毕设论文 定时插座设计

1、毕业论文(设计) 题 目 定时插座设计 二一三 年 四 月 一 日目 录1、 引言- 4 -1.1、研究背景和意义- 4 -1.2 本论文的研究内容- 6 -2 系统设计- 7 -2.1系统总体框图- 7 -2.2 系统的硬件选择- 7 -2.2.1单片机的选择- 7 -2.2.2显示模块选择- 8 -2.2.3定时设置的选择- 8 -2.3系统的硬件实现- 8 -2.3.1单片机最小系统- 8 -2.3.2时钟芯片ds12c887- 9 -2.3.3、lcd显示模块- 13 -2.3.4、功能按键模块- 15 -2.3.5、通断电控制电路- 17 -2.3.6、红外接收电路- 18 -2.4

2、 软件设计- 19 -3、 系统分析调试- 20 -3.1、需要注意的事项- 21 -3.2、如果单片机系统没有工作，检查步骤如下：- 21 -3.3、继电器的驱动问题- 21 -3.4、对于新增的红外功能的调试- 21 -结语- 21 -参考文献- 22 -致谢- 22 -abstract- 1 -附录1：原理图- 2 -附录2：主要元器件清单- 3 -附录3:实物图- 3 - 定时插座设计孙维维南京信息工程大学电子与信息工程系，南京 210044 摘要：本文介绍的这款多功能智能插座是以51系列单片机at89s52为控制核心，通过lcd1602液晶显示具体的时间以及定时的时间；通过按键来设置

3、和修改时钟时间、定时时间、模式选择、开始、停止充电等功能；通过单片机控制继电器来控制插座的通断，以达到控制电器的通断。定时时间范围内导通电器插座，指示灯亮，实现给电器供电的功能，其他时间则断开，同时指示灯熄灭。电源提供给单片机5v的直流电压，通过转换将220v的交流电压转换为5v的直流电压对系统实现不间断供电。 关键词：单片机、定时、插座、ds12c887时钟芯片、lcd1602液晶显示1、 引言1.1、研究背景和意义在日常生活中，很多时候电源一直插着，有的时候待机，有的时候工作，此时，就需要一个小助手自动控制通断电，这时定时插座就产生了。现在市面上的定时插座有两种，机械定时和电子定时。本文是

4、基于单片机的多功能智能插座，在此基础上进行改进，使插座用起来更是安全、有效、节能、方便。据调查所知，现在人们使用的最常见的插座几乎没有任何自动控制的功能，在没有人的情况下，根本没有办法保证家电的正常使用以及用电的安全。根据公安部门和消防部门的相关资料的显示，全国平均每天发生的火灾有358起，其中占据30%以上的就是电器火灾，造成电器火灾的主要原因就是超负荷、电弧、短路等等。事故的发生造成了很大的电力资源的浪费，而家用电器普遍具有的待机功能在方便实用的同时，也会浪费较大的电力资源。各类家用电器的待机功耗如下表（1）1 彭朝晖.兼有mp3功能的语音定时播放器的研究.湖北工业大学.2005.： 表

5、1 各类家用电器的待机功耗电器关机功耗/w待机功耗/w电视11机顶盒6.66.8饮水机0.650.7空调2.53.4豆浆机2.8-油烟机2.2-洗衣机4.45热水器2.43台式电脑3.53.7显示器0.60.7笔记本电脑2.42.5手机充电器不接手机时1.8插排不接电器时0.8除此之外，长时间的待机会加速电器的老化，并缩短电器的使用寿命，还会增加电子垃圾污染。在我们的日常生活中，数码照相机、电动车、手机电池的寿命都是有限的，充电过久容易损坏电池，而且长时间的充电会浪费很大的电力资源；电热水器的功率一般是1500w至2000w，如果在分时用电的地区，热水器在非用电高峰期工作比在用电高峰期工作少很

6、大的一笔费用，也无法做到随时随地都有热水用；多次烧开的水中含有亚硝酸盐，可致癌、产生血管疾病等，对人体有害无益，所以饮水机也不能长时间开着；以上这些都是现在电器功能不足给人们带来的不便。由此可见，能源损耗在现代经济发展和不断提高的居民生活水平的影响下愈是严重，因而智能节能设备越来越受到人们的关注。普通插座虽然方便了人们各方面的家庭生活，但是由于普通的插座只有单一的功能，实现开关和借用各种电器，只能满足人们日常生活中的一般的需要。而定时插座不但可以实现对电器设备的智能定时控制，而且也可以达到节能的目的。所以人们慢慢地认识到了定时插座在日常生活中的实用性，市面上也不断地出现了各种品牌的定时插座，其

