定时通断电源转换器毕业设计论文

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1、第 1页 共 3 页桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 编号： 毕业设计说明书题 目： 定时通断电源转换器 院 （系）： 电子信息工程系 专 业： 电子信息工程 学生姓名： xx 学 号： xxxxxx 指导教师： xxx 职 称： 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014年x月 x日 摘 要由于人们节能意识淡薄，人员离开的时候或者外在光线充足的情况下仍开启使用灯具，造成大量电能浪费。为解决上述能源浪费和灯具及配套设施损坏快，以及儿童对电脑的沉迷等问题，本文提出了一种智能开关的设计方法，该设计的定时控制主要是以单片机STC89C52RC作为主控单元，利用

2、其I/O接口，定时器，中断系统等资源，通过以继电器为核心的外围电路控制受控线路，达到定时通断线路的目的。此外，可通过按键自行设定当前时间及通断时间，并及时显示在LCD1602液晶显示器上。软件部分以C语言进行编程，主要包括LCD1602的实时显示以及定时设置和继电器控制等几部分。最后，通过用Dxp99SE绘制印刷电路板，制作出实物并调试通过。关键词：STC89C52单片机；5V继电器；LCD1602液晶显示 第 3 页 共 3 页桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 Abstract Because peoples energy-saving awareness is weak, is s

3、till open, use lamps when staff leave or external light enough, not only will cause a lot of energy waste .为解决上述能源浪费和灯具及配套设施损坏快，以及儿童对电脑的沉迷等问题，本文提出了一种智能开关的设计方法，该设计的定时控制主要是以单片机STC89C52RC作为主控单元，利用其I/O接口，定时器，中断系统等资源，通过以继电器为核心的外围电路控制受控线路，达到定时通断线路的目的。此外，可通过按键自行设定当前时间及通断时间，并及时显示在LCD1602液晶显示器上。软件部分以C语言进行编程，

4、主要包括LCD1602的实时显示以及定时设置和继电器控制等几部分。最后，通过用Dxp99SE绘制印刷电路板，制作出实物并调试通过。In order to solve the energy waste and lamps and ancillary facilities damaged quickly, and the children of computer addiction and other problems, this paper intelligent switch, timing control of the design is mainly based on the MCU ST

5、C89C52RC as the main control unit, the use of its I/O interface, timer, interrupt system resources, control circuit controlled line through the relay as the core, to achieve the purpose of timing on-off circuit. In addition, by pressing a button to set the current time and the on-off time, and timel

6、y display on LCD1602 lcd. Part of the software are programmed by C language, including real-time display LCD1602 and timing setting and relay control circuit.Finally,by using the Dxp99SEprinted circuit board drawing,making the physical and debugging through.Keywords: AT89C52；SCM；5VRelay；LCD1602 目 录1

7、 绪论11.1课题研究的背景及意义11.2课题研究的现状及发展趋势12 方案的提出与论证22.1 方案的比较.22.2 方案的对比.32.3 方案的确定.33 硬件电路的设计与实现33.1 单片机的选择43.1.1 晶振时钟电路.53.1.2 复位电路.63.2 显示电路的设计与实现.63.2.1 LCD1602显示电路的设计与实现.73.3.1 继电器控制电路73.4 设定时间电路的设计.84 软件的设计与实现94.1 主程序94.2 主要子程序设计104.2.1 定时子程序设计.104.2.2 设置时间控制继电器程序.114.2.3 LCD1602显示子程序.135 软件的仿真与测试.13

8、5.1 软件仿真与测试.136 调试.156.1 硬件调试156.2 软件调试.157 结论.16谢辞.17参考文献.18附录.19第 27 页 共 27 页桂林电子科技大学毕业设计(论文)报告用纸 1 绪论1.1课题研究的背景及意义随着社会科技的不断进步，各式各样的电子产品已经慢慢融入到了我们的生活，这也就意味着我们需要更多的能源来维持我们的生活正常的进行，但是，这个社会是一个能源逐渐枯竭的社会，节约能源又成为了这个社会的主题。所以，为了解决这样一对矛盾，我们了解到，越来越多的产品有了待机功能，如电视机，电脑，冰箱，空调等家用电器。据调查，我国城市家庭的平均待机能耗，相当于每个家庭每天都在亮

