基于单片机的简易智能插座设计
基于ATMEGA8单片机的智能定时节能插座的设计
基于ATMEGA8单片机的智能定时节能插座的设计随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，各种各样的用电器也涌入到人们的日常生活之中，人们对各种用电器和不可或缺的插座的要求也跟着水涨船高。
在日常生活中，一些家庭琐事常常困扰着人们的生活。
人们不得不早起去准备早餐，晚上不得不冒着寒冷起来拔手机充电器，当全家外出旅游时能否有开关自动模拟有人在家一样开一会电灯，以及越来越多的电子产品待机所带来的能源消耗等问题。
人们确实需要一种节能的插座来实现节约电能且方便人们的生活，然而这些都可以通过设计一个简单廉价的插座加以解决，我的设计正基于这一点——为人们生活的实际需要。
一、设计思路在本设计制作中，为了用户的使用方便，我设置了便于用户定时的四路键盘按钮，分别可以用来进行模式设置，时间的加模式和时间的减模式，以及退出设置模式的输入操作。
用户可以随时对插座进行随意定时，设定自己所需要的开启时间和结束时间点。
在本制作中，为方便用户在多用电器和不同需要的情况下来使用，我设计了两路定时插孔和一路普通插孔，两路定时插孔和普通插孔相互独立，而且我设计了相应的指示灯来方便用户区分。
单片机会根据用户的时间点来控制两路继电器，通过继电器的开启和关闭来断开或接通强电电路，从而控制两路定时插孔的开与关。
同时我设计用液晶显示屏来显示时间，产品美观大方。
为了满足设计的要求，设计共采用了五个电路模块，总体设计思路如下图1所示。
其中atmega8单片机为控制系统的核心，时钟电路模块选用ds1302芯片完成。
图1总体设计思路二、硬件设计2.1．单片机小系统设计根据电路要实现的电路功能，采用atmel公司推出的一款新型avr 高档单片机atmega8，atmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备avr高档单片机mega系列的全部性能和特点。
avr 单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与alu （算术逻辑单元）直接相连，实现了在一个时钟周期内执行一条指令同时访问（读写）两个独立寄存器的操作。
(毕业设计)智能插座控制系统的硬件设计
1引言本课题的题目是“智能插座控制系统的硬件设计”。
随着现代科学技术的发展,由于单片机具有优异的性能价格比，集成度高、体积小、可靠性高，控制功能强，低电压、低功耗等特点，因此它的应用相当广泛，无论是工业部门、民用部门、事业部门和家用等领域，到处都有它的身影。
而单片机在智能仪器仪表中的应用是便其中最多、最活跃的领域之一。
在各种仪器仪表中引入单片机，不但使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，更能简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。
单片微型计算机作为微型计算机的一个分支，它成为今天工业控制领域、通讯设备、信息处理以及日常生活中最广泛使用的计算机。
如：数控电梯、数控机床、交通灯管理系统、掌上电脑、手机、电子词典、各种智能医疗器械等；家用电器中常用产品如：微波炉、电磁炉、洗衣机、电视机等内均看到它的身影；游戏机、手提电话机等、就连一台微机系统中也嵌入了很多片的单片机。
电子定时器可用一般数字电路搭建而成，一台四位数的定时器要用十多片数字电路组成，电路结构复杂、体积庞大，而且功能有一定的局限性。
如用单片机制作定时器，外围电路简单，用其灵活的编程，使定时器可有更多的功能选择。
2 课题研究背景2.1 智能插座的现状智能插座控制系统的设计：目前市场上的排插功能太简单，有时满足不了人们需要！比如我们经常遇到的就是电动车充电问题，电动车充电时间通常是8个小时左右，太长则容易损耗电池，太短则充不满，如果在晚上充电，又经常不想从家里出来到车库去给车充电，或者白天充电了，晚上不想下车库或者忘了拔电等等，造成很大的不方便。
本着这一思想于是提出了本课题，第一利用单片机，直流控制交流继电器等部件实现排插的定时开关功能（比如，什么时候接通，接通多久时间后断开），第二提供语音服务功能，比如播放音乐，如使用这一排插控制电饭煲，则在作饭时还可以享受音乐的服务。
智能插座控制系统的实现全部是基于单片机的设计。
智能插座可以用于所有家庭电器，比如电动车，手机，电脑，等等。
基于STM32F103的智能插座系统设计
基于STM32F103的智能插座系统设计摘要本项目设计并实现了一种基于STM32F103的多功能智能插座，以智能插座为前端，再结合Zigbee技术进行无线收发，且具有定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，可以有效降低现在家用电器的待机消耗。
而且用户还可以通过计算机或者手持设备远程登录智能家居管理系统对家庭用电设备进行信息查询和控制，为我们提供了很大的方便。
除此之外，该智能插座具有可靠性高、实用性强的特点，满足了智能家居的需要。
关键词STM32F103；智能插座；zigbee1 引言随着科学技术的迅猛发展，电子产品发展也越来越快。
但是与电子产品配套使用的插座的实用性还不是很强，比如说常用的电器插线板并不具备定时开启和关闭以及过电流保护与断电保护的功能，即非智能化。
这种现象给人们生活带来的影响是不容忽视的。
