)來(lái)控制繼電器的工作 從而達(dá)到控制插座自動(dòng)關(guān)斷的目的 電 路圖如圖 3 7 所示 10 40 VCC 39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07 31 EA 30 29 28 P27 27 P26 26 P25 25 P24 24 P23 23 P22 22 P21 21 P20 1 P10 2 P11 3 P12 4 P13 5 P14 6 P15 7 P16 8 P17 9 RESET 10 P30 11 P31 12 P32 13 P33 14 P34 15 P35 16 P36 17 P37 18 X1 19 X2 20 GND E1 AT89C51C1 33p C2 33p Q1 NPN K1 RELAY SPST K2 RELAY SPST R20 Q2 NPN D5 D4 1K C3 R21 S0 VCC VCC R22 1K K3 RELAY SPST D6Q3 NPN R23 1K P10 P11 P12 圖 3 7 繼電器控制電路 3 3 63 3 6 按鍵電路按鍵電路 采用普通輕觸按鍵設(shè)計(jì)矩陣式按鍵控制 給單片機(jī)引腳輸入電信號(hào) 如圖 3 8 所示 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 13 40 VCC 39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07 31 EA 30 29 28 P27 27 P26 26 P25 25 P24 24 P23 23 P22 22 P21 21 P20 1 P10 2 P11 3 P12 4 P13 5 P14 6 P15 7 P16 8 P17 9 RESET 10 P30 11 P31 12 P32 13 P33 14 P34 15 P35 16 P36 17 P37 18 X1 19 X2 20 GND E1 AT89C51 C1 33p C2 33p R20 C3 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 R16R15R14R13 VCC VCC 10K10K10K10K 圖 3 8 矩陣按鍵電路原理圖 3 3 73 3 7 系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)原理圖見(jiàn)附錄 I 智能插座的設(shè)計(jì) 14 第第 4 章章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 4 1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程 系統(tǒng)采用 STC89C52 單片機(jī)作為控制中心 使用 C 語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫(xiě) 使用 Keiluvision2 軟件進(jìn)行編譯 通過(guò)按鍵進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)間 定時(shí)時(shí)間及延遲時(shí)間的模式選擇以及個(gè)模式下的 數(shù)據(jù)修改 由 LCD12864 液晶屏顯示 并通過(guò)感應(yīng)器反饋的信息給單片機(jī)處理 如圖 4 1 所示為主程序流程圖 圖 4 1 為主程序流程圖 4 4 2 2 模塊程序設(shè)計(jì)模塊程序設(shè)計(jì) 4 4 2 12 1 LCD12864LCD12864 液晶驅(qū)動(dòng)液晶驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)使用 QC12864B 液晶模塊作為顯示器 建立人機(jī)界面 其可顯示 4 行 8 字漢字及 128X64 圖形 并且內(nèi)置 8192 個(gè)漢字字庫(kù) 128 個(gè)字符以及 64X256 點(diǎn)陣圖形顯示 RAM GDRAM 其顯示功能需要完成兩個(gè)操作 寫(xiě) 操作 寫(xiě)指令與數(shù)據(jù) 和讀操作 讀指令與數(shù)據(jù) 1 寫(xiě)操作 從 MPU 寫(xiě)資料到液晶顯示模塊 模塊采用 8 位并行連接方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸 其時(shí)序圖如圖 4 2 所示 延遲設(shè)置 定時(shí)設(shè)置 時(shí)間設(shè)置 單片機(jī) 開(kāi)始 按鍵功能選擇 感應(yīng)器置 繼電器置 顯 示 