9、着一盏15瓦到30瓦的长明灯。据测算，家电待机能耗占到中国家庭电力消耗的10%以上。而正是由于这种长期的待机状态，使得插座的负荷也越来越大，带来了非常严重的安全隐患。除此之外，也使得电器的寿命大大缩短。因此，在本次设计中我们就要对家庭中普通的插座进行更加智能化的设计，我们利用单片机对继电器的控制来达到控制插座通断的目的，并可以通过外设键盘对插座进行定时设置，使其可以按照我们的意愿定时通断。在定时功能的基础上，加上了测温模块、过载保护和防雷模块。 所以此次的设计能够节约大量的能源，消除安全隐患，同时能够延长家用电器的使用寿命，这样就会使人们的生活更加方便，简单。1.2 课题研究的现状及发展趋势

10、现在市场上的220V移动式电源插座大部分功能单一，只能简单的实现电源的通断，小部分可以实现定时，但大都是机械式的，而不能根据使用者的意愿编 程设定时间自动通断，有时满足不了人们的需求。智能可编程开关插座则可以实现定时可编程，通过编程定时，自动接通和断开，给人们生活带来很大方便，得到了广泛应用。 目前市场上比较好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、博联智能插座等等。其中，小管家智能插座采用智能芯片系统及其相关的程序控制软件对电器进行协调控制，智能关机，将待机能耗降为零，以达到安全节能的目的。它可以在电器遥控关机后自动切断电源，遥控开机时，能自动接通电源，从而达到

11、安全、节电的效果。它还具有消除待机能耗、智能化保护功能、避免电磁波辐射、有效防雷击冲击的特点。科德TW-L12采用大屏液晶显示，可以进行定时设定，最小设定时间为1分钟，每天最多可设置20组开与关，每周可设置140组。并且具有模式功能，随时可切换到长通或定时状态。而POLYHOME智能插座是北京博力恒昌科技有限公司生产的智能家居产品之一。它主要的特点是内嵌Zigbee无线接收模块，可以对它进行无线遥控，智能控制一些家用电器，比如开关空调、开关电饭煲等，也可以与普通插座互换。对于比较先进的博联智能插座，它是基于Wi-Fi通讯，可实现任何时间、任何地点通过智能手机随心所欲的控制家中、办公室的电器。而

12、目前智能插座的实现方法有机械式定时插座、基于单片机的定时器功能实现插座的智能定时、还有采用现成的智能芯片。机械式定时插座是通过转动刻度盘，来设定定时时间，比如科德TW-A07的22小时倒时定时器；而基于单片机的智能插座是通过用单片机控制继电器的通断来控制插座的开关，即通过单片机编程实现智能定时；而采用智能芯片的节能插座是通过芯片直接感应来实现智能通断电，从而达到消除待机功耗的目的；还有一种比较先进的，基于Wi-Fi通讯，只要家中有无线路由器，插座就会自动寻找网路，用户只需输入上网密码即完成配置，通过智能手机在全球任何地点都可以控制。2 方案的设计2.1方案的比较 方案一：本课题选用STC89C

13、52单片机作为系统的核心部件，实现控制和处理的功能。单片机具有容易编程、引脚资源丰富、处理速度快等优点。本课题以单片机STC89C52控制的定时开关插座，能控制一路220V/10A的插座，使其可以在24小时内能预先设定定时范围，每天周而复始地控制用电器具的自动开启和关闭，因为是通过中断来定时，所以更加准确。同时还能通过继电器控随时控制插座开关，从而达到方便、智能、节电的目的，系统整体如图2.1所示： 图2.1 系统结构图方案二：设计一个定时开关，通过拨码开关预置一个时间，再通过计数器倒计时方式进行计数，当到达某一个时间时，发出一个信号，进而来控制电器的工作。具体原理是由555组成秒脉冲发生器，

14、再由CD40192构成一个倒计时的计时器，通过一个拨码开关预设时间，最后数码管显示，蜂鸣器报警。其设计框图如图2.2所示： 图2.2 数字式定时开关2.2方案的对比 方案一和方案二均可实现插座的定时。若用数字电路完成，所设计的电路相对复杂，需要更多的数字集成块，其功能也主要依赖于数字电路的各功能模块的组合来实现，其精度也不如单片机和时钟芯片配合的准确，由于元件较多，焊接过程也会比较复杂，成本也高。而单片机控制更加灵活，功能更加强大，可编程性也更高，因为用单片机主要是软件编程来完成，那么就降低了硬件电路的复杂性，而且其成本也相对降低。2.3方案的确定通过上述方案的比较，用单片机进行定时插座的设计