7、功能层出不穷。许多的电器设备都具备了定时、延时、预约等功能，大大的提高了电器设备的智能化及可操作性，也方便了人们的使用。但是，对于一些不具备这些功能的用电器来说，特别是一些时间比较长久的电器，还需要人们花费大量的精力去对他们进行操作。另外，定时插座可以控制的插座路数由一路到多路，可以设置的定时组也从单一的一组不断提高到九组甚至更多。并且，伴随着人们生活上的需求不断提高，在定时插座功能上仍然有很大的发展空间。近几年来，我国定时器插座行业的发展速度是非常快的，定时器插座行业在我国的市场竞争也是日趋激烈的。现在国内外出现的关于定时智能插座的技术主要由以下几种2 黄界.基于avr的智能节能插座的设计j

8、.现代电子技术.2010（12）.：1、 环形定时插座ring socket。一个奇特的定时插座设计，通过拨动插座上的圆盘来设定有效通电的时间，和电扇一样采用发条原理。2、 具有定时、按键设置及控制、定时时间显示灯功能的定时开关插座，可以设定三组定时时间值，设定的定时时间调整范围为：099分钟，具有开始/停止操作按键，具有定时时间显示和时钟显示。在220v交流电断电的情况下，干电池仍能保证单片机的定时状态及时钟走时正常工作；待交流通电后干电池停止供电，转换为220v交流电转为5v直流供电，具有时钟设置功能，具有液晶节能模式（即在30秒内都没有按键按下的话，就关闭液晶背景灯光）。 1.2 本论文

9、的研究内容通过查找资料进行方案论证和选择，确定出了定时插座系统的整体构成。本文介绍的这款多功能智能插座是以51系列单片机at89s52为控制核心，通过lcd1602液晶显示具体的时间以及定时的时间；通过按键来设置时钟时间、定时时间、模式选择、开始、停止充电等功能；通过单片机控制继电器来控制插座的通断，以达到控制电器的通断。定时时间范围内导通电器插座，指示灯亮，实现给电器供电的功能，其他时间则断开，同时指示灯熄灭。电源提供给单片机5v的直流电压，通过转换将220v的交流电压转换为5v的直流电压对系统实现不间断供电。2 系统设计2.1系统总体框图 单 片 机键盘电 源液晶显示 继 电 器复 位晶

10、振红外遥控器驱动电路 图1 系统总体框图由电源提供5v的直流电给整个系统供电，以保证正常的工作。单片机作为主要的控制核心，控制整个电路的通断，从而实现控制电器的功能。同样里面少不小单片机最小系统里面的复位、晶振等等功能。通过四个按键的不同功能对系统进行预约、修改系统的时间，并通过液晶显示器显示出来。单片机控制继电器来控制插座的通断，以达到控制电器的通断。定时时间范围内导通电器插座，实现给电器供电，其他时间则断开。 2.2 系统的硬件选择 2.2.1单片机的选择 本次设计采用的是at89s52单片机为主控芯片。首先，52是51的增强型，s52相比于s51，定时器多了一个t2，ram多了128b，

11、rom多了4k，中断多了2个，多了一个看门狗，在掉电、数据指针等方面也有一些改进。s52的最高外接晶振可以达到33mhz，c51大概只有24mhz3 王啸东.智能避雷节能插座的设计j.电工电气.2012.（05）.。2.2.2显示模块选择 本次设计采用的是lcd1602液晶显示。该液晶可以同时显示32个字符即16*2，在此液晶显示模块的内部，已经有160个不同的点阵字符图形被存储在字符发生存储器（cgrom）里面。其中包括的字符有：常用的符号、英文字母大小写、阿拉伯数字、日文假名等4 张凯.新型数字节能功率分配型智能插座的设计实现j.电子设计应用.2009.（07）.。所有的的字符都有各自固定

12、的代码，比如01000001b（41h）就是大写的英文字母“a”的代码，如果我们想看到大写的字母“a”，只需将地址41h中的点阵字符图形在显示时模块中显示出来即可。 2.2.3定时设置的选择 采用ds12c887时钟芯片实现计时。该实时时钟芯片有丰富的功能，在ibmoc上，通常用ds12c887来代替ds12887时钟日历芯片。而且，ds12c887、mc146818b、ds12887的管脚是相兼容的。ds12c887可以自动产生的时间信息有秒、分、时、日期、月份等等。相较于其他的芯片，ds12c887还多了一个世纪寄存器的功能，所以它可以很方便地用硬件电路来解决记录“千年”的问题5 温铁钝.