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 15 圖 4 2 LCD12864 寫(xiě)操作時(shí)序圖 2 讀操作 MPU 從液晶模塊中讀出資料并進(jìn)行處理 其時(shí)序圖如圖 4 3 LCD12864 讀操 作時(shí)序圖所示 圖 4 3 LCD12864 讀操作時(shí)序圖 3 讀寫(xiě)信號(hào)借口說(shuō)明 RS R W 的配合選擇決定控制界面的 4 種模式 如表 4 1 所示 EN 使能 控制信號(hào)功能 如表 4 2 所示 表 4 1 讀 寫(xiě)操作控制功能 RSR W功能說(shuō)明 LLMPU 寫(xiě)指令到指令暫存器 IR LH讀出忙標(biāo)志 BF 及地址記數(shù)器 AC 的狀態(tài) HLMPU 寫(xiě)入數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)暫存器 DR HHMPU 從數(shù)據(jù)暫存器 DR 中讀出數(shù)據(jù) 表 4 2 使能控制功能 E 狀態(tài)執(zhí)行動(dòng)作結(jié)果 高 低I O 緩沖 DR配合 W 進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)或指令 高 低DR I O 緩沖配合 R 進(jìn)行讀數(shù)據(jù)或指令 低 高無(wú)動(dòng)作 智能插座的設(shè)計(jì) 16 LCD12864 顯示流程圖 如圖 4 4 LCD12864 顯示流程圖所示 圖 4 4 LCD12864 顯示流程圖 4 2 2 DS1302 驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) DS1302 時(shí)鐘芯片主要由移位寄存器控制邏輯 振蕩器 實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RAM 幾部分組成 初始化任何的數(shù)據(jù)傳送時(shí) 把 RST 置為高電平 必要條件 SCLK 為低電平時(shí) 允許對(duì) DS1302 進(jìn)行操作 時(shí)鐘信號(hào)由 SCLK 提供 在 SLCK 上升沿串行輸入 前 8 個(gè)時(shí)鐘周期將命令字裝入移位寄存器之后 在后 面的時(shí)鐘周期里在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù) 在寫(xiě)操作時(shí)輸入數(shù)據(jù) 1 Single Byte 讀操作時(shí)序如圖 4 5 所示 寫(xiě)操作時(shí)序如圖 4 6 所示 圖 4 5 DS1302 讀時(shí)序圖 圖 4 6 DS1302 寫(xiě)時(shí)序圖 2 DS1302 共具有 12 個(gè)寄存器 其中有 7 個(gè)寄存器與日歷 時(shí)鐘相關(guān) 存放 的數(shù)據(jù)位均為 BCD 碼形式 其內(nèi)部日歷 時(shí)間寄存器如表 4 3 讀 寫(xiě)寄存器地 址和內(nèi)容所示 其中奇數(shù)為讀操作 偶數(shù)為寫(xiě)操作 表 4 3 讀 寫(xiě)寄存器地址及內(nèi)容 寫(xiě)讀BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0 秒80H81HCH10 秒秒 開(kāi)始 初始化 讀狀態(tài)或數(shù)據(jù) 寫(xiě)命令寫(xiě)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)顯示 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 17 分82H83H10 分分 10 小時(shí)84H85H12 240 AM PM 時(shí)時(shí) 日86H87H0010 日日 月88H89H00010 月月 周8AH8BH00000周 年8CH8DH10 年年 控制8EH8FHWP0000000 秒寄存器的位 7 為時(shí)鐘暫停標(biāo)志位 CH 當(dāng)置 1 時(shí) 時(shí)鐘振蕩器停止 置 0 時(shí) 時(shí)鐘開(kāi)始運(yùn)行 控制寄存器的為 7 時(shí)寫(xiě)保護(hù)位 WP 該位在任何對(duì)時(shí)鐘和 ARM 的寫(xiě)操 作之前須置 0 當(dāng)置 1 時(shí) 防止對(duì)任何的寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作 3 DS1302 控制字 