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1、wordI / 512015 届届本科毕业设计本科毕业设计论文论文资料资料题目名称：题目名称：智能插座智能插座学院学院部部：理学院理学院专业：专业：电子信息科学与技术电子信息科学与技术学生某某：学生某某：班级：班级：学号：学号：指导教师：指导教师：职称：职称： 讲师讲师 最终评定成绩：最终评定成绩：wordII / 51摘 要家电长期的待机不仅引起巨大的能源浪费，而且使得排插的负荷越来越大，带来了非常严重的安全隐患。同时，电器的使用寿命大大缩短。本设计制作了具有定时与智能感应功能的插座。其不仅你不了现实生活中普通插座功能的不足，还为人们的生活带来了极大的便捷。本系统由单片机最小系统、QC128
2、64B 液晶屏、HC-SR501 与继电器等几个模块组成。通过外设键盘对与继电器相连的排插进展定时、延时设置，使其可以按照我们的意愿在相应的时间通断。或由 HC-SR501 热释电红外传感器模块，当感应到生物发出的红外线而输出电信号进而触发 SCT89C51 单片机的外部中断引脚，自动控制排插的通断。由 LED 指示灯指示工作模式并将工作数据通过 LCD液晶屏显示。软件设计使用 keiluvision4，各个功能的选择菜单界面通过 QC12864B 液晶屏显示，配合按键实现多各个功能之间的选择与切换，使该系统能够有个友好的界面。根据需要实现的功能用 C 语言完成底层驱动和各子系统程序的编写和调
3、试。使外接继电器可以按照一定的规律工作，即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：关键词：STC89C52;排插;SH-RF501;DS1302wordIII / 51ABSTRACTElectrical appliances on standby for a long time not only cause huge waste of energy, and make the strip load more and more big, has brought the serious security hidden danger.At the same time, gre
4、atly reduces the service life of the appliance.This design which has the function of timing and intelligent induction socket.Its not only you are not the real life of ordinary socket function is insufficient, also brought great convenience for peoples life.This system by single chip microputer minim
5、um system, QC12864B LCD screen, HC - SR501 and relay of several modules.By a peripheral keyboard connected to the relay platooninsert timing, delay set, can make it according to our wishes in the corresponding time on and off.Or by the HC - SR501 pyroelectric infrared sensor module, when sensing inf
6、rared and output electric signal from the biological triggers the SCT89C51 MCU external interrupt pin, automatic control strip on and off.Working mode and directed by the LED indicator light will work data through the LCD screen display.Software design using keil uvision4, each function selection me
7、nu interface by QC12864B LCD screen display, cooperate with the keys to achieve more choice and switch between each function, makes the system has a friendly interface.According to the function of the need to implement in C language to plete the underlying drive and each subsystem writing and debugg
8、ing of the program.Make external relays can work according to certain rules, which can achieve the goal of intelligent control, and to a great extent, have the effect of energy saving.Key words: SCTC89C52；socket；SH-RF501；DS1302wordIII / 51目目 录录第 1 章 绪论11.1 设计的目的和意义 11.2 国外研究现状 11.3 论文主要容与思路 2第 2 章 总
9、体方案 .3第 3 章 硬件电路设计 .53.1 智能排插的工作原理 553.2.1 STC89C52 单片机 5 QC12864B 液晶屏 63.2.3 DS1302 时钟芯片 .83.2.4 BISS0001 红外热释电处理芯片 .93.2.5 继电器模块 103.2.6 按键模块.10103.3.1 STC89C52 最小系统电路图 10 QC12864B 液晶显示电路 11 DS1302 时钟电路 113.3.4 HC-SR501 模块电路 .113.3.5 继电器电路 123.3.6 按键电路.123.3.7 系统原理图 13第 4 章 系统软件设计 .144.1 系统软件设计流程.