在平常生活中，因为电器插线板的非智能化往往给人们的生活或工作带来一些困扰。
比如：家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；临时离开家时电器设备处于待机状态；一些电器的定时时间过短，不便于定时使用等等。
这一类问题所造成的影响，往小方面考虑是给人们的生活带来不便，往大方面考虑是浪费了国家的电能。
因此，为解决这类问题，可以尝试研究出一种具有定时开启和关闭功能的智能插座，争取让以上类问题对人们和国家造成的影响降到最低[1]。
2 智能插座的功能设计智能插座为家庭智能用电的节点，用于实现对家用电器的电量测量、状态监控、过压过流保护以及定时开、关控制。
该节点通过Zigbee协议与家庭网关通信，实现家庭用电的智能化。
智能插座系统结构图如图1所示。
设计的智能插座的主要功能有：a.电能计量：可以对电能进行累计和复位。
b.保护功能：电压过高或过低以及电流过大时智能插座可以自动切断电源，保护家用电器的安全。
c.通信功能：采用Zigbee协议进行组网，实现各个节点与家庭网关通信。
d.遥控功能。
用户可以通过家庭网关对电器进行开关控制。
智能定时插座毕业设计
智能定时插座毕业设计篇一：基于单片机的定时插座设计本科毕业设计（论文）题目基于单片机的时控插座设计专业班级学号学生姓名指导教师设计所在单位基于单片机的时控插座设计摘要：随着家用电器的越来越普及和人们生活节奏的加快，人们对电器的依赖性进一步提高，对电器的定时需求也进一步增大。
定时开关插座可用于电饭煲、饮水机、电视机、电脑等需要定时供电的场合。
定时开关插座的使用能够做到节能、安全、方便等。
本文介绍了一种基于STC89C51RC 单片机的定时开关插座设计方案。
本文首先介绍定时开关插座设计要实现的功能，接着阐述系统电路的设计及原理说明，包括设计方案选择、关键元器件介绍、电路设计说明（包括电源电路、键盘、单片机控制电路、液晶1602 显示、继电器工作电路）软件设计流程以及系统的测试。
最后总结了定时开关插座设计完成的任务，分析系统的不足并提出了系统的应用展望。
关键词：STC89C51RC ；定时插座；1602 液晶；键盘Design of Control Outlet Based on SCMAbstract ：With the increasing popularity of homeappliances and the People living rhythm speeding up, the dependence of people on electrical appliances further to improve, the demand of timing also become further increasing. Socket timer switch can be used in the occasions where need for regular supply such as rice cookers, water dispenser, TV, computer, timer switch electric blankets. The use of socket timer switch can be energy saving, safe, healthy, and convenient and so on.This article presents a timer switch socket design which is based on the AT89S52 microcontroller.This paper introduces the function what the timer switch socket design should achieve first of all, and then describes the circuit design and principles of the system description, including design choices,concerning component description, circuit design description (including the power circuit, keyboard, single chip control circuit, LCD 1602 display ,the relay operating circuit), software design and testing of the system. Finally, it will sum up the timer switch socket design the tasks should be completed, analyze system' s deficiencies and propose the system's application prospect.Key words ：STC89C51RC,Timer switch,LCD1602,Keyboard目录第章绪论...11.1 选题的目的与意义.11.2 本课题在国内外的发展现状及趋势... (1)1.3 本课题要解决的主要问题. .. (2)第章系统设计方32.1系统结构与功能....... 32.2 方案框图..... (3)2.2.1 方案1 ........ 32.2.2 方案2 ........ 