13、孙键国.张天宏.无线遥控智能插座的设计j.测控技术.2003.（10）.。外部断电时，芯片内部的时间信息还可以保存10年，因为芯片里面有锂电池。对于一天内的时间记录，可以同时采用24小时制和12小时制来记录时间。在12小时制模式中，用am表示上午，用pm表示下午。可以用二进制数和bcd码这两种方式来表示时间。在ds12c887中，ram有128字节，其中控制寄存器是用来存储时间信息的，共有11字节的ram，剩下的113字节通用ram是用户使用的。除此之外，用户可以通过软件屏蔽ds12c887内部的三路中断，而且还能以多种方波输出，这个用户可以通过编程来实现。2.2.4按键的选择采用独立式按键，

14、每个按键单独占一个i/o口，工作状态互不影响，通过检测输入线的电平的状态可以很容易判断哪个按键被按下了。独立式按键有简单的软件结构和灵活的电路配置。四个按键有各自的功能的实现。2.3系统的硬件实现2.3.1单片机最小系统 单片机最小系统，达到如下基本要求：1、具有上电复位和手动复位功能。2、使用单片机片内程序存储器。3、具有基本的人机交互接口。按键输入、led显示功能。4、具有一定的可扩展性，单片机i/o口可方便地与其他电路板连接。 51单片机最小系统原理图。 图2 单片机最小系统原理图这张图是组成51单片机的最小系统图了，我们把他的功能在这里简单的介绍一下核心器件： 单片机周围的器件都是为了

15、让单片机更好的工作而设立的： 震荡器是单片机系统正常工作的保证，如果振荡器不起振，系统将会不能工作；假如振荡器运行不规律，系统执行程序的时候就会出现时间上的误差，这在通信中很明显的体现就是电路将无法通信。注意两个瓷片电容相连的那端一定要接地。 复位电路给单片机一个复位信号（一个一定时间的低电平）使程序从头开始执行；一般有2种复位方式：上电复位和手动复位。第20管脚是地gnd，第40管脚是电源vcc，一般我们在电源vcc处。加一个0.1uf的瓷片电容，滤掉电源中的高频杂波，使系统更安全。注意51单片机使用的是5v的直流电源。晶振一般一选用11.0592m，因为可以准确地得到9600波特率和192

16、00波特率；也可以使用36.864m，这个频率是1.8432m的20倍。磁片电容：22pf30pf。 2.3.2时钟芯片ds12c887图3 时钟芯片原理图因ds12887和ds12c887结构功能上类似，现以ds12887为例说明如下：cpu通过读ds12887的内部时标寄存器得到当前的日期和时间信息，可以通过选择二进制码或者bcd码来初始化芯片的时标寄存器，芯片共有10个时标寄存器。对于一些单片机来说，系统内部是没有ram的，在主机断电的时候，用户通常是利用芯片内部的ram（即114bit的非易失性静态的ram）来保存一些重要的数据。ds12887当前的工作状态可以通过芯片内部的4个状态寄

17、存器来指出和控制，在数据更新周期以外的时间段内，这四个寄存器可以被程序随时读写，以下是寄存器的功能以及作用： （1）、 各专用寄存器地址功能 如表2所示，由表可知：对应取值范围为00h3bh（10进制为059）的是地址00h03h单元6 高全.节能插座j.生意通.2005.（10）.；对应取值范围为00h17h（123）（24小时制）或上午（am）01h0ch（112），下午（pm）81h8ch（8192）（12小时制）的是地址04h05h单元；对应取值范围为00h07h（07）的是06h单元；对应取值范围为01h1fh（131）的是07h单元；对应取值范围为01h0ch（112）的是08h单

