本科毕业设计（论文）题目基于单片机的时控插座设计
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基于单片机的时控插座设计
摘要：随着家用电器的越来越普及和人们生活节奏的加快，人们对电器的依赖性进一步提高，对电器的定时需求也进一步增大。定时开关插座可用于电饭煲、饮水机、电视机、电脑等需要定时供电的场合。定时开关插座的使用能够做到节能、安全、方便等。本文介绍了一种基于STC89C51RC单片机的定时开关插座设计方案。
本文首先介绍定时开关插座设计要实现的功能，接着阐述系统电路的设计及原理说明，包括设计方案选择、关键元器件介绍、电路设计说明（包括电源电路、键盘、单片机控制电路、液晶1602显示、继电器工作电路）软件设计流程以及系统的测试。最后总结了定时开关插座设计完成的任务，分析系统的不足并提出了系统的应用展望。
关键词：STC89C51RC；定时插座；1602液晶；键盘
Design of Control Outlet Based on SCM
Abstract：With the increasing popularity of home appliances and the People living rhythm speeding up, the dependence of people on electrical appliances further to improve, the demand of timing also become further increasing. Socket timer switch can be used in the occasions where need for regular supply such as rice cookers, water dispenser, TV, computer, timer switch electric blankets. The use of socket timer switch can be energy saving, safe, healthy, and convenient and so on.This article presents a timer switch socket design which is based on the AT89S52 microcontroller.
This paper introduces the function what the timer switch socket design should achieve first of all, and then describes the circuit design and principles of the system description, including design choices, concerning component description, circuit design description (including the power circuit, keyboard, single chip control circuit, LCD 1602 display ,the relay operating circuit), software design and testing of the system. Finally, it will sum up the timer switch socket design the tasks should be completed, analyze system’s deficiencies and propose the system’s application prospect.
Key words：STC89C51RC,Timer switch,LCD 1602,Keyboard
目录
第一章绪论 (1)
1.1 选题的目的与意义 (1)
1.2本课题在国内外的发展现状及趋势 (1)
1.3 本课题要解决的主要问题 (2)
第二章系统设计方案 (3)
2.1 系统结构与功能 (3)
2.2 方案框图 (3)
2.2.1 方案1 (3)
2.2.2 方案2 (3)
2.3 开关的选择 (4)
2.4 显示方式选择 (4)
2.5 时钟的实现及单片机的选择 (5)
2.6 按键控制部分的实现 (5)
第三章主要元器件原理及其应用 (7)
3.1 单片机STC89C51简介 (7)
3.1.1 主要特性 (7)
3.1.2 引脚功能说明 (8)
3.2 1602工业字符型液晶简介 (10)
3.2.1 主要特性 (10)
3.3 继电器介绍 (11)
3.3.1 继电器的继电特性 (11)
3.3.2 继电器工作原理及特性 (11)
3.3.3 继电器主要产品技术参数 (12)
3.3.4 继电器的选用 (13)
第四章硬件电路的设计 (14)
4.1 电源电路 (14)
4.2 单片机最小系统 (15)
4.3 液晶显示 (17)
4.4 继电器驱动电路 (18)
4.5 键盘电路 (19)
4.6 插座电源控制电路 (19)
4.7 报警电路 (20)
第五章系统软件设计 (21)
5.1 开发环境 (21)
5.2 各模块程序设计 (21)
5.2.1 主程序流程图 (21)
5.2.2 时钟程序设计 (28)
5.2.3 人机界面程序设计 (29)
第六章系统制作及调试 (31)
6.1 硬件制作 (31)
6.2 硬件电路调试 (31)
6.2.1 独立元件的检测 (31)
6.2.2 电源电路的调试 (31)
6.2.3 单片机最小系统的调试 (32)
6.2.4 显示模块的调试 (32)
6.2.5 键盘模块的调试 (32)
6.2.6 继电器电路的调试 (32)
6.3 软件调试 (32)
6.3.1 显示模块调试 (32)
6.3.2 时钟模块调试 (32)
6.3.3 键盘模块调试 (32)
6.3.4 人机界面模块调试 (33)
结束语 (34)
致谢 (35)
参考文献 (36)
附录一系统原理图 (37)
附录二程序清单 (38)
附录三英文文献翻译 (49)
第一章绪论
1.1 选题的目的与意义
现如今，生活水平提高，生活节奏加快，市面上的插座往往由于其功能过于单一而不能满足我们的需求。比如：电动车充电通常是8小时左右，太长则容易损耗电池，太满则充不满，如果晚上充电，又经常不想从家里出来到车库去给车充电。白天充电又忘记拔电源；家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；学校的起床广播因值班人员睡过头而推迟广播；家中的鱼缸因太久没有供氧造成鱼儿缺氧死亡；许多球迷或者新闻爱好者因为错过了开机时间而与精彩球赛或者新闻擦肩而过；夏天里风扇的定时时间过短（一般为1个小时），不便于晚上分段定时使用等等。
随着电器产品待机能耗的迅速增长，家庭和社会付出了太多的代价，中国节能认证中心对家庭待机能耗做过的调查显示，待机能耗占到家庭电力消耗的10％左右，仅以电视机为例，平均每台电视机的待机能耗是8.07W，按每天待机2小时大约耗电0.016度。除此之外，长期通电会使家用电器电路老化，降低了电器的使用寿命，还容易漏电引发火灾。据公安和消防部门有关资料显示，全过平均每天发生火灾358起，其中电器火灾占30%以上，其主要原因是超负荷、短路、电弧等。大多数情况下并不是我们不去关闭电源，而是由于忘记了切断电源。
综合以上原因考虑，我们急需要一款智能插座。此插座能够实现定时给电器供电，在工作时间之外把电器的电源切断，这样就能解决电器的待机损耗，达到节约用电的目的，还能消除安全隐患，最终使我们的生活更加方便化、智能化。
时控插座是一款能在特定时间段内控制电器通、断电的开关插座。能实现24小时制时钟走时模式，定时时间范围最小为1分钟。
本文阐述了定时开关插座的硬件电路设计、软件算法设计, 给出了自动开关插座的设计和定型方案,它可以对家中一些需要在特定时间对电器进行自动断、通电控制,而不需要拔掉插头，减少电器的待机损耗，解决生活中的一些烦恼。
1.2本课题在国内外的发展现状及趋势
目前，在市面上，时间控制器技术相对先进，种类齐全，时间控制器被广泛应用于各类电器中，通过对时间的控制是人们的生活更加简单化、智能化。在智能插座的领域却还处于刚刚发展的阶段，智能插座也仅仅限制于旋钮定时器，或者计数器芯片设计的体积较大的时控插座。这种插座定时时间单一，功能单一，定时准确性低，很难真正满足我们日常生活的需求。现在急需将一种功能强大的时控插座来满足市场需求，改善我们的生活。
随着现代电子科学技术的发展，由于单片机具有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗等特点，成品价格下降，越来越被广泛应用。这种新兴产业的发展，势必在日常生活中产生深远的影响。由单片机实
