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电子信息工程学院电子1133班 选题背景及国内外研究现状 研究目标及内容 软件设计 系统调试 论文总结 目录 选题背景及国内外研究现状 选题背景国内外研究现状 选题背景 RearchBackground 随着科技的快速发展 人们生活中使用的家用电器 视听产品等设备越来越多 这些设备在待机功能下需要消耗的电能称之为待机能耗 待机能耗引起的资源问题越来越受到社会的广泛关注 节能插座因其方便 节能已成为国内外节能产品的研究热点 国内外研究现状 ResearchStatusatHomeandAbroad 国内外研究现状 尽管国内在该节能插座的研究起步相比国外较晚 但国内在节能插座方面与国外的研发和使用差距不是很大 功能上也几乎差不多 国内外对节能插座的研究基本都是对插座的定时通断 远程控制和用电保护的研究 目前国内外市场上的节能插座种类有很多 总结一下 主要有以下几种类型 1 定时关断型插座 2 主路控制型插座 3 漏电保护性插座 4 遥控型插座 研究的目标及内容 研究目标研究内容 研究的目标 ResearchStatusatHomeandAbroad 研究的目标 本课题研究目标是设计一个基于STM8S103F3P6单片机的节能插座系统 它可以实现红外学习 USB智能充电 功率检测三大功能 整体软件设计采用中断思想 红外学习 功率检测 按键检测拥有各自独立的中断处理程序 中断事件处理及时 红外学习和红外匹配采用同一个中断处理程序 使用按键处理中得到的学习标志位加以区分 功率检测利用定时器及脉冲计数来实现30秒低功耗自动断电 研究内容 TheoreticalFramework 软件设计 红外解码软件设计负载功率检测软件设计读写内部EEPROM软件设计按键长短按识别软件设计 红外解码软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 红外解码的算法 红外遥控器输出的红外信号经过数字一体化的红外接收头处理为一小段矩形波 本课题中红外解码软件设计的思想是记录该矩形波 并将其存储到STM8单片机的内部EEPROM里面 从而完成整个红外解码过程 红外解码软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 负载功率检测软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 负载功率检测的思想 本课题中负载功率计量模块使用的芯片是HLW8012功率计量芯片 在该模块的软件设计中 采用的思想是STM8单片机的PC6脚检测HLW8012芯片CF脚输出的脉冲的个数 进而来判断此时节能插座的工作状态 负载功率检测软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 读写内部EEPROM的软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 写内部EEPROM的程序设计 将数据写入EEPROM里面的过程 首先需要初始化 然后向里面写入学习的码长 码字和清除缓存 便可将相应的数据写入EEPROM 此外 在该部分的软件设计中 将数据写到EEPROM后 还设计了灯的闪烁程序 用于提示已经将数据写入EEPROM里面 读写内部EEPROM的软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 读内部EEPROM的程序设计 从存储器EEPROM里面读出相应的数据 首先要判断码长是否相同 如果码长相同再执行读的操作 如果码长不一致则不进行读取这个操作 在码长一致的情况下 在读出EEPROM存储器里面的码字 最后清理缓存 按键长短按识别软件设计 ResearchStatusatHomeandAbroad 按键Key与STM8单片机的PC5脚相连接 所以首先要判断PC5脚是否发生外部中断 在按键已经发生中断的前提下 在定时器中断函数里面对变量Time2Count开始计数 每次加1表示50ms 如果该变量的计数值大于60时则判断此时插座处于长按状态 如果变量Time2Count值小于60则认为插座目前处于短按状态 系统调试 红外解码调试负载功率检测软件调试 红外解码调试 ResearchStatusatHomeandAbroad 红外解码算法的优化 刚开始提出的红外解码算法 该算法在程序的具体调试的过程中遇到的问题 在检测脉冲上升或者下降沿的时候 需要打开或者关闭定时器 由于打开或者关闭定时器需要运行一段时间 且该时间不可估计 所以会导致记录的矩形波形误差较大 导致记录波形有误差 由于前面将红外信号存储到EEPROM的时候有误差 导致后面读取EEPROM里面值得时候 会出现不匹配的情况 导致红外遥控出错 因此 对该算法进行了优化 红外解码调试 ResearchStatusatHomeandAbroad 调试过程 节能插座插好之后 第一步是长按按键使插座进入红外学习功能 在按键长按后 进入学习功能 红外遥控器发送红外信号给红外接收头 插座在完成红外学习后 上面的灯会持续的闪烁 负载功率检测调试 ResearchStatusatHomeandAbroad 校准功率调试 校准功率调试图 采取的校验办法是在插座零火线之间接上12W的电灯 通过示波器观察功率计量芯片HLW8012的CF引脚的输出的矩形脉冲的个数 如图所示 通过示波器观察到CF脚输出7个占空比为1 1的脉冲 系统调试过程中出现的问题 在系统的调试中 因为零火线短接 直接把插座的开关电源部分的芯片 PN8360 2A保险丝 烧掉 最终的成品 成品 论文结论 Thesis sConclusion 本文主要根据课题的研究背景 介绍了节能插座的研究现状 阐述了基于STM8单片机的节能插座的基本原理