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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。
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。
基于单片机的智能定时插座陈双强杨文韬王立威杨光辉燕顺利祝昆（六盘水师范学院物理与电子科学系，贵州六盘水553004）摘要：本文介绍一种以STC90C516RD+ 单片机为核心制作的定时开关电路。
可以实现二十四小时定时控制继电器通断，能够为负载功率2500W的用电设备提供交流供电。
在电源和时钟显示及单片机的选择上都是运用了最新版本的设计，设定时间长，定时效果好，可接负载功率大，较好的满足了一般家庭用户小功率电器自动定时开关的需要，功耗低，能进行多组定时、成本低。
关键词：定时继电器供电TP368.1 ：A ：1003-9082 （2015） 05-0309-0121 世纪科学技术日新月异，人们的物质文化水平得到不断提高，对家庭舒适程度和智能家居提出了更高的要求，家庭用电器怎么样实现智能改造，如何让电力使用更加节能环保成为当前物联网技术研究一个重要课题。
本定时插座适用于家庭电力管理，方便合理预设、控制家庭用电，而且达到了节能环保的目的。
可以方便地实现24 小时之内的中功率用电器预设定时通断，可以用于家庭电话煲、空调等设备的控制，极大地提高了这些设备的智能化水平，同时成本不高，易于推广。
一、智能定时插座总体结构插座主要由六个模块构成，电路框图如图1 所示。
以单片机STC90C516RD+ 为中心，包含计时模块、键盘输入模块、液晶显示模块、继电器强电控制模块，采用5V稳压电路为单片机供电。
键盘输入和时间显示能很好地实现人机对话，接收操作者对通断时间的设定，再由单片机内部设定的程序完成对继电器的控制。
二、系统软硬件分析1.硬件设计电源采用桥式整流滤波电路供电，显示电路采用液晶显示，由C51 芯片直接驱动。
下面对主要对继电器驱动关键电路作简要说明。
如图2 为继电器驱动部分原理图，当单片机输出高电平时，继电器驱动电路启动，继电器线圈导通，常开触点闭合，保险管有电流通过，插座两端带电；反之，输出低电平实现对用电器的断电。
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]。
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某:曹彬指导老师:褚御芝起讫日期:2015-3～2015-62015年 06月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STC89C52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 increasing 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 design’s driver microchip 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 control. 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 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单片机模块错误!未定义书签。
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。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
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。
基于单片机控制的定时插座摘要本文设计了一款基于STC89C52RC单片机控制的光敏定时插座，它可以通过人为设定时间和光照强度的强弱，实现自动通电和断电功能，从而达到节能的目的。
硬件电路设计包括：单片机最小系统电路、电源稳压电路、1602液晶显示电路、独立式按键电路、温度控制电路、光敏电阻电路、继电器电路以及报警电路，设计原理主要利用DS1302时钟芯片和PCF8591芯片经A/D转换后在1602液晶上显示定时时间和光强大小，利用按键来选择工作模式和设定定时时间以及设定光照的阈值，当定时时间结束或光照强度小于设定光照阈值时，通过继电器的吸合作用来驱动插座的切断，红色发光二极管和蜂鸣器的状态来表示插座的工作状态。
软件程序的设计包括：1602液晶显示程序、DS1302定时程序、AD转换程序，按键处理程序、蜂鸣器报警程序，在本文的最后对设计了硬件和软件部分，并进行了调试和制作，基于单片机控制的定时插座系统具有电路简单，可靠性高，定时准确等特点，基本满足设计要求。
装关键词：STC89C52；光敏；定时；插座订线THE TIMING SOCKET BASED ON SINGLE-CHIPMICROCOMPUTERABSTRACTDesign a based on SCM STC89C52RC photosensitive regular outlet, by artificially setting time and the strength of the light intensity, it can achieve automatic power-on and power-off function, so as to achieve the purpose of energy saving. Hardware circuit design includes: the smallest single-chip system circuit, power regulator circuit, 1602 LCD circuit, an independent key circuit, temperature control circuit, the photoresistor circuit, the relay circuit and alarm circuit