15、比数字电路更加准确灵活，功能更加强大，成本相对更低，硬件复杂性也更小，所以，综合各方面因素，本设计采用方案一。3 硬件电路的设计与实现定时通断电源转换器的设计主要以STC89C52单片机为核心，通过其定时中断功能来控制继电器，从而达到切断电源的目的。按键任意设置定时时间，能实时将定时通断时间显示在LCD1602上。本次课题的设计主要有继电器控制模块，按键设定时间模块，LCD1602显示模块，单片机定时中断模块这几个模块来实现定时接通，切断电路的目的。从而达到方便、智能、节电的目的硬件电路如图3.1所示： 图3.1 硬件电路框图3.1 单片机的选择单片机是宏晶公司生产的STC89C52，其片内带

16、有8K字节闪速可编程、可擦除寿命1000次程序存储器。该产品与工业标准8051中单片机完全兼容，并且还可支持两种软件可选的省电模式，工作时钟最高可达到24MHz。使实时控制、实时处理的功能更加完善，简化了硬件配置。与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Fl

17、ash存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C52产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、

18、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。STC89C52实物如图3.2所示。 图3.2 STC899C52芯片引脚图单片机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。单片机是把包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。通常，单片机由单个集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机

19、经过三代的发展，目前单片机正朝着高性能和多品种方向发展，它们的CPU功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压、低功耗。单片机采用STC89C52单片机。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。3.1.1晶振时钟电路晶体时钟电路与STC89C52单片机的连接方式如图4.2.1所示。晶体时钟电路中又石英晶晶振体、C1，C2电容和片内与非门组成了三点式振荡器，石英晶振体的频率和两个电容的频率决定着晶体

20、时钟电路产生的振荡信号的频率，但是决定性因素是石英晶振体的频率(一般为033MHz)，电容C1、C2（一般为530pF）则处于次要因素的位置。由于一个机器周期是12个时钟周期，所以先12M时，一个机器周期是1US，好计算，而且速度相对是最高的（当然现在也有更高频率的单片机）。11.0592M是因为在进行通信时，12M频率进行串行通信不容易实现标准的波特率，比如9600，4800，而11.0592M计算时正好可以得到。所以在本设计中石英晶振体的频率选为11.0592MHZ。电容的容量选为为30pF。晶振时钟电路如图3.3所示。 图3.3 晶振时钟电路3.1.2复位电路 无论是在单片机刚开始接上电

21、源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。通电的瞬间，由于复位电路的电解电容瞬间相当于短路，则使电路复位，当电容充电完毕后，电路有自动断开，则复位接口为低进入正常工作状态。在将系统从初始状态中唤醒的过程中，为使操作准确，应使振荡器起振后充分稳定，则就要是复位电路中的VCC在正常工作电压范围内保持110ms就可以了。增加手动复位按键是为了避免死机时无法可靠复位。当复位按键按下后电容C3通过R5放电。R2的作用在于限制按键按下瞬间电容C3的放电电流，避免产生火花，以保护按键触电。当电容C3放电结束后，RST端的电位由R

22、2与R3分压比决定。因为R2远远小于R3，所以RST处于高电平时，CPU处于复位状态，松手后，电容C3充电，RST端电位下降，CPU脱离复位状态，电路原理图如3.4所示。 图3.4 复位电路3.2 显示电路的设计与实现本设计采用的是LCD1602字符型液晶显示器。LCD液晶显示器是一种低功耗的显示器件，它广泛应用于工业控制、消费电子及便携式电子产品中。它不进省电，而且能够显示大量的信息，如文字、曲线、图形、动画等，其功能比数码管强大得多。1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X10点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一

23、个字符。3.2.1 LCD1602显示电路的设计与实现 液晶显示器P26脚的R/W端接P2.6。P27脚的使能端EN由单片机P2.7引脚控制，P25脚的数据/命令选择端由单片机的P2.5引脚控制。数据/命令选择端高电平时选择数据寄存器，低电平时选择命令寄存器。标示数字3的偏压信号VL端与滑动变阻器相连，通过滑动变阻器可以调节显示器的显示对比度。显示器数据端口与单片机的P2口对应相连，单片机通过P2口可以向显示器中输入控制命令或要显示的字符。 图3.5 LCD1602显示电路3.3.1继电器控制电路 继电器是具有隔离功能的自动开关元件，一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、

