单片机的智能插座控制系统的设计(附件)
本次设计系统是基于单片机AT89C52而开发的一种智能插座控制系统装置。介绍了以单片机为控制核心，键盘扫描技术与液晶显示技术有机结合，运用继电器、开关，等部件实现定时开关功能。本系统是通过AT89C52内部定时器实现时钟走时，并通过液晶12864显示出来。与此同时还设计了语音部分，定时期间可以随时播放音乐。本系统采用模块化的设计方法，包括键盘模块、语音模块、液晶显示模块、晶振模块、电源模块。对相应的模块进行设计编程，使系统更加合理，提高了各模块的可移植性，可以实现即插即用。同时，本文也对电源部分做出了相应的设计，实现了双电源不间断供电。本文着重介绍了该系统各模块的硬件设计，详细分析各模块的工作原理。关键词 定时功能，继电器，单片机，液晶显示目录
1 引言 1
2 课题研究背景 1
2.1 智能插座的发展现状 1
2.2 智能插座的发展趋势 1
2.3 本设计研究的主要内容 2
2.4 本设计的意义 2
3 系统方案设计及分析 2
3.1 系统框图 3
3.2单片机AT89C52介绍 3
3.3 开关的选择 5
3.4 显示方式选择 6
3.5 时钟的实现 7
4 智能插座的硬件系统设计 8
4.1 系统总体电路设计 8
4.2 电源电路设计 8
4.3 继电器驱动电路与语音电路的设计 10
4.4 键盘电路 10
4.5 显示电路 11
4.6 晶振电路 12
4.7 绘制电路原理图与PCB图 13
4.8 电路板焊接 14
5 软件部分设计 14
5.1 软件总体设计 14
5.2 初始化模块 15
5.3 延时模块 17
5.4 LCD12864显示模块 18
5.5 定时/计数器中断0 22
5.6 键盘 23
5.7 音乐播放模块 24
6 系统软硬件的制作与调试 25
6.1 调试方案 25
6.2 硬件
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
5.1 软件总体设计 14
5.2 初始化模块 15
5.3 延时模块 17
5.4 LCD12864显示模块 18
5.5 定时/计数器中断0 22
5.6 键盘 23
5.7 音乐播放模块 24
6 系统软硬件的制作与调试 25
6.1 调试方案 25
6.2 硬件电路调试 28
6.3 软件调试 28
6.4 整体系统调试 29
结论 32
致谢 33
参考文献 34
附录A 原理图 35
附录B PCB图 36
附录C 程序清单 37
1 引言
在互联网不断发展的今天，人们越来越离不开人工智能控制技术，而且越来越需要人们去设计这些产品。在原有的基础上运用计算机技术来操作，从而实现每一项功能。现实中，智能插座表现出高靠性。使用定时开关，不仅能够节省能源，而且能够提高工作效率，同时控制成本也得以降低。智能插座可以用在生活的各个方面，如紫外线灯消毒、定时录像、机器人控制、人工智能等。它具有安全、快捷、可靠的使用特点。考虑到智能插座的多应用领域与高实用性，此次是对插座的智能控制。该智能插座具有体形小、结构简单、运行稳定等多种实用功能。单片机在智能仪表中、许多工业控制领域、智能终端、通信设备、医疗设备、家用电器、汽车导航系统和家用电器中得到广泛应用，它已成为在电子信息领域最广泛使用的计算机。
2 课题研究背景
2．1 智能插座的发展现状
目前国内外生产的智能插座与普通插座相比，不仅可以作为电源连接器，而且可以对电器进行自动定时。智能插座可以有两种，其一是电子式，其二是机械式，它们的精度可以控制到1秒钟。除了能够完成对各类电器整天循环的自动控制外，它的特色表现在还能够在一星期之内分别设定不同的方案，完成用户的控制需求。据了解，自动通断插座的设计思想是独特的，所有的电气设备均可以应用，具有精致的外观。因把可编程周期定时器集成在插座的底座，所以实现了自动接通断开电源的电气功能。
2．2 智能插座的发展趋势
在现代科学技术的发展和成品价钱下降的背景下，人们将眼光不谋而合地聚焦到了集优良的性价比、集成度高、可靠性高、节能功效强、电压和功耗低等特色于一身的单片机。可以预见的是，这种新兴产业的发展，一定会在人们的日常生活中产生长远的影响。以单片机为主的控制器的关键表征：
1)具有定时功能，可根据需要自行设置定时时间；