18、元；对应取值范围为00h63h（099）的是09h单元。按以下方法可实现对ds12887的访问：如果片选地址ds=#0ddxxh，寄存器和芯片内部ram地址就为#0dd7fh #0dd00h。在此应注意，ds12887可以跨越2000年计时，因为年度的高两位显示可以通过对芯片内部不掉电的ram区的编程来实现而不用受ds12c887仅有的一个专用时标年寄存器的影响。表2 ds12887内部ram和各专用寄存器地址 地址单元 用途 地址单元 用途 地址00h 秒 地址01h 秒闹 地址02h 分 地址03h 分闹 地址04h 时 地址05h 时闹 地址06h 星期 地址07h 日（两位数） 地址0

19、8h 月（两位数） 地址09h 年（两位数） 地址0ah 寄存器a 地址0bh 寄存器b 地址0ch 寄存器c 地址0ch 寄存器d 0eh7eh 不掉电ram区，共114字节 （2）、寄存器a 复位不影响寄存器a各位，除了只读的uip位，其它每位都可以读写，表3为寄存器控制字格式。表3 寄存器控制字格式bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 uip dv2 dv1 dv0 rs3 rs2 rs1 rs0 （a） uip位：更新周期标志位。若改位为“1”，此时芯片将开始更新周期或正处于更新周期，时标寄存器在此时不准程序读写，若该位为“0”，更新周期应至少

20、在244us后开始，芯片内时标寄存器可被程序读写。uip位为只读位。（b） dv0、dv1、dv2：rtc（即芯片内部的振荡器）的控制位。另一个更新周期在500ms后开始的条件有两个：1芯片解除复位状态；2将010写入dv0、dv1、dv2。所以，dv0、dv1、dv2可以在程序初始化时让芯片在设定的时间开始工作。值得注意的是，ds12887内部的晶体一定是32768hz，这是与mc146818不同的，所以rtc的启动只能是010的组合即dv0=“0”、dv1=“1”、dv2=“0”。（c） rs3、rs2、rs1、rs0：可编程方波在周期中断时输出速率的选择位。由多种不相同的组合可以形成多种

21、不相同的输出。周期中断的方波能否输出可以利用寄存器b的pie位和sqwf位来控制。下表4是寄存器a的输出速率选择位。 表4 对于寄存器a的输出速率选择位的定义 寄存器a输出速率选择位 32768hz时基 rs3 rs2 rs1 rs0 中断周期 sqwf输出频率 0 0 0 0 无 无 0 0 0 1 3.96625ms 256hz 0 0 1 0 7.8125ms 128hz 0 0 1 1 122.07us 8.192khz 0100244.141us4.096khz 0 1 0 1 488.281us 2.048khz 0 1 1 0 976.562us 1.024khz 0 1 1 1

22、 1.953125ms 512hz 1 0 0 0 3.90625ms 256hz 1 0 0 1 7.812ms 128hz 1 0 1 0 15.625ms 64hz 1 0 1 1 31.25ms 32hz 1 1 0 0 62.5ms 16hz 1 1 0 1 125ms 8hz 1 1 1 0 250ms 4hz 1 1 1 1 500ms 2hz （3） 寄存器b 芯片的工作状态是由寄存器b控制的，且允许读写。下表5为控制字格式说明。表5 控制字格式说明 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 set pie aie uie sqwe dm

23、24/12 dsf （1） set位：芯片正常工作时该位为“0”，时标寄存器通过每秒产生的更新周期更新。芯片停止工作时该位为“1”，在此期间，芯片的每个时标寄存器都将被初始化。（2） uie、aie、pie位：更新周期结束中断、报警中断、周期中断允许位。对应芯片中断时，各位为“1”。（3） sqwe位：脚sqw保持低电平时，sqwe=“0”；当sqwe为“1”时，输出方波，确定该方波的是寄存器a输出速率的选择位。（4） dm位：时标寄存器的表示格式选择位，有两种表达方式，即十进制scd码、二进制码。若为二进制码，则dm=“1”，若为十进制bcd码，则dm=“0”7 张运波.刘淑荣.工厂电气控制