24、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有

25、三种基本形式：1、动合型（常开）（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。2、动断型（常闭）（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。3、转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“Z”表示。继电器的种类很多，有时间继电器，电磁继电器等，在此我们选用电磁继电器，而电磁继电器因工作电

26、压的不同，有5V、12V、24V等等，因为本设计要通过单片机的一个I/O口来控制继电器的线圈，同时继电器是在单片机工作电压下工作。开始考虑采用12V或5V继电器。松乐继电器 SRD-12V DC-SL-C的工作电压为12V，线圈功率为12W额定电流为1A,继电器工作的吸合电流为12W/12V=1A。而松乐继电器SRD5V系列的工作电压为5V，额定电流为3A，线圈功率0.2W，继电器工作的吸合电流为0.2W/5V=40mA。因为通过单片机的一个I/O口来控制继电器的线圈，继电器工作电流不宜太大，通断指示灯接在继电器的支路上需要的工作电流也很小，松乐继电器SRD-12V DC-SL-C的功率也比乐

27、继电器SRD5V要大，通过比较，选用松乐SRD5V系列继电器。 图3.6 继电器控制电路模块 继电器的作用就相当于开关，通过单片机定时中断控制一个I/O口进而控制继电器的工作状态，因继电器5只引脚，其中2只为线圈引脚1只为公共端，1只为常开端，1只为常闭端这就是相当于一个单刀双掷开关当线圈端加5V直流电压时，触点吸合，负载端闭合或断开，从而达到通过继电器控制电路目的。3.4 设定时间电路的设计按键使用方法有很多，因为系统按键较少，所以采用独立按键。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，因此，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。图中按键输入均采用低电平有

28、效，此外，上拉电阻保证了按键断开时，I/O口线有确定的高电平。当I/O口线内部有上拉电阻时，外电路可不接上拉电阻。本系统使用P3口作为按键输入口，所以不需要上拉电阻。采用四个按键接到单片机的P3口设定定时时间，S1键用作定时信号复位，S2键用作数值加一，S3用作数值减一，剩下一个S4用作选择。如图3.7所示。 图3.7 按键电路4 软件的设计与实现4.1 主程序本设计中用到的单片机是STC89C52，为了使编写的程序更加简单明了，采用C语言进行编程，用Keil软件进行编译，STCISP软件进行下载。软件设计部分包括液晶显示程序、单片机定时中断程序、独立式按键处理程序等。由于定时设置是通过独立式

29、按键进行设置的，程序在按键扫描部分相对重 要。在检测到被设置了定时任务时，系统要检测是否到达定时时间，执行相应的动作。，如下图4.1所示。 图4.1 主程序流程图4.2 主要子程序设计4.2.1 定时程序设计 定时通断电源转换器的主要过程是利用单片机定时中断功能来控制一个I/O口来控制继电器，从而达到切断或接通电源的目的，时间可以设置分秒级别。利用单片机的定时中断功能来实现对继电器的控制，其实也可以用ds1302时钟芯片，来对其进行定时控制，这样的话，又要编写ds1302时钟芯片的程序，增加电路的复杂度，定时中断程序编译，减少了工作量。定时程序如下图： void time1() interru

30、pt 3TH1=(65536-2000)/256; TL1=(65536-2000)%256; key_scan(); show_count+; if(show_countshow_all_time)show_count=0; 本次采用定时器1中断服务程序，设定16位定时器工作在方式一，所定时间为X,则要求经过Xus，中断响应，又因为16为计数器要全部置1（即达到65535）+1后，中断才会响应，所以，初值=（65536-2000），这样每经过2ms中断一次。 之后进行按键扫描，计算显示设置的数值。4.2.2 设置时间控制继电器程序设计 本次设计用了4个独立按键S1,S2,S3,S4,由于定时