10、144.2 模块程序设计.14.1 LCD12864 液晶驱动程序设计 .144. DS1302 驱动程序设计 .164. 按键程序设计.18第 5 章 实物制作与结果分析 .195.1 实物制作 1920第 6 章 总结与展望226.1 总结 226.2 展望 22参考文献 .23致 .24附 录 .25附录 1 系统原理图 25附录 2 源程序 25word1 / 51第第 1 1 章章 绪论绪论 设计的目的和意义设计的目的和意义随着人口的增长、科技的迅猛开展，人们生活水平不断的提高，对于电子产品的需求和要求也不断增加，各式各样的电子产品应用于我们的生活中。在为人类带来便捷的同时，也意味着
11、我们使用的产品消耗的能源同等的增加以维持我们生活的正常进展。可是，我们生活的星球能开发利用的能源是有限的并且正在不断的消耗殆尽，所以，节约能源又成为了我们必须要解决的问题，同时其也是这个社会的主题。所以，这样一对矛盾应尽快得到调解，在调查中我们发现，大局部市面上的电子产品都具有待机功能，比如电视机，电脑，冰箱，空调等家用电器。如此，就我国而言，无意识的家电或电子产品的能耗基于一个十几亿人口的大国，那是一个非常巨大的能源浪费。据测算，家电待机能耗占到中国家庭电力消耗的 10%以上。而正是由于这种长期的待机状态，使得排插的负荷也越来越大，带来了非常严重的安全隐患。除此之外，也使得电器的寿命大大缩短
12、1。所以，本系统对家庭中普通的排插进展了更加智能化的设计，我们利用单片机对继电器的控制来达到控制排插通断的目的，并可以通过外设键盘对排插进展定时设置，使其可以按照我们的意愿定时通断，在定时功能的根底上，增加了人体感应模块。基于此种思维设计，其不仅能节约能源消耗，减轻地球的负担；增加家电的使用寿命；还能让我们的生活变得更加的便捷、舒适。重要的是可以防止不必要的安全事故的发生。 国外研究现状国外研究现状目前市场上使用的绝大多数移动电源排插只可以实现简单的电源机械式通断电，单一的功能并不能满足我们未来生活的需要，智能排插可编程开关排插可根据使用者的意愿，对其进展功能设置实现电源的自动通断电，是人们的
13、生活带来极大的方便之余又能应和这个社会节能的主题。现阶段市场上出现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、博联智能插座等等。这几款插座中小管家插座使用智能芯片系统和相应程序软件对继电器进展编程控制，使得插座待机能耗降至零，达到节能安全的目的。利用遥控功能关机后自动切断电源，遥控开机时，能自动接通电源。并且具有消除待机能耗、智能化保护功能、防止电磁波辐射、有效防雷击冲击的特点。科德智能插座，可以进展定时设定，准确值时间为 1 分钟，word2 / 51每天最多可设置多组开与关。并且具有模式功能，随时可切换到长通或定时状态。目前智能排插的实现方法有机械式定时排插、基
14、于单片机的定时器功能实现排插的智能定时、以与采用现成的智能芯片。机械式定时排插通过转动刻度盘，进展定时时间设置；而基于单片机的智能排插如此是通过用单片机控制继电器的通断来控制排插的开关，即通过单片机编程实现智能定时；智能芯片排插如此是通过芯片直接感应来实现智能通断电，从而达到消除待机功耗的目的；较为高级的当属无线控制智能排插，基于 Wi-Fi 通讯，只要家中有无线路由器，排插就会自动寻找网路，用户只需输入上网密码即完成配置，通过智能手机在全球任何地点都可以控制。智能排插有效地解决了待机能耗的问题，从而提高终端用电设备的使用寿命，促进我国节电降耗产品领域的开展。也消除了生活中的很多安全隐患。可达
15、到适用于彩电、电脑、空调等用电领域的较高技术指标与节电能力。而随着技术的不断开展，对智能排插的承受功率不断地增高完善，智能排插除了广泛应用于家用电器外，还会更多的应用到工业领域。论文主要容与思路论文主要容与思路本系统设计了基于单片机对继电器的控制来达到智能控制排插通断的目的，并可以通过外设键盘和红外感应对排插进展定时设置和感应通断，使其可以按照我们的意愿自动通断。论文各章主要容如下：第一章是绪论，介绍了本研究的目的和意义，国外研究现状以与本论文的章节结构。第二章总体方案设计，在论述系统的设计结构的根底上，详细说明系统的主要设计功能。第三章是硬件系统构架，首先介绍系统的工作原理，然后介绍单片机的
