智能插座設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

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1、（ 20XX 屆）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料題 目 名稱(chēng)：智 能 插 座學(xué)院（部）：理學(xué)院專(zhuān)業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)學(xué) 生 姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師姓名：職稱(chēng)： 最終評(píng)定成績(jī)：湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處摘要家電長(zhǎng)期的待機(jī)不僅引起巨大的能源浪費(fèi)，而且使得排插的負(fù)荷越來(lái)越大，帶來(lái)了非常嚴(yán)重的安全隱患。同時(shí)，電器的使用壽命大大縮短。本設(shè)計(jì)制作了具有定時(shí)及智能感應(yīng)功能的插座。其不僅你不了現(xiàn)實(shí)生活中普通插座功能的不足，還為人們的生活帶來(lái)了極大的便捷。本系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、 QC12864B液晶屏、 HC-SR501及繼電器等幾個(gè)模塊組成。通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)對(duì)與繼電器相連的排插進(jìn)行定時(shí)、延時(shí)設(shè)置，使其可以按照我們的意愿

2、在相應(yīng)的時(shí)間通斷?；蛴?HC-SR501熱釋電紅外傳感器模塊，當(dāng)感應(yīng)到生物發(fā)出的紅外線(xiàn)而輸出電信號(hào)進(jìn)而觸發(fā) SCT89C51單片機(jī)的外部中斷引腳，自動(dòng)控制排插的通斷。由 LED 指示燈指示工作模式并將工作數(shù)據(jù)通過(guò) LCD 液晶屏顯示。軟件設(shè)計(jì)使用keil uvision4，各個(gè)功能的選擇菜單界面通過(guò)QC12864B液晶屏顯示，配合按鍵實(shí)現(xiàn)多各個(gè)功能之間的選擇與切換，使該系統(tǒng)能夠有個(gè)友好的界面。根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能用C 語(yǔ)言完成底層驅(qū)動(dòng)和各子系統(tǒng)程序的編寫(xiě)和調(diào)試。使外接繼電器可以按照一定的規(guī)律工作，即可以達(dá)到智能控制的目的，又在很大程度上起到節(jié)能的作用。關(guān)鍵詞： STC89C52;排插 ;SH-R

3、F501;DS1302I湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ABSTRACTElectrical 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, greatly reduces the service life of the appliance.This design which ha

4、s 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 microcomputer minimum system, QC12864B LCD screen, HC - SR501 and relay of several

5、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 infrared and output electric signal from the biological triggers th

6、e 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 menu interface by QC12864B LCD screen display, cooperate with the

7、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 complete the underlying drive and each subsystem writing and debugging of the program.Make external relays can work according to

8、 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； DS1302II湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄第 1 章 緒論 .11.1設(shè)計(jì)的目的和意義 . .11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . .11.3論文主要內(nèi)容與思路 . .2第 2 章 總體方案 .3第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) .53.1智能排插的工作原理 . .53.2硬件簡(jiǎn)介

9、.53.2.1單片機(jī) . .5STC89C523.2.2QC12864B液晶屏 . .63.2.3DS1302時(shí)鐘芯片 . .83.2.4BISS0001 紅外熱釋電處理芯片 . .93.2.5繼電器模塊 .103.2.6按鍵模塊 .103.3系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖 .103.3.1STC89C52最小系統(tǒng)電路圖 . .103.3.2QC12864B液晶顯示電路 . .113.3.3DS1302時(shí)鐘電路 . .113.3.4HC-SR501模塊電路 . .113.3.5繼電器電路 .123.3.6按鍵電路 .123.3.7系統(tǒng)原理圖 .13第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .144.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流

10、程 . .144.2模塊程序設(shè)計(jì) . .144.2.1LCD12864液晶驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) .144.2.2DS1302驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì) .164.2.3按鍵程序設(shè)計(jì) . .18第 5 章 實(shí)物制作與結(jié)果分析 .195.1實(shí)物制作 . .195.2加載源程序后的實(shí)物結(jié)果及分析 .20第 6 章 總結(jié)與展望 .226.1總結(jié) . .226.2展望 . .22參考文獻(xiàn) .23致 謝.24附 錄.25附錄 1 系統(tǒng)原理圖 .25附錄 2 源程序 .25III湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 1 章緒論1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義隨著人口的增長(zhǎng)、科技的迅猛發(fā)展，人們生活水平不斷的提高，對(duì)于電子產(chǎn)品的需求和要求也