2)具有语音功能，可根据需要选择语音播放；
3)采用液晶显示技术，准确显示当前时间和定时时间，使用更加方便；
4）具有制造简单，成本低的优点，利用单片机可以实现定时功能，我们用户可以自行学习使用。
2．3 本设计研究的主要内容
本次智能插座的设计基于单片机AT89C52的智能插座系统的设计,运用了单片机控制技术，液晶显示，键盘扫描等结合起来。通过流程图，进行软件程序的编写。 本次主要功能有以下几点1、智能插座的定时开关功能（我们可以设置工作时间与通断时间）；2、智能播放音乐，比如我们可以放轻音乐，如我们可以智能的设置手机充断电的时间，不需要手动去控制；3、继电器在单片机的控制下达到控制目标电器的通、断的目的；4、键盘模块可以调整当前时间，防止时间走时出错，自己可以手动设置定时时间；5、液晶显示屏用于显示时钟、定时时间等信息，当键盘设置时，显示出当前设置的变化。
2．4 本设计的意义
本方案以单片机为核心，关键就是对单片机进行运用，它的意义不仅在于其带来的可观的经济效益，对我们更为重要的启发是，它从根本上转变了人们控制系统时采用的古板的设计理念。如今可以采用软件编程的方法来取代之前利用硬件电路实现的绝大多数控制功能，模糊控制和自适应控制等一系列先进算法得以实现。在单片机普及应用的背景下，这类以软件代替硬件的微控技术将继续发展，目标是进一步提升系统性能。
3 系统方案设计及分析
智能插座设计需要完成定时操作，智能插座能过自动切断电源，包括了主控制器、键盘显示电路、液晶显示电路、蜂鸣器的电路、电源控制电路蜂、继电器控制电路。本次智能设计所用单片机为AT89C52，用于时钟时间、定时时间、复位、音乐播放等功能。继电器在单片机的控制下达到控制目标电器的通、断的目的。在用户设定的时间内插座能给电器供电，不在设定的时间内则断开。键盘模块可以调整当前时间，防止时间走时出错，也可以设置定时开始时间和定时结束时间。液晶显示模块可显示时钟、定时时间等信息。语音模块采用蜂鸣器进行音乐的播放。
在主程序中启动定时/计数器中断完成走时工作，如果键盘扫描事件发生了，时间用来设置，液晶会有时间的设置，在当前时间走时到定时时间段之间，继电器闭合，
如果按下按钮，就会播放音乐。定时时间一到，继电器将断开，开关状态得以改变，从而实现定时的效果。该电路的基本要求是正确的原理、合理的布局。进一步应注意控制电路模块的设计足够小，选择相应的元器件，方便安装。
3．1 系统框图
图3-1 系统的框图
3．2 单片机AT
1 引言 1
2 课题研究背景 1
2.1 智能插座的发展现状 1
2.2 智能插座的发展趋势 1
2.3 本设计研究的主要内容 2
2.4 本设计的意义 2
3 系统方案设计及分析 2
3.1 系统框图 3
3.2单片机AT89C52介绍 3
3.3 开关的选择 5
3.4 显示方式选择 6
3.5 时钟的实现 7
4 智能插座的硬件系统设计 8
4.1 系统总体电路设计 8
4.2 电源电路设计 8
4.3 继电器驱动电路与语音电路的设计 10
4.4 键盘电路 10
4.5 显示电路 11
4.6 晶振电路 12
4.7 绘制电路原理图与PCB图 13
4.8 电路板焊接 14
5 软件部分设计 14
5.1 软件总体设计 14
5.2 初始化模块 15
5.3 延时模块 17
5.4 LCD12864显示模块 18
5.5 定时/计数器中断0 22
5.6 键盘 23
5.7 音乐播放模块 24
6 系统软硬件的制作与调试 25
6.1 调试方案 25
6.2 硬件
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
5.1 软件总体设计 14
5.2 初始化模块 15
5.3 延时模块 17
5.4 LCD12864显示模块 18
5.5 定时/计数器中断0 22
5.6 键盘 23
5.7 音乐播放模块 24
6 系统软硬件的制作与调试 25
6.1 调试方案 25
6.2 硬件电路调试 28
6.3 软件调试 28
6.4 整体系统调试 29
结论 32
致谢 33
参考文献 34
附录A 原理图 35
附录B PCB图 36
附录C 程序清单 37
1 引言