现对插座的定时控制正符合这一发展规律。以单片机为核心的时控插座具有一下特点：1、定时功能。2、采用1602液晶显示技术，准确的显示现实时间、定时时间。
3、具有闹铃提示功能，可以用于提醒定时时间结束。
随着科技的发展，以后的时控插座已经不足够满足人们的需求。比如：对家中家用电器的集中管理；灯的开关、光强，窗帘的控制；回到家中可以设计模式、休闲模式、睡眠模式等；还有家中的安全问题，门窗监控、视频监控、煤气和温度监控等等。将这些统一放在一起管理，就方便了我们的生活。于是智能家居就诞生了。智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。
智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。
通过智能家居我们能更方便的生活。冬天时，在回家之前打开家中的电暖器或者空调、电饭煲，等回到家中，能感到久违的温暖。夏天时，回家之前打开空调，回到家中体验凉爽。睡觉时，按下睡眠模式，监控设备打开，灯光控制系统关闭光源，窗帘自动拉上，再体验轻松睡眠的同时也保证了家中的安全。周末了，在家中也可以体验一把电影院的乐趣，按下影院模式，窗帘拉上，家庭影院打开，投影仪开启，投影幕落下。科技改变生活，随着科技的发展，智能家居智能生活已不是个梦想。
1.3 本课题要解决的主要问题
本论文主要是完成一种低成本、低价格、功能强大的单片机定时控制插座系统的设计与开发。包括硬件电路和主要的软件设计。
本课题详细分析系统的硬件设计和软件设计，给出电路原理图，以及主要程序设计的流程图和程序。主要采用51单片机为核心单元，利用单片机的定时器，I/O 等功能设计的一款具有定时和记忆的单片机时控插座。
第二章系统设计方案
本章主要讨论了系统的总体方案以及各模块的设计方案，包括了控制核心、开关、显示模块、时钟电路以及键盘电路方案。
2.1 系统结构与功能
系统总体设计主要实现以下功能：
（1）人机交互界面：通过1602液晶显示屏，与独立按键建立起一套完善的人机交互界面。可以用于设置定时的参数。查看定时参数，现实时间。
（2）设置定时时间：用户通过人机交互界面，查找到设定时间界面，设置对应的每一组的设置时间。
（3）设置现实时间：由于各种外界因素会导致系统现实时间与实际现实时间相异，系统支持修改系统现实时间。用户通过人机交互界面，查找到设定时间界面，设置系统现实时间。
（4）报警：当用户设定时间结束时会出现报警提示。
2.2 方案框图
2.2.1 方案1
采用数字电路控制。用以74LS161计数器构成的定时器电路做为智能插座的核心控制，用拨码开关做为用户设置按键，其中包括了定时时间设定，系统时间初始化设定，开始停止控制时间的设定。通过555定时电路为计数器提供时钟，通过级联74LS161做为倒计时电路，通过与输出时间比较控制触发器从而控制电路的开关。采用数字电路设计的方案需要大量的74LS161芯片以提供较长的定时时间（若定时时钟为1Hz，定时10小时需要36000S，需要四片74LS161），系统结构复杂，成本较高，系统稳定性差，定时时间调整不灵活。故不采用此方案。
2.2.2 方案2
采用一种以STC89C51为核心的单片机控制方案。选用单片机AT89S51 作为本设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的IO端口，及其控制的准确性，实现基本的定时控制功能。在单片机的外围电路外接输入键盘及1602液晶用于构造人机交互界面以设置各个参数。其原理如下图2.1所示：
图2.1 单片机控制密码锁原理图
由此可以看出方案二控制灵活、节约成本和稳定性强的特点，此外还具有扩展功能，根据现实生活的需要此次设计采用此方案。
2.3 开关的选择
现代自动控制设备中，都存在一个电子电路——电气电路的互相连接的问题，一方面要是电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件（电动机、电灯、热水器等），另一方面又要为电子线路的电器电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全。电子继电器和光耦合器便能起到这一桥梁的作用。下面简要介绍各个方案的特点。
方案一：采用继电器作为控制220V通、断的开关。固态继电器(SSR)与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。选用SRD-05VCD-SL-C继电器最大电路可达到10A，即继电器的正常工作范围为0到2200瓦，可以给大部分家用电器供电。
方案二：采用光耦合器实现单片机控制开关。耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
本次设计开关部分可以用继电器也可以用光耦合器。考虑到本设计继电器足以满足设计要求，而且继电器比光耦合器便宜，故选用继电器。
2.4 显示方式选择
在模拟电子和数字电子中,常用显示数据的有数码管和液晶显示器。
方案一：采用LED数码管显示。虽然功耗低，控制简单，但却只能显示数字和
一些简单的字符，而且显示信息少，需要较多位的数码管，占用了较多的单片机I/O 口，没有较好的人机界面。
方案二：采用LCD液晶显示，可以显示所有字符及自定义字符，并能同时显示多组数据、汉字，字符清晰。由于自身具有控制器，不但可以减轻主单片机的负担，而且可以实现菜单驱动方式的显示效果，达到友好的人机介面。LCD显示能解决LED 只能显示数字等几个简单字符的缺点，性能好，效果多，控制方便，显示方式多，且能耗也较少。
这次设计中不仅要显示相应的时钟、定时组别、目前运行的模式，而且还要显示出相应的定时开始时间和结束时间，需要显示的信息较多，所以采用方案二，用LCD显示结果。
2.5 时钟的实现及单片机的选择
时钟的实现可已通过使用时钟芯片或者单片机的定时器实现。下面简要介绍几种方案的特点。单片机仅用于控制继电器、键盘，实现时钟和定时，用51结构的有Atmel的AT89CXX系列、AT89SXX系列、AT89C20系列（20引脚）或STC的所有单片机都可以实现。根据在学校比较流行的学习单片机是STC89C51系列，而且STC89C51单片机便宜，购买方便，下载方便，故单片机选用STC89C51单片机。
方案一：时钟通过使用时钟芯片来实现，控制部分通过使用单片机来实现。时钟芯片种类非常多，有内置晶振及充电电池的，也有外置晶振的，现在流行的时钟芯片有DS1302、DS1307、PCF8485、SB2068等。使用时钟芯片可以得到准确的时钟走时，可用简单的程序实现定时开关插座的定时功能。
方案二：时钟通过单片机的内部定时器来实现时钟。单片机的内部定时器可实现较为精确的时钟走时，定时50毫秒的误差率极小，可达到定时开关插座的使用要求。使用单片机内部定时器可简化硬件电路，可以节省开支，但是编程的难度有所提高。
本次设计的时钟走时用单片机定时器已经可以完全达到定时开关插座的使用要求，并可省去时钟芯片，节省开支。考虑到软件的难度增加可换来更好的性价比，所以选用方案二。
2.6 按键控制部分的实现
时钟时间和定时时间的设置功能可以通过按键来实现。按键的实现可以通过以下两种方案实现：
方案一：单片机的每一个I/O口与一个按键相连，这样就可以根据扫描I/O口的电平变化实现相关功能。这样可以很简单的实现按键的功能。
方案二：使用矩阵键盘实现。矩阵键盘可以用较少的I/O口实现多个按键功能，能节省更多的I/O口，利于系统扩展功能。但是编程复杂。
根据本定时开关插座的设置要求，用到4个按键。通过两个方案的对比，方案
一的实施办法更符合要求。
第三章主要元器件原理及其应用
本章主要讨论了各模块元器件的选择以及元器件的工作原理。
3.1 单片机STC89C51简介
主CPU电路选用STC89C51RC系列单片机，STC89C51RC是采用8051核的ISP（In System Programming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8K Bytes 的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。STC89C51RC系列单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机，是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机，全新的流水线/ 精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
3.1.1 主要特性
(1)增强型1T流水线/精简指令集结构8051CPU
(2)工作电压：3.4V-5.5V（5V 单片机）/2.0V-3.8V（3V 单片机）
(3)工作频率范围：0-35MHz，相当于普通8051的0～420MHz.实际工作频率可达48MHz.