16、主要性能参数，接着是对每个电路模块进展分析，并给出原理图。第四章介绍系统的软件设计，并对每个模块进展说明。第五章介绍实物调试过程，并对相应结果进展了详细的说明。第六章是本文的总结与展望，并提出进一部完善的工作。word3 / 51第第 2 2 章章 总体方案总体方案本系统的设计主要由感应控制系统和按键控制系统组成，硬件电路由STC89C52 单片机为核心控制器，通过 C 语言编写文件系统实现各路控制功能。在感应控制系统中，单片机通过 HC-SR501 人体感应模块触发外部中断进而控制与排插插孔相连的继电器来控制插孔的关断。此外，插孔的关断还可以通过手动按键来操控，通过单片机配合时钟芯片 DS1
17、302 对排插进展定时开关或延时开关等操作，由 LED 指示灯指示当前工作状态并由 QC12864B 液晶屏作为人机交互界面进展显示，使系统能够有一个良好的界面。 图系统框图1智能排插的核心控制电路STC89C52 单片机是本设计的核心器件，配合各个模块实现排插的控制，STC89C52 根据不同的运行速度和功耗的要求,时钟频率可以设置在 0-33M 之间，。该最小系统主要由复位电路，晶振电路构成。2QC12864B 液晶显示局部QC12864B 是带中文字库的汉字图形点阵液晶显示模块，可显示 48 行1616 的点阵汉字与分辨率为 12864 的图形。同时，光标显示、画面移动、自定义字符、睡眠
18、模式等功能可实现最直接的人机交互。3DS1302 模块本系统采用 DS1302 作为时钟计时器，从而实现排插在 24 小时任意时间的可变定时和一小时的固定模式定时。这样可以使得定时准确，方便，节约系统资源，同时程序编写上也能相对简单。STC89C527805 稳压电源模块DS1302 计时模块按键模块继电器模块HC-SR501 人体感应模块LCD 显示模块word4 / 51（4）HC-SR501 模块HC-SR501 是建立在 BISS0001 红外热释电处理芯片上的自动控制模块，其使用 LHI778 型探头进展设计，具有高灵敏度，功耗低，可靠性强等特点。广泛应用于各类自动感应电气设备，且其
19、是干电池供电的自动控制产品。5继电器模块本设计采用的是型号为 SONGLE SRD-05VDC-SL-C 的继电器，5V 继电器是一种电子控制器件，具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路，可用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关。6按键模块系统采用轻触按键设计 4*4 式矩阵按键，充分利用单片机 I/O 口控制实现按键功能。word5 / 51第第 3 3 章章 硬件电路设计硬件电路设计智能插座的工作原理智能插座的工作原理本系统由单片机最小系统、QC12864B 液晶屏、HC-SR501、继电器等几个模块组成。通过外设键盘对与继电器相连的排插进展定时、延时设置，使其可以按照我们的
20、意愿在相应的时间通断。或由 HC-SR501 热释电红外传感器模块，当感应到生物发出的红外线而输出电信号进而触发 SCT89C51 单片机的外部中断引脚，自动控制排插的通断。由 LED 指示灯指示工作模式并将工作数据通过 LCD液晶屏显示。硬件简介硬件简介STC89C52单片机单片机STC89C52 单片机是一款低功耗、高性能的 8 位微控制器芯片，部集成 8K字节 Flash，512 字节 RAM，4KB EEPROM，MAX810 复位电路，3 个 16 位定时器/计数器，2 个外部中断，一个通信一步通信口UART，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，
21、全双工串行口，32 位的I/O 口线，看门狗定时器。另外 STC89C52 可降至 0MHz 静态逻辑操作，支持 2 种可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，、片振荡器停止工作，从而单片机的一切工作全部停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T 可选。可以在 4V 到宽电压围正常工作。具有许多独特的优点，即体积小、重量轻、单一电源、低功耗、功能强、价格低廉、运算速度快、抗干扰能力强、可靠性高等4-6。其部包含以下功能部件：a.8 位 CPU； b.振荡器和时钟电路； c.8k 字节的程序存储