24、技术m.北京：高等教育出版社.2004.。（5） 24/12位：工作模式设置位。若工作模式为12小时制，该位为“0”；若工作模式为24小时制，该位为“1”8 方佩敏.智能插座-ds1213bj.今日电子.1996.(z1).。（6） dse位：夏令时服务位。dse=“0”，夏时制设置无效；dse=“1”，有效，且该时制结束可自动刷新恢复时间9 王宏.智能节电插座 省电就是省钱j.现代营销（创富信息版）.2008.（07）.。 （4） 寄存器c 表6为寄存器c的控制字格式。若程序访问结束，其中的内容自动清零。此时标志位irqf为高电平，从而芯片得以进行下一次中断的申请10 杨妤.打破行业格局 纽

25、曼自创“节电插座”j.中国品牌与防伪.2007.（10）.。表6 ds12887控制寄存器c各布尔位定义 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 irqf pf af uf 0 0 0 0 （a） irqf位：中断申请标志位。当irqf=“1”时，引发中断申请，即引脚变为低电平。其逻辑表达式是irqf=afaie+ufuie+pfpie.（b） af、uf、pf位：报警中断标志位、更新周期结束中断标志位、周期中断标志位。若中断标志位置“1”，表示各中断满足条件。（c） bit3bit0：未定义的保留位。读出值恒为0。 （5）寄存器d 寄存器d为只读寄存器

26、。bit 7 : vrt位。 ds12887控制寄存器d各布尔位定义 （a） vrt位：有效标志位，表示寄存器内容和芯片内部ram有效。若寄存器和芯片内部ram内容有效，该位为“1”；若为“0”，就说明内部电池即将耗尽。该寄存器被读后，该位自动置“1”。 （b） bit6bit0位：保留位。所读的数值恒为0。 （6）ds12887/ds12c887的中断和更新周期 寄存器a中uip位为“1”时，芯片处于更新周期，更新周期每秒钟产生一个，表示芯片处于正常工作状态。微处理器在更新周期内不能读芯片时标寄存器的内容，因为此时其处于更新阶段，得不到确定的数据。更新周期有以下几种基本的功能：1刷新时标寄存

27、器的内容；2将秒时标寄存器的内容加1；3检查除此以外的时标寄存器有无溢出（若有溢出，则日、月、年应进位）4检查三个秒、分、时报警时标寄存器的内容与对应的内容是否相等的。（若相符，则寄存器c的af=“1”；若报警时，时标寄存器为cohffh，就处于不关心状态。）ds12887/ds12c887有两种方案可以在更新周期内避开访问时标寄存器：1.根据寄存器a中的uip位来判断芯片是否处于更新周期。芯片开始其更新周期是在uip位从低变高后244us。当uip位为低电平时，在其后的244us内就可以读取时标信息；如果uip位为高电平，就暂停读取数据。2.更新周期结束发出的中断。更新周期结束后发生中断申请

28、，其后有998ms的时间。程序可以将时标数据读取存放在芯片内部的ram中，此ram为不掉电ram。此方法读取有效数据必须在998ms之内完成。寄存器c中的irqf位应在离开中断服务子程序前清除。（7）ds12887/ds12c887的编程方法 （a） ds12887/ds12c887初始化方法 该芯片可以连续工作，不是每次都需要初始化的，包括系统复位在内。初始化的时候，芯片内部不进行更新周期操作。所以，应先将寄存器b中的set位置“1”，接下来对00h09h状态寄存器a和时标参数寄存器进行初始化。然后对寄存器c中的更新周期结束中断标志位uf、报警中断标志位af、中断标志位pf进行清除。状态寄存

29、器口通过寄存器d中的vrt位来读取，读完将自动置“1”，芯片开始工作是在状态寄存器b的set位置“0”之后。（b） 闹钟单元的使用方法 芯片共有3个闹钟单元，即时闹钟单元、分闹钟单元、秒闹钟单元。若时钟中断允许，那么每天到时间会产生中断申请信号，只需在里面写入闹钟时间值即可。对于这种方法，闹钟单元每天仅提供一次中断信号。还有一种方法，就是将“不关心码”写入闹钟单元。若产生中断的时间间隔为1小时，就需将cohffh之间的数据写入时闹钟单元；若产生中断的时间间隔为1分钟，就需将cohffh之间的数据写入时、分闹钟单元；若产生中断的时间间隔为1秒钟，就需将ffh的数据写入时、分、秒闹钟单元。以上方式