(4)用户应用程序空间12K/10K/8K/6K/4K/2K字节
(5)片上集成512字节RAM
(6)通用I/O口（27/23个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA
(7)ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片
(8)EEPROM功能
(9)看门狗
(10)内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，可省外部复位电路）
(11)时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器。用户在下载用户程序时，可选择是使用内部R/C 振荡器还是外部晶体/时钟。常温下内部R/C振荡器频率为：5.2MHz～6.8MHz。精度要求不高时，可选择使用内部时钟，因为有温漂，请选4MHz ～8MHz
(12)有2个16位定时器/计数器
(13)外部中断2路,下降沿中断或低电平触发中断,Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
(14)PWM(4路）/PCA（可编程计数器阵列），也可用来再实现4个定时器或4个外部中断(上升沿中断/下降沿中断均可支持)
(15)STC89Cc516AD具有ADC功能。10位精度ADC，共8路
(16)通用异步串行口(UART)
(17)SPI同步通信口，主模式/从模式
(18)工作温度范围：0-75℃/-40-+85℃
(19)封装：PDIP-28，SOP-28，PDIP-20，SOP-20，PLCC-32,TSSOP-20(超小封状，定货)
3.1.2 引脚功能说明
管脚图如3.1所示。
图3.1 STC89C51管脚图
P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL 逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1口：P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
引脚号第二功能
P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出
P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）
P1.5 MOSI（在线系统编程用）
P1.6 MISO（在线系统编程用）
P1.7 SCK（在线系统编程用）
P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为STC89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
端口引脚第二功能
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 INTO(外中断0)
P3.3 INT1(外中断1)
P3.4 TO(定时/计数器0)
P3.5 T1(定时/计数器1)
P3.6 WR(外部数据存储器写选通)
P3.7 RD(外部数据存储器读选通)
此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引
脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
PSEN——程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STC89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。
EA/VPP——外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。
FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。
3.2 1602工业字符型液晶简介
3.2.1 主要特性
工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）。1602液晶管脚图如图3.2所示。
图3.2 1602液晶管脚图
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线VCC(15脚)和地线GND(16脚)，其控制原理与14脚的LCD完全一样。1602管脚说明表如表3.1所示。
表3.1 1602液晶管脚说明
3.3 继电器介绍
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
3.3.1 继电器的继电特性
继电器的输入信号x从0连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx，继电器的输出信号立刻继续增大，输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf，继电器开始释放，常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。
释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即Kf=xf/xx。
触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=Pc/P0。
3.3.2 继电器工作原理及特性
（1）电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一
定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
（2）热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
（3）固态继电器（SSR）的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端，另外两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。
固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，其中以光电隔离型最多。
（4）磁簧继电器
磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管发生动作的继电器，为一种线圈传感装置。因此磁簧继电器具有尺寸小、轻量、反应速度快、短跳动时间等特性。
当整块铁磁金属或者其它导磁物质与之靠近的时候发生动作，开通或者闭合电路。由永久磁铁和干簧管组成。永久磁铁、干簧管固定在一个不导磁也不带有磁性的支架上。以永久磁铁的南北极的连线为轴线，这个轴线应该与干簧管的轴线重合或者基本重合。由远及近的调整永久磁铁与干簧管之间的距离，当干簧管刚好发生动作（对于常开的干簧管，变为闭合；对于常闭的干簧管，变为断开）时，将磁铁的位置固定下来。这时，当有整块导磁材料，例如铁板同时靠近磁铁和干簧管时，干簧管会再次发生动作，恢复到没有磁场作用时的状态；当该铁板离开时，干簧管即发生相反方向的动作。磁簧继电器结构坚固，触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置限制开关，也可以用以探测铁制门、窗等是否在指定位置。
（5）光继电器
光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，是发光器件和受光器件一体化的器件。输入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通过光信号传输。
其特点为寿命为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘耐压、超小型、光传输、无接点等。主要应用于量测设备、通信设备、保全设备、医疗设备等。
3.3.3 继电器主要产品技术参数
（1）额定工作电压
额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压，也就是控制电路的控制电压，根据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。
（2）直流电阻
直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。
（3）吸合电流
吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时，给定的电流必须略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
（4）释放电流
释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
（5）触点切换电压和电流
触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。
3.3.4 继电器的选用
（1）先了解必要的条件
①控制电路的电源电压，能提供的最大电流；
②被控制电路中的电压和电流；
③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。