22、器 EPROM64 字节； f.20 多个特殊功能存放器； g.32 线并行 I/OI/O 口； i.3 个 16 位定时器/计时器；STC89C52 引脚图如图 3.1 所示。word6 / 51图 3.1 DIP-40 封装 STC89C52 引脚图P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的准双向 I/O 口。当作为输出口时，输出级为漏极开路电路，应外接一个上拉电阻来提供输出高电平时的驱动电流。对P0 端口写“1时，引脚用作高阻抗输入。当 CPU 访问片外存储器时，由部硬件自动使控制线为“1。这时，P0 口可作为低 8 位地址/数据总线分时使用。在这种模式下，P0 不具有部上拉电阻4-6。
23、P1 口：P1 口是一个带有部上拉电阻的 8 位准双向口，作为通用的 I/O 端口使用。P1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。当 P1 口用做输出口输出“1 时，输出线由部上拉电阻拉成高电平；作为输入使用时，CPU 必须将“1写入锁存器，使 T1 截止，把该端口线由部上拉电阻拉成高电平6。P2 口：P2 口是一个带有部上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口。P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。当 CPU 对 P2 端口写入“1时，其部的上拉电阻把该端口拉为高电平，此时，P2 口可作为输入端口来使用。作为输入口使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流4-6。P
24、3 口：P3 口是带有部上拉电阻的 8 位准双向 I/O 口，并且还是一个双功能端口。其作为通用的 I/O 口使用时，工作原理同 P1、P2 端口相似。对 P3 端口写“1时，输出引脚由部上拉电阻拉成高电平；作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于部电阻的原因，将输出电流4-6。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4-6。3.2.2 QC12864B液晶显示屏液晶显示屏QC12864B 是一款具有 4 位/8 位并行、2 线或 3 线串行多种接口方式的带中文字库以与部含有国标体中文字库的点阵图形的液晶显示器；其具有 12864 的word7 / 51
25、分辨率, 8192 个 16*16 点汉字以与 128 个 16*8 点的 ASCII 字符集，且具有光标显示、画面移位、睡眠模式等多种功能。可以显示 84 行 1616 点阵的汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。其引脚图如如下图。如7。图 3.2 QC12864B 引脚图表 QC12864B 引脚定义管脚号管脚名称电平管脚功能描述1VSS0V电源地2VCC3.0+5V电源正3V0-比照度亮度调整4RS(CSH/LRS=“H,表示 DB7DB0 为显示数据RS=“L,表示 DB7DB0 为显示指令数据5R/W(SID)H/LR/W=“H,E=“H,数据被读到 DB7DB0R
26、/W=“L,E=“HL, DB7DB0 的数据被写到 IR 或DR6E(SCLK)H/L使能信号7DB0H/L三态数据线8DB1H/L三态数据线9DB2H/L三态数据线10DB3H/L三态数据线11DB4H/L三态数据线12DB5H/L三态数据线13DB6H/L三态数据线14DB7H/L三态数据线15PSBH/LH：8 位或 4 位并口方式，L：串口方式16NC-空脚17/RESETH/L复位端，低电平有效word8 / 5118VOUT-LCD 驱动电压输出端19AVDD背光源正端+5V20KVSS背光源负端3.2.3 DS1302 时钟芯片时钟芯片DS1302 是高性能时钟芯片，具有以下特
