充电用定时插座的设计(附件)
本设计为基于STC89C52单片机的充电用定时插座设计，可定时控制插座电源的接通与关闭。本系统硬件设计由单片机最小系统电路、总电源电路、LCD1602显示电路、实时时钟电路、按键电路、继电器电路以及蜂鸣器电路组成。系统软件设计分为自动和手动两种模式自动模式下系统会根据预先设置的开关时间开启关闭插座电源；手动模式下通过两个独立按键可以实时控制插座电源的通断。整个系统计时精确，功耗低，并且可以实现断电储存时间与设置数据，可以实现无人值守下多组自动定时通断电，为日常生活工作带来诸多便利。关键字 定时插座，智能家居，单片机，LCD1602，DS1302
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展状况 1
1.3 设计效果 2
2 硬件设计 2
2.1 硬件总体设计方案 2
2.2 单片机主控电路设计 3
2.3 电源电路设计 5
2.4 时钟DS1302电路设计 5
2.5 LCD1602显示电路设计 6
2.6 按键电路设计 6
2.7 继电器控制电路设计 7
2.8 蜂鸣器报警电路设计 7
3 软件设计 8
3.1 主程序流程图 8
3.2 DS1302子程序设计 10
3.3 LCD1602子程序设计 11
3.4 按键子程序设计 12
3.5 定时开关子程序设计 13
3.6 手动模式子程序设计 14
3.7 显示模式子程序设计 16
3.8 光标设置子程序设计 18
3.9 系统时间设置子程序设计 20
3.10 定时时间设置子程序设计 22
4 系统焊接与调试 24
4.1 电路焊接 24
4.2 系统调试 26
4.2.1 系统程序调试 26
4.2.2 硬件测试 26
4.3 软件仿真 27
4.4 实物测试 28
结论 33 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
致谢 34
参考文献 35
附录A：硬件总图 36
附录B：仿真总图 37
附录C：硬件实物图 38
附录D：软件清单 39
1 绪论
1．1 研究背景
插座是我们每天都会用到的电气产品，它悄无声息地存在于生活中的各个角落。生活中最常见到的插座仅仅能够起到连接电源和分配电源的作用。如今，市面上传统的插座已经越来越不能满足我们的需求。比如人们希望早晨电饭煲能够自己按时通电煮好早餐，以节省宝贵的准备上班的时间；电动车、手机、电脑这些东西每天都需要充电，但经常忘记及时拔下充电插头，容易造成电池过充与安全隐患；待机功耗多达家庭电力消耗的十分之一，大家都希望能够在不使用这些电器的时候按时方便地切断电源，以达到节能减排的目的这样，人们便希望插座能像很多家电一样，也具备方便的定时功能[1]。
综上考虑，我们急需一种新式插座。这种插座能根据我们的实际需要开启和关闭电源，这样最大程度降低了电器的待机功耗，既能够节约电能，又能够降低安全风险，使得我们的生活更加环保、方便与智能[2]。
本文介绍了一种充电用定时插座，以及这种插座的硬件电路与软件程序设计。它可以控制家里的电器在设定时间内自动打开和切断电源，解决了待机损耗的问题，为我们的生活带来了诸多便利 [3]。
1．2 发展状况
早期并没有插座这种产品，人们为了使电器正常运转，只能将电线缠绕在电源的接头上面。随着社会生产力的提高，电器的类型与数量都急速增加，越来越多的非电气专业人员开始使用电器，原先那种绞拧电线的方法对于他们来说既不方便，又容易触电。插头插座产品可以实现方便、安全、快捷的电气连接，因此在社会生活中得到了广泛的应用[4]。
如今，随着人们环保意识与安全意识的不断加强，对插头插座的功能性要求也越来越高。市场上出现了大量节能、智能、安全的新型插座产品[5]。如具有USB充电功能的延长线插座，可以便捷地为手机、电脑、ipad等电子产品充电；具有漏电保护和防雷防水溅的开关插座，可以为我们的家居带来更多安全保障；具有电功率统计功能的开关插座，可以使我们对家庭电器的功耗情况一目了然各种新型插座如雨后春笋般不断涌现，提高了我们的生活质量[6]。
本文设计了一种基于MCS51单片机控制的充电用定时插座，具有优异稳定的性能表现，功耗低，控制功能强，性价比高。使用单片机控制定时插座可以实现长达几小时的精确定时操作，系统方案简洁经济，适用于长时间无人值守的电器电源通断电控制[7]。该系统具有显示实时时间和定时控制插座电源开启、准时断电保护等功能，是一款很实用的定时插座，具有有较好的发展前景和应用价值[8]。
1．3 设计效果
此设计基于STC89C52单片机，可以定时控制插座的电源开关。系统硬件设计使用LCD1602液晶显示屏进行显示，并使用DS1302时钟芯片进行计时定时。DS1302时钟芯片，定时准确，断电以后3V电池可继续为它供电。LCD1602 显示屏可以显示时间、星期和日期。当继电器闭合时，指示灯亮，插座电源开启；当继电器关闭时，指示灯熄灭，插座电源关闭，与开关电源相对应的蜂鸣器声音不同。可以设置5个开机时间和5个关机时间，每个时间都可以单独设置是否有效。在自动模式下，可以通过按S3和S4键来打开和关闭手动模式。开机默认是自动模式。
2 硬件设计
2．1 硬件总体设计方案