design principles mainly use the DS1302 clock chip and PCF8591 chip by A / D conversion timing in 1602 and two light levels, use keys to select the operating mode and set the timing and setting a threshold of light, when the time runs out or when the light intensity is less than the set light threshold,the state of the red light emitting diode and a buzzer to indicate the working status of the socket. Software design include: 1602 LCD procedures, DS1302 timer program, the AD conversion process, the key handler, the buzzer alarm program, at the end of this article on the final design of the hardware and software components in the design and commissioning and production , based on single-chip timing control socket system has a simple circuit, high reliability, and timing accuracy, basically meet the design requirements.Key words：STC89C52;photosensitive; Timing; Socket目录1 绪论 (1)１.１课题来源及意义 (1)１.２定时插座发展趋势 (1)2 定时插座系统设计 (2)２.１设计方案的选择 (2)２.２定时插座的工作过程 (3)3 定时插座的硬件电路设计 (4)３.１主控制器STC89C52RC (4)３.２定时插座的电源电路 (4)３.３DS1302时钟电路 (5)３.４DS18B20测温电路 (6)３.５光强检测电路 (6)３.６LCD1602显示电路 (7)３.７报警电路 (8)３.８继电器电路 (8)３.９总体硬件电路及其工作原理 (9)4 软件设计 (11)４.１DS1302计时程序的编写 (12)４.２A/D转换程序 (13)４.３DS18B20程序初始化 (14)４.４1602液晶显示程序 (16)5 系统制作及调试 (18)５.１硬件制作 (18)５.２系统调试 (18)５.３设计结果 (18)５.４设计中存在的不足及其改进 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录1 (22)附录2 (26)1绪论１.１课题来源及意义随着现代科学技术飞速发展，给电子产品市场带来了巨大市场机会和挑战，同时人们对电子产品的需求也越来越高。
项目名称：项目二、基于CC2530单片机的智能插座的安装与调试微课资源：动画（CC2530）视频（IAR编程软件的使用）任课教师：班级：小组：任务名称：任务一、初步认识智能插座控制系统设计操作环境讲义页码：学生姓名：日期：环节二信息收集任务一、初步认识智能插座控制系统设计操作环境任务描述智能插座通俗的说是节约用电量的一种插座，可透过Wifi、Bluetooth等方式与手持装置连结，主要功能为远端开关，语音操控。
本项目以采用CC2530单片机设计制作的智能插座控制系统为例，了解CC2530单片机发展历程、程序设计、编译环境和程序运行仿真环境等。
1.通过查阅资料、观看视频等，请各小组推荐一名同学，讲述CC2530单片机。
2. CC2530单片机的外部引脚3.练习使用IAR编译软件。
完成时间评估：理论知识实操能力社会能力独立能力项目名称：项目二、基于CC2530单片机的智能插座的安装与调试微课资源：动画（CC2530）视频（IAR编程软件的使用）任课教师：班级：小组：任务名称：任务一、初步认识智能插座控制系统设计操作环境讲义页码：学生姓名：日期：4.任务实施①电路设计②创建工程③编译程序④任务小结完成时间评估：理论知识实操能力社会能力独立能力项目名称：项目二、基于CC2530单片机的智能插座的安装与调试微课资源：任课教师：班级：小组：任务名称：任务二、扫地机器人转向灯控制系统调试讲义页码：学生姓名：日期：3.任务实施①电路设计如图所示为按键控制LED的电路原理图，可以通过外部中断（S1按键）来控制LED1的亮灭。
图电路原理图②程序设计③任务总结完成时间评估：理论知识实操能力社会能力独立能力项目名称：项目二、基于CC2530单片机的智能插座的安装与调试微课资源：任课教师：班级：小组：任务名称：任务四、智能插座串行通信控制系统设计与调试讲义页码：学生姓名：日期：4. 任务实施①电路设计智能插座上的CC2530单片机与PC连接电路图②程序设计③观察实验效果完成时间评估：理论知识实操能力社会能力独立能力。
毕业论文（设计）题目基于单片机的智能插座的设计姓名学号所在院(系)专业班级指导教师完成地点基于单片机的智能插座的设计作者:）指导教师：[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。