31、设置是通过独立式按键进 行设置的，程序在按键扫描部分相对重 要。在检测到被设置了定时任务时，系统要检测是否到达定时时间,如图4.2。 图4.2 按键设置时间流程图对于本模块的编写，考虑设置一个基准时间，而后在在设置定时通断时间，系统检测当前时间是否到了定时时间，如果当前时间到了定时时间，控制继电器接通电路，而当前时间到了设定的断开时间时，控制继电器断开电路。 第一步就是设置一个当前时间，而这个可以在程序中编写设置程序如下：Unsigned-char hour=23,min=55,second=55,而这个时间可以随意设置，可以按实际需要更改数字。第二步就是设置定时时间，也可以随便设置，但是必须

32、要比当前的设置时间要大，就好比闹钟一样。其程序如下：Unsigned-char set1_hour=23,set1_min=56,set2_hour=15,set2_min=57;第三步就是按键改变定时时间，这次设置了4个按键，一个复位键，一个递增键，一个递减键，最后那个是选择键，按键设置时间时当时达到24时，就归为0，同样分秒设置也是相同的道理，这样设置为了满足一天24小时不同时刻的定时。其满足按键递增的程序如下：case 1:hour+;if(hour23)hour=0;break;case 2:min+;if(min59)min=0;break;case 3:second+;if(sec

33、ond59)second=0;break;case 4:set1_hour+;if(set1_hour23)set1_hour=0;break;case 5:set1_min+;if(set1_min59)set1_min=0;break;case 6:set2_hour+;if(set2_hour23)set2_hour=0;break;case 7:set2_min+;if(set2_min59)set2_min=0;break;满足按键递减的程序如下case 1:hour-;if(hour=255)hour=0;break;case 2:min-;if(min=255)min=0;bre

34、ak;case 3:second-;if(second=255)second=0;break;case 4:set1_hour-;if(set1_hour=255)set1_hour=0;break;case 5:set1_min-;if(set1_min=255)set1_min=0;break;case 6:set2_hour-;if(set2_hour=255)set2_hour=0;break;case 7:set2_min-;if(set2_min=255)set2_min=0;break;则按键进行递增或递减时间的程序流程图如图4.3： 图4.3 按键进行递增或递减时间的程序流程图

35、第四步就是控制继电器通断，这是本次设计的核心，当基准时间到了接通时间时，继电器就会接通电源，当基准时间到了断开时间时，继电器就会断开电源，这样就实现了对继电器的控制。4.2.3 LCD1602显示子程序 1602液晶显示的程序有初始化程序、分频器程序和液晶显示程序构成。 1.液晶显示器初始化程序为固定的程序，按照自己的需求进行设定 2.分频器程序，通过对分频程序的设定，来完成液晶显示器上字母、数字显示的时间，也即是显示位之间替换的时间。3.液晶显示程序，也即是主程序。它控制了整个显示器显示内容以及显示替换的方式显示过程主要是显示从单片机定时程序中读取，同时当检测到独立式按键有键按下时，显示相应

36、的设置菜单等。 基本操作时序： 读状态：输入：RS=L,RW=H,E=H 输出：DOD7=状态字 写状态：输入：RS=L,RW=L,D0D7=指令码,E=高脉冲 输出：无 读数据：输入：RS=H,RW=H,E=H 输出：DOD7=数据写数据：输入：RS=H,RW=L,D0D7=数据,E=高脉冲 输出：无5 系统的仿真与调试5.1 软件仿真测试本次设计仿真调试所用的软件是keil和protues.其中，keil用来编写和调试程序，protues用来搭建原理图并进行仿真。在Proteus仿真软件中，连接好电路图后将在Keil中生成的“电源控制.HEX”程序文件导入单片机中。在使用这两个软件时，都遇

37、到了一些问题，例如在使用protues进行原理图绘制的时候，有些器件很难找到，这就会浪费很多时间，所以，最后在网上下载了一个protues元件对照表，这个问题就得到了解决。在使用keil编程的时候，问题主要出在编译时，因为这次设计程序代码比较长，所以在开始编译时，会出错，提示是因为代码太长，开始不知道该怎么办，通过查资料，问同学很快解决了这个问题！整个设计的仿真效果如下图5.1所示。 图5.1 仿真效果图设定一个nowtime基准时间，而这个基准时间可以进行程序编写设定，T：代表接通时间，D：代表断开时间，无论接通时间还是断开时间都要比这个基准时间大，才能很好的定时通段时间的设定。图中三个按键