（2）查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
（3）注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
通过上面的性能了解和比较，及考虑的器件的性价比，本设计选择电磁继电器。
第四章硬件电路的设计
本章节详细讨论了各个模块的具体电路的设计，包括电源模块、单片机最小系统、液
晶显示模块、继电器驱动模块以及键盘模块。
4.1 电源电路
系统要提供稳定的直流5V供单片机及其所控制的外围电路（包括液晶、键盘、继电
器等）和提供220交流电给插座。在电源的设计中，用220V交流电经过变压器降压后经
7805稳压后给单片机控制系统供电。7805三端稳压集成芯片有很多种型号，但是标称最大输出电流均为1.5A，在实际应用中，该最大输出电流往往取决于两个方面：（1）足够大
（2）在设计中，必须保证7805的输入电压Vi和输出电压V o的压差大于2.5V，的散热面积；
即Vi-V o>=2.5V，否则会失去稳压能力。同时单片机控制系统还用6V干电池作为储备电
源，当交流电源失电或者失效时，电压为6V的直流电源通过二极管投入作用，硅二极管
的导通压降约为0.2V,因袭满足系统的电源要求。P25接的是经5W变压器降压后的交流电。
D33二极管起到保护电路的作用。发光二级DS11是指示电源是否有电压输出。Header2所接的是（由干电池提供）6V直流电的输入接口，2接正，1接负。
X78xx系列是三端正电源稳压电路，它的封装形式为TO-220。它有一系列的稳固电压输出，应用非常的广泛。每种类型由于内部电流的限制，以及过热保护和安全工作区的保护，使它基本上不会损坏。如果能够提供足够的散热片，它们就能够提供大于1.5A的输出电流。虽然是按照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流。
7805使用时应该注意的事项：
在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下
不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。
当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并
联起来，是其中最大输出电流为N个1.5A，但应用时需要注意：并联使用的集成稳压电
路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的
流量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。7805稳压管如图4.1所
示。
图4.1 7805稳压管管脚说明
电源电路如图4.2所示。
图4.2 电源电路
4.2 单片机最小系统
单片机最小系统由复位电路、时钟电路和单片机STC89C51组成，如图4.3所示。
【摘要】众所周知闹钟对我们日常生活来讲是一个很重要的工具，因而我利用单片机AT89C52制作一个简单的倒计时定时闹钟。本设计利用单片机的内部中断资源和按键的基本使用方法构思而成。利用按键设定需要定时的时间长短，利用中断设置20次中断定义一秒，然后利用程序设计时间倒数。并使用4个8段数码管显示分和秒，并且定时结束后使用电铃警示。硬件系统利用proteus仿真，在仿真中就能观察到系统的实际运行情况。 【关键字】 单片机AT89C51 倒计时定时中断 protues仿真 一、设计项目简介 基于51单片机进行简单闹钟设计。四位数码管从左往右分别代表十分位，分位，十秒位，秒位。按动对应按键能增加各个位的数值，按动开始计时按键能开始倒计时。 二、硬件设计 1.总体设计思路 控制芯片使用比较熟悉的AT89C52单片机芯片，数码管使用四位相连的8段共阴数码管，并且使用74HC573锁存器控制数码管的显示。在定时过程使用s1控制十分位，s2控制分位，s3控制十秒位，s4控
制秒位，s5开始倒计时。 基本思路设计如下： 2. AT89C52芯片介绍 80C52是INTEL 公司MCS-51系列单 片机中基本的产品，它采用INTEL 公司可靠的CHMOS 工艺技术制造的 高性能8 位单片机，属于标准的MCS-51的HCMOS 产品。它结合了HMOS 的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征，它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统，属于80C51增强型单片机版本，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能，适合于类似马达控制等应用场合。 80C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM 、8k 片内程序存储器（ROM ）32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡
Xinjiang Institute of Engineering 安全人机工程学 课程论文 论文题目 插座设计 系（部） 机械工程系 学科专业 机械制造及其自动化 班 级 错误！未指定书签。 姓 名 张国福 学 号 2012231461 指导教师 金葵 二〇一 五 年 十二月 三 日
目录 摘要： (1) 第1章前言......................................................................................错误！未定义书签。 1.1 插座设计原则及要求 (1) 1.1.1插座一般规定（规范要求 (1) 1.1.2具体要求 (1) 2.1插座的接线方式 (4) 3.1插座设计 (5) 总结 (6) 参考文献 (6)
插座的设计 摘要：随着现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，人们不再满足于照明、风扇、洗衣机、电冰箱、彩电等电气设备带来的方便，而更加热衷追求音响、空调、大屏幕彩电、电脑、电话带来的享受。随着当今知识经济、信息时代的到来，可视电话、电子购物、家庭办公等智能化住宅建筑将不断涌现。这些电能、信息的传递除通过电线、电缆外，还必须通过插座这个小小电气装置元件输送给用电设备或信息终端。可见，插座的种类和数量在现代住宅中呈日益增长的趋势。插座是各个用电器的用电来源。所以就要求在建筑中设计好插座，来满足各个用电设备的需要。 关键字：电源插座设置数量选用布置供电回路 前言：电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备，也是住宅电气设计中使用较多的电气附件，它与人们生活有着十密切的关系。现在居民搬进新居后，普遍反映电源插座数量太少，使用极不方便，造成住户私拉乱接电源线和加装插座接线板，常常引起人身电击和电气火灾事故，给人身财产安全带来重大隐患。所以，电源插座的设计也是评价住宅电气设计的重要依据。 1.1 插座设计原则及要求 1.1.1插座一般规定（规范要求） （1）当插座为单独回路时，数量不宜超过10个（组）。 （2）当灯具和插座混为一路过，其中插座数量不宜超过5个（组）。 （3）插座应由单独的回路配电，并且一个房间内的插座由同一路配电。 （4）在潮湿房间（住宅中的厨房除外）内，不允许装设一般插座，但设置有安全隔离变压器的插座可除外。 （5）备用电源、疏散照明的回路上不应设置插座。 1.1.2具体要求
MIKO智能电子式定时器插座MK-S12操作方法 很多人买了MIKO智能定时插座，但是不会用，以下为大家详细介绍一下使用方法。 1插座从定时器的背面的铭标可知，这是电子式24小时可编程定时插座，额定10A/2200w，那么在额定范围内的家电（如：饮水机，充电器，电饭锅，路由器，空气净化器......）都是可以使用的。超过10A就不可使用了！ 2第一步，先按下“复位键”。以清除可能存在的测试数据（复位键内凹设计，人性化设计防误操作）。 第二步，调整当前时间。一手按住“时钟”键不要放开，另一只手分别按“星期”、“小时”、“分钟”三个按键进行调节即可。 第三步，定时设置。 1.按下设定按钮，屏幕左下方出现数字提示编程段数（如1开），选好要编程的标签号后，通过“星期”、“小时”、“分钟”按键进行设置开启时间。 2.再次按下“设定”键，屏幕左下方出现编程段数“1关”后，同上设置关闭时间，1组定时就设置完成。以此类推，这款MIKO的MK-S12可设置20组。 按时钟键退出设置。 第四步，模式选择。 1：开启模式。开启电源模式，一直保持通电。2：自动模式。进入定时器自动开启关闭模式。3：关闭模式。关闭电源通电，一直保持断电。
关于跨半夜0点的设置 ，参照上图.如此便可以享受智能生活了！在日新月异的现代社会家庭里，各类家用电器数码产品越来越多，所以难免会有管理疏漏的时刻。比如晚上睡觉前插上手机平板充电，充满以后可能正好后半夜熟睡之际，没法彻底断电拔掉插头，就这样一直通电； 电饭煲定时煮粥，煮好后自动进入保温状态一直加热着； 又比如大冬天躺床上通过无线路由器玩手机，睡觉时怕冷不想下床关闭路由器，整夜就被这样“辐射着”； 有时候希望听着歌入眠，睡着以后没人给音箱断电就这样又被一直放着歌的音箱吵醒，影响睡眠。给电动车充电最好不过了. 设置好时间自动断电防止手机过充， 自动断电防止电饭煲过渡保温， 自动给无线路由器断电防止整夜辐射， 自动关闭音箱保证顺利自然的进入梦乡。