11、不斷增加，各式各樣的電子產(chǎn)品應(yīng)用于我們的生活中。在為人類(lèi)帶來(lái)便捷的同時(shí)，也意味著我們使用的產(chǎn)品消耗的能源同等的增加以維持我們生活的正常進(jìn)行?？墒?，我們生活的星球能開(kāi)發(fā)利用的能源是有限的并且正在不斷的消耗殆盡，所以，節(jié)約能源又成為了我們必須要解決的問(wèn)題，同時(shí)其也是這個(gè)社會(huì)的主題。所以，這樣一對(duì)矛盾應(yīng)盡快得到調(diào)解，在調(diào)查中我們發(fā)現(xiàn)，大部分市面上的電子產(chǎn)品都具有待機(jī)功能，比如電視機(jī)，電腦，冰箱，空調(diào)等家用電器。如此，就我國(guó)而言，無(wú)意識(shí)的家電或電子產(chǎn)品的能耗基于一個(gè)十幾億人口的大國(guó)，那是一個(gè)非常巨大的能源浪費(fèi)。據(jù)測(cè)算，家電待機(jī)能耗占到中國(guó)家庭電力消耗的10%以上。而正是由于這種長(zhǎng)期的待機(jī)狀態(tài)，使得排插

12、的負(fù)荷也越來(lái)越大，帶來(lái)了非常嚴(yán)重的安全隱患。除此之外，也使得電器的壽命大大縮短 1 。所以，本系統(tǒng)對(duì)家庭中普通的排插進(jìn)行了更加智能化的設(shè)計(jì)，我們利用單片機(jī)對(duì)繼電器的控制來(lái)達(dá)到控制排插通斷的目的，并可以通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)對(duì)排插進(jìn)行定時(shí)設(shè)置，使其可以按照我們的意愿定時(shí)通斷，在定時(shí)功能的基礎(chǔ)上，增加了人體感應(yīng)模塊?；诖朔N思維設(shè)計(jì)，其不僅能節(jié)約能源消耗，減輕地球的負(fù)擔(dān)；增加家電的使用壽命；還能讓我們的生活變得更加的便捷、舒適。重要的是可以防止不必要的安全事故的發(fā)生。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前市場(chǎng)上使用的絕大多數(shù)移動(dòng)電源排插只可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電源機(jī)械式通斷電，單一的功能并不能滿(mǎn)足我們未來(lái)生活的需要，智能排插可

13、編程開(kāi)關(guān)排插可根據(jù)使用者的意愿，對(duì)其進(jìn)行功能設(shè)置實(shí)現(xiàn)電源的自動(dòng)通斷電，是人們的生活帶來(lái)極大的方便之余又能應(yīng)和這個(gè)社會(huì)節(jié)能的主題?，F(xiàn)階段市場(chǎng)上出現(xiàn)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、博聯(lián)智能插座等等。這幾款插座中小管家插座使用智能芯片系統(tǒng)和相應(yīng)程序軟件對(duì)繼電器進(jìn)行編程控制，使得插座待機(jī)能耗降至零，達(dá)到節(jié)能安全的目的。利用遙控功能關(guān)機(jī)后自動(dòng)切斷電源，遙控開(kāi)機(jī)時(shí)，能自動(dòng)接通電源。并且具有消除待機(jī)能耗、智能化保護(hù)功能、避免電磁波輻射、有效防雷擊沖擊的特點(diǎn)?？频轮悄懿遄?，可以進(jìn)行定時(shí)設(shè)定，精確值時(shí)間為1 分1智能插座的設(shè)計(jì)鐘，每天最多可設(shè)置多組開(kāi)與關(guān)。并且具有模式功能，