32.3 开关的选择..... (4)2.4 显示方式选择........................................... .. 42.6 按键控制部分的实2.5时钟的实现及单片机的选择 5 现 (5)第三章主要元器件原理及其应用 (7)3.1 单片机STC89C51 简介 (7)3.1.1 主要特性 ..................... . (7)3.1.2 引脚功能说明 (8)3.2 1602 工业字符型液晶简介.. 103.2.1 主要特性 ...........................103.3 继电器介绍 .......................... (11)3.3.1继电器的继电特性 (11)3.3.2继电器工作原理及特性 (11)3.3.3继电器主要产品技术参数 (12)3.3.4 继电器的选用 (13)第四章硬件电路的设计...........................................144.1 电源电路 ............................. (14)4.2单片机最小系统................154.3 液晶显示 ............................. .. (17)4.4 继电器驱动电路 ....................184.5 键盘电路 ............................. .. (19)4.6插座电源控制电路..............194.7 报警电路 .............................. .. (20)第五章系统软件设计.................. . 215.1 开发环境 ............................. .. (21)5.2各模块程序设计................215.2.1 主程序流程图 (21)5.2.2 时钟程序设计 (28)5.2.3人机界面程序设计 (29)第六章系统制作及调试...........................................316.1 硬件制作 ............................. (31)6.2硬件电路调试.................. 316.2.1 独立元件的检测 (31)6.2.2 电源电路的调试 (31)6.2.3单片机最小系统的调试326.2.4 显示模块的调试 (32)6.2.5 键盘模块的调试 (32)6.2.6继电器电路的调试 (32)6.3 软件调试 ............................. .. (32)6.3.1 显示模块调试 (32)6.3.2 时钟模块调试 (32)6.3.3 键盘模块调试 (32)6.3.4人机界面模块调试 (33)结束语........................................... .. (34)致谢........................................... (35)参考文献........................................... (36)附录一系统原理图........................................... (37)附录二程序清单........................................... .. (38)附录三英文文献翻译................... 49篇二：智能插座毕业设计（2015 届）本科毕业设计（论文）资料题目名称：智能插座学院（部）：理学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：班级：学号：指导教师姓名：职称：讲师最终评定成绩：湖南工业大学教务处湖南工业大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《基于单片机的智能插座的设计》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。
基于单片机的智能插座的设计含电路图毕业设计论文
毕业论文（设计）题目基于单片机的智能插座的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日基于单片机的智能插座的设计[摘要]：本文主要描述了一个定时插座的设计与制作。
定时插座可以弥补现实生活中普通插座功能的不足，能够通过外设按键设置两组开关定时时段和6组倒计时定时，同时也能够通过红外遥控进行无线控制，使外接电器可以按照一定规律工作，既可以达到智能控制的目的，又在很大程度上起到节能的作用。
基于MSP430单片机的智能插排设计
图1 系统硬件电路框图图2 过流检测、温度检测电路系统控制单元单片机作为整个系统的核心，起着协调系统工作、计算、控制的作用，出于低功耗、低成本的考虑，本系统采用TI公司的MSP430F149单片机作为系统的主控制器，这是一款16位的单片机，内部资源丰富，内置12位A/D转换器[4]，并具有足够多的外部I/O管脚，具有60KB的闪存和2KB的随机存储器，能够进入低功耗模式，降低系统功耗，满足本系统的设计要求。
过流、温度检测单元过流及温度检测对于保护用电设备有着非常重要的作用，可延缓用电线路老化，并保障家庭用电安全。