38、key1、key2、key3作用分别是数值减一1，数值加一，选择键，通过这三个按键能够任意改变定时时间，D1作为继电器的通断指示，接在继电器的支路上，能够通过D1的亮灭来判断电源的通断，极大地提高了安全性。当nowtime基准时间到了我们已经设定的接通时间，继电器接通电路，D1亮，当nowtime基准时间到了我们已经设定的断开时间，继电器断开电路，D1就灭。6 调试6.1 硬件调试 第一次在画好的图上进行硬件制作，因为没有查看实际的继电器的尺寸，所以导致第一次的硬件制作没有效果，于是我就去找刘老师，通过老师的帮助，我知道了问题的所在，原来我的继电器尺寸与继电器实际尺寸不符，导致这次硬件制作的失

39、败。第二次，在修改了前一次的错误后，板子做好后，给单片机供5v的直流电后，发现继电器不能直接不工作，更不要定时通断了，于是通过用万用表检测发现，通过继电器线圈电流太小，达不到继电器吸合电流，所以在继电器的之路上加了个NPN 三极管放大支路电流，之后外接5V直流电，继电器能工作了。 通断指示电路出现的问题最大，常常因为指示灯所在之路中串联的电阻没有选取合适以至于led灯两单电压不足，灯泡不亮，通时给继电器供5v的电压，同时又要时之路上的led灯正常工作，单片机工作5v电压需外接5v直流稳压电源外接插座上，开始选择将插座内部电线引出，再连接到印制电路板上，后来发现这样不够安全，所以选择通过改装内部

40、电路，使得排插的两个插座连成一线，这样安全性高很多了！6.2 软件调试在软件设计前，先把大致的程序流程理清，然后再分模块调试，将各模块部分的程序先调试可行后再整合到一起，编写主程序。首先是LCD1602显示程序，通过编写过的程序掌握了1602的显示原理及其显示过程用到的指令如清屏，开关显示等。初步设计了显示器需要显示的显示菜单。然后通过独立式按键设置显示菜单，执行相应的功能。因为所有的设置在独立式按键处理上都要实现，使得按键处理程序必须有条不紊的编写，先列好按键处理的大致流程，需要设置的的显示菜单和各个按键按下后必须实现的菜单选项等。有了这些流程后才能在编程过程中减少一些不必要的麻烦。其次就是

41、单片机程序的编写了，写个中断，对于我们来说很简单，但是要实现通断一定时间内，单片机给控制继电器的I/O口的输出信号，开始时，只能实现定时同，不能实现定时断，但之后梳理理思路，逐条检查程序，从而解决了！而在控制定时方面，让系统可以通过独立式按键设置一组定时开关时间，这样操作方便，可以随意设计定时时间。7 结论虽然困难重重，但终于在此次设计中完成了预期设计任务。所设计的定时通断电源转换器已经可以实现预期功能。该定时通断电源转换器可以控制一路220V/10A的插座，可以设置在一天24小时内的一组任意定时开关时间，控制继电器稍的工作状态。定时通断电源转换器继电器工作时指示灯亮，不工作时指示灯不亮。本次

42、设计的定时通断电源转换器虽然可以实现定时控制一路插座的功能。而且满足了课题的下列要求：(1)用数字键和功能键，实现定时通断电源转换器的定时时间设置功能。(2)用LCD1602实现对系统状态显示及操作提示功能。(3)使用系统复位电路和时钟电路实现单片机最小系统。(4)用按键对定时信号擦除复位，可以进行任意时间的定时。(5)用继电器的低压控制高压，实现220V交流电源的通断。由于本人水平有限，此次设计的定时通断电源转换器还存在很多的不足：(1)只能设置一组的任意定时通段时间，不能设置多组的定时通断时间。(2)定时时间只能机械的按键设置定时时间，没有使用什么智能的模块，向无线控制等，仅仅是最基本的设

43、计而已。对于存在的不足之处，希望以后有机会更加深入的研究，使设计更加智能化，功能化。 谢 辞本设计花费了自己大量的时间终于完成了，能够最终完成这个设计，获得这份劳动成果，与帮助过我的老师、同学、朋友的关系是离不开的。回想起做论文是的辛勤努力，品味现在获得的喜悦，一个个帮助过我的人，关心过我的人也都一个个浮现在了我的脑海里。首先我得感谢我的指导老师。在我们做论文的过程中刘老师总是不厌其烦的给我们进行论文指导，并多次把我们小组成员叫过去，给我们进行修改论文，非常关心我们的论文进度和设计情况。占用了他很多的私人时间，但他仍不忘记在指导论文的过程中给我提一些可行性的意见和建议，再次感谢我的指导老师刘老