课程设计报告 题 目 定时插座 课 程 名 称 单片机原理及接口技术 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 自动化 班 级 09自动化 学 生 姓 名 吴程剑 学 号 0904105003 课程设计地点 C314 课程设计学时 一周 指 导 教 师 高峰 金陵科技学院教务处制 成绩
目录一：概述 二：设计要求和设计思路及方案 2.1设计要求 2.2设计思路 2.3设计方案 三：硬件电路设计 3.1按键设计电路 3.2数码管显示电路 3.3 DS1302电路和AT24C02电路 3.4继电器电路 四：软件设计 五：系统调试及软件仿真 六：总结
一、概述 随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片机微机技术也获得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到了广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学的理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己的不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电器中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程一MCS-51系列以及派生系列单片机芯片为主介绍单片机的原理及应用，其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。 二、设计要求和设计思路及方案 2.1 设计要求 本次课程设计用STC89C52作为主控器做一个定时插座。实现
塔里木大学信息工程学院 《单片机原理与外围电路》课程论文 题目：单片机定时闹钟设计 姓名：海热古丽·依马木 学号： 15 班级：计算机15-1班
摘要：本设计是单片机定时闹钟系统，不仅能实现系统要求的功能，而且还有附加功能，即还能设定和修改当前所显示的时间。?本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C51芯片，用6位LED数码管来进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过S1、S2、S3、和S4四个功能按键可以实现对时间的修改和定时，定时时间到喇叭可以发出报警声。在软件方面采用汇编语言编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和定时闹钟、复位等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：单片机、AT89C51、定时闹钟、仿真? Abstract：T his design is a single-chip timing alarm system, can not only realize the function of system requirements, and there are additional functions, which can set up and modify the display time. Timing alarm clock this design adopts the AT89C51 chip on the hardware side, with 6 LED digital tube to display. LED P0 export driven, by using dynamic scanning display, can accurately display always - sub - seconds seconds. Through the S1, S2, S3, and S4 four function keys can be achieved on the time changes and timing, timing to the horn can send out alarm sound. Using assembly language programming in the software. The timing clock system has functions of time display, timing and timing alarm clock, reset and other functions, and the system simulation to obtain correct results. Keywords: single chip microcomputer, AT89C51, alarm clock,
系统硬件电路图： 一、电源部分（降压整流）&CS5460A电压电流采集电路： 电路说明： 1. 由于实际功率信号不能完全符合正弦曲线，为预防数值波动，设定电源线电压和电源线电流的有效值分别为250V和20A时，我们需要将电压有效值和电流有效值寄存器设置为0．6。因此当RMS寄存器的值设置为0．6时，输入电平为0．6×250＝150mV。 由此可以算出传感器增益常数： Kv=150mV/250V=0.0006 Ki=150mV/20A=0.0075Ω 由此确定互感器比率。 2.由市电压降压整流为5V电压的芯片没有找到。
二、5V-3.3V 降压芯片（TPS73033）外围电路 IN EN OUT FB GND TPS73033 Vout Vin 1uF 1uF NR 0.01uF 15pF 51K Ω 30.1K Ω 三、电池驱动芯片（BQ24070芯片）外围电路 420 IN Vcc GND TMR ISET2STAT2STAT114 2023GND 19PG CE MODE 18 98Vref OUT OUT OUT SYSTEM BAT BAT TS 1 1516 175612Batter Pack BQ24070 DPPM ISET1Vss 13 1011 33K 21K 10uF 1uF 电路说明： 1. 管脚2,3电池充电状态输出。原本打算设计为与两个LED 指示灯相连用于指示BQ24070对电池充电的状态。指示灯状态如下： 上次老师开完会后对该设计的建议为：做一个指示灯即可，用由红->黄->绿的颜色改变来指示充电电池状态。
四、CS5460A和CC2430连接图 电路说明： CC2430管脚分配： P0.0-P0.7 P1.0-P1-7 P2.0-P2-4 共21个I/O口。其中P2.3和P2.4固用。 P0口用于和LCD驱动芯片并行传输数据。 P1口复用，用于和CS5460A传输数据命令、和LCD驱动芯片传输控制命令以及给继电器控制命令。 P2口用于按键控制。 五、LCD驱动芯片ST7565与CC2430连接图 并行接口，P/S=1. 51MPU8080系列，C68=0
目录 目录?错误!未定义书签。 摘要 ......................................................... 错误!未定义书签。第一章绪论?错误!未定义书签。 １.1 智能定时插座的发展概况?错误!未定义书签。 1.２本设计研究的主要内容?错误!未定义书签。 第二章智能定时开关插座的控制方案............................. 错误!未定义书签。 2．1智能定时开关插座的控制方案?错误!未定义书签。 2.1．１智能定时开关插座的总体框图?错误!未定义书签。 ２.2 智能定时开关插座的框图原理?错误!未定义书签。 2.2．１智能定时开关插座的工作过程?错误!未定义书签。 第三章智能定时开关插座的硬件电路设计?错误!未定义书签。 3.1 智能定时开关插座的电源电路?错误!未定义书签。 ３.2 单片机ＡT8９S51芯片概述?错误!未定义书签。 3.３智能定时开关插座的复位及时钟电路.................... 错误!未定义书签。 3.４智能定时开关插座的显示电路.......................... 错误!未定义书签。 3.5 智能定时开关插座的继电器电路?错误!未定义书签。 3.6 智能定时开关插座的器件选择............................ 错误!未定义书签。 3.6.1 智能定时开关插座的外观质量检查?错误!未定义书签。 ３.６.2 智能定时开关插座的电气性能的筛选?错误!未定义书签。 3．6.3 智能定时开关插座的元器件的检测................. 错误!未定义书签。 3.７智能定时开关插座的元件清单?错误!未定义书签。 第四章智能定时开关插座的软件设计............................. 错误!未定义书签。 4．１智能定时开关插座的的软件设计......................... 错误!未定义书签。 4.1.1智能定时开关插座的主程序流程图?错误!未定义书签。 4．1.２智能定时开关插座的按键流程图?错误!未定义书签。 ４.１.3 智能定时开关插座的定时流程图?错误!未定义书签。 4．1．4 智能定时开关插座的时间显示流程图............. 错误!未定义书签。第五章智能定时开关插座的仿真设计?错误!未定义书签。 5.1 智能定时开关插座的仿真................................ 错误!未定义书签。 5.1.1 ＫEIＬ工程的建立?错误!未定义书签。 5.2.2源文件的输入..................................... 错误!未定义书签。