控制字中位 7 必須置 1 為 0 則無(wú)法將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到 DS0302 中 位 6 若為 0 表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù) 為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 位 0 若為 0 表示進(jìn)行寫(xiě) 操作 為 1 表示進(jìn)行讀操作 控制字如表表 4 4 所示 如圖 4 7 為 DS1302 的程 序流程圖 表 4 4 控制字 76543210 RAMRD 1 CK A4A3A2A1A0 WR N N Y Y 圖 4 7 DS1302 程序流程圖 讀數(shù) 據(jù) 寫(xiě)地 址 數(shù)據(jù)寫(xiě) 完 顯示 開(kāi)始 初始化RST 高電 平 寫(xiě)地 址 數(shù)據(jù)寫(xiě) 完 RST 高電 平 寫(xiě)數(shù) 據(jù) 智能插座的設(shè)計(jì) 18 4 2 3 按鍵程序設(shè)計(jì)按鍵程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用矩陣式按鍵實(shí)現(xiàn)按鍵控制功能 充分利用單片機(jī)的整一個(gè) 8 位端口構(gòu)成 4 4 16 個(gè)矩陣式按鍵 并根據(jù)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)選擇個(gè)別或全部按鍵 設(shè)置功能 矩陣式按鍵原理 不斷循環(huán)地給低高位獨(dú)立的低電平 然后判斷鍵盤(pán)中有 無(wú)鍵按下 將高位中其中一行線 P3 4 P3 7 中其中一列 置低電平然后檢測(cè) 列線的狀態(tài) 高低位 即 P1 4 P1 7 由于線與關(guān)系 只要與低電平行線接通 即跳變成低電平 若檢測(cè)到某列的電平變?yōu)榈途脱訒r(shí)消除抖動(dòng) 再次判斷 若仍為低電平 則表示有按鍵按下 若所有列線均為高電平則表示鍵盤(pán)中無(wú)鍵按 下 在確認(rèn)有鍵按下后 確定具體閉合按鍵 其過(guò)程 依次將行線置為低電平 其它行線為高電平 同時(shí)逐行檢測(cè)各列線電平狀態(tài) 若某列為低 則該列線 與置為低電平的行線交叉處的按鍵即為閉合的按鍵 并返回鍵值 圖 4 8 為矩 陣按鍵程序流程圖 N Y 圖 4 8 矩陣按鍵程序流程圖 開(kāi)始 將行線置 0 讀列線值 按鍵按 下 讀行列線值 返回行列線碼值 返回?zé)o效碼值 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 19 第第 5 章章 系統(tǒng)的仿真和調(diào)試系統(tǒng)的仿真和調(diào)試 5 1 硬件仿真調(diào)試原理圖硬件仿真調(diào)試原理圖 本系統(tǒng)實(shí)物制作過(guò)程主要由一下幾步 第一步使用 Protel 99 SE 軟件繪制好原理圖并生成 PCB 文件經(jīng)自己布線后 保存 根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)所用到的材料從網(wǎng)上采購(gòu)回來(lái) 然后由用到的元器件或芯 片 使用 Protel 99 繪制原理圖 建立自己的元件庫(kù)同時(shí)添加相應(yīng)封裝 原理圖 見(jiàn)附錄一所示 原理圖畫(huà)完之后將其更新生成 PCB 并根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)行布線 最 后保存 第二步焊接硬件 根據(jù)有 Protel 99 生成的 PCB 圖進(jìn)行電路焊接 焊接之前 進(jìn)行分區(qū) 即模塊所占區(qū)域 然后分模塊進(jìn)行焊接 首先將模塊元器件按確認(rèn) 好的位置插到萬(wàn)用板上 再進(jìn)行焊接 同時(shí)要經(jīng)常測(cè)試電路是否有短接的情況 及模塊是否能正常使用 硬件實(shí)物圖如圖 5 1 所示 第三步系統(tǒng)硬件程序調(diào)試 測(cè)試中由于 12864 出現(xiàn)問(wèn)題因此顯示并不理想 上電結(jié)果如圖 5 2 所示 圖 5 1 系統(tǒng)硬件實(shí)物圖 智能插座的設(shè)計(jì) 20 圖 5 2 系統(tǒng)硬件調(diào)試圖 上電 5 2 加載源程序后的實(shí)物結(jié)果及分析加載源程序后的實(shí)物結(jié)果及分析 