44、师。再是我要感谢大学三年来伴我成长的各位老师，感谢一直支持我的父母、亲戚、朋友和同学，也感谢答辩组的各位老师，感谢母校对我的培养，我要用我的所学，来回报母校，回报社会。参考文献1 徐伟.智能插座在智能家居系统中的设计和应用J.中国仪器仪表，2010，(10) 2 黄界.基于AVR的智能节能插座的设计J.现代电子技术，2010,(12) 3 王啸东.智能避雷定时插座的设计J.电工电气，2010，(05) 4 凯.新型数字节能功率分配型智能插座的设计实现J.电子设计应用，2009，(07) 5 温铁钝,孙键国, 张天宏. 无线遥控智能插座的设计J. 测控技术 , 2003,(10) 6 方佩敏.

45、智能插座DS1213BJ. 今日电子 , 1996,(Z1) 7 王宏.智能节电插座 省电就是省钱J. 现代营销(创富信息版) , 2008,(07) 8 杨妤.打破行业格局 纽曼自创“节电插座”J. 中国品牌与防伪 , 2007,(10) 9 高全.节能插座J.生意通，2005，(10) 10 张运波，刘淑荣.工厂电气控制技术M.北京:高等教育出版社,2004. 11 燕庆明.电路分析教程M.北京:高等教育出版社,2007. 12 姚文轩.多功能智能插座设计J.企业技术开发，2010,(11) 13 张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用M. 北京: 高等教育出版社, 2010. 14 谭浩

46、强.C程序设计M.北京:清华大学出版社，2005. 15 殷志坚.电子工艺实训教程M.北京:北京大学出版社，2007.9 附 录附录1：总原理图 附录2：PCB设计附录3：源程序/*项目：定时通断电源转换器*/#include stc89rc52.h#includelcd1602.h#includescan.hsbit SPECk=P37; /定时信号输出引脚unsigned char blank_flge=0; /闪烁位选择unsigned int show_count=0; /闪烁计数unsigned int show_all_time=300; /闪烁时，显示空白与显示非空白总时间uns

47、igned char show_half_time=150; /闪烁时，显示空白时间unsigned char count=0; /当时时间计数unsigned char time_flge=0; /定时标志位void key_server();void blank_show();unsigned char hour=23,min=55,second=55,set_hour=23,set_min=56,set_second=00;void time_init() TMOD=0x11; /选择定时器0，1 工作在方式1， TH0=(65536-2000)/256; /初值 TL0=(65536-

48、2000)%256; TH1=(65536-2000)/256; TL1=(65536-2000)%256; ET0=1;TR0=1;EA=1; ET1=1;TR1=1;/*在设置数值写入空白，与当前设置值轮流闪烁*/void dis_blank(uchar addr) uchar i; uchar blank=0x20,0x20; w_cmd(addr); for(i=0;i20) count=0;second+; if(second59) second=0;min+;if(min59) min=0;hour+; if(hour23)hour=0; /*定时器1服务中断*/void time

49、1() interrupt 3 TH1=(65536-2000)/256; TL1=(65536-2000)%256;key_scan();/按键扫描show_count+; /计算液晶显示设置数值和显示空白的时间，形成闪烁，if(show_countshow_all_time)show_count=0;/*定时检测函数*/void definite_time() if(hour=set_hour)&(min=set_min) /判断当前的时间与设定的定时时间是否一样 time_flge=1; /判断一样，定时标志位置1 void main() WDT_CONTR=0x36;/初始化看门狗 大

50、概4s多喂狗一次 init_lcd();/液晶初始化 time_init();/定时器初始化 SPECk=0; /单片机上电，关定时信号输出 while(1) key_server(); definite_time(); if(time_flge=1) /检测到定时时间到，输出信号1 time_flge=0; SPECk=1; switch(blank_flge) case 0: display(0x88,hour); display(0x8b,min); display(0x8e,second); display(0xc8,set_hour); display(0xcb,set_min); display(0xce,set_second); break; case 1:blank_show(); display(0x8b,min); display(0x8e,second);break; case 2:blank_show(); display(0x88,hour); d