过流检测电路采用量程为20A的ACS712芯片，该芯片将导线中电流转换为电压值，并从VOUT输出，其转换公式为VOUT=185mv/A，通过单片机内置的A/D转换器，将电压值转换为数字量，再计算出电流值，根据实测电流值的大小与用户设定的电流值相比较，如果大于用户设定值，则单片机控制继电器断开电源。
温度检测采用D S18B20温度传感器，该款芯片驱动简单，并采用单总线连接方式，测温范围为-55~+125℃[5]，满足本设计的需求，该传感器为数字传感器，其将温度数据通过单总线传输给单片机，单片机接收后，转换为温度值，并在LCD上显示，如果超过用户设定的温度值，则报警单元给出报警提示。
电路如图2。
红外接收、电能计量单元片机，单片机再进行解码控器的相应键值键值与存储比较，进而驱动继电器断开或者连通电源。
电能计量功能用来评估用电设备的实际耗电量用ADE7755定频率50Hz电能的计量度高、功耗低如图3所示。
将图中锰铜电阻电能，当有电流流过电阻时管脚输出一定频率的电压脉冲越大，单位时间内的输出的脉冲数越图3 红外接收、电能计量电路图4 显示、报警、继电器驱动电路图5 （a）红外编码学习 （b）遥控工作流程图6 主程序流程图的控制信号，就能够达到直接驱动大电流负载的目的，是无触点的电子开关，无噪音，稳定性高，并且可以由单片机管脚直接驱动，极大地缩减了电路设计及程序设计。
基于单片机的智能插座设计
基于单片机的智能插座设计智能家居是近年来越来越受欢迎的概念，让我们的生活更加便利舒适。
其中，智能插座是一个非常实用的设备，它可以通过手机App远程控制插入其中的电器，也可以根据设定的时间、温度等条件自动开关电器，为用户带来极大的便利。
本文将介绍基于单片机的智能插座设计。
一、设计步骤1.硬件设计基于单片机的智能插座主要由单片机模块、电源模块、继电器模块、电压检测模块等组成。
其中，单片机模块使用的是STC12系列单片机，电压检测模块采用基于偏置电压和二极管进行电压采样的方案，继电器模块采用杨敏电感式继电器。
整个电路图如下所示。
2.软件设计软件部分主要由单片机程序和手机App两个部分组成。
单片机程序主要负责采集电压信号，控制继电器开关，并与手机App进行通信。
手机App主要负责远程控制智能插座、设置定时开关等功能。
单片机程序采用C语言编写，手机App采用Android Studio进行开发。
二、设计特点1.电压测量精度高采用偏置电压和二极管进行电压采样的方案，具有较高的稳定性和精度，实时测量电器的电压值，确保智能插座的安全性和稳定性。
2.继电器响应速度快采用杨敏电感式继电器，其响应速度快、寿命长、功耗低，能够有效减少电器开关时的电磁干扰和电流峰值。
3.界面友好、操作简单手机App界面采用简洁明了的设计，支持远程控制、定时开关、电器状态查询等功能，满足用户的各种需求。
三、设计应用基于单片机的智能插座广泛应用于家庭、办公室、商店等场合。
通过手机App，用户可以随时随地遥控电器开关，不再需要手动操作插座开关，方便快捷。
同时，用户还可以设置定时开关功能，让电器按照设定的时间自动启动或关闭，从而节省能源，保护环境。
四、设计展望当前智能家居市场正在迅速发展，未来智能插座将会继续发挥重要作用，不仅支持更多的电器类型，而且还将拥有更多的功能和适配更广泛的场景。
如支持语音控制、手势控制、人体感应等新型技术，以及集成AI智能、物联网等领域的发展趋势，为用户提供更加便捷、安全、智能的生活体验。
基于STM8单片机的智能电源插座
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； 新产品新技术 ｛
基 于 Ｓ Ｍ８单片机的智能 电源插座 Ｔ
范红刚 ， 艾延宝 ， 睿 ， 刘 董翠莲 ， 金永君
（ 龙江科 技 学 院 ， 黑 黑龙 江 哈尔 滨 １０ ２ ） ５０７
为 了实 现 智 能 插 座 所 设 定 的无 人 自动 断 电 功
１ 系统 方 案 的设 计
单片机智 能电源插座控制系统原理框图， 如图 １
所示 。
能 ，要求有相应的硬件电路来检测和执行通断 电处 理任务。 ２１ 人体 感应 电路 ． 图２ 所示为人体感应 电路原理 图。
在 所 有 高 校 实 验 室 及 很 多 科 研 院所 实 验 室 中 ，
态 ， 以选择永不断 电模式 ， 可 也可 以通过按键设置为
都要用到插座 。但是在传统的普通插座上插上如 电 无人 自动断电模式 ；工作指示灯用于指示当前系统 烙铁等发热装置 ， 使用后 ， 当人离开实验室并且忘记 设置模式及系统的运行状态等 。电源模块负责为其 将 这 些 设 备从 插 座 上拔 下 来 时 ，会有 很 多 电 能被 白 他模 块 提供相应 的 电源 。 白浪费掉 ， 并且也很容易引发电火灾 ， 产生不可估量 的财产损失 ， 甚至引发重大的人身伤亡事故 。 ２ 硬件 电路 的设计 本 文设 计 的智 能 电源 插 座 ，具有 当人 离 开现 场 时， 能可靠地 自动切断电源的功能。
很 高的可靠性和安全性 。 具有很 好的市场推 广应 用前景 ， 并且 已经申请并 获得专利。
关 键 词 ： 片机 ； 体 感应 开 关 ； 能 电 源插 座 单 人 智
中图分类号 ： Ｍ５ ４；Ｐ ７ ． Ｔ ０ Ｔ ２ ３５
基于单片机的简易智能插座设计
基于单片机的简易智能插座设计作者：郎亚宁卢兆信来源：《科技创新与应用》2016年第12期摘要：文章提出一种基于8位8051内核单片机的智能插座设计方案，以单片机STC89C51RC作为智能插座系统的主控芯片，将LCD1602作为人机交互介质，实时显示当前时间和目标时间，从而通过单片机对电磁继电器的控制实现了以弱电控制强电，自动导通或断开电路的目的。