系統(tǒng)上電后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài) 等待設(shè)置參數(shù) 如圖 5 3 所示 圖 5 3 硬件待機(jī)狀態(tài)圖 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 21 進(jìn)入功能模式設(shè)置 可通過(guò)按鍵對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置 如圖 5 4 所示 圖 5 4 模式設(shè)置圖 參數(shù)完成設(shè)置后利用按鍵確定退出 界面如圖 5 5 所示 紅色 LED 指示燈 亮表示延遲工作正在執(zhí)行相應(yīng)繼電器導(dǎo)通 黃色 LED 表示定時(shí)時(shí)間內(nèi)繼電器導(dǎo) 通指示燈 綠色 LED 表示人體感應(yīng)器被觸發(fā)繼電器導(dǎo)通指示燈 圖 5 5 硬件工作狀態(tài)圖 智能插座的設(shè)計(jì) 22 第第 6 章章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望 6 1 總結(jié)總結(jié) 現(xiàn)實(shí)生活中 隨著人們的生活水平不斷的提高 家電等用電器具越來(lái)越多 本智能插座可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)及感應(yīng)控制插座的功能 即能滿足生活所需 又節(jié)能 環(huán)保 非常人性化 實(shí)用性高 本智能插座系統(tǒng)主要由 STC89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng) DS1302 時(shí)鐘模塊 用 于時(shí)鐘計(jì)數(shù) 基于 BISS0001 紅外熱釋電處理芯片的 HC SR501 人體感應(yīng)模塊 用于感應(yīng)人體觸發(fā)繼電器工作 QC12864B 液晶屏顯示模塊 用于顯示漢 字 圖片及時(shí)間 按鍵模塊 定時(shí) 延遲等選擇操作 及繼電器模塊 控制 插座通斷電 等幾部分組成 系統(tǒng)使用的液晶顯示屏為育松電子 QC12864B 液 晶屏 可現(xiàn)實(shí)漢字及圖形 構(gòu)成人機(jī)交互界面 使系統(tǒng)更加人性化 立體化 軟件設(shè)計(jì)根據(jù)思路列出流程圖進(jìn)行講解 系統(tǒng)使用 keil uvision2 編譯軟件 設(shè)計(jì)編程 各個(gè)功能實(shí)現(xiàn)由按鍵及液晶顯示屏構(gòu)成操作界面 進(jìn)行功能的選擇 與設(shè)置 是系統(tǒng)呈現(xiàn)一個(gè)良好的界面 并根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能使用 C 語(yǔ)言完成 單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)及各模塊程序的編寫(xiě)與調(diào)試 將設(shè)計(jì)好的硬件電路制作成實(shí)物 并將調(diào)試完成的程序載入單片機(jī)控制整 個(gè)系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)本智能插座擬定的控制功能 6 2 展望展望 本系統(tǒng)總體上來(lái)說(shuō)還存在著不足 其不夠小巧美觀 控制路數(shù)少及控制方 式少 在便捷功能方面還有所欠缺 還有值得改進(jìn)之處 以增加系統(tǒng)功能 提 高系統(tǒng)價(jià)值 1 增加無(wú)線紅外遙控控制 2 增加同等功能多路互不干擾控制 3 增加無(wú)線藍(lán)牙控制 4 改進(jìn)顯示方式 更具人性化 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 23 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 徐偉 智能插座在智能家居系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 J 中國(guó)儀器儀表 2010 2 姚文軒 多功能智能插座設(shè)計(jì) J 企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā) 2010 3 楊妤 打破行業(yè)格局 紐曼自創(chuàng) 節(jié)電插座 J 中國(guó)品牌與防偽 2007 10 4 萬(wàn)文略 單片機(jī)原理與應(yīng)用 M 重慶大學(xué)出版社 