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1、毕业设计(论文)题 目: 基于单片机的定时开关插座设计 学 院: 电子与信息工程 专 业: 电子信息工程 班 级: 电子1103 姓 名: 曹彬 指导老师: 褚御芝 起讫日期: 2015-32015-6 2015 年 06 月47摘要随着生活节奏的加快，生活水平的提高，节能、智能的观念深入人心，出于节能的目的设计出一款定时开关插座。本次毕业设计设计出一款定时开关插座，插座可通过按键或遥控器进行定时开关。本次设计由220vAC转5vDC电源模块，DS1302计时模块，STC89C52单片机模块，LCD1602显示模块，继电器模块，蜂鸣器模块，按键模块和红外遥控模块组成。本次设计使用STC89C5
2、2单片机作为驱动芯片，使用DS1302计时模块提供精确的计时，通过LCD1602显示模块显示年月日时分秒和操作界面，使用继电器控制插座电流的通断，本设计还可以通过遥控器进行定时设置。本文从硬件设计，软件流程的设计和电路的仿真与调试等方面介绍了定时开关插座的设计过程，实现了定时插座的功能。最后介绍了设计过程中出现的问题和总结。关键词： STC89C52单片机；定时开关；红外遥控 AbstractThe perception of energy conservation and intelligent goes deep into families, with the life increasin
3、g and improving quickly,And we design timer socket for energy conservation. The design is the timer socket,And the main function of timer socket is that we time by key or IR Remote.The design consists of STC89C52,DS1302,LCD1602,220VAC to 5VDC power supply,buzzer,key，relay. The designs driver microch
4、ip is STC89C52, The design uses the DS1302 to supply more accurate time,And the design uses LCD1602 to display the year,the month,the day,the hour,the minute,the second,and the operation interface.The design also uses the relay to control the on and off,And the timer socket can time by the remote co
5、ntrol. In this paper, the design of the system was introduced through three aspects including the hardware modules, software flow pattern and circuit design and debugging. At the end of this paper, the problems happened during the process of designing the system was summarized.Keyword: STC89C52；the
6、timer socket；IR Remote目 录摘要I目 录III第一章 绪论11.1背景11.2设计目标11.3论文结构2第二章 硬件电路设计32.1系统功能32.2系统原理32.3.1 STC89C52单片机模块4 2.3.2 220VAC转5VDC电源模块52.3.3 DS1302时钟模块72.3.4 LCD1602显示模块82.3.5继电器模块82.3.6蜂鸣器模块92.3.7按键模块102.3.8红外遥控模块112.4本章小结11第三章 程序设计123.1程序的总体设计123.1.1 主程序流程图133.1.2 DS1302流程图143.1.3 按键流程153.1.4 LCD160
7、2显示流程163.1.5 红外遥控流程173.1.6 继电器流程183.2本章小结19第四章 系统测试与结果204.1测试与结果204.2 调试过程中遇到的问题25第五章 总结28参考文献29致谢30附录一 电路原理图39附录二 程序代码40南京工业大学本科生毕业设计(论文)第一章 绪论1.1背景现如今，家用电器的普及给生活带来了巨大的变化，同时，能源的浪费越来越严重。例如：手机充电长时间充电，给电池带来损耗，减短电池寿命。无线路由器不仅有辐射，而且耗电量高。电视机待机耗电，还会带来线路老化，引发火灾等安全事故。因而设计出定时开关插座，使生活更加方便。随着生活水平的提高,家用电器越来越多，随之
