设计主要元器定时开关插座毕业论文.doc

设计主要元器引言 1 1 设计要求及构思 2 1.1 设计要求 2 1.2 设计构思 2 2 设计方案分析确定 3 2.1 系统框图 3 2.2 开关的选择 3 2.3 显示方式选择 4 2.4 时钟的实现及单片机的选择 4 2.5 电源部分的选择 4 2.6 按键控制部分的实现 5 3 主要元器件原理及其应用 5 3.1继电器介绍 5 3.1.1 继电器的继电特性 5 3.1.2 继电器工作原理及特性 6 3.1.3 继电器主要产品技术参数 7 3.1.4 继电器的选用 7 3.2 单片机AT89S52介绍 8 3.3 液晶LCD12232介绍 9 4 系统硬件电路设计 10 4.1 电源电路 10 4.2单片机最小系统及液晶显示 12 4.3 继电器驱动电路 13 4.4键盘电路 14 5 系统软件程序设计 15 5.1 主程序的设计 16 5.2 时钟程序设计 17 5.3时钟设置及定时设置程序设计 18 6 系统软硬件的制作与调试 19 6.1 硬件的制作 19 6.2 调试方案 19 6.3 硬件电路调试 19 6.3.1 独立元件的检测 19 6.3.2 电源电路的调试 20 6.3.3 单片机最小系统的调试 20 6.3.4 显示模块的调试 20 6.3.5 键盘模块的调试 20 6.3.6 继电器电路的调试 21 6.4 软件调试 21 6.5 整体系统调试 21 7 结论 23 谢 辞 24 参考文献 25 附 录1 26 附 录2 28 附 录3 45 引言 现如今，往往由于某些特殊原因给我们的生活或工作带来一些困扰和遗憾。比如：家中的水塔忘记抽水而造成生活的一时不便；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。而上面的这些问题都可以通过定时开关插座的定时功能得到解决。 随着电器产品待机能耗的迅速增长，家庭和社会付出了太多的代价，中国节能认证中心对家庭待机能耗做过的调查显示，待机能耗占到家庭电力消耗的10％左右，仅以电视机为例，平均每台电视机的待机能耗是8.07W，按每天待机2小时大约耗电0.016度。定时开关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。 定时开关插座是一款能在特定时间段内控制电器通、断电的开关插座。能实现24小时制和100小时制两种时钟走时模式，在24小时制时钟模式，可以实现6组24小时内的任意定时，定时时间范围最小为1分钟；在100小时制时钟模式，可以实现6组100小时内的任意定时，定时时间范围最小也是1分钟。 本文阐述了定时开关插座的硬件电路设计、软件算法设计, 给出了自动开关插座的设计和定型方案,它可以对家中一些需要在特定时间对电器进行自动断、通电控制,而不需要拔掉插头，减少电器的待机损耗，解决生活中的一些烦恼。 1 设计要求及构思 1.1 设计要求 本次设计要求实现一个具有定时、按键设置及控制、定时时间显示等功能的定时开关插座，具体要求及指标如下： （1）可以设定三组定时时间值。 （2）设定的定时时间调整范围为：0～99分钟。 （3）具有开始/停止操作按键。 （4）具有定时时间显示和时钟显示。 1.2 设计构思 根据题目和设计功能要求，系统的实施方案可以分为以下几个步骤：首先，通过模式（模式0为24小时制，模式1为100小时制）选定时钟的走时方式，作为定时时间的判断标准。然后通过按键设置定时时间分别存储在定时开始数组begin和结束数组end，通过数组的值与时钟的值进行比较，时间在定时数组时间范围内则继电器接通，否则断开。用一个红色发光二极管的亮、灭来指示继电器的通、断的状态。定时开关插座的显示则用数码管来实现。电源部分用220V转换为直流5V给定时开关系统供电，并用干电池做储备电源，防止220V交流电断电了单片机控制部分就停止工作，失去作用。用4*3键盘实现时钟、定时的设置及开始/停止等按键设置功能。鉴于以上的构思，定时开关可以实现功能扩展，具体实现的功能指标如下： （1）结构的有Atmel的AT89CXX系列、AT89SXX系列、AT89C20系列（20引脚）STC的所有单片机AT89SXX系列时钟芯片种类非常多，有内置晶振及充电电池的，也有外置晶振的，现在流行的DS1302、 DS1307、PCF8485、SB2068等称输出回路），通常应用于自动控制中，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”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的