任务书 一、设计目的 本设计主要是对51单片机的一个方面的扩展，是能实现一般定时闹钟功能的设计。需要实现某一功能时，按对应的按键即可，经过多次验证，此设计灵活简便，可以实现显示、定时、修改定时、定时时间到能发出报警声的功能。 二、设计要求 1、能显示时时—分分—秒秒。 2、能够设定定时时间，并修改定时时间。 3、定时时间到能发出警报声。
目录 1.绪论 (1) 2.方案论证 (1) 3.方案说明 (2) 4.硬件方案设计 (2) 4.1单片机STC89C52 (2) 4.2 时钟电路 (4) 4.3数码管显示电路 (4) 4.4键盘电路 (6) 4.5报警电路 (7) 5.软件方案设计 (7) 5.1系统软件设计 (7) 5.2键盘程序 (7) 5.3 LED (8) 5.4音响报警电路 (8) 5.5 程序流程图 (8) 6.调试 (9) 7.小结 (10) 8.参考文献 (11) 9.附录：定时闹钟源程序 (12)
1.绪论 系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，在其基础上外围扩展芯片和外围电路，附加时钟电路，复位电路，键盘接口及LED显示器。键盘采用独立连接式。还有定时报警系统，即定时时间到，通过扬声器发出报警声，提示预先设定时间时间到，从而起到定时作用。 外围器件有LED显示驱动器及相应的显示数字电子钟设计与制作可采用单片机来完成。由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计与制作中采用单片机STC89C52,它是低功耗、高性能的CMOS型8位单片机。片内带有8KB的Flash 存储器,且允许在系统内改写或用编程器编程。另外, STC89C52的指令系统和引脚与8051完全兼容,片内有512B的RAM、32条I/O口线、3个16位定时计数器、4个外部中断、一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）等。 在LED显示器中，分成静态显示和动态显示两类，在这个设计的最小系统中主要用了它的动态显示功能，动态显示器利用了人视觉的短暂停留，在数据的传输中是一个一个传输的，且先传输低位。 2.方案论证 单片机作为核心的控制元件，使得电路的可靠性比较高，功能也比较强大，而且可以随时的更新系统，进行不同状态的组合。 本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，利用两个4位7段共阴LED作为显示器件。接入共阴LED显示器，可显示时，分钟，秒，单片机外围接有定时报警系统，定时时间到，蜂鸣器发出报警声，提示预先设定时间到。 电路由下列部分组成：时钟电路、复位电路、控制电路、LED显示、报警电路，芯片选用STC89C52单片机。 系统基本框图如图2.1所示：
浅析住宅照明电气插座及其回路设计探讨 摘要:现代住宅中插座的选型、布置位置、数量和安装高度都直接关系到住户今后的使用效果,是现代住宅电气设计中十分重要的内容。如果电气插座设计还按照以前的做法，墨守成规的话，已经跟不上时代的步伐。现代建筑电气设计人员十分有必要对插座这个小小的电气装置元件引起足够重视。 关键词：电气插座回路设计住宅 电气插座布置 插座这个小小的电气装置元件，往往容易被人忽视,但在现代住宅中却随处可见,不管是在客厅、卧室、书房,还是在厨房、餐厅、卫生间,人们都要使用它,甚至阳台都忘不了装一个插座，以备它用。 现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，人们不再满足于照明、风扇、洗衣机、电冰箱、彩电等电气设备带来的方便，而更加热衷追求音响、空调、大屏幕彩电、电脑、电话带来的享受。随着当今知识经济、信息时代的到来,可视电话、电子购物、家庭办公等智能化住宅建筑将不断涌现。这些电能、信息的传递除通过电线、电缆外,还必须通过插座这个小小电气装置元件输送给用电设备或信息终端。可见,插座的种类和数量在现代住宅中呈日益增长的趋势。所以，现代住宅中插座的选型、布置位置、数量和安装高度都直接关系到住户今后的使用效果,是现代住宅电气设计中十分重要的内容。如果电气插座设计还按照以前的做法，墨守成规的话，已经跟不上时代的步伐。现代建筑电气设计人员十分有必要对插座这个小小的电气装置元件引起足够重视。 然而,在现实的住宅电气中，往往看到住宅建成后,住户搬进来之前，都要对原设计的电气线路进行很大的改造,这里增加一个灯，那里增加一个多用插座和电话插座,那里还要增加一个空调插座和电视插座，增加最多的就是插座,到处凿墙打洞,对整个建筑物的结构造成很大破坏,有的甚至留下安全隐患。进行线路改造者大部分又不是电气专业安装人员，时常造成烧坏家电、短路、断路、等现象，对整个建筑物的配电系统造成损害。出现上述现象的原因是多方面的,但设计不尽人意, 也是一个重要方面。
单片机原理与接口技术课程设计题目：多功能电子闹钟 院系：电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1503 姓名： 学号： 指导教师： 二零一七年十二月
多功能电子闹钟 摘要 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 本设计以AT89C51芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个结构简单，功能齐全的电子时钟，它由5V直流电源供电。在硬件方面，除了CPU外，使用八个七段LED数码管来进行显示，LED采用的是动态扫描显示，使用74LS245芯片进行驱动。通过LED能够较为准确地显示时、分、秒。四个简单的按键实现对时间的调整。软件方面采用C语言编程。整个电子钟系统能完成时间的显示、调时、校时和三组定时闹钟的功能。 选用单片机最小系统应用程序,添加比较程序、时间调整程序及蜂鸣程序，通过时间比较程序触发蜂鸣，实现闹钟功能，完成设计所需求的软件环境。介绍并使用Keil 单片机模拟调试软件，测试程序的可行性并用Proteus进行仿真。 关键词：单片机定时器中断闹钟 LED
目录 第1章方案的选择和论证 (1) 1.1单片机型号的选择 (1) 1.2按键的选择 (1) 1.3显示器的选择 (1) 1.4计时部分的选择 (1) 1.5发音部分的设计 (2) 1.6显示器驱动电路 (2) 1.7电源的选择 (2) 第2章数字电子钟的设计原理和方法 (3) 2.1设计原理 (3) 2.2硬件电路的设计 (3) 2.2.1 AT89C51单片机简介 (3) 2.2.2 键盘电路的设计 (3) 2.2.3 段码驱动电路 (4) 2.2.4 蜂鸣器驱动电路 (4) 2.3软件部分的设计 (5) 2.3.1 主程序部分的设计 (5) 2.3.2 中断定时器的设置 (5) 2.3.3 闹钟子函数 (6) 2.3.4 计时函数 (6) 2.3.5 键盘扫描函数 (8) 2.3.6 时间和闹钟的设置 (8) 第3章实验结果 (10) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)
毕业论文（设计） 题目基于单片机的智能插座的设计 姓名学号 所在院(系) 专业班级 指导教师 完成地点
基于单片机的智能插座的设计 作者: ） 指导教师： [摘要]：本文主要描述了一个定时插座的设计与制作。定时插座可以弥补现实生活中普通插座功能的不足，能够通过外设按键设置两组开关定时时段和6组倒计时定时，同时也能够通过红外遥控进行无线控制，使外接电器可以按照一定规律工作，既可以达到智能控制的目的，又在很大程度上起到节能的作用。 [关键词]：STC89C52;定时;插座;红外;继电器
The design of timing socket based on microcontroller Author: () Tutor: Abstract: This paper mainly describes the design and production of a timing socket. The timing socket could compensate for the shortage of the common socket .It also could set any timing in a day and six groups of fast timing by the key. At the same time, it could also be remotely controlled by infrared controller, so that home appliances could work on rules. In this way, it can achieve the purpose of being intelligently controlled and will largely save the electric energy. Keywords: STC89C52; Timing; Socket; Infrared; Relay