14、隨時(shí)可切換到長(zhǎng)通或定時(shí)狀態(tài)。目前智能排插的實(shí)現(xiàn)方法有機(jī)械式定時(shí)排插、基于單片機(jī)的定時(shí)器功能實(shí)現(xiàn)排插的智能定時(shí)、以及采用現(xiàn)成的智能芯片。機(jī)械式定時(shí)排插通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)刻度盤(pán)，進(jìn)行定時(shí)時(shí)間設(shè)置；而基于單片機(jī)的智能排插則是通過(guò)用單片機(jī)控制繼電器的通斷來(lái)控制排插的開(kāi)關(guān)，即通過(guò)單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)智能定時(shí)；智能芯片排插則是通過(guò)芯片直接感應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)智能通斷電，從而達(dá)到消除待機(jī)功耗的目的；較為高級(jí)的當(dāng)屬無(wú)線(xiàn)控制智能排插，基于 Wi-Fi 通訊，只要家中有無(wú)線(xiàn)路由器，排插就會(huì)自動(dòng)尋找網(wǎng)路，用戶(hù)只需輸入上網(wǎng)密碼即完成配置，通過(guò)智能手機(jī)在全球任何地點(diǎn)都可以控制。智能排插有效地解決了待機(jī)能耗的問(wèn)題，從而提高終端用電設(shè)備的使用壽命，

15、促進(jìn)我國(guó)節(jié)電降耗產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展。也消除了生活中的很多安全隱患?？蛇_(dá)到適用于彩電、電腦、空調(diào)等用電領(lǐng)域的較高技術(shù)指標(biāo)與節(jié)電能力。而隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)智能排插的承受功率不斷地增高完善，智能排插除了廣泛應(yīng)用于家用電器外，還會(huì)更多的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。1.3 論文主要內(nèi)容與思路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)對(duì)繼電器的控制來(lái)達(dá)到智能控制排插通斷的目的，并可以通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)和紅外感應(yīng)對(duì)排插進(jìn)行定時(shí)設(shè)置和感應(yīng)通斷，使其可以按照我們的意愿自動(dòng)通斷。論文各章主要內(nèi)容如下：第一章是緒論，介紹了本研究的目的和意義，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及本論文的章節(jié)結(jié)構(gòu)。第二章總體方案設(shè)計(jì)，在論述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)說(shuō)明系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)功能

16、。第三章是硬件系統(tǒng)構(gòu)架，首先介紹系統(tǒng)的工作原理，然后介紹單片機(jī)的主要性能參數(shù)，接著是對(duì)每個(gè)電路模塊進(jìn)行分析，并給出原理圖。第四章介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行說(shuō)明。第五章介紹實(shí)物調(diào)試過(guò)程，并對(duì)相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。第六章是本文的總結(jié)與展望，并提出進(jìn)一部完善的工作。2湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 2 章總體方案本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由感應(yīng)控制系統(tǒng)和按鍵控制系統(tǒng)組成，硬件電路由STC89C52單片機(jī)為核心控制器，通過(guò)C 語(yǔ)言編寫(xiě)文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各路控制功能。在感應(yīng)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)通過(guò)HC-SR501人體感應(yīng)模塊觸發(fā)外部中斷進(jìn)而控制與排插插孔相連的繼電器來(lái)控制插孔的關(guān)斷。此外，插孔的關(guān)斷還可

17、以通過(guò)手動(dòng)按鍵來(lái)操控，通過(guò)單片機(jī)配合時(shí)鐘芯片DS1302對(duì)排插進(jìn)行定時(shí)開(kāi)關(guān)或延時(shí)開(kāi)關(guān)等操作，由LED指示燈指示當(dāng)前工作狀態(tài)并由QC12864B液晶屏作為人機(jī)交互界面進(jìn)行顯示，使系統(tǒng)能夠有一個(gè)良好的界面?？傮w的系統(tǒng)框圖如圖2.1 所示。7805 穩(wěn)壓電源模塊繼電器模塊STC89C52DS1302 計(jì)時(shí)模塊HC-SR501人體感應(yīng)模塊按鍵模塊LCD顯示模塊圖 2.1 系統(tǒng)框圖（ 1）智能排插的核心控制電路STC89C52單片機(jī)是本設(shè)計(jì)的核心器件，配合各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)排插的控制，STC89C52根據(jù)不同的運(yùn)行速度和功耗的要求 , 時(shí)鐘頻率可以設(shè)置在 0-33M 之間，。該最小系統(tǒng)主要由復(fù)位電路，晶振電路