30、产生中断只能在整点、整分或整秒。可以通过软件来调整定时时间间隔，因为控制系统所要求的时间间隔不一定是整数。（c） ds12887/ds12c887的编程 芯片状态寄存器按以下方法设置参数：1.采用32.678khz（00100000）的时钟频率，且禁止脚sqw输出，此时状态寄存器a置20h。2.禁止除报警中断以外的其他中断，置24小时模式，用bcd码表示时标寄存器的内容，禁止夏令时服务和方波输出。当报警时标处于不关心状态时，时报警寄存器置ffh，即中断申请的时间间隔为1秒到59分钟。2.3.3、lcd显示模块（1）简单介绍液晶显示是lcd1602，且lcd1602为工业字符型液晶，lcd160

31、2可以同时显示32个字符即16x02。（为了方便表示，在接下来的文章中高电平用“1”表示，低电平用“0”表示。）1602字符型液晶就是1602液晶，这是一种点阵型液晶模块，且专门用来显示数字、符号、字母等。若干个点阵字符位5x7或者5x11组成点阵型液晶模块，lcd1602是无法完美的显示图形的，因为每个点阵字符位都能显示一个字符，且每位之间有一个点距的间隔即字符间距，同理，行间距即为每行之间的间隔。1602lcd可以显示两行，每行的液晶模块有16个字符，lcd1602显示的内容为16x2。现阶段市面上字符型液晶的控制原理与lcd1602是完全相同的，主要是基于hd44780液晶芯片的，所以市

32、面上许多字符型液晶都用的基于hd44780液晶芯片所写的控制程序。（2）原理图及引脚介绍图4 lcd1602原理图 1602的接口是标准的16脚，其中：第1脚：电源地即为vss；第2脚：5v的电源正极接的是vcc；第3脚：lcd1602对比度的调整端即为v0，对比度最高时接地电源，对比度最弱时接正电源。（在使用的时候，对比度可以用10k的电位器来调整，否则对比度太高就会造成“鬼影”这种现象。）；第4脚：寄存器选择即为rs，选择指令寄存器时为低电平即“0”，选择数据寄存器是为高电平即“1”。第5脚：读写信号线即为rw，进行写操作时对应电平为低电平0，进行读操作时对应电平为高电平1。第6脚：使能(

33、enable)端即为e(或en)端,负跳变时执行指令，读取信息时电平为高电平1。第714脚：8位双向数据端即为d0d7。第1516脚：空脚或背灯电源。背光负极为16脚，背光正极为15脚。（3） lcd1602的特性3.3v或5v工作电压，对比度可调。里面包含有复位电路且有很多控制命令，如字符闪烁、显示移位、清屏、光标闪烁等很多种功能有80字节显示数据存储器ddram内建有192个5x7点阵的字型的字符发生器cgrom8个可由用户自定义的5x7的字符发生器cgram（4） 、lcd1602的特征应用微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧，常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。（5） 、操作控制在1

34、602液晶模块内部，有160个不同的点阵字符图形（包括日文假名、英文字母大小写、常用的符号和阿拉伯数字等等）都被存储在字符发生存储器（cgrom)中。这些字符都有各自的固定代码，如代码为01000001b（41h）的是大写的英文字母“a”，若想看到大写字母“a”，只需将地址41h中的点阵字符图形在显示时模块中显示出来即可。用变量或字符型常量赋值通常在单片机编程中可以看到。而对于1602来说，试验可以用ascii码直接赋值，因为ascii码可以被1602识别。2.3.4、功能按键模块按键部分由四个按键组成，分别是按键1、按键2、按键3、按键4。采用独立式按键，每个按键单独占一个i/o口，工作状态

35、互不影响，通过检测输入线的电平的状态可以很容易判断哪个按键被按下了。独立式按键有简单的软件结构和灵活的电路配置。四个按键有各自功能的实现。原理图如下：图5 功能按键原理图这是一个74ls08-四2输入与门，由四组2输入端与门（正逻辑），共有54/7408、54/74s08、54/74ls08三种线路结构型式，其主要电特性的典型值如下：表7 主要电特性的典型值型号tplhtphl pd54/740817.5ns12ns78mw54/74s084.5ns5ns125mw54/74ls088ns10ns17mw引出端符号1a-4a 输入端 ；1b-4b 输入端；1y-4y 输出端 双列直插封装极限值