27、性：实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月、以与带闰年补偿的年进展计数；用于高速数据暂存的 31*8RAM； 最少引脚的串行 I/O； 满肚工作围； 时耗电小于 300nA； 用于时钟或数据读/写的单字节或多字节数据传送； 8 引脚的双排直列封装(DIP)或用于外表的 8 引脚贴片封装(SOIC)； 简单的 3 线接口； TTL 兼容VCC=5V； 可选的工业温度围-40至+85；在 DS1202 根底上增加的特点：可选的慢速充电的能力； 用于主电源和备份电源的双电源引脚； 备份电源引脚可用作电池或超容量电容器的输入端； 附加的告诉暂存存储器7 字节。如所示为 DS1302 各引脚的功能表8。图
28、 3.3 DS1302 的芯片引脚图表 3.2 DS1302 引脚功能引脚号引脚名称功能1VCC2主电源2、3X1、X24GND电源地word9 / 515RST复位6I/O数据输入/输出双向7SCLK串行时钟8VCC1后备电源3.2.4 BISS0001 红外热释电处理芯片红外热释电处理芯片BISS0001 是一款高性能的传感信号处理集成 芯片，由热释电红外传感器以与外围连接 元器件组成的被动式热释电红外开关 模块。其可自动快速有效的控制各式照明灯、蜂鸣器、自动门 、电风扇、烘干机和自动洗手池等等家用电器的关断 ，普遍应用在宾馆、酒店 、公司、商场与家庭 等过道或走廊等敏感区域， 以与安全区
29、域的灯光、照明和报警系统。引脚原理图如如下图。其引脚功能如表所示 9。图 3.4 BISS0001 引脚图表 3.3 BISS0001 引脚功能引脚号名称I/O功能说明1AI可重复触发和不可重复触发选择端。当A 为“1时，允许重复触发；反之，不可重复触发2VOOVo 上升沿时为有效触发。在输出时间 Tx 之外和无 VS的上跳变时， Vo 保持低电平。3RR1-输出延迟时间 Tx 的调节端4RC1-输出延迟时间 Tx 的调节端5RC2-触发封锁时间 Ti 的调节端6RR2-触发封锁时间 Ti 的调节端7VSS-工作电源负端8VRFI参考电压与复位输入端。word10 / 519VCI触发禁止端。
30、当 VcVR 时允许触发(VR0.2VDD)10IB-运算放大器偏置电流设置端11VDD-工作电源正端122OUTO第二级运算放大器的输出端132IN-I第二级运算放大器的反相输入端141IN+I第一级运算放大器的同相输入端151IN-I第一级运算放大器的反相输入端161OUTO第一级运算放大器的输出端继电器模块继电器模块本系统使用的继电器是型号为 SONGLE SRD-05VDC-SL-C 的继电器，该继电器是一种电子控制器件，工作电压 5 伏，具有两个控制系统分别是输入回路和被控输出回路，利用较小的电流驱动去控制大电流的一种“自动开关。因此在电路中起着安全保护、自动调节与电路转换等作用，可
31、实现弱电控制强电的目的，常用在自动控制电路中。按键模块按键模块采用普通轻触按键设计矩阵式按键控制，给单片机引脚输入电信号。由于与人体感应模块中用到的外部中断脚 P3.2 重合，故在设计按键的时候将此引脚除去。3 STC89C52 最小系统电路图最小系统电路图STC89C52 为核心的最小系统由复位电路和晶振电路组成，复位电路由按键一个 1K 电阻和一个 10K 电阻以与一个 10uf 的电解电容构成，晶振电路由12M 晶振和两个 30PF 电容组成，。word11 / 51图单片机最小系统仿真图 QC12864B 液晶显示液晶显示电路电路QC12864B 带字库型液晶显示模块，部存有 16X1
32、6 点阵的中文汉字 8192 个、8X16 点阵的字符 128 个以与 64X256 点阵的图形显示 RAMGDRAM 。其电路连接。40VC C39P0038P0137P0236P0335P0434P0533P0632P0731EA302928P2727P2626P2525P2424P2323P2222P2121P201P102P113P124P135P146P157P168P179R ESET10P3011P3112P3213P3314P3415P3516P3617P3718X119X220GNDE1AT89C 511VSS2VDD3VO4RS/CS5R/W6E/CLK7D08D19D21