18、構(gòu)成。（ 2） QC12864B液晶顯示部分QC12864B是帶中文字庫(kù)的漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示48 行1616 的點(diǎn)陣漢字及分辨率為 12864 的圖形。同時(shí)，光標(biāo)顯示、畫(huà)面移動(dòng)、自定義字符、睡眠模式等功能可實(shí)現(xiàn)最直接的人機(jī)交互。（ 3） DS1302模塊本系統(tǒng)采用 DS1302作為時(shí)鐘計(jì)時(shí)器，從而實(shí)現(xiàn)排插在 24 小時(shí)內(nèi)任意時(shí)間的可變定時(shí)和一小時(shí)內(nèi)的固定模式定時(shí)。這樣可以使得定時(shí)準(zhǔn)確，方便，節(jié)約系統(tǒng)資源，同時(shí)程序編寫(xiě)上也能相對(duì)簡(jiǎn)單。3智能插座的設(shè)計(jì)（ 4） HC-SR501模塊HC-SR501是建立在 BISS0001 紅外熱釋電處理芯片上的自動(dòng)控制模塊，其使用 LHI778 型

19、探頭進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有高靈敏度，功耗低，可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電氣設(shè)備，且其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。（ 5）繼電器模塊本設(shè)計(jì)采用的是型號(hào)為 SONGLE SRD-05VDC-SL-的C繼電器， 5V 繼電器是一種電子控制器件，具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），可用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。（ 6）按鍵模塊系統(tǒng)采用輕觸按鍵設(shè)計(jì) 4*4 式矩陣按鍵，充分利用單片機(jī) I/O 口控制實(shí)現(xiàn)按鍵功能。4湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 3 章硬件電路設(shè)計(jì)3.1 智能插座的工作原理本系統(tǒng)由單片機(jī)最小系統(tǒng)、QC12864B液晶屏、 HC-SR501、

20、繼電器等幾個(gè)模塊組成。通過(guò)外設(shè)鍵盤(pán)對(duì)與繼電器相連的排插進(jìn)行定時(shí)、延時(shí)設(shè)置，使其可以按照我們的意愿在相應(yīng)的時(shí)間通斷?；蛴蒆C-SR501熱釋電紅外傳感器模塊，當(dāng)感應(yīng)到生物發(fā)出的紅外線(xiàn)而輸出電信號(hào)進(jìn)而觸發(fā) SCT89C51單片機(jī)的外部中斷引腳，自動(dòng)控制排插的通斷。由 LED 指示燈指示工作模式并將工作數(shù)據(jù)通過(guò) LCD 液晶屏顯示。3.2 硬件簡(jiǎn)介3.2.1 STC89C52 單片機(jī)STC89C52單片機(jī)是一款低功耗、高性能的8 位微控制器芯片，內(nèi)部集成8K 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM ， 4KBEEPROM，MAX810 復(fù)位電路， 3個(gè) 16位定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器， 2 個(gè)外部中斷，

21、一個(gè)通信一步通信口（ UART ），一個(gè)7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5 向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口， 32位的 I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器。另外STC89C52 可降至 0MHz靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM 、定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，、片內(nèi)振蕩器停止工作，從而單片機(jī)的一切工作全部停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35MHz ，6T/12T 可選?？梢栽?V 到 5.5V 寬電壓范圍內(nèi)正常工作。具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即體積小、重量輕、單一電源、低功耗、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉、運(yùn)