2004 5 譚浩強(qiáng) MCS 51 單片機(jī)應(yīng)用教程 M 主編 清華大學(xué)出版社 2000 6 徐愛(ài)鈞 單片機(jī)原理實(shí)用教程 M 電子工業(yè)工業(yè)出版社 2012 7 百度文庫(kù) LCD12864 液晶屏數(shù)據(jù)手冊(cè) EB OL 8 百度文庫(kù) DS1302 芯片數(shù)據(jù)手冊(cè) EB OL 9 百度文庫(kù) BISS000I 芯片資料手冊(cè) EB OL vKYu4TaYk9FNh40hrS96ebhxch96MOF 1z1AEy2gGsva6dNVnalZnan Nfqauv5 bDaHfEW 10 劉志名 電路分析 M 西安電子科技大學(xué)出版社 2001 11 譚浩強(qiáng) C 程序設(shè)計(jì) M 北京 清華大學(xué)出版社 2005 智能插座的設(shè)計(jì) 24 致致 謝謝 此次設(shè)計(jì)很特別 因?yàn)槭钱厴I(yè)設(shè)計(jì)所以顯得比較的重要 并且很珍惜 經(jīng) 過(guò)近一個(gè)月的設(shè)計(jì)工作 收益頗豐 不僅鞏固了所學(xué)的知識(shí) 還學(xué)習(xí)了新的東 西 也讓自己對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)的興趣更加的濃厚 從中獲得更多的樂(lè)趣 看著完成的設(shè)計(jì)成果 很有成就感 很欣慰 完成設(shè)計(jì)帶來(lái)喜悅的同時(shí)又有些 許的不舍與感嘆 不舍 在此之后就要結(jié)束大學(xué)生活離開(kāi)相伴四年的同學(xué)朋友 及對(duì)我們關(guān)愛(ài)的來(lái)時(shí) 感嘆 時(shí)間過(guò)的如此之快 很多瘋狂的事情還沒(méi)去體驗(yàn) 卻要被無(wú)情的推向無(wú)底的社會(huì) 此次創(chuàng)作成果的成功來(lái)之不易 若沒(méi)有同學(xué)與 導(dǎo)師的幫助 光靠自己很難完成 在此 感謝陪我度過(guò)大學(xué)四年生活的伙伴們 在我遇到困難的時(shí)候幫助我 讓我不那么孤獨(dú) 感謝細(xì)心教導(dǎo)我的老師們 給 我傳授知識(shí)與做人的道理 在此送上我最真摯的祝福 姓名 日期 年 月 日 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 25 附附 錄錄 附錄附錄 1 1 系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖 40 VCC 39 P00 38 P01 37 P02 36 P03 35 P04 34 P05 33 P06 32 P07 31 EA 30 29 28 P27 27 P26 26 P25 25 P24 24 P23 23 P22 22 P21 21 P20 1 P10 2 P11 3 P12 4 P13 5 P14 6 P15 7 P16 8 P17 9 RESET 10 P30 11 P31 12 P32 13 P33 14 P34 15 P35 16 P36 17 P37 18 X1 19 X2 20 GND E1 AT89C51 1 VSS 2 VDD 3 VO 4 RS CS 5 R W 6 E CLK 7 D0 8 D1 9 D2 10 D3 11 D4 12 D5 13 D6 14 D7 15 PSB 16 NC 17 RST 18 NC 19 A 20 K E2 LCD12864 R1R2R3R4R5R6R7R8R9 VCC C1 33p C2 33p D3 Q1 NPN K1 RELAY SPST D2 D1 5V R17 470 R18 470 R19 470 K2 RELAY SPST R20 Q2 NPN D5 D4 1K 10K C3 10uF R21 S0 S1 S2 S4 S5 S6 S8 S9 S10 S12 S13 S14 S16 P30 P31 P32 P33 P34 P35 P36 P37 R16R15R14R13 VCC VCC VCC VCC VCC vcc1 1 x1 2 x2 3 GND 4 REST 5 I O 6 SCLK 7 vcc2 8 JP1 DS1302 R12 R10 R11 10K BT1 32 768HZ VCC P35 P36 P34 10K10K10K10K VCC P14 P15 P16 VCC 1 Q 2 GND 3 R1A PIR VCC R22 1K K3 RELAY SPST D6 Q3 NPN R23 1K P10 P11 P12 vcc1 1 x1 2 x2 3 GND 4 REST 5 I O 6 SCLK 7 vcc2 