36、：电源电压 7v； 输入电压 54/7408、54/74s08 5.5v， 54/74ls08 7v； a-b间电压 54/7408、54/74s08 5.5v； 输出截止态电压 7v； 工作环境温度54xxx 55125，74xxx 070； 存储温度 65150 按键功能实现如下： 四个按键通过与门连接。进行定时的操作如下：首先 按下第一个键，进入定时阶段，开始定时，接着按中间两个键进行对某个时间值的定时（如日期、时刻、星期几等等），当选中一项需要定时的那一项之后按下第四个键进行确定，然后就可以对这一项进行定时了。定时的时候通过中间的两个按键来改变选中项的值，定时完毕之后需要再次按一下第四

37、个按键来确定定时，按此方法便可以完成定时或修改时间等指标的操作。如果要对现有的时间、日期等值进行修改，要同时按下第一个和第四个两个按键一小会儿，开始进入修改阶段，这时，中间两个按键分别是进行左右选择的按键，当选中某一个需要修改的项之后，按下第四个按键即可确定对该项进行修改，此时，中间两个按键又变成用来调节选中项的值，比如时间的加减，日期的加减，以及星期几进行调节，调节完毕后再次按一下第四个键以确定以上所进行的调节操作。同样的，2.3.5、通断电控制电路 原理图如下：图6 通断电控制电路原理图一般情况下，电磁继电器是由触点簧片、线圈、铁芯、衔铁等组成的。它可以进行自动化控制盒远距离控制，其工作电

38、路有两部分即高压工作电路和低压控制电路。如果有一定的电压加在线圈的两端，就会有一定的电流从线圈中流过，电磁效应就会产生了。在电磁力的吸引作用下，衔铁可以克服返回弹簧的拉力，从而吸向铁芯，衔铁的静触点即常开触点与动触点就会在此带动下吸合起来。电磁的吸力会随着线圈的断电而消失，此时，在弹簧的反作用力下，衔铁就会返回原来的位置，从而释放原来的静触点即常闭触点与触点。电路导通与切断的目的就在这样的吸合与释放的过程中得以实现。以下是对如何区分继电器“常开、常闭”触点的具体说明：“常开触点”是静触点在未通电的时候继电器线圈所处的断开状态；“常闭触点”则是出于接通状态的静触点。2.3.6、红外接收电路原理图

39、如下：图7 红外接收电路原理图 hs0038是一体化的红外接收装置，具有对遥控信号进行接收、放大、检波、整形等功能。可以输出ttl信号供单片机识别。这样使得电路的设计工作更简单，也降低了接收电路的复杂程度，因而使用更加方便了。hs0038采用黑色环氧树脂封装，一些光源（如日光、荧光灯等）不能干扰其正常工作。hs0038内部自带磁屏蔽功能，且具有很高的灵敏度和较低的功耗。假如采用小功率的发射管发射信号，可以达到35m的接收距离，且hs0038还能与cmos、ttl电路相兼容。hs0038有地、解调信号输出端、+5v电源这三个管脚，属于直立侧面收光型，其可接收的红外信号的周期约为26us，频率为3

40、8khz14 av reed - behavior research methods & instrumentation, 1979 - springer. 。本设计红外遥控器主要是通过遥控器可以实现在一定的范围内控制电路的通断。 2.4 软件设计2.4.1 总体流程图开 始各功能模块的初始化使能中断等待中断 程序开始后，首先进行各个功能模块的初始化，包括音频、按钮模块以及时钟模块的初始化，接着使能中断，然后等待中断。2.4.2 时钟芯片ds12c887中断模块开始指示灯灭、断开继电器指示灯亮、使能继电器断电时间通电时间读ds时钟数据更新中断读ds12c887中断寄存器否是否否退出中断lcd1

41、602显示时钟是是 对于ds中断模块，首先读取ds中断寄存器是否更新中断，如果更新了中断，继续读ds时钟数据，如果是通电时间，就led指示灯亮，同时使能继电器，然后lcd1602显示时钟，退出中断；如果是断电时间，则led指示灯灭，同时断开继电器，然后lcd1602显示时钟，最后退出中断。2.4.3、 按键中断模块判别按键keyx退出中断开始 xix=i执行对应按键keyi的功能能按键功能实现如下： 四个按键通过与门连接。如果要对现有的时间、日期等值进行修改，要同时按下第一个和第四个两个按键一小会儿，开始进入修改阶段，这时，中间两个按键分别是进行左右选择的按键，当选中某一个需要修改的项之后，按