22、算速度快、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等 4-6 。其內(nèi)部包含以下功能部件：a. 8 位 CPU；b. 振蕩器和時(shí)鐘電路；c. 8k 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器EPROM;d.256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM；e. 可尋址外部存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器各64 字節(jié)；f. 20 多個(gè)特殊功能寄存器；g. 32 線(xiàn)并行 I/O 口；h. 一個(gè)全雙工串行 I/O 口；i. 3 個(gè) 16 位定時(shí)器 / 計(jì)時(shí)器；5智能插座的設(shè)計(jì)STC89C52引腳圖如圖 3.1 所示。圖 3.1 DIP-40 封裝 STC89C52引腳圖P0 口： P0 口是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路的準(zhǔn)雙向 I/O 口。當(dāng)作為輸出口時(shí)，輸出級(jí)為漏極開(kāi)路電路，應(yīng)外接

23、一個(gè)上拉電阻來(lái)提供輸出高電平時(shí)的驅(qū)動(dòng)電流。對(duì)P0 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng) CPU 訪(fǎng)問(wèn)片外存儲(chǔ)器時(shí)，由內(nèi)部硬件自動(dòng)使控制線(xiàn)為“ 1”。這時(shí)， P0 口可作為低 8 位地址 / 數(shù)據(jù)總線(xiàn)分時(shí)使用。在這種模式下， P0 不具有內(nèi)部上拉電阻 4-6 。P1 口： P1 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向口，作為通用的 I/O 端口使用。 P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。當(dāng) P1 口用做輸出口輸出“ 1” 時(shí)，輸出線(xiàn)由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平；作為輸入使用時(shí)，CPU 必須將“ 1”寫(xiě)入鎖存器，使T1 截止，把該端口線(xiàn)由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平6 。P2 口： P2

24、 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。當(dāng)CPU 對(duì) P2 端口寫(xiě)入“ 1”時(shí)，其內(nèi)部的上拉電阻把該端口拉為高電平，此時(shí)，P2 口可作為輸入端口來(lái)使用。作為輸入口使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 4-6 。P3 口： P3 口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，并且還是一個(gè)雙功能端口。其作為通用的 I/O 口使用時(shí)，工作原理同 P1、P2 端口相似。對(duì) P3 端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，輸出引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平；作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流 4-6 。RST復(fù)位輸

25、入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位 4-6 。3.2.2 QC12864B 液晶顯示屏QC12864B 是一款具有4 位/ 8 位并行、 2 線(xiàn)或 3 線(xiàn)串行多種接口方式的帶中文6湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）字庫(kù)以及內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形的液晶顯示器；其具有12864的分辨率 ,8192 個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字以及 128 個(gè) 16*8 點(diǎn)的 ASCII 字符集，且具有光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、睡眠模式等多種功能?？梢燥@示84 行 1616 點(diǎn)陣的漢字 .也可完成圖形顯示 . 低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。其引腳圖如圖3.2所示。如表 3.1 為

26、 QC12864B 引腳定義表 7 。VCCVCCSKSDCLD/O CWSS/VVRRV E01234567BSD D D D D D D DPTCSCNRNA K1234567890123456789011111111112LCD1 2 8 64E2圖 3.2 QC12864B 引腳圖表 3.1 QC12864B 引腳定義管腳號(hào)管腳名稱(chēng)電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對(duì)比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“ H”,表示 DB7 DB0 為顯示數(shù)據(jù)RS=“ L”,表示 DB7 DB0 為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“ H” ,E= “

27、, H數(shù)”據(jù)被讀到 DB7 DB0R/W=“ L” ,E= “ H, LDB7” DB0 的數(shù)據(jù)被寫(xiě)到IR 或 DR6E(SCLK)H/L使能信號(hào)7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線(xiàn)15PSBH/LH ： 8 位或 4 位并口方式， L ：串口方式16NC-空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效7智能插座的設(shè)計(jì)18VOUT-LCD 驅(qū)動(dòng)電壓輸出端19AVDD背光源正端（ +5V ）20KVSS背光源負(fù)端3.2.3 DS130