33、0D311D412D513D614D715PSB16NC17RST18NC19A20KE2LC D12864R 1R 2R 3R 4R 5R 6R 7R 8R 9VC CC 133pC 233p+5V10KVC CVC C图 3.6 QC12864B 电路连接图 DS1302 时钟时钟电路电路DS130210。图 3.7 DS1302 电路原理图3.3.43.3.4 HC-SR501HC-SR501 模块电路模块电路 BISS0001是一款高性能的传感信号处理集成电路，由运算放大器、状态控制器、电压比拟器、封锁时间定时器以与延迟时间定时器等构成的数模混合集成电路。并配以热释电红外传感器和外围元
34、器件构成被动式的热释电红外开关。该模块有两种模式：分别是可重复触发方式和不可重复触发方式。通过Q脚电信号的变化，触发单片机外部中断达到控制继电器工作效果。本系统采用不可重复触发方式，当感应到有人体在其围活动如此Q脚输出高电平，否如此输出低电平，而单片机外部中断为低电平触发，故在模块输出端加一反相器。其电路原理图如图3.8所示，其中PIR为HC-SR501模块10。图 HS-SR501 模块电路原理图word12 / 51继电器电路继电器电路本系统使用的继电器是型号为 SONGLE SRD-05VDC-SL-C 的继电器，该继电器是一种电子控制器件，工作电压 5 伏，具有两个控制系统分别是输入回
35、路和被控输出回路，利用较小的电流驱动去控制大电流的一种“自动开关。本系统中，主要是用于控制插座的开关状态，由按键设置与红外感应模块影响单片机 I/O 输出信号来控制继电器的工作，从而达到控制插座自动关断10。40VCC39P0038P0137P0236P0335P0434P0533P0632P0731EA302928P2727P2626P2525P2424P2323P2222P2121P201P102P113P124P135P146P157P168P179RESET10P3011P3112P3213P3314P3415P3516P3617P3718X119X220GNDE1AT89C51C13
36、3pC233pQ1NPNK1RELAY-SPSTK2RELAY-SPSTR20Q2NPND5D41KC3R21S0VCCVCCR221KK3RELAY-SPSTD6Q3NPNR231KP10P11P12图 继电器控制电路3.3.63.3.6 按键电路按键电路采用普通轻触按键设计矩阵式按键控制，给单片机引脚输入电信号。如如下图。40VCC39P0038P0137P0236P0335P0434P0533P0632P0731EA302928P2727P2626P2525P2424P2323P2222P2121P201P102P113P124P135P146P157P168P179RESET10P30
37、11P3112P3213P3314P3415P3516P3617P3718X119X220GNDE1AT89C51C133pC233pR20C3S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16P30P31P32P33P34P35P36P37R16R15R14R13VCCVCC10K10K10K10K图 矩阵按键电路原理图 3.3.73.3.7 系统原理图系统原理图系统原理图见附录 I。word13 / 51word14 / 51第第 4 章章 系统的软件设计系统的软件设计 系统软件设计流程系统软件设计流程系统采用 STC89C52 单片机作为控制中心，使用 C
38、 语言进展程序的编写，使用 Keiluvision2 软件进展编译。通过按键进展实时时间、定时时间与延迟时间的模式选择以与个模式下的数据修改，由 LCD12864 液晶屏显示。并通过感应器反响的信息给单片机处理，如图 4.1 所示为主程序流程图。图为主程序流程图4.4.2 2 模块程序设计模块程序设计4.4.2.12.1 LCD12864LCD12864 液晶驱动液晶驱动程序设计程序设计本系统使用 QC12864B 液晶模块作为显示器，建立人机界面。其可显示 4行 8 字汉字与 128X64 图形，并且置 8192 个汉字字库 、128 个字符以与 64X256 点阵图形显示 RAMGDRAM