关键词：智能插座；STC89C51RC；单片机；LCD1602引言随着物联网技术的迅猛发展，智能家居正在逐渐步入寻常百姓的日常家庭生活之中。
智能家居系统在兼具传统普通家居的一些功能的同时也在逐步地让人们享受着作为智能家居所给生活带来的安全性、舒适性以及便利性，特别是自身所具有的节能环保的一些独特优势。
智能插座是智能家居构成系统中最基本同时也是必不可缺少的设备之一，它具有自主提前定时，自动通断电从而实现节能省电的特点，用户可以根据家庭实际需要随意提前设定智能插座的通电时间或断电时间从而满足自己的生活需要。
在本设计中选取基于8位8051内核的STC89C51RC 单片机作为主控芯片，以LCD1602作为人机交互的可视介质，实现了单组定时功能，并且可通过对继电器的控制达到自动导通或断开电路的目的。
1 系统硬件设计系统硬件电路共分为单片机最小系统模块、LCD1602显示模块、按键输入模块和继电器控制模块四个部分。
其中，单片机最小系统是整个系统的核心控制单元，负责协调和控制外围数字电路或模拟器件；LCD1602显示模块用来实时显示当前时间和目标时间；按键输入模块用来设定当前时间和目标时间；继电器控制模块是整个智能插座系统设计中最终的受控单元，相当于一个电路开关，用来实现导通或断开电路。
1.1 单片机最小系统模块单片机是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称，就是把组成微型计算机的各个部件，比如中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可编程存储器EPROM、并行及串行输入输出I/O接口电路、定时器/计数器、中断控制器等集成在一块半导体芯片上而构成的一个微型计算机系统[1]。
基于单片机的智能插排设计
44本设计选用以 IM\()d$%(U`M0 单片机作为主控芯片 \ES('dR%$ 芯片作为电量计量芯片辅以电压电流检测过 流保护多路定时通断触摸屏控制定时断电自动保存等功 能设计了一款具有低功耗高性价比人机交互程度高等特 点的智能插排控制系统
#系统的总体设计 智能插排的硬件系统主要由主控制器模块电能计量模 块d<BA8 存储模块彩屏显示模块触摸屏控制模块继电器 控制模块组成 主控模块选用 IM\()d$%( 系列单片通过单 片机进行数据处 理 定 时 控 制 kE!彩 屏 显 示 触 摸 屏 控 制 d<BA8 存储模块控制电能采集与过流保护 为了实现对用 电设备的耗能监测通过电能计量模块进行检测电能数据 该模块将电能数据信息通过串口发送到单片机由单片机进 行数据处理实现过流保护功能并通过 kE!液晶显示器将电 能数据显示出来 fME时钟模块主要为系统提供准确的时 间 d<BA8 存储单元主要用来存储定时时间与断电前运行状 态从而实现断电数据保存功能上电状态恢复功能 "控制器硬件电路设计 在主控模块系统这一方面单片机控制电路是整个控制 器的 中 枢 起 着 发 号 施 令 的 作 用 IM\()d$%(U`M0 基 于 E=H79P2\( E\( 处理器不仅在功能上能满足我们生活的要 求 而 且 在 运 行 效 果 上 也 格 外 显 著 完 整 的 基 于 E\( 的 \ET还需要很多其他组件通信接口多达 $( 个通信接口其 中两个 ##E五个串口三个 IS#能够满足本设计通信使用 然而要想正确合 理 的 应 用 此 单 片 机 仅 仅 依 靠 芯 片 本 身 是 不行的 其往往还需要外部时钟复位隔离等单元电路才 能工作 其硬件电路如右图所示 在 MdMbkE!液晶显示电路设计中显示出独特的优势 它不仅具有良好的画质而且还可以设置成触控模式方便 用户操作 在 MdMbkE!触控电路设计中不仅支持显示功 能而且 还 能 通 过 专 门 的 控 制 芯 片 实 现 触 屏 功 能 由 于 IM\()d$"(U`M0 单片机没有集成的液晶驱动器因此需要 借助 #k#'()% 驱动芯片通过 dI\E接口对液晶进行控制
基于单片机的红外遥控智能定时开关插座设计
基于单片机的红外遥控智能定时开关插座设计摘要：现如今，生活水平提高，生活节奏加快，市面上的插座往往由于其功能过于单一而且不能满足我们的需求。
比如:夏天里风扇的定时时间过短(一般为1个小时)，不便于晚上分段定时使用等等。
综合以上原因考虑，我们急需一款智能插座。
此插座能够实现定时给电器供电，在工作时间之外把电器的电源切断，这样就能解决电器的待机损耗，达到节约用电的目的，还能消除安全隐患，使我们的生活更加方便化、智能化。
关键词：51单片机，定时，红外，继电器，自动化1 引言在目前在市面上，时间控制器技术相对先进，种类齐全，时间控制器被广泛应用于各类电器中，通过对时间的控制使人们的生活更加简单化、智能化。
在智能插座的领域却还处于刚刚发展的阶段，智能插座也仅仅限制于旋钮定时器，或者计数器芯片设计的体积较大的时控插座。
这种插座定时时间单一，功能单一，定时准确性低，很难真正满足我们日常生活的需求。
现在急需将一种功能强大的时控插座来满足市场需求，来改善我们的生活。
2 基本原理利用单片机STC89C51作为主控，该系统利用DS1302计时模块来提供更加精确的计时和详细的日历时间并通过LCD1602实时显示。
本次设计一共有两种设置定时时间的方式第一种方式是通过按键键盘来设置定时时间的长短，第二种是通过红外遥控的方式利用红外遥控器来远程设定目标时间。
