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基于单片机的自动定时开关插座的设计.doc
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基于单片机的自动定时开关插座的设计.doc
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摘要
I
摘要
随着近年来各个家庭的家用电器的增多,以及各种公共用电设备的增加,
各种智能化控制的功能被附加于产品之内,但不可忽视的是较为老旧的电器
产品缺乏这些基本功能。因此这给生活和工作带来很大的不便,同时长期的
无用工作状态也带来了大量的电力资源的消耗。
本文介绍了一种基于 51 系列单片机的系统设计,通过以实时时钟芯片
的时间信息为基准,配合单片机内部扩展 RAM 存储的时间设定值,以及液晶
显示屏对各种信息的显示,从而以达到定时控制开关插座电路的目的。此外,
在该设计基础之上,再添加红外遥控打开/关闭插座的功能,以进一步使得
该设计更具智能化和实用性。该设计虽然结构简单,但能广泛应用于各个用
电控制的工作环境中,具有较强的适用性。
关键词 单片机;自动定时开关;DS1302;VS1838B
II
Abstract
As household appliances households increased in recent years, a variety of
intelligent control functions has been added to the various public electrical
equipment.But what can not be ignored is that the older electrical products lack
of these basic functions. Therefore, this bring a lot of inconvenience to our life
and work.At the same time, the useless work state has also brought a lot of
power consumption.
Therefore, this paper will introduce a kind of system design based on the 51
Series MCU, by taking the time information of real-time clock chip as the
benchmark, with the time setting value in the single-chip internal expansion
RAM storage and all kinds of information displayed by the LCD, so as to
achieve timing control circuit of the switch socket. In addition, in order to make
the design more intelligent and practicability, it also adds the remote control
function to open/close the socket with the infrared controller based on the
foundation of the design.The design has simple structure, but is widely applied to
various work environment of electric control.So it has a strong sense of design.
Keywords MCU;the Automatic Timing Switch Socket;DS1302;VS1838B
III
目 录
摘要.........................................................................................................................I
Abstract ..................................................................................................................II
第 1 章 绪论 ..........................................................................................................1
1.1 课题背景..................................................................................................1
1.2 当前国内外研究现状..............................................................................1
1.3 定时开关的应用......................................................................................1
1.4 设计的主要内容和章节安排..................................................................2
第 2 章 系统总体设计 ..........................................................................................4
2.1 总体结构..................................................................................................4
2.2 总体结构的工作原理..............................................................................5
2.3 本章小结..................................................................................................6
第 3 章 主控制器与外围器件 ..............................................................................7
3.1 STC12C5A60S2 单片机 ..........................................................................7
3.2 LCD1602 液晶显示模块..........................................................................8
3.3 DS1302 实时时钟模块 ...........................................................................10
3.4 红外接收模块 ........................................................................................14
3.4.1 遥控发射器及其编码.....................................................................14
3.4.2 遥控信号的接收.............................................................................16
3.5 继电器控制模块.....................................................................................16
3.6 本章小结 ................................................................................................17
第 4 章 硬件设计.................................................................................................18
4.1 单片机最小系统设计 ............................................................................18
4.1.1 单片机.............................................................................................18
4.1.2 电源电路.........................................................................................18
4.1.3 复位电路.........................................................................................19
4.1.4 晶振电路.........................................................................................20
4.1.5 RS232 接口转 USB 接口电路 ........................................................21
IV
4.2 显示电路设计 ........................................................................................22
4.3 时钟电路设计 ........................................................................................24
4.4 红外接收电路设计 ................................................................................25
4.5 继电器控制电路 ....................................................................................27
4.6 按键电路 ................................................................................................27
4.7 本章小结.................................................................................................28
第 5 章 软件设计.................................................................................................29
5.1 主程序设计 ............................................................................................29
5.2 LCD1602 显示程序设计 ........................................................................30
5.3 DS1302 实时时钟程序设计 ...................................................................31
5.4 VS1838B 中断程序设计 ........................................................................34
5.5 系统测试 ................................................................................................35
5.6 本章小结 ................................................................................................36
结论.......................................................................................................................38
参考文献...............................................................................................................39
致谢.......................................................................................................................41
附录 1....................................................................................................................42
附录 2....................................................................................................................46
附录 3....................................................................................................................51
附录 4....................................................................................................................56
附录 5....................................................................................................................78
附录 6....................................................................................................................79
第 1 章 绪论
1
第 1 章 绪论
1.1 课题背景
自单片机诞生以来,其高可靠性,低功耗以及很强和工作运行环境适应
能力,以广泛应用于各个生产生活的管理控制领域。而目前基于单片机的自
动控制开关的产品依然未进入大规模应用的阶段,其不成熟的产品设计以及
普通大众对于该类产品的易用性与安全性仍存在一定的忧虑。因此,该课题
将着眼于当前市场实际需求和具体设计平台性能,力求将该设计做到创新与
实用的结合。
1.2 当前国内外研究现状
智能定时开关目前已经大规模的应用与汽车、工业生产和仓储管理等
无人监控的领域;同时,虽然目前已有部分的新推出的家用电器也已具备该
功能了,但相对于目前数量更大的传统旧款的家用电器和老式的公共照明设
施来说,仍停留在机械式的开关和简单的电子式定时开关。但无论以上两者
的性能如何,它们都存在易磨损,安全性较差,需要大量手动操作,且在某
些工作环境中还存在难以接触操作的问题。
因此,虽然市场上都有各式各样的替代产品,但就目前来说,这些产
品的功能都还存在很多不完善之处。在经过对该课题背景下的充分的产品需
求的调研和仔细的可行性分析,该课题存在很大的改进和创新的空间。
1.3 定时开关的应用
定时开关可用于各种需要按时自动开启和关闭的电器设备。广泛适用于
企事业单位和家庭,尤其是对人体伤害环境,如医院,幼儿园,餐饮等单位
的紫外线消毒间,化工场所,及含辐射区域,避免人员直接进入内部开启和
关闭开关,频繁遭受伤害。
同时定时开关还特别适合各种养殖场,孵化间,鱼塘供养,座位浇灌,
鱼缸等场所。一次操作,可每天自动循环保证灯光照射及其投喂饲料的时间
和次数,减少了大量人力,且避免因人为失误而导致的损失。
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