8 JP1 DS1302 R12 R10 R11 10K BT1 32 768HZ VCC P35 P36 P34 Q4 9013 R24 1K R25 10K VCC 系統(tǒng)原理圖 附錄附錄 2 2 源程序源程序 1 1 主程序 主程序 C C 程序 程序 11 include STC12C5A60S2 H include reg52 H include delay h include LCD12864 h include Display h include DS1302 h define uint unsigned int 智能插座的設(shè)計(jì) 26 define uchar unsigned char bit ReadTimeFlag 定義讀時(shí)間標(biāo)志 sbit Relay P1 3 延遲動(dòng)作的繼電器 sbit Timing P1 4 定時(shí)工作的繼電器 sbit PIR P1 6 人體感應(yīng)的繼電器 bit moshi 模式選擇標(biāo)志位 bit ycbz 延遲調(diào)時(shí)標(biāo)志位 bit dsbz 定時(shí)調(diào)時(shí)標(biāo)志位 bit sjbz 顯示時(shí)間調(diào)時(shí)標(biāo)志位 bit ds 定時(shí)時(shí)間起止標(biāo)志位 bit yc 延遲時(shí)間結(jié)束標(biāo)志位 uchar h m s num1 num2 num3 num4 num5 num6 num7 定義時(shí)分秒 define KeyPort P3 定義按鍵端口 sbit KEY1 P3 0 minute 倒計(jì)時(shí)加一鍵 sbit KEY2 P3 1 minute 倒計(jì)時(shí)減一鍵 sbit KEY3 P3 2 hour 倒計(jì)時(shí)加一鍵 sbit KEY4 P3 3 hour 倒計(jì)時(shí)減一鍵 unsigned char KeyScan void 鍵盤(pán)掃描 unsigned char KeyPro void 按鍵處理 void Init Timer0 定時(shí)器 0 初始化 void Inti Int0 外部中斷 0 初始化 void yanshi void 延遲顯示 void Relay Set void Timing Set void Time Set void main uchar i 0 lcm init 液晶初始化 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 welcome 調(diào)用歡迎信息 Ds1302 Init 初始化 DS1302 Init Timer0 定時(shí)器 0 初始化 Inti Int0 外部中斷初始化 delay 1000 lcm clr 12864 清屏 Ds1302 Write Time while 1 P1 0 xff num1 KeyPro if num1 0 moshi 1 lcm clr while moshi num5 KeyPro P1 0 xff switch num5 case 4 Relay Set break case 8 Timing Set break case 12 Time Set break default break num4 KeyPro if num4 3 moshi 0 lcm w test 0 0 x80 lcm w word 退出 智能插座的設(shè)計(jì) 28 if ReadTimeFlag 更新時(shí)間 ReadTimeFlag 0 Ds1302 Read Time DS1302 讀取時(shí)間 displaydate 顯示日期 displayxq 顯示星期 displaytime 顯示時(shí)間 yanshi 延遲時(shí)間 dingshi 定時(shí)時(shí)間 延遲動(dòng)作 while yc Relay 1 if h 0 m s Ds1302 Read Time DS1302 讀取時(shí)間 displaydate 顯示日期 displayxq 顯示星期 displaytime 顯示時(shí)間 yanshi 延遲時(shí)間 dingshi 定時(shí)時(shí)間 Relay 0 if time buf1 4 ts1 else if time buf1 4 ts2 num7 KeyPro if num7 0 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 h 0 m 0 s 0 else yc 0 Relay 1 ds 1 定時(shí)時(shí)間到動(dòng)作 while ds if time buf1 4 ts1 Ds13