定时闹钟设计 摘要： 本设计目的是利用单片机设计制作一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间以及闹铃的时间并且显示出来，若时间到则发出一阵声响。 本次设计的定时闹钟在硬件方面就采用了AT89C52芯片，用6位LED数码管进行显示。LED用P0口进行驱动，采用的是动态扫描显示，能够比较准确显示时时—分分—秒秒。通过五个功能按键可以实现对时间的修改、定时和闹铃终止，闹钟设置的时间到时蜂鸣器可以发出声响。在软件方面用C51编程。整个定时闹钟系统能完成时间的显示，调时和设置闹钟、停止响铃等功能，并经过系统仿真后得到了正确的结果。 关键词：定时闹钟；蜂鸣器；AT89C52；74HC245；
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第1章绪论 设计目的 本次课程设计的主题是定时闹钟，其基础部分是一个数字钟。电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、显示器组成。其中秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，这里用51单片机的定时器来实现。利用定时器获得每一秒的时刻,然后在程序中，我们就可以给秒进行逐秒赋值，满60秒则进位为1分，满60分则进位为1小时，满24小时则时间重置实现一天24小时的循环。译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态送到七段显示译码器译码，通过一个六位八段数码管显示出来。 这里利用51单片机的相关知识，来实现电子闹钟的相关功能。实验使用了 AT89C52、74HC245等芯片，通过单片机的P0、P3管脚来驱动数码管显示出相应的时刻。本文将讲述AT89C52、74HC245等芯片的基本功能原理，并重点介绍该电子闹钟的设计。 设计要求和任务 使用6位七段LED显示器来显示现在的时间；显示格式为“时时分分秒秒”；具有4个按键来做功能设置，可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间；时间到则发出一阵声响，可通过按键复位；对单片机系统设计的过程进行总结，认真书写课程设计报告并按时上交。 利用51单片机结合七段LED显示器设计一个简易的定时闹铃时钟，可以放在宿舍或教室使用，由于用七段LED显示器显示数据，在夜晚或黑暗的场合也可以使用。可以设置现在的时间及显示闹铃设置时间，若时间到则发出一阵声响。 论文主要内容 论文分别叙述从硬件和软件上实现该设计的过程。第2章为总体设计方案。第3章主要介绍设计实现需要解决的硬件问题。依次介绍所使用的各种硬件的使用方法，并附上仿真电路图和文字说明。第4章从软件的角度说明实现该设计需要解决的问题。
住宅电源插座线路设计 电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备，也是住宅电气设计中使用较多的电气附件，它与人们生活有着十密切的关系。现在居民搬进新居后，普遍反映电源插座数量太少，使用极不方便，造成住户私拉乱接电源线和加装插座接线板，常常引起人身电击和电气火灾事故，给人身财产安全带来重大隐患。所以，电源插座的设计也是评价住宅电气设计的重要依据。笔者根据国外以及我国有关住宅规范及标准，结合多年来的实践提出住宅电源插座的数量及布置要求，供参考。 １电源插座设置数量的规定 （１）国家标准《住宅设计规范》（ＧＢ５００９６－１９９６）第６．５．４条规定，电源插座的 数量应不少于表１的规定； （２）小康住宅电气设计《设计导则》中第４．３．５条规定，小康住宅中设置的插座数量不少于表２中的规定； （３）《上海市工程建设规范》（ＤＧＪ０８－２０－２００１）１２．２．２条规定，电源插座设置数量应不少于表３的规定； （４）“江苏省住宅设计标准”（ＤＢ３２／３８０－２０００）中规定，每套住宅内电源插座的设置，应符合表４中的规定； （５）香港特别行政区政府机电工程署１９９７年版《电力（线路）规例工作守则》家庭用途的装置及用具中规定，电源插座数量应不少于表５中的规定；
（６）美国国家电气法规ＮＥＣ的第２１０－５２（ａ）条对电源插座的布置作了更量化的规定。其中两个电源插座间的距离不得超过３．６ｍ，因为美国规定家用电器电源线长达１．８ｍ，一个家用电器如不能自左侧接电源插座，定能自右侧接电源插座，如图所示； （７）小康住宅是由建设部在各大城市指导建设，面向２１世纪的大众住宅，其定位标准是“科技先导，适度超前”。这将是我国住宅产业未来发展的方向。很显然，国家标准“住宅设计规范”中的电源插座数量偏少，参照国内外住宅电源插座设置数量标准，根据目前使用和超前发展的要求，建议住宅内电源插座的设置数量应不少于表６的要求。 ２电源插座的选用和设置要求 ２．１电源插座的选用 （１）电源插座应采用经国家有关产品质量监督部门检验合格的产品。一般应采用具有阻燃材料的中高档产品，不应采用低档和伪劣假冒产品； （２）住宅内用电电源插座应采用安全型插座，卫生间等潮湿场所应采用防溅型插座； （３）电源插座的额定电流应大于已知使用设备额定电流的１．２５倍。一般单相电源插座额定电流为１０Ａ，专用电源插座为１６Ａ，特殊大功率家用电器其配电回路及连接电源方式应按实际容量选择；（４）为了插接方便，一个８６ｍｍ×８６ｍｍ单元面板，其组合插座个数最好为两个，最多（包括开关）不超过三个，否则采用１４６面板多孔插座；
毕业论文（设计） 智能定时闹钟 -----温度、定时硬件设计 院系：工程学院年级专业：电气工程及其自动化0801 提交日期：答辩日期： 答辩委员会主席（签名）： 评阅人（签名）： 年月日
摘要 随着科技的快速发展和生活水平的不断提高，人们对时钟的精确度和实用性要求越来越高。本文采用宏晶单片机STC10F08XE，通过DS1302时钟芯片进行定时，并通过LCD 1602字符液晶显示器显示。采用C语言程序编写，将设计出更准确定时、更省电的数字时钟。单片机数字时钟具有设置时间、日期、星期的基本功能，并且能够显示年、月、日、时、分、秒、星期，温度。单片机数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化，实践证明单片机数字时钟具有更加准确性、精密性等功能。本设计是定时闹钟的设计,由单片机 AT89C51 芯片和宏晶单片机STC10F08XE为核心，辅以必要的电路，构成的一个单片机智能定时闹钟。用单片机来设计制作完成,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,那么就降低了硬件电路的复杂性,而且其成本也有所降低,所以在该设计中采用单片机利用 AT89C51,它是低功耗、高性能的 CMOS 型 8 位单片机。 关键字：数字时钟；DS1302；LCD1602;STC10F08XE
Abstract In daily life, time is science, technology and everyday life is one of the most basic physics, we often deal with temporal clocks, such as hand watch, wall clock, even on a computer program, the clock on the phone can be generalized a clock display on the clock, along with the rapid development of technology and the continuous improvement of living standards, people on the clock's accuracy and practical demand is higher and higher. Based on the single chip microcomputer principle, USES the monolithic integrated circuit STC10F08XE series, through the hardware circuit and software production procedure formulation, will design a more accurate timing, electricity -saving digital clock, SCM in performance or digital clock no matter in style have undergone a qualitative change, digital clock has proved microcontroller more accuracy, precision sex etc. Function. This design is the design of timing alarm clock, the single chip microcomputer AT89C51 single chip microcomputer chip and macro crystal STC10F08XE as the core, with the necessary auxiliary circuit, constitute a single chip microcomputer intelligent timing of alarm clock . By single chip design system to be completed, because its main through the realization of the function of software programming to complete, then reduce the complexity of the hardware circuit, and the cost is reduced, so in this design using AT89C51 single-chip, it is low power, high-performance CMOS type eight microcontroller. Key Words：Digital clock ; DS1302; LCD1602;STC10F08XE
