賈玉鳳，劉成剛，宋成祥

(1.濟(jì)南職業(yè)學(xué)院 電子系，山東 濟(jì)南 272200;2.山東科學(xué)院 激光所，山東 濟(jì)南 272017)

據(jù)公安和消防部門(mén)有關(guān)資料顯示，平均每天全國(guó)發(fā)生火災(zāi)358 起，其中電器火災(zāi)占30%以上，其主要原因是超負(fù)荷、短路、電弧等。多數(shù)情況下是因忘記切斷電源。中國(guó)節(jié)能認(rèn)證中心調(diào)查顯示家庭待機(jī)能耗占家庭電力消耗約10%。此外，長(zhǎng)期通電會(huì)使家用電器電路老化降低其使用壽命，容易漏電引發(fā)火災(zāi)。因此，本文介紹了一種以STC89C52 單片機(jī)為核心的遙控定時(shí)插座的制作方法，該智能插座能控制一路220 V/10A 的插座，使其可在24 h 內(nèi)能預(yù)先設(shè)定定時(shí)范圍，實(shí)現(xiàn)電器具的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉，同時(shí)還能通過(guò)紅外遙控遠(yuǎn)距控制該插座的通斷電，達(dá)到了方便、智能、節(jié)電的目的。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇

采用以STC89C52 為主控芯片的單片機(jī)控制方案。該芯片功能強(qiáng)大、運(yùn)行速度快、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低廉。利用單片機(jī)靈活的編程設(shè)計(jì)和豐富的IO 端口，單片機(jī)外圍電路采用輸入鍵盤(pán)及LCD1602 液晶顯示，用于構(gòu)造人機(jī)交互界面以便于設(shè)置參數(shù)。采用已編碼的38 kHz 紅外遙控器發(fā)射接收模塊，實(shí)現(xiàn)遙控的目的，采用DS1302 時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)控制功能［1－3］?？傮w硬件電路如圖1 所示。

圖1 硬件電路框圖

2 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路設(shè)計(jì)如圖2 所示，定時(shí)插座系統(tǒng)由12 V電源通過(guò)7805 穩(wěn)壓模塊輸出5 V 電源供電。系統(tǒng)可通過(guò)外設(shè)4 個(gè)獨(dú)立式按鍵設(shè)置兩組24 h 內(nèi)的任意開(kāi)關(guān)定時(shí)和6 組1 h 以?xún)?nèi)的模式定時(shí)［4－5］。

定時(shí)插座也可通過(guò)紅外遙控執(zhí)行相應(yīng)的設(shè)置，遙控的電源按鍵可隨時(shí)讓定時(shí)插座工作與不工作，其數(shù)字鍵1 ～6 也可分別設(shè)置1 h 內(nèi)的模式定時(shí)，工作原理和通過(guò)外設(shè)按鍵設(shè)置的模式定時(shí)一致。當(dāng)未設(shè)置任何定時(shí)的時(shí)候顯示器顯示日歷，當(dāng)檢測(cè)到有外設(shè)按鍵和紅外遙控器按鍵按下時(shí)，執(zhí)行相應(yīng)的定時(shí)任務(wù)。定時(shí)插座的工作狀態(tài)由紅色LED 顯示，在切換工作狀態(tài)的時(shí)刻，蜂鳴器也會(huì)發(fā)出短暫的響聲［6］。

主控制器STC89C52 是宏晶公司生產(chǎn)的40 引腳雙列直插芯片，具有體積小、重量輕、低功耗、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，所以適用于實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)。在系統(tǒng)工作時(shí)需要獲得穩(wěn)定的5 V 電源，因而采用12 V電源通過(guò)78L05 穩(wěn)壓電路后獲得5 V 穩(wěn)定電源給單片機(jī)和外部器件供電。顯示采用LCD1602 字符型液晶顯示器，能同時(shí)顯示16×2 即32 個(gè)字符，內(nèi)部含有的字符發(fā)生存儲(chǔ)器，共儲(chǔ)存了160 個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形［7－9］。

圖2 硬件電路圖

繼電器用于控制插座的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，通過(guò)單片機(jī)I/O輸出信號(hào)控制繼電器的工作與否，從而達(dá)到控制插座開(kāi)關(guān)的目的。同時(shí)為了防止倒流，在電路中加入了光電耦合器4N25。當(dāng)給IO 輸入端輸入1 時(shí)光電耦合器導(dǎo)通構(gòu)成回路，繼電器部分處于非工作狀態(tài)，而輸入為0 時(shí)，光電耦合器不工作，使得繼電器部分處于工作狀態(tài)。由于單片機(jī)初始化是I/O 輸出為高電平，正好可使外部繼電器處于常開(kāi)開(kāi)關(guān)處，當(dāng)通過(guò)按鍵或者紅外定時(shí)到關(guān)閉時(shí)間時(shí)，I/O 輸出低電平即可讓繼電器處于常閉開(kāi)關(guān)處，從而讓外部插座可用，這樣便可實(shí)現(xiàn)定時(shí)設(shè)置的智能開(kāi)關(guān)功能。

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)部分包括液晶顯示程序、DS1302 計(jì)時(shí)程序、獨(dú)立式按鍵處理程序和紅外遙控處理程序等。由于定時(shí)設(shè)置是通過(guò)獨(dú)立式按鍵或者紅外遙控器的1 ～6 按鍵進(jìn)行設(shè)置的，程序在按鍵掃描部分和紅外信號(hào)的解碼部分相對(duì)重要。在檢測(cè)到被設(shè)置了定時(shí)任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)要檢測(cè)是否到達(dá)定時(shí)時(shí)間，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

圖3 程序流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)的定時(shí)插座實(shí)現(xiàn)一路插座定時(shí)控制，若在設(shè)計(jì)時(shí)多加入幾路的插座控制，用戶(hù)只需將要定時(shí)控制的用電器具都插在定時(shí)插座上，通過(guò)各自的定時(shí)設(shè)置，便可使各電器按照預(yù)定計(jì)劃工作，同時(shí)，還可給定時(shí)插座加上漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)語(yǔ)音指示等功能，使其更具實(shí)用性。

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