当51单片机达到设定的时间时蜂鸣器响一声来提示用户，51单片机并通过程序提前设定好的要求去控制继电器模块吸合来达到控制目标插座的开关的目的并且在LCD1602 上显示当前插座的开关状态。
3 模块介绍3.1继电器模块继电器用来控制电源，相当于电路中的开关，利用继电器的小电流控制大电流的特性，实现控制插座的通断，电路中将插座的火线断开，将继电器接入火线。
继电器模块根据控制电压的极性可以分为，高电平控制、低电平控制、不限制电平控制。
?继电器模块主要分为两种类型不隔离和完全隔离型。
基于单片机的智能插座设计毕业论文
基于单片机的智能插座设计毕业论文目录1. 内容概要 (3)1.1 研究背景 (5)1.2 文献综述 (6)1.3 论文目的与研究方法 (7)1.4 论文结构 (8)2. 单片机及智能插座基础 (8)2.1 单片机介绍及发展 (10)2.2 智能插座的工作原理与应用场景 (11)2.3 智能控制技术现状 (13)2.4 智能生活设备趋势 (14)3. 智能插座设计需求分析 (16)3.1 设计目标 (17)3.2 功能需求 (18)3.3 性能指标 (19)4. 硬件系统设计与实现 (20)4.1 选题与相关硬件资源 (22)4.2 硬件平台选择及传感器配置 (23)4.3 电源与电路设计 (25)4.4 一根口硬件安装及极致精致设计 (26)4.5 硬件性能测试与诊断 (28)5. 软件系统设计与实现 (29)5.1 嵌入式开发环境 (29)5.2 主控程序开发及烧录 (30)5.3 用户界面及远程控制编程 (32)5.4 通信协议、数据方案与网络集成 (33)5.5 软件测试与优化 (35)6. 系统的集成功率评估及修正 (35)6.1 软件的调试与系统集成 (37)6.2 硬件的优化与效率检验 (39)6.3 更快更好的综合评估 (40)6.4 权力修复与安全强化 (41)7. 实验验证与用户反馈 (42)7.1 实验验证准备与环境设置 (44)7.2 测试流程与结果评估 (45)7.3 用户反馈与使用体验分析 (47)7.4 实际应用案例分析及系统改进发展 (49)8. 结论与展望 (50)8.1 论文主要研究成果 (50)8.2 设计系统优点与创新点 (51)8.3 面临的挑战与改进空间 (53)8.4 未来研究计划与展望 (54)1. 内容概要本毕业论文旨在设计并实现一款基于单片机的智能插座，智能插座是一种集成了无线通信和智能控制功能的电子设备，能够实现远程操作、定时控制、节约用电等多种功能。
基于单片机的智能插座设计毕业论文
基于单片机的智能插座设计毕业论文基于单片机的智能插座设计毕业论文目录中文摘要........................................................... I 英文摘要.......................................................... II 前言 (III)1 整体方案设计及选择 (1)2 元件介绍 (2)2.1 STC15F408AD单片机 (2)2.2 DS1302时钟芯片 (3)2.3 BT136晶闸管 (6)2.4 光耦MOC3022 (7)2.5 电流互感器 (8)3 硬件电路设计 (9)3.1 显示模块设计 (9)3.2 时钟模块设计 (10)3.3 按键模块设计 (11)3.4 电流检测模块设计 (12)3.5 晶闸管控制模块设计 (13)3.6 电源模块设计 (14)4 软件设计 (16)4.1 主程序设计 (16)4.2 显示子程序设计 (17)4.3 时钟子程序设计 (18)4.4 按键子程序设计 (19)4.5 电流检测子程序设计 (20)5 Protel DXP电路板制作 (22)6 系统调试 (22)6.1 硬件电路部分调试 (23)6.2 软件部分调试 (23)6.3 调试结果 (24)结论 (25)结束语 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录1 实物照片 (30)附录2 原理图 (31)附录3 PCB图 (32)附录4 源程序 (33)附录5 元器件清单 (38)前言随着人们生活水平的提高，生活节奏的加快，传统的插座往往由于其功能过于单一而不能满足人们的需求。
比如：电动车充电通常是8小时左右，太长容易损耗电池，太短则充不满，如果晚上充电，不方便从家里出来到车库去给车充电。
白天充电又忘记拔电源；学校的起床广播因值班人员睡过头而推迟广播；家中的鱼缸因太久没有供氧造成鱼儿缺氧死亡；许多球迷或者新闻爱好者因为错过了开机时间而与精彩球赛或者新闻擦肩而过；夏天里风扇的定时时间过短（一般为1个小时），不便于晚上分段定时使用等等。
基于单片机的智能插座设计
图4 电量信息
继电器通断用电设备功能
继电器的输入控制端与单片机的一个GPIO
序中加入判断当前时间与设置的通电时间是否相等
，GPIO输出低电平，触发继电器常开触点接通
也要判断当前时间与设置的断电时间是否相等
图5 服务器显示信息图5 松香飞溅位置在7环左右图6 松香飞溅位置在9环左右
3 结论
经过以上的对比以及可靠性分析，可以得知：天线产品要达到最好的焊接效果，从而保证产品的高质量指标。
无铅焊料的选择上基本上可以确定：选用B、E、G三种SnAgCu系列焊料，可以满足天线产品高质量、高指标的需求。
参考文献：
[1] 史建卫，温粤晖.现代电子装联软钎焊接技术 [M].北京：电子工业出版社，2015.
