单片机控制的智能开关设计与制作
目 录
一、 绪论.................................................................1
（一）课题研究的背景及现实意义 1
（二）单片机的国内外研究与发展现状 1
（三）本课题的主要研究内容 1
二.智能控制开关硬件设计...................................................2
（一）系统的功能需求及性能指标 2
（二）AT89C51单片机控制电路 2
1.主控模块的目的 2
2.AT89C52芯片的介绍 2
3.主要的设计说明 3
（三）显示电路 4
1.显示模块的实现 4
2.1602LCD芯片的介绍 4
3.模块的设计原理 4
（四）按键控制电路 5
（五）时钟电路 6
1.时钟模块的目的 6
2.DS1302芯片的说明 6
3.时钟控制电路的设计原理 7
（六）掉电存储电路 7
1.掉电储存的实现 7
2.CAT24C02芯片的主要介绍 7
3.电路的设计说明 8
（七）继电器 8
1.模块主要目的 8
2.继电器的介绍 8
3.设计说明 9
（八）本章小结 9
三．系统的软件设计.......................................................10
（一）C语言以及编译环境介绍 10
（二）系统主程序流程图 10
（三）初始化程序 12
（四）时间显示子程序 12
（五）设置子程序 13
（六）继电器子程序 14
四．调试系统.............................................................15
（一）应用到的工具仪表和仪器 15
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（二）系统主程序流程图 10
（三）初始化程序 12
（四）时间显示子程序 12
（五）设置子程序 13
（六）继电器子程序 14
四．调试系统.............................................................15
（一）应用到的工具仪表和仪器 15
（二）调试步骤 15
五．总结与展望...........................................................17
（一）全文总结 17
（二）工作展望 17
参考文献.................................................................19
附录一 总原理图.........................................................20
附录二 源程序代码 21
附录三 毕业设计实物成果展示 29
附录四 元器件清单 30
一、 绪论
（一）课题研究的背景及现实意义
多年以来，单片机的版本在不断地提高，功能也在不停的完善，它的用途也在逐渐走向成熟，尤其是在是工业测试监控,军用武器和日常家用的电器等领域，人们的生活因为有了这样的技术而更方便快捷了。如今的科学发展日渐发达并且快速，计算机在各个领域都有深入，与此同时，大规模的集成电路也在持续发展。对于单片机的使用也越来越成熟了，基于它强大的功能，较小的体积，较低的功能损耗，适中的价格，工作方式可靠，使用起来方便易操作等特点，所以特别适合用于与控制有关的各种系统。
在大多数自动的检测系统当中，特别是对于长时间没有人监管的控制系统中，常常得实施数几个小时的计时设置操控。主要有两方面的弊处。一是比较难以控制，硬件的资源被占用的多，二是关于费用方面，也不是很划算。至此，本文使用单片机来设计了一款智能控制的开关，是因为单片机的内部结构中就带有计时这样的功能。
（二）单片机的国内外研究与发展现状
电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段。而今被普遍使用的微型计算机是由大规模集成电路演变而来的，它的本质属于第四代计算机然而单片机则是微型计算机的一个组成部分。从1971年微型计算机发明以来，为了满足实际的需求，单片机已逐渐发展成高速度，大容量，更加稳定可靠了。
（三）本课题的主要研究内容
以STC89C52系统单片机为核心器件，组成一个定时控制开关的计时系统。所设计的智能控制开关是通过单片机89C52控制电路、按键与LCD显示电路和掉电存储电路以及电源电路组成。系统设有液晶显示屏，可以显示出日期时间以及开关的开启关闭状态。此开关带有复位键，可以达到重新设置初始值的目的。
二.智能控制开关硬件设计
（一）系统的功能需求及性能指标
功能需求：主要由最小系统，显示模块，按键模块，时钟芯片，存储芯片，继电器控制模块以及单片机主控组成，基于单片机的原理，来实现对开关的实时控制。
性能指标：系统运行期间，在所设定的时间内通路，LED处于开启状态，并且在设定时间外LED处于关闭，至此才能够实现智能控制开关的初衷。原理框图请见图2-1。
图2-1 智能开关控制系统原理框图
（二）AT89C51单片机控制电路
1.主控模块的目的
主控模块主要实现对整个系统的控制的作用，控制最小系统，时钟芯片，按键的运作，通过继电器吸合断开来实现开关的状态，以及将数据显示出来并且保存的芯片中。
2.A