39、。其显示功能需要完成两个操作：写操作写指令与数据和读操作读指令与数据。1.写操作从 MPU 写资料到液晶显示模块。模块采用 8 位并行连接方式进展数据传输，其时序图如图 4.2 所示。延迟设置定时设置时间设置单片机开始按键功能选择感应器置继电器置显 示word15 / 51图 4.2 LCD12864 写操作时序图2.读操作MPU 从液晶模块中读出资料并进展处理。其时序图如图 4.3 LCD12864 读操作时序图所示。图 4.3 LCD12864 读操作时序图3.读写信号借口说明RS，R/W 的配合选择决定控制界面的 4 种模式，如表所示。EN 使能控制信号功能。如表所示。表读、写操作控制功
40、能RSR/W功能说明LLMPU 写指令到指令暂存器IRLH读出忙标志BF与地址记数器AC的状态HLMPU 写入数据到数据暂存器DRHHMPU 从数据暂存器DR中读出数据表 使能控制功能E 状态执行动作结果高低I/O 缓冲DR配合/W 进展写数据或指令高低DRI/O 缓冲配合 R 进展读数据或指令word16 / 51低高无动作 LCD12864 显示流程图。如图 4.4 LCD12864 显示流程图所示。 图 4.4 LCD12864 显示流程图4. DS1302 驱动程序设计驱动程序设计DS1302 时钟芯片主要由移位存放器控制逻辑、振荡器、实时时钟以与RAM 几局部组成。初始化任何的数据传
41、送时，把 RST 置为高电平必要条件SCLK 为低电平时，允许对 DS1302 进展操作。时钟信号由 SCLK 提供，在SLCK 上升沿串行输入。前 8 个时钟周期将命令字装入移位存放器之后，在后面的时钟周期里在读操作时输出数据，在写操作时输入数据。1.Single Byte 读操作所示。写操作时序如图 4.6 所示。图 4.5 DS1302 读时序图 图 4.6 DS1302 写时序图 共具有 12 个存放器，其中有 7 个存放器与日历、时钟相关，存放的数据位均为 BCD 码形式。其部日历、时间存放器如读、写存放器地址和容所示，其中奇数为读操作，偶数为写操作。表 读、写存放器地址与容开始初始
42、化读状态或数据写命令写数据数据显示word17 / 51写读BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0秒80H81HCH10 秒秒分82H83H10 分分10小时84H85H12/240AM/PM时时日86H87H0010 日日月88H89H00010 月月周8AH8BH00000周年8CH8DH10 年年控制8EH8FHWP0000000秒存放器的位 7 为时钟暂停标志位CH，当置 1 时，时钟振荡器停止；置 0 时，时钟开始运行。控制存放器的为 7 时写保护位WP，该位在任何对时钟和 ARM 的写操作之前须置 0；当置 1 时，防止对任何的存放器进展写操作。3.DS1
43、302 控制字控制字中位 7 必须置 1，为 0 如此无法将数据写入到 DS0302 中；位 6 假设为 0，表示存取日历时钟数据，为 1 表示存取 RAM 数据；位 0 假设为 0 表示进展写操作，为 1 表示进展读操作，控制字如表所示。表 控制字76543210RAMRD1CKA4A3A2A1A0WRNNY Y 读数据写地址数据写完？显示开始初始化RST 高电平写地址数据写完？RST 高电平写数据word18 / 51图 4.7 DS1302 程序流程图4. 按键程序设计按键程序设计系统设计采用矩阵式按键实现按键控制功能，充分利用单片机的整一个 8位端口构成 4*4=16 个矩阵式按键 ，
44、并根据系统整体设计选择个别或全部按键设置功能。 N Y图矩阵按键程序流程图开始将行线置 0读列线值按键按下？读行列线值返回行列线码值返回无效码值word19 / 51第第 5 章章 系统的仿真和调试系统的仿真和调试5.1 硬件仿真调试原理图硬件仿真调试原理图本系统实物制作过程主要由一下几步：第一步使用 Protel 99 SE 软件绘制好原理图并生成 PCB 文件经自己布线后保存。根据整个系统所用到的材料从网上采购回来，然后由用到的元器件或芯片，使用 Protel 99 绘制原理图，建立自己的元件库同时添加相应封装，原理图见附录一所示。原理图画完之后将其更新生成 PCB，并根据设计进展布线，最