42、下第四个按键即可确定对该项进行修改，此时，中间两个按键又变成用来调节选中项的值，比如时间的加减，日期的加减，以及星期几进行调节，调节完毕后再次按一下第四个键以确定以上所进行的调节操作。同样的，进行定时的操作如下：首先 按下第一个键，进入定时阶段，开始定时，接着按中间两个键进行对某个时间值的定时（如日期、时刻、星期几等等），当选中一项需要定时的那一项之后按下第四个键进行确定，然后就可以对这一项进行定时了。定时的时候通过中间的两个按键来改变选中项的值，定时完毕之后需要再次按一下第四个按键来确定定时，按此方法便可以完成定时或修改时间等指标的操作。3、 系统分析调试 3.1、需要注意的事项 1、焊接的

43、时候要注意各个部件的功能，不能出现一点点的错误，否则容易造成焊接错误。 2、用单片机i/o口无法驱动继电器，所以通过缓冲器过渡来驱动继电器。 3、按键的逻辑比较重要，不能出现错误 4、仔细区分各个芯片的操作，并弄清其功能，不能出现原则性错误。 3.2、如果单片机系统没有工作，检查步骤如下： （1）. 先检查看门狗有没有复位输出。最好在电路板上加一个led以及下拉，若其有复位信号，则继续第二项。 （2）. 检查单片机的管脚是否有问题。如果单片机完好，就可以通过编程器写入程序；如果可以在旁边准备一个内部有简单的程序的已经被验证过的单片机就再好不过了。例如，可以用万用表测量某一个口线上输出一个1秒占

44、空比的方波。 （3）. 接下来可以检查瓷片电容了。应该选用质量相对好一点的瓷片电容。如若中途想要换器件，应该吸干净焊盘里面的锡，然后拔出元器件，以防止焊盘内的过孔受到损伤。最好在焊接新的器件之前先用万用表测量一下再焊。 （4）. 最后一步可以检查晶振。 （5）. 以上按照以上步骤检测时，应该将无关的外围芯片去掉；因为有一些是外围器件的故障导致单片机最小系统没有工作。 3.3、继电器的驱动问题 如果按原先的设计用单片机的i/o口无法直接驱动继电器，所以改用“与”门使电流相与转换而出再通过三极管以增加单片机i/o口的负载从而驱动继电器。 3.4、对于新增的红外功能的调试 （1）、鉴于新增红外功能之

45、前单片机的i/o口已经用完了，所以只能将红外接收器与asp下载口复用一个i/o口。这样做的好处就是不用改变之前的硬件电路（因为之前硬件电路已基本完工），不过也有一个缺点就是在下载程序的时候要把红外的数据线断开，等下载完之后再接上红外。 （2）、本来红外是可以以中断的方式来触发的，但是没有多余的中断口，其实可以用“与”门将两个中断源相与，共用一个中断口，但同样还是之前的那个问题，需要改变硬件电路，工作量会加大，所以放弃了这个思路。 （3）、对于红外遥控器来说，里面许多功能有相对应的编码，这些编码有持续4060ms的时间，但是本设计中无需用到那么多功能，只需遥控器控制电路的工作状态，所以在此处需要

46、4060ms的延迟。 结语通过查找资料进行方案论证和选择，确定出了定时插座系统的整体构成。本文介绍的这款多功能智能插座是以at89s52为控制核心，通过lcd1602液晶显示具体的时间以及定时的时间；通过按键来设置时钟时间、定时时间、功能设置、开始、停止充电等功能；通过单片机控制继电器来控制插座的通断，以达到控制电器的通断。定时时间范围内导通电器插座，指示灯亮，实现给电器供电的功能，其他时间则断开，同时指示灯熄灭。主要由四个按键设置时钟时间并通过液晶显示器显示出来，按下第一个按键进去定时功能，由第二、三两个按键左右调节来选定需要设定的时间项，按下第四个键确定对该项进行设定，此时，可以通过调节第二、三两个按键来调节所设