28、2 時(shí)鐘芯片DS1302 是高性能時(shí)鐘芯片，具有以下特性：實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、以及帶閏年補(bǔ)償?shù)哪赀M(jìn)行計(jì)數(shù)；用于高速數(shù)據(jù)暫存的31*8RAM ；最少引腳的串行 I/O ；2.5-5.5V 滿(mǎn)肚工作范圍；2.5V 時(shí)耗電小于 300nA；用于時(shí)鐘或數(shù)據(jù)讀 / 寫(xiě)的單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送；8 引腳的雙排直列封裝 ( DIP) 或用于表面的 8 引腳貼片封裝 ( SOIC) ；簡(jiǎn)單的 3 線(xiàn)接口；TTL 兼容（ VCC=5V ）；可選的工業(yè)溫度范圍 -40至 +85；在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特點(diǎn)：可選的慢速充電的能力；用于主電源和備份電源的雙電源引腳；備份電源引腳可用作電池或超

29、容量電容器的輸入端；附加的告訴暫存存儲(chǔ)器（ 7 字節(jié)）。圖 3.3 為 DS1302 的芯片引腳圖所示。如表 3.2 所示為 DS1302 各引腳的功能表 8 。圖 3.3 DS1302 的芯片引腳圖表 3.2 DS1302 引腳功能引腳號(hào)引腳名稱(chēng)功能1VCC2主電源2、 3X1、 X2振蕩器，外接 32.768KHZ 晶振4GND電源地8湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5RST復(fù)位6I/O數(shù)據(jù)輸入 / 輸出（雙向）7SCLK串行時(shí)鐘8VCC1后備電源3.2.4 BISS0001 紅外熱釋電處理芯片BISS0001 是一款高性能的傳感信號(hào)處理集成芯片，由熱釋電紅外傳感器以及外圍連接元器件組成的

30、被動(dòng)式熱釋電紅外開(kāi)關(guān)模塊。其可自動(dòng)快速有效的控制各式照明燈、蜂鳴器、自動(dòng)門(mén)、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等等家用電器的關(guān)斷，普遍應(yīng)用在賓館、酒店、公司、商場(chǎng)及家庭等過(guò)道或走廊等敏感區(qū)域，以及安全區(qū)域的燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。引腳原理圖如圖 3.4 所示。其引腳功能如表3.3 所示 9 。圖 3.4BISS0001 引腳圖表 3.3BISS0001 引腳功能引腳號(hào)名稱(chēng)I/O功能說(shuō)明可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A 為 “1”時(shí)，允1AI許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2VOVo 上升沿時(shí)為有效觸發(fā)。在輸出時(shí)間Tx 之外和無(wú)VSO的上跳變時(shí)，Vo 保持低電平。3RR1-輸出延遲時(shí)間Tx 的調(diào)節(jié)端4R

31、C1-輸出延遲時(shí)間Tx 的調(diào)節(jié)端5RC2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負(fù)端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。9VCI觸發(fā)禁止端。當(dāng)VcVR時(shí)允9智能插座的設(shè)計(jì)許觸發(fā) (VR0.2VDD)10IB-運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端132IN-I第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端141IN+I第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端161OUTO第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端3.2.5 繼電器模塊本系統(tǒng)使用的繼電器是型號(hào)為 SONGLE SRD-05VDC-SL-C 的繼電器，該繼

32、電器是一種電子控制器件，工作電壓 5 伏，具有兩個(gè)控制系統(tǒng)分別是輸入回路和被控輸出回路，利用較小的電流驅(qū)動(dòng)去控制大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān) ”。因此在電路中起著安全保護(hù)、自動(dòng)調(diào)節(jié)及電路轉(zhuǎn)換等作用，可實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電的目的，常用在自動(dòng)控制電路中。3.2.6 按鍵模塊采用普通輕觸按鍵設(shè)計(jì)矩陣式按鍵控制，給單片機(jī)引腳輸入電信號(hào)。由于與人體感應(yīng)模塊中用到的外部中斷腳 P3.2 重合，故在設(shè)計(jì)按鍵的時(shí)候?qū)⒋艘_除去。3.3 系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖3.3.1 STC89C52 最小系統(tǒng)電路圖STC89C52 為核心的最小系統(tǒng)由復(fù)位電路和晶振電路組成，復(fù)位電路由按鍵一個(gè) 1K 電阻和一個(gè)10K 電阻以及一個(gè)1