[2] Soldertec. European Lead-Free Technology Roadmap（Version 1） [EB/OL].https:///HTML/FILES/forums/leadfree/eu_ roadmap_v13.pdf，2003-10-24.
作者简介：王大明（1987.12-），男，汉族，广东广州人，工艺工程师，研究方向：基站天线工艺研究。
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基于单片机的简易智能插座设计
文章提出一种基于8位8051内核单片机的智能插座设计方案，以单片机STC89C51RC作为智能插座系统的主控芯片，将LCD1602作为人机交互介质，实时显示当前时间和目标时间，从而通过单片机对电磁继电器的控制实现了以弱电控制强电，自动导通或断开电路的目的。
标签：智能插座；STC89C51RC；单片机；LCD1602
引言
随着物联网技术的迅猛发展，智能家居正在逐渐步入寻常百姓的日常家庭生活之中。
智能家居系统在兼具传统普通家居的一些功能的同时也在逐步地让人们享受着作为智能家居所给生活带来的安全性、舒适性以及便利性，特别是自身所具有的节能环保的一些独特优势。
智能插座是智能家居构成系统中最基本同时也是必不可缺少的设备之一，它具有自主提前定时，自动通断电从而实现节能省电的特点，用户可以根据家庭实際需要随意提前设定智能插座的通电时间或断电时间从而满足自己的生活需要。
在本设计中选取基于8位8051内核的STC89C51RC 单片机作为主控芯片，以LCD1602作为人机交互的可视介质，实现了单组定时功能，并且可通过对继电器的控制达到自动导通或断开电路的目的。
1 系统硬件设计
系统硬件电路共分为单片机最小系统模块、LCD1602显示模块、按键输入模块和继电器控制模块四个部分。
其中，单片机最小系统是整个系统的核心控制单元，负责协调和控制外围数字电路或模拟器件；LCD1602显示模块用来实时显示当前时间和目标时间；按键输入模块用来设定当前时间和目标时间；继电器控制模块是整个智能插座系统设计中最终的受控单元，相当于一个电路开关，用来实现导通或断开电路。
1.1 单片机最小系统模块
单片机是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称，就是把组成微型计算机的各个部件，比如中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可编程存储器EPROM、并行及串行输入输出I/O接口电路、定时器/计数器、中断控制器等集成在一块半导体芯片上而构成的一个微型计算机系统[1]。
一片单片机外接上时钟电路和复位电路就是一个单片机系统，通常我们称之为单片机最小系统。
本设计所采用的单片机型号为STC89C51RC，它是一款基于8051内核，采用CMOS工艺生产，具有低功耗特点的8位单片机。
STC89C51RC拥有4个8位并行输入输出I/O接口：P0口、P1口、P2口和P3口，2个16位定时器/计数器、6级中断系统和21个特殊功能寄存器SFR等。
单片机的定时功能是通过内置的时钟电路和定时电路而实现的，我们采用内部时钟方式来产生时钟，将单片机片内的高增益反相放大器通过XTAL1和XTAL2外接片外晶体振荡器与瓷片电容组成的并联谐振回路所构成的自激振荡器来提供振荡时钟。
我们在该时钟电路中采用12MHZ的石英晶振，单片机时钟频率为12MHZ，12个时钟周期为一个机器周期，那么此时单片机的机器周期就是1μs。
1.2 LCD1602显示模块
液晶显示器简称为LCD，它的工作原理一般是通过电流刺激液晶分子并配合液晶屏背光来形成画面。
目前市面常见的各种型号液晶显示器通常是按照液晶最大能显示字符的行列数来命名的，例如LCD1602每行最多可以显示16个字符，一共可以显示2行。
本设计使用的LCD1602采用5V直流电压驱动，内置了128个字符的ASCII 字符集字库，只能显示ASCII字符而不能显示汉字，如果希望显示汉字则可以选择LCD12864。
设计中我们将单片机P0端口作为LCD1602的8位数据接口，通过并行方式操作，P2 端口作为LCD1602的数据/命令选择接口（H/L），P2 端口作为LCD1602的读/写选择接口（H/L），P2 端口作为LCD1602的使能接口，高电平有效。
1.3 按键输入模块
我们采用四个小弹性按键作为单片机的外围输入控制器件，用来设定当前时间和智能插座导通/断开的目标时间。
本设计中我们把四个按键的一端接地，另一端分别与单片机的P2 、P2 、P2 、P2 相连并接入电路，确保单片机P2 、P2 、P2 、P2 四个I/O端口被赋予高电平状态，我们让单片机不断的循环检测这四个I/O端口是否变为低电平，当按键闭合时，即表示该I/O端口通过按键与地相连，变成低电平，程序一旦检测到I/O端口变为低电平就说明该端口与之对应的按键被按下，那么单片机执行相应的程序指令。