基于STC89C51单片机定时插座的设计与 实现报告 学校：贵州民族大学 学院：理学院 班级：2010级应用物理 课程名称：普通物理实验 小组成员：xx xx 学号：201010020xx 201010020xx
目录 前言 (3) 1 设计要求及构思 (4) 1.1 设计要求 (4) 2 设计方案分析确定 (4) 2.1 系统框图 (4) 2.2 开关的选择 (5) 2.3 显示方式选择 (6) 2.4 单片机的选择 (6) 2.5 电源部分的选择 (6) 2.6 按键控制部分的实现 (6) 3 主要元器件原理及其应用 (7) 3.1继电器介绍 (7) 3.1.1 继电器的继电特性 (7) 3.1.2 继电器工作原理及特性 (7) 3.1.3 继电器主要产品技术参数 (8) 3.1.4 继电器的选用 (9) 3.2 单片机STC89C51介绍 (10) 4 系统硬件电路设计 (11) 4.2单片机最小系统及数码管显示 (12) 4.3 继电器驱动电路 (13) 4.4键盘电路 (14) 4.5 数码管驱动 (14) 5 结束语 (17) 附录1： (18) 附录2： (19)
摘要 随着家用电器的越来越普及和人们生活节奏的加快，人们对电器的依赖性进一步提高，对电器的定时需求也进一步增大。定时开关插座可用于电饭煲、饮水机、电视机、电脑、电动车电池的充电、定时开关电热毯等需要定时供电的场合。定时开关插座的使用能够做到节能、安全、方便等。 本文介绍了一种基于STC89C51单片机的定时开关插座设计方案。该系统是通过STC89C51的定时器0和定时器1实现时钟的24小时制或者100小时制的时钟走时，并通过数码管显示出来。继电器的通、断通过比较继电器控制变量ray的值来确定。定时时间的开始或者停止是通过每分钟比较一次开始时间数组begin和结束数组end 来确定，并在开始时对ray进行加1操作，在结束时对ray进行减1操作(ray的值不会出现负值)；当ray为0时继电器开关断开，非0时接通。通过控制继电器的通断可以达到控制插座通断的目的。 本文首先介绍定时开关插座设计要实现的功能，接着阐述系统电路的设计及原理说明，包括设计方案选择、关键元器件介绍、电路设计说明（包括电源电路、键盘、单片机控制电路、数码管显示、继电器工作电路）软件设计流程以及系统的测试。最后总结了定时开关插座设计完成的任务，分析系统的不足并提出了系统的应用展望。 关键词：定时开关；继电器；STC89C51单片机；数码管。 前言 现如今，往往由于某些特殊原因给我们的生活或工作带来一些困扰和遗憾。比如：家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；学校的起床广播因值班人员睡过头而推迟广播；家中的鱼缸因太久没有供氧造成鱼儿缺氧死亡；许多球迷或者新闻爱好者因为错过了开机时间而与精彩球赛或者新闻擦肩而过；夏天里风扇的定时时间过短（一般为1个小时），不便于晚上分段定时使用等等。而上面的这些问题都可以通过定时开关插座的定时功能得到解决。 随着电器产品待机能耗的迅速增长，家庭和社会付出了太多的代
浅探住宅照明电气插座及其回路设计关键字：住宅照明；电气插座；回路设计 摘要：插座这个小小的电气装置元件，往往容易被人忽视，但在现代住宅中却随处可见，不管是在客厅、卧室、书房，还是在厨房、餐厅、卫生间，人们都要使用它，甚至阳台都忘不了装一个插座，以备它用。 keyword: residential lighting; electrical socket; circuit design abstract: the socket this small electrical devices components, often ignored, but in the modern house but is everywhere, whether in the sitting room, bedroom, study, or in the kitchen, restaurant, toilet, people have to use it, and even the balcony all unforgettable pack a socket, ready to use it. 中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号： 现代生活水平不断的提高，人们对住宅电气装置的要求也越来越高，人们不再满足于照明、风扇、洗衣机、电冰箱、彩电等电气设备带来的方便，而更加热衷追求音响、空调、大屏幕彩电、电脑、电话带来的享受。随着当今知识经济、信息时代的到来，可视电话、电子购物、家庭办公等智能化住宅建筑将不断涌现。这些电能、信息的传递除通过电线、电缆外，还必须通过插座这个小小电气装置元件输送给用电设备或信息终端。可见，插座的种类和数量在现
使用说明
详细使用说明书 10G：10代表能通过10A(安培)的电流；G代表国标插孔 家用电器功率计算公式： 电器的功率= 通过的电流X 220 (220V为国家电器标准电压) 所以该插座可以使用于最大功率为3520W (16X220=3520)的电器，请核准好您的用电设备的功率后再购买，切记！
显示屏上的符号解释 显示屏最上面一行字符代表星期几，对应关系如下: MO :星期一TU :星期二WE :星期三TH :星期四FR :星期五SA :星期六SU :星期日 星期下面的PROG代表在开关定时设置模式；AUTO 代表启用开关定时设置（只有AUTO显示的时候定时开关才有效(⊙o⊙)哦） ON 代表当前开关处于打开的状态 OFF 代表当前开关处于关闭的状态 AUTO ON OFF 共有4种组合可以设置，通过手动按键来选择。 ON 代表开关永远处于打开状态 AUTO ON 代表开关当前处于打开状态并启用定时设置 OFF 代表开关永远处于关闭状态 AUTO OFF 代表开关当前处于关闭状态并启用定时设置 1ON代表第一次开关打开的时间设置 1OFF代表第一次开关关闭的时间设置 2ON代表第二次开关打开的时间设置 2OFF代表第二次开关关闭的时间设置 最多可以设置20组开关定时。 CTD代表开启倒计时功能RND 代表开启随机功能+1H代表开启夏令时功能 设置方式 该定时插座的设置方式和以前的电子手表设置方式类似，如果屏幕上都东西在闪烁则表示在设置模式，如果没有东西闪烁则表示是正常模式： 通过设置按键选择要设置的功能（在闪烁的内容），然后通过← →按键来设置闪烁的内容 首先：按下复位按键，使系统重置，大约等待7秒后即可开始设置 必须要先设置好当前的时间才能正常的显示，定时开关和闹钟一样，如果当前时间都设置不准确则开关的开启和关闭也会不准确(⊙o⊙)哦！ 设置当前的时间 1.长按设置按键，看到屏幕上方的星期（MO）在闪烁的时候松手 2.通过←→按键来选择当前是星期几（参考上面的星期对应关系） 3.星期设置正确后，再按一下设置按键则可以看到显示时间的小时数字在闪烁 4.通过←→按键来设置小时的数字
扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告 题目：定时闹钟 课程：单片机原理及应用课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1201 姓名：陈明飞 学号：121704102
第一部分 任 务 书
《单片机原理及应用》课程设计任务书 一、课题名称 详见《单片机课程设计题目（一）》：主要是软件仿真，利用Proteus软件进行仿真设计并调试； 《单片机课程设计题目（二）》：主要是硬件设计，利用单片机周立功实验箱进行设计并调试。 二、课程设计目的 课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。 《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 三、课程设计内容 设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统，并完成相应的软硬件调试。 1. 系统方案设计：综合运用单片机课程中所学到的理论知识，学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。 2. 硬件电路设计：对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。 3. 软件设计：根据已设计出的软件系统框图，用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。 4. 调试：在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试；或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。 四、课程设计要求 详见《单片机课程设计题目（一）》 《单片机课程设计题目（二）》 五、进度安排