8、而来的能耗越来越大，本文介绍的定时开关插座可以实现定时开关的功能，对用电器的开关进行控制，节约不必要的能耗，且可以使用遥控器定时，更加智能化。定时开关插座可以显示日历和精确的时间，可以充当万年历，同时可以设置24小时任意时间的定时开关。当实现24小时内的定时时，可以实现两组定时，每组中有一个起始时间，一个结束时间。定时插座还可以调节插座最初的状态，即初始状态是导通状态或断开状态。家用电器插入定时开关插座后，即可通过定时插座的时间设置实现定时通断电，节约能耗。本文介绍了定时开关插座的硬件软件设计流程，通过仿真及调试，最终完成了本次设计。1.2设计目标本次设计包括自主选题、查找资料、设计方案、调试
9、系统和撰写报告等过程，需要完成以下目标：1、了解单片机、LCD602显示屏、DS1302计时芯片等模块的功能和原理，了解各个模块的连接与使用，并能够设计程序实现各模块的相应的功能。2、了解定时插座系统的产生背景和意义，分析定时插座系统的功能和原理。3、学习模块化的设计方法，根据系统的功能和原理，分模块的实现系统的硬件电路设计和程序设计。4、按照设计好的电路进行仿真并搭建实物电路，调试电路，观察结果，实现系统功能。5、通过本次设计提高自己的动手实践能力，巩固并加深对学习过的知识的理解，积累项目设计的经验。1.3论文结构本论文包括摘要、目录、对正文、参考文献、致谢、附录等内容，正文主要包含绪论、硬
10、件电路设计、程序设计、系统测试与结果、总结等五章内容。第一章为绪论，介绍了定时插座的产生背景和课程设计的目标，并对论文的结构进行了概述。第二章为硬件电路设计，首先分析了系统的功能，然后由系统功能得系统框图并对系统原理进行了简介，本章的重点是对系统框图中的各个模块的电路设计的介绍，在最后对本章进行了总结。第三章为软件流程，先是介绍了程序设计的总体思路和根据系统功能和硬件电路设计的流程图，并对本章进行了小结。第四章为系统测试与结果，先是介绍了系统的电路仿真及其结果，然后介绍了实物调试结果，最后总结了仿真和调试中遇到的问题。第五章为总结，对毕业设计过程中遇到的问题，积累的经验和心得体会进行了总结。第
11、二章 硬件电路设计2.1系统功能定时开关插座设计目的是实现对电器的控制，减少家用电器的耗电，从而方便了人们的生活。定时开关插座应具备以下功能：1）显示功能：能够显示年月日，星期，时分秒。提供准确的时间。同时，也可以显示定时时间。2）定时功能：定时插座可以实现二种定时模式。一种可以在24小时内，实现任意时间的设定，定时时间精确到分钟，此模式可以设置两组时间。另一种实现一小时内，以十分钟为单位的定时设置。3）提示功能：当到达设定时间，蜂鸣器响一声提示。4）遥控功能：可以用遥控器设定时间。5）独立电源供电功能：将220V交流电转化为5V直流电，为继电器供电。6）按键功能：可以通过按键设定时间。2.2
12、系统原理对系统的功能进行分析后，设计出系统框图，如图2-1所示。 图2-1系统框图在本次设计中首先将定时插座分为八部分，220vAC转5vDC电源模块，DS1302计时模块，STC89C52单片机模块，LCD1602显示模块，继电器模块，蜂鸣器模块，按键模块，红外遥控模块。220vAC转5vDC电源模块为继电器供电，无需干电池及其他外部电源，防止共用电源引起干扰，导致单片机紊乱。DS1302计时模块，DS1302是专门的时钟芯片，不用单片机计时，计时会更加准确，同时可以显示年月日时分秒，使用较少的I/O口，使用方便，同时断电后，有外部电源继续为DS1302供电。STC89C52单片机模块，ST
13、C89C52单片机完成时间的设定，到达设定时间分别，分别给继电器、蜂鸣器一脉冲信号，使得蜂鸣器响一声提示，继电器实现吸合或断开。LCD1602显示模块，LCD602显示日历和精确的时间，并且可以显示设定时间。继电器模块实现定时插座的通断。蜂鸣器模块，当到达设定时间响一声提示。按键模块，可以调节年月日时间，还可以设定定时时间，s1是确认键，s2、s3可加减时间，s4可以切换模式，s5移动光标。红外遥控模块，对单片机进行遥控控制。2.3.1 STC89C52单片机模块 图2-2 STC89C52单片机模块如图2-2所示，STC89C52单片机模块，P0口为双向三态口，只有该口可对外部存贮器进行读写
14、操作，与LCD1602显示屏连接，上拉电阻可将P0口输出信号电流拉高，再传输给LCD1602。P1口是专门为用户使用的I/O口，其中P1.0、P1.2、P1.4、P1.7、P3.4与按钮连接P3.7与蜂鸣器连接，P1.1与继电器连接。P2.0、P2.1、P2.2口与DS1302连接。 P3.2口与1838T红外接收器相连。Vcc接5v直流稳压电源，vss接地，EA口接高电平。Rst接复位电路,上电后实现复位,防止单片机计数溢出。单片机工作前都需要复位，复位电路的作用就是为单片机提供一定时间的复位脉冲，使单片机的各个部件都处于初始状态，并从初始状态开始工作。XTAL1，XTAL2为震荡部分，接12MHz晶振，以便单片机内部计时。2.3.2 220VAC转5VDC电源模块 图2-5 220VAC转5VDC电源框图220VAC转5VDC电源模块的设计，先将220VAC通过变压器,降压到9V，然后对交流电流，进行整流滤波，使用桥式整流将交流电变为直流电。此时，电压还需要进行稳压的过程，最终，得到稳定的直流电源。图2-6 220VAC转5VDC电路如图2-6，首先将220V、50Hz电源经过T2变压器进行降压，得到9V交流电后，