45、后保存。第二步焊接硬件。根据有 Protel 99 生成的 PCB 图进展电路焊接，焊接之前进展分区，即模块所占区域，然后分模块进展焊接，首先将模块元器件按确认好的位置插到万用板上，再进展焊接，同时要经常测试电路是否有短接的情况与模块是否能正常使用。硬件实物图如图 5.1 所示：第三步系统硬件程序调试。测试中由于 12864 出现问题因此显示并不理想。图 系统硬件实物图 word20 / 51图 5.2 系统硬件调试图上电加载源程序后的实物结果与分析加载源程序后的实物结果与分析系统上电后进入待机状态，等待设置参数。如如下图。图 5.3 硬件待机状态图 word21 / 51进入功能模式设置，可
46、通过按键对参数进展设置。如图 5.4 所示。图 5.4 模式设置图 参数完成设置后利用按键确定退出，界面如如下图。红色 LED 指示灯亮表示延迟工作正在执行相应继电器导通，黄色 LED 表示定时时间继电器导通指示灯，绿色 LED 表示人体感应器被触发继电器导通指示灯。图 硬件工作状态图word22 / 51word23 / 51第第 6 章章 总结与展望总结与展望 总结总结现实生活中，随着人们的生活水平不断的提高，家电等用电器具越来越多，本智能插座可以实现定时与感应控制插座的功能，即能满足生活所需，又节能环保，非常人性化，实用性高。本智能插座系统主要由 STC89C52 单片机最小系统、DS1
47、302 时钟模块用于时钟计数、基于 BISS0001 红外热释电处理芯片的 HC-SR501 人体感应模块用于感应人体触发继电器工作、QC12864B 液晶屏显示模块用于显示汉字、图片与时间、按键模块定时、延迟等选择操作与继电器模块控制插座通断电等几局部组成。系统使用的液晶显示屏为育松电子 QC12864B 液晶屏，可现实汉字与图形。构成人机交互界面，使系统更加人性化、立体化。软件设计根据思路列出流程图进展讲解，系统使用 keiluvision2 编译软件设计编程，各个功能实现由按键与液晶显示屏构成操作界面，进展功能的选择与设置，是系统呈现一个良好的界面。并根据需要实现的功能使用 C 语言完成
48、单片机控制驱动与各模块程序的编写与调试。将设计好的硬件电路制作成实物，并将调试完成的程序载入单片机控制整个系统，实现本智能插座拟定的控制功能。展望展望本系统总体上来说还存在着不足，其不够小巧美观、控制路数少与控制方式少，在便捷功能方面还有所欠缺。还有值得改良之处，以增加系统功能、提高系统价值。(1)增加无线红外遥控控制。(2)增加同等功能多路互不干扰控制。(3)增加无线蓝牙控制。(4)改良显示方式，更具人性化。word24 / 51参考文献参考文献1 徐伟.智能插座在智能家居系统中的设计和应用J.中国仪器仪表，2010.2 文轩.多功能智能插座设计J.企业技术开发，2010.3妤. 打破行业格
49、局 纽曼自创“节电插座J. 中国品牌与防伪 , 2007,(10).4万文略.单片机原理与应用M.大学，2004.5谭浩强.MCS-51 单片机应用教程M.主编.清华大学，2000.6徐爱钧.单片机原理实用教程M.电子工业工业，2012.7百度文库 LCD12864 液晶屏数据手册EB/OL.(wenku.baidu./view/dc1d625cbe23482fb4da4cce.html?re=view)。8百度文库 DS1302 芯片数据手册EB/OL.(wenku.baidu./view/9eee892b4b73f242336c5f92.html?re=view)。9百度文库 BISS00
50、0I 芯片资料手册EB/OL.(wenku.baidu./link?url=y7ghhiX5AE7PhKCRZlfyUc2dUaOSvSvlbXlx-vKYu4TaYk9FNh40hrS96ebhxch96MOF_1z1AEy2gGsva6dNVnalZnan_Nfqauv5bDaHfEW)10志名.电路分析M.电子科技大学，2001.11 谭浩强.C 程序设计M.:清华大学，2005.word25 / 51致致 此次设计很特别，因为是毕业设计所以显得比拟的重要，并且很珍惜。经过近一个月的设计工作，收益颇丰。不仅巩固了所学的知识，还学习了新的东西，也让自己对专业的学习与设计的兴趣更加的浓厚，从