本系统由单片机最小系统电路、总电源电路、LCD1602显示电路、实时时钟电路、按键电路、继电器电路以及蜂鸣器电路组成。其中，单片机采用的是STC89C52RC，总电源电路由DC插座、自锁开关SWDPDT、1K电阻、红色LED灯组成，LCD1602显示电路采用的是LCD1602液晶显示器，实时时钟电路采用的是DS1302时钟芯片，按键电路由S1、S2、S3、S4四个独立按键组成，继电器采用5V电磁式继电器，蜂鸣器采用5V有源电磁式蜂鸣器。系统框图如图2.1所示。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展状况 1
1.3 设计效果 2
2 硬件设计 2
2.1 硬件总体设计方案 2
2.2 单片机主控电路设计 3
2.3 电源电路设计 5
2.4 时钟DS1302电路设计 5
2.5 LCD1602显示电路设计 6
2.6 按键电路设计 6
2.7 继电器控制电路设计 7
2.8 蜂鸣器报警电路设计 7
3 软件设计 8
3.1 主程序流程图 8
3.2 DS1302子程序设计 10
3.3 LCD1602子程序设计 11
3.4 按键子程序设计 12
3.5 定时开关子程序设计 13
3.6 手动模式子程序设计 14
3.7 显示模式子程序设计 16
3.8 光标设置子程序设计 18
3.9 系统时间设置子程序设计 20
3.10 定时时间设置子程序设计 22
4 系统焊接与调试 24
4.1 电路焊接 24
4.2 系统调试 26
4.2.1 系统程序调试 26
4.2.2 硬件测试 26
4.3 软件仿真 27
4.4 实物测试 28
结论 33 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
致谢 34
参考文献 35
附录A：硬件总图 36
附录B：仿真总图 37
附录C：硬件实物图 38
附录D：软件清单 39
1 绪论
1．1 研究背景
插座是我们每天都会用到的电气产品，它悄无声息地存在于生活中的各个角落。生活中最常见到的插座仅仅能够起到连接电源和分配电源的作用。如今，市面上传统的插座已经越来越不能满足我们的需求。比如人们希望早晨电饭煲能够自己按时通电煮好早餐，以节省宝贵的准备上班的时间；电动车、手机、电脑这些东西每天都需要充电，但经常忘记及时拔下充电插头，容易造成电池过充与安全隐患；待机功耗多达家庭电力消耗的十分之一，大家都希望能够在不使用这些电器的时候按时方便地切断电源，以达到节能减排的目的这样，人们便希望插座能像很多家电一样，也具备方便的定时功能[1]。
综上考虑，我们急需一种新式插座。这种插座能根据我们的实际需要开启和关闭电源，这样最大程度降低了电器的待机功耗，既能够节约电能，又能够降低安全风险，使得我们的生活更加环保、方便与智能[2]。
本文介绍了一种充电用定时插座，以及这种插座的硬件电路与软件程序设计。它可以控制家里的电器在设定时间内自动打开和切断电源，解决了待机损耗的问题，为我们的生活带来了诸多便利 [3]。
1．2 发展状况
早期并没有插座这种产品，人们为了使电器正常运转，只能将电线缠绕在电源的接头上面。随着社会生产力的提高，电器的类型与数量都急速增加，越来越多的非电气专业人员开始使用电器，原先那种绞拧电线的方法对于他们来说既不方便，又容易触电。插头插座产品可以实现方便、安全、快捷的电气连接，因此在社会生活中得到了广泛的应用[4]。
如今，随着人们环保意识与安全意识的不断加强，对插头插座的功能性要求也越来越高。市场上出现了大量节能、智能、安全的新型插座产品[5]。如具有USB充电功能的延长线插座，可以便捷地为手机、电脑、ipad等电子产品充电；具有漏电保护和防雷防水溅的开关插座，可以为我们的家居带来更多安全保障；具有电功率统计功能的开关插座，可以使我们对家庭电器的功耗情况一目了然各种新型插座如雨后春笋般不断涌现，提高了我们的生活质量[6]。
本文设计了一种基于MCS51单片机控制的充电用定时插座，具有优异稳定的性能表现，功耗低，控制功能强，性价比高。使用单片机控制定时插座可以实现长达几小时的精确定时操作，系统方案简洁经济，适用于长时间无人值守的电器电源通断电控制[7]。该系统具有显示实时时间和定时控制插座电源开启、准时断电保护等功能，是一款很实用的定时插座，具有有较好的发展前景和应用价值[8]。
1．3 设计效果
此设计基于STC89C52单片机，可以定时控制插座的电源开关。系统硬件设计使用LCD1602液晶显示屏进行显示，并使用DS1302时钟芯片进行计时定时。DS1302时钟芯片，定时准确，断电以后3V电池可继续为它供电。LCD1602 显示屏可以显示时间、星期和日期。当继电器闭合时，指示灯亮，插座电源开启；当继电器关闭时，指示灯熄灭，插座电源关闭，与开关电源相对应的蜂鸣器声音不同。可以设置5个开机时间和5个关机时间，每个时间都可以单独设置是否有效。在自动模式下，可以通过按S3和S4键来打开和关闭手动模式。开机默认是自动模式。
2 硬件设计
2．1 硬件总体设计方案
本系统由单片机最小系统电路、总电源电路、LCD1602显示电路、实时时钟电路、按键电路、继电器电路以及蜂鸣器电路组成。其中，单片机采用的是STC89C52RC，总电源电路由DC插座、自锁开关SWDPDT、1K电阻、红色LED灯组成，LCD1602显示电路采用的是LCD1602液晶显示器，实时时钟电路采用的是DS1302时钟芯片，按键电路由S1、S2、S3、S4四个独立按键组成，继电器采用5V电磁式继电器，蜂鸣器采用5V有源电磁式蜂鸣器。系统框图如图2.1所示。
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