1.4 继电器控制模块
继电器是当输入量（如电压、电流、温度等）达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。
继电器具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种自动开关[2]。
我们所采用的继电器又名电磁继电器，由铁芯、线圈、衔铁和触点簧片等组成。
电磁继电器的工作原理是继电器线圈在通过电流时会通过电磁感应而产生磁场，衔铁在电磁力的作用下克服簧片拉力而吸向铁芯与继电器的常开触点吸合，当线圈断电后，磁场消失，衔铁在弹力的作用下返回初始位置。
本设计中我们采用单片机控制双极型三极管的导通与否来实现控制继电器线圈上电流的导通与断开。
从双极型三极管的结构看，有NPN和PNP两种类型。
但是，无论哪一种类型，管子内部都有三个区、两个PN结，并引出三个电极。
三个区——发射区、基区和集电区；两个PN结——发射结和集电结；三个电极——发射极e、基极b和集电极c[3]。
我们将继电器线圈一端外接5V直流电源正极，另一端串联一个PNP三极管的发射极e，该三极管的集电极c接地，基极b接单片机P1 端口，当P1 置为低电平时三极管导通，此时继电器线圈通电，当P1 置为高电平时三极管不导通，此时继电器线圈断电。
2 系统程序设计
整个系统程序设计的原理就是通过单片机内置的定时器，每50ms触发一次定时器中断，在定时器中断函数中累计触发定时器中断的次数，那么每当定时器中断触发次数累计到20次的时候就表示经历了1s的时间间隔，此时通过单片机计算出当前的时间，然后与目标时间进行对比，如果当前时间与目标时间相等（或者超越目标时间）则说明目标时间已经到达，单片机发出信号控制继电器动作即可达到导通/断开电路的目的。
单片机STC89C51RC内置有两个16位可编程定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1，它们同时具有定时和计数功能，通过设置相关的特殊功能寄存器就可以选择启用定时或计数功能。
单片机一旦开启定时功能后，定时器就会在外部石英晶振的作用下自动开始计时，当定时器的计数器计满后会触发定时器中断。
定时器/计数器的本质是一个16位的加1计数器，由高8位和低8位两个寄存器组成，单片机在使用定时器或计数器功能时，需要设置两个与定时器有关的寄存器：定时器/计数器工作方式寄存器TMOD和定时器/计数器控制寄存器TCON。
本设计中我们使用的是工作在工作方式1（16位定时器/计数器）下的定时器T0，需要设置TMOD=0X01。
在1.1节中我们已经提到单片机的机器周期是1μs，那么为了获得50ms的定时间隔，我们需要在定时器T0的高8位寄存器TH0和低8位寄存器TL0中分别装入大小为（65536-50000）/256和（65536-50000）%256的初始值，也就是分别设置寄存器TH0=（65536-50000）/256和寄存器TL0=（65536-50000）%256。
除此之外，我们需要在定时器T0计满时触发定时器中断，所以我们需要依次开总中断，开定时器T0中断，然后启动定时器T0开始计数，即依次设置EA=1，ET0=1，TR0=1。
定时器T0一旦启动便会开始计数，当计数溢出时，自动进入中断服务程序执行代码，执行完中断程序后再回到原来处继续执行。
为了确保定时器T0每次中断的时间间隔都是50ms，我们需要在中断函数中每次为寄存器TH0和TL0重新装入初始值，每进入一次中断需要的时间是50ms，每當中断程序进入了20次，也就是时间累计了1s，此时我们需要将最新的时间数据刷新显示到LCD1602上。
整个程序中，判断是否需要单片机发送信号控制继电器动作的标志就是当前时间是否到达或超越目标时间，我们需要在主程序中不断循环判断这一标志是否达成，当达成这一标志时，我们会让单片机发送信号给继电器，控制继电器线圈电流的通断，从而控制继电器电路的导通/断开。
3 结束语
综上所述，在文章中我们基于8051内核单片机设计的该款简易智能插座，不仅硬件电路设计简洁可靠，而且成本低廉投入少，能够稳定实现智能家居中定时开关电路的功能，同时与目前市场上已有的各种智能插座产品比较，也会发现我们设计的智能插座在功能上仍有很大的扩展空间，在后面的工作中上我们将会考虑将多组定时、WIFI网络控制、微信控制等实用功能引入。
参考文献
[1]张毅坤，陈善久，裘雪红.单片微型计算机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，1998.
[2]郭天祥.新概念51单片机C语言教程——入门、提高、开发、拓展全攻略[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2006.。