33、0uf 的電解電容構(gòu)成，晶振電路由12M 晶振和兩個(gè) 30PF 電容組成，單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3.5 所示。圖 3.5 單片機(jī)最小系統(tǒng)仿真圖10湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.3.2 QC12864B 液晶顯示電路Q(chēng)C12864B帶字庫(kù)型液晶顯示模塊，內(nèi)部存有16X16 點(diǎn)陣的中文漢字 8192個(gè)、 8X16 點(diǎn)陣的字符 128 個(gè)以及 64X256點(diǎn)陣的圖形顯示 RAM（ GDRAM） 。其電路連接圖如圖 3.6所示。V CC+5VR9R8R7R6R5R4R3R2R11 0 KE1P10140VCCP11P00239P12P01338P13P02437P14P03536P15P04635P

34、16P05734P17P06833RESETP07932P30EA1031P311130P321229P33P271328P34P261427P35P251526P36P241625P37P231724X1P221823X2P211922G NDP202021C1C2A T8 9 C51VCC3 3 p3 3 pV CCSKSCLBTD/CW0123456CSDSO/ /7CSSV VR V ERD D D D D D D DNRN A KP1234567890123456789011111111112LCD1 28 6 4E 2圖 3.6 QC12864B 電路連接圖3.3.3 DS1302

35、時(shí)鐘電路DS1302 引腳電路中 Vcc1 為后備電源接一個(gè)干電源電池，Vcc2 為主電源。DS1302 由 Vcc1或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 X1和 X2是振蕩源，外接32.768kHZ 晶振。電路連接圖如圖3.7 所示 10 。V CCJP1R1 2P3 5543 2.76 8 HZP3 46REST G NDR1 1I/O31 0 KP3 67x 2R1 0SCLK28x 1v cc21v cc1D S1 3 0 2BT1圖 3.7 DS1302 電路原理圖3.3.4 HC-SR501 模塊電路BISS0001是一款高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，由運(yùn)算放大器、狀態(tài)控制器、電壓比

36、較器、封鎖時(shí)間定時(shí)器以及延遲時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合集成電路。并配以熱釋電紅外傳感器和外圍元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。該模塊有兩種模式：分別是可重復(fù)觸發(fā)方式和不可重復(fù)觸發(fā)方式。通過(guò)Q腳電信號(hào)的變化，觸發(fā)單片機(jī)外部中斷達(dá)到控制繼電器工作效果。本系統(tǒng)采用不11智能插座的設(shè)計(jì)可重復(fù)觸發(fā)方式，當(dāng)感應(yīng)到有人體在其范圍內(nèi)活動(dòng)則 Q腳輸出高電平，否則輸出低電平，而單片機(jī)外部中斷為低電平觸發(fā)，故在模塊輸出端加一反相器。其電路原理圖如圖 3.8 所示，其中 PIR為HC-SR501模塊 10 。E1V CCP1 0140V CCP11P00239P12P01338P13P02437S0P14P03C35

37、36P15P04635P16P051 0 u F734P17P06R20833RESETP07932P30EA1 031P31R251 130P32VCC1 229V CCP3 3P27R1 A1 0 K1 328P3 4P261 4271Q 4P3 5P25V CCR2 41 52629 0 1 3P36P24Q1 62531 KP37P23G ND1 724X1P221 823PIRX2P211 922G NDP202 021C1C2A T8 9 C513 3 p3 3 p圖 3.8HS-SR501 模塊電路原理圖3.3.5 繼電器電路本系統(tǒng)使用的繼電器是型號(hào)為 SONGLE SRD-05VDC-SL-C 的繼電器，該繼電器是一種電子控制器件，工作電壓 5 伏，具有兩個(gè)控制系統(tǒng)分別是輸入回路和被控輸出回路，利用較小的電流驅(qū)動(dòng)去控制大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān) ”。本系統(tǒng)中，主要是用于控制插座的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，由按鍵設(shè)置及紅外感應(yīng)模塊影響單片機(jī) I/O 輸出信號(hào)來(lái)控制繼電器的工作，從而達(dá)到控制插座自動(dòng)關(guān)斷的目的。電路圖如圖 3.7 所示 10 。V CCE1V CCP1014 0V CC