一、 绪论.................................................................1
（一）课题研究的背景及现实意义 1
（二）单片机的国内外研究与发展现状 1
（三）本课题的主要研究内容 1
二.智能控制开关硬件设计...................................................2
（一）系统的功能需求及性能指标 2
（二）AT89C51单片机控制电路 2
1.主控模块的目的 2
2.AT89C52芯片的介绍 2
3.主要的设计说明 3
（三）显示电路 4
1.显示模块的实现 4
2.1602LCD芯片的介绍 4
3.模块的设计原理 4
（四）按键控制电路 5
（五）时钟电路 6
1.时钟模块的目的 6
2.DS1302芯片的说明 6
3.时钟控制电路的设计原理 7
（六）掉电存储电路 7
1.掉电储存的实现 7
2.CAT24C02芯片的主要介绍 7
3.电路的设计说明 8
（七）继电器 8
1.模块主要目的 8
2.继电器的介绍 8
3.设计说明 9
（八）本章小结 9
三．系统的软件设计.......................................................10
（一）C语言以及编译环境介绍 10
（二）系统主程序流程图 10
（三）初始化程序 12
（四）时间显示子程序 12
（五）设置子程序 13
（六）继电器子程序 14
四．调试系统.............................................................15
（一）应用到的工具仪表和仪器 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
（二）系统主程序流程图 10
（三）初始化程序 12
（四）时间显示子程序 12
（五）设置子程序 13
（六）继电器子程序 14
四．调试系统.............................................................15
（一）应用到的工具仪表和仪器 15
（二）调试步骤 15
五．总结与展望...........................................................17
（一）全文总结 17
（二）工作展望 17
参考文献.................................................................19
附录一 总原理图.........................................................20
附录二 源程序代码 21
附录三 毕业设计实物成果展示 29
附录四 元器件清单 30
一、 绪论
（一）课题研究的背景及现实意义
多年以来，单片机的版本在不断地提高，功能也在不停的完善，它的用途也在逐渐走向成熟，尤其是在是工业测试监控,军用武器和日常家用的电器等领域，人们的生活因为有了这样的技术而更方便快捷了。如今的科学发展日渐发达并且快速，计算机在各个领域都有深入，与此同时，大规模的集成电路也在持续发展。对于单片机的使用也越来越成熟了，基于它强大的功能，较小的体积，较低的功能损耗，适中的价格，工作方式可靠，使用起来方便易操作等特点，所以特别适合用于与控制有关的各种系统。
在大多数自动的检测系统当中，特别是对于长时间没有人监管的控制系统中，常常得实施数几个小时的计时设置操控。主要有两方面的弊处。一是比较难以控制，硬件的资源被占用的多，二是关于费用方面，也不是很划算。至此，本文使用单片机来设计了一款智能控制的开关，是因为单片机的内部结构中就带有计时这样的功能。
（二）单片机的国内外研究与发展现状
电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大（超大）规模集成电路共四个阶段。而今被普遍使用的微型计算机是由大规模集成电路演变而来的，它的本质属于第四代计算机然而单片机则是微型计算机的一个组成部分。从1971年微型计算机发明以来，为了满足实际的需求，单片机已逐渐发展成高速度，大容量，更加稳定可靠了。
（三）本课题的主要研究内容
以STC89C52系统单片机为核心器件，组成一个定时控制开关的计时系统。所设计的智能控制开关是通过单片机89C52控制电路、按键与LCD显示电路和掉电存储电路以及电源电路组成。系统设有液晶显示屏，可以显示出日期时间以及开关的开启关闭状态。此开关带有复位键，可以达到重新设置初始值的目的。
二.智能控制开关硬件设计
（一）系统的功能需求及性能指标
功能需求：主要由最小系统，显示模块，按键模块，时钟芯片，存储芯片，继电器控制模块以及单片机主控组成，基于单片机的原理，来实现对开关的实时控制。
性能指标：系统运行期间，在所设定的时间内通路，LED处于开启状态，并且在设定时间外LED处于关闭，至此才能够实现智能控制开关的初衷。原理框图请见图2-1。
图2-1 智能开关控制系统原理框图
（二）AT89C51单片机控制电路
1.主控模块的目的
主控模块主要实现对整个系统的控制的作用，控制最小系统，时钟芯片，按键的运作，通过继电器吸合断开来实现开关的状态，以及将数据显示出来并且保存的芯片中。
2.A
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