在互联网不断发展的今天，人们越来越离不开人工智能控制技术，而且越来越需要人们去设计这些产品。在原有的基础上运用计算机技术来操作，从而实现每一项功能。现实中，智能插座表现出高靠性。使用定时开关，不仅能够节省能源，而且能够提高工作效率，同时控制成本也得以降低。智能插座可以用在生活的各个方面，如紫外线灯消毒、定时录像、机器人控制、人工智能等。它具有安全、快捷、可靠的使用特点。考虑到智能插座的多应用领域与高实用性，此次是对插座的智能控制。该智能插座具有体形小、结构简单、运行稳定等多种实用功能。单片机在智能仪表中、许多工业控制领域、智能终端、通信设备、医疗设备、家用电器、汽车导航系统和家用电器中得到广泛应用，它已成为在电子信息领域最广泛使用的计算机。
2 课题研究背景
2．1 智能插座的发展现状
目前国内外生产的智能插座与普通插座相比，不仅可以作为电源连接器，而且可以对电器进行自动定时。智能插座可以有两种，其一是电子式，其二是机械式，它们的精度可以控制到1秒钟。除了能够完成对各类电器整天循环的自动控制外，它的特色表现在还能够在一星期之内分别设定不同的方案，完成用户的控制需求。据了解，自动通断插座的设计思想是独特的，所有的电气设备均可以应用，具有精致的外观。因把可编程周期定时器集成在插座的底座，所以实现了自动接通断开电源的电气功能。
2．2 智能插座的发展趋势
在现代科学技术的发展和成品价钱下降的背景下，人们将眼光不谋而合地聚焦到了集优良的性价比、集成度高、可靠性高、节能功效强、电压和功耗低等特色于一身的单片机。可以预见的是，这种新兴产业的发展，一定会在人们的日常生活中产生长远的影响。以单片机为主的控制器的关键表征：
1)具有定时功能，可根据需要自行设置定时时间；
2)具有语音功能，可根据需要选择语音播放；
3)采用液晶显示技术，准确显示当前时间和定时时间，使用更加方便；
4）具有制造简单，成本低的优点，利用单片机可以实现定时功能，我们用户可以自行学习使用。
2．3 本设计研究的主要内容
本次智能插座的设计基于单片机AT89C52的智能插座系统的设计,运用了单片机控制技术，液晶显示，键盘扫描等结合起来。通过流程图，进行软件程序的编写。 本次主要功能有以下几点1、智能插座的定时开关功能（我们可以设置工作时间与通断时间）；2、智能播放音乐，比如我们可以放轻音乐，如我们可以智能的设置手机充断电的时间，不需要手动去控制；3、继电器在单片机的控制下达到控制目标电器的通、断的目的；4、键盘模块可以调整当前时间，防止时间走时出错，自己可以手动设置定时时间；5、液晶显示屏用于显示时钟、定时时间等信息，当键盘设置时，显示出当前设置的变化。
2．4 本设计的意义
本方案以单片机为核心，关键就是对单片机进行运用，它的意义不仅在于其带来的可观的经济效益，对我们更为重要的启发是，它从根本上转变了人们控制系统时采用的古板的设计理念。如今可以采用软件编程的方法来取代之前利用硬件电路实现的绝大多数控制功能，模糊控制和自适应控制等一系列先进算法得以实现。在单片机普及应用的背景下，这类以软件代替硬件的微控技术将继续发展，目标是进一步提升系统性能。
3 系统方案设计及分析
智能插座设计需要完成定时操作，智能插座能过自动切断电源，包括了主控制器、键盘显示电路、液晶显示电路、蜂鸣器的电路、电源控制电路蜂、继电器控制电路。本次智能设计所用单片机为AT89C52，用于时钟时间、定时时间、复位、音乐播放等功能。继电器在单片机的控制下达到控制目标电器的通、断的目的。在用户设定的时间内插座能给电器供电，不在设定的时间内则断开。键盘模块可以调整当前时间，防止时间走时出错，也可以设置定时开始时间和定时结束时间。液晶显示模块可显示时钟、定时时间等信息。语音模块采用蜂鸣器进行音乐的播放。
在主程序中启动定时/计数器中断完成走时工作，如果键盘扫描事件发生了，时间用来设置，液晶会有时间的设置，在当前时间走时到定时时间段之间，继电器闭合，
如果按下按钮，就会播放音乐。定时时间一到，继电器将断开，开关状态得以改变，从而实现定时的效果。该电路的基本要求是正确的原理、合理的布局。进一步应注意控制电路模块的设计足够小，选择相应的元器件，方便安装。
3．1 系统框图
图3-1 系统的框图
3．2 单片机AT
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