[关键词]：STC89C52;定时;插座;红外;继电器The design of timing socket based on microcontrollerAuthor:()Tutor:Abstract: This paper mainly describes the design and production of a timing socket. The timing socket could compensate for the shortage of the common socket .It also could set any timing in a day and six groups of fast timing by the key. At the same time, it could also be remotely controlled by infrared controller, so that home appliances could work on rules. In this way, it can achieve the purpose of being intelligently controlled and will largely save the electric energy.Keywords: STC89C52; Timing; Socket; Infrared; Relay目录1.绪论 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.2 课题研究的现状及发展趋势 (1)1.3 本文主要研究内容 (3)2.方案的提出及论证 (4)2.1方案的提出 (4)2.2方案的比较 (5)2.3方案的确定 (5)3.硬件电路设计 (6)3.1主控制器及最小系统 (6)3.2稳压电源模块 (9)3.3时钟电路 (10)3.4显示电路 (12)3.5控制模块 (14)3.6 温度采集模块 (14)4.软件设计 (16)4.1 DS1302计时程序 (17)4.2 LCD1602显示电路程序 (19)4.3 DS18B20测温电路程序 (20)5.仿真与调试 (21)5.1 硬件调试 (24)5.2 软件调试 (24)5.3 小结 (25)6.结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录A 外文文献及翻译附录B 源程序附录C 硬件连接图附录D 实物图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。
所以此次的设计具有以下意义：1）节约能源；2）消除安全隐患；3）延长家用电器的使用寿命；4）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。
随着单片机技术的不断发展，智能插座的功能也在不断的更新。
由于单片机具有优异的性能性价比，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，以及单片机控制电路技术的发展使智能插座具有定时准确、性能稳定、携带方便等优点。
因此智能可编程开关插座发展迅速，得到了很广泛的应用。
所以，智能插座会朝着微型化、低功耗、无线遥控、语音控制等更加智能数字化的方向发展，让人们的生活更加便捷。
再具体说，以后智能插座的发展，在节能的基础上，质量要稳定，插座本身耗能要小，这是发展的必要趋势。
同时可加上其他一些功能，像USB接口，这样一来，手机，MP3等电器充电机会更加方便；语音功能，让操作更加方便；也可加上温度测量显示功能，让这个插座实现更多的功能，使得智能插座体积小但功能更强大，携带也更加方便。
而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。
智能插座有效地解决了待机能耗的问题，从而提高终端用电设备的使用寿命，促进我国节电降耗产品领域的发展。
也消除了生活中的很多安全隐患。
可达到适用于彩电、电脑、空调等用电领域的较高技术指标与节电能力。
而随着技术的不断发展，对智能插座的承受功率不断地增高完善，智能插座除了广泛应用于家用电器外，还会更多的应用到工业领域。
1.3 本文主要研究内容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和红外遥控对插座进行定时设置和温度设置，使其可以按照我们的意愿定时通断。
在定时定温功能的基础上，加上了过载保护和防雷模块。
2.方案的提出及论证2.1方案的提出方案一：设计一个以单片机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，因为是通过时钟芯片来定时，所以更加准确。
同时还能通过红外遥控随时控制插座的开关，从而达到方便、智能、节电的目的。
其系统框图如图2.1所示：图2.1 基于单片机的智能插座框图方案二：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，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方案的比较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.硬件电路设计定时插座系统在未设置任何定时的时候显示界面显示时间，通过按键设置可设置在24小时内的两组定时开关时间和六组一小时内的固定模式定时，分别控制插座的开关，从而控制外部电器的工作与否。
总体的硬件电路框图如图3.1所示：图3.1 硬件电路框图3.1主控制器及最小系统STC89C52是宏晶公司生产的40引脚双列直插芯片，单片机片内集成512字节程序运行空间、8K字节Flash存储空间 支持最大64K外部存储扩展。
根据不同的运行速度和功耗的要求,时钟频率可以设置在0-33M之间。
片内资源有4组I/O控制端口、3个定时器、8个中断、软件设置低能耗模式、看门狗和断电保护。
可以在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。
具有许多独特的优点，即体积小、重量轻、单一电源、低功耗、功能强、价格低廉、运算速度快、抗干扰能力强、可靠性高等，所以特别适用于实时测控系统，应用领域很广，已成为传统工业技术改造，各类产品跟新换代，实现自动化智能化的理想模型。
其内部包含以下功能部件：a.8位CPU；b.振荡器和时钟电路；c.8k字节的程序存储器EPROM;d.256字节的数据存储器RAM；e.可寻址外部存储器和数据存储器各64字节；f.20多个特殊功能寄存器；g.32线并行I/O口；h.一个全双工串行I/O口；i.3个16位定时器/计时器；图3.2 DIP-40封装STC89C52引脚图P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
