基于C52單片機(jī)的智能家用插座的簡單設(shè)計(jì)

劉與奕

摘 要：隨著現(xiàn)代化的程度的日益提高，社會(huì)發(fā)展過快，導(dǎo)致目前能源的需求量越來越大，能源的浪費(fèi)也日益嚴(yán)重。如何解決能源浪費(fèi)問題是我們考慮的重中之重。就拿家用插座來說吧，每次回到家里，插座上都插滿了電器設(shè)備，有許許多的電氣設(shè)備還處于待機(jī)狀態(tài)。于是，我們設(shè)計(jì)一款智能家用插座用來取代傳統(tǒng)的插座，它的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)嵭凶晕彝〝嚯姽δ?。本設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)作為主控芯片，LED1602液晶顯示器，繼電器，紅外傳感器等等。通過繼電器進(jìn)行監(jiān)控，可以調(diào)節(jié)通斷電，紅外傳感器感應(yīng)到物體放出的紅外線從而輸出電信號(hào)給STC89C52單片機(jī)觸發(fā)外部中斷，指動(dòng)石排插斷電，LED1602顯示是否電路工作。智能化的插座能給人們的生活帶來許許多多的便利，也給人們的生活帶來了一份保障。

關(guān)鍵詞：STC89C52；繼電器；紅外傳感器；LED1602液晶顯示器

一、概述

改革開放這幾十年，中國的經(jīng)濟(jì)與科技取得了飛速的發(fā)展，令世界各國矚目。隨著中國老百姓的生活水平的提高，人們不僅僅只是吃飽穿暖，而是開始享受生活，買大量的家用電器來取代手工勞動(dòng)的勞累，他們確實(shí)給了我們帶來了生活上的便利。同時(shí)，由于我們的疏忽或者不予理會(huì)這些家用電器，使得有許許多多的家用電器處于待機(jī)狀態(tài)，尤其到了夏天，天氣炎熱，這樣的疏忽會(huì)導(dǎo)致家用插板起火，引發(fā)火災(zāi)，會(huì)給人們安全得到不了保障而且財(cái)產(chǎn)損失也是十分嚴(yán)重。每年，在國內(nèi)發(fā)生插板導(dǎo)致起火的例子舉不勝數(shù)，所以需要我們設(shè)計(jì)一塊智能家用插板來解決大家的麻煩。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著電子科技時(shí)代的到來，生活中我們會(huì)運(yùn)用到很多各種各樣的電子產(chǎn)品，我們的生活便會(huì)對能源的需求量逐漸增加，而能量是慢慢消耗殆盡的，為了解決這一問題，就必須節(jié)約能源，設(shè)計(jì)的智能插座，采用單片機(jī)控制插座，讓它的設(shè)定時(shí)間范圍規(guī)定在一天24小時(shí)之內(nèi)，然后根據(jù)人類自己的意愿控制用電器具的開閉，同時(shí)這個(gè)設(shè)計(jì)也能通過紅外線控制插座，從而達(dá)到節(jié)約能源，保護(hù)家用電器的使用，使能源的到保護(hù)。

我們生活越來越好，人們對家居電器使用的私密性、安全性和節(jié)能性都會(huì)有一定的要求，市場的需求量會(huì)不斷增加，給人們的生活帶來便捷。試想一下：“走在路上就能遙控家里的所有電器，讓它提前做好準(zhǔn)備，等待我們回家，還能控制我們生活中的用電，避免家電不良耗電，準(zhǔn)確的測量，節(jié)約用電成本”。對于普通家庭來說，智能插座的實(shí)現(xiàn)能帶給每個(gè)家庭便捷和高科技，這無疑是一種很好的生活體驗(yàn)。

目前來說，我們一般家庭所用的插座都是只具備普通通電的功能，沒有定時(shí)開閉的功能。所以現(xiàn)有的插座已經(jīng)開始出現(xiàn)了退化。而設(shè)計(jì)一款功能強(qiáng)大，保證家電的用電的安全的智能插座有著強(qiáng)大的市場需求。利用單片機(jī)作為核心元件的智能插座裝置比較少見，由于利用到單片機(jī)技術(shù)在實(shí)際上運(yùn)用會(huì)比較浪費(fèi)，另一方面單片機(jī)的成本也比較高，并且程序的編寫也是比較麻煩的，很少有設(shè)計(jì)者作這方面的設(shè)計(jì)。

說句實(shí)在話，國外的技術(shù)已經(jīng)很成熟了，而國內(nèi)還處于發(fā)展階段。目前，市面上僅僅只有簡單的機(jī)械式插板斷電，這種功能的插座畢不能滿足未來我們對生活的要求。智能插座對電源實(shí)行自動(dòng)斷電，給人們帶來方便的同時(shí)又對社會(huì)能源起到了一定的節(jié)約作用。

智能插座有效地解決了待機(jī)消耗電能等問題，從而提高了智能插座的使用壽命，促使我國朝著節(jié)約電能，降低功耗的發(fā)面發(fā)展，也消除了家用插板起火這一毛病。這款廠品可以適用于手機(jī)，風(fēng)扇，空調(diào)，彩電，電飯煲，洗衣機(jī)，電腦充電。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷完善，相信對功率的承受也越來越高，成本也來越低，任何家庭都能接受這平民化的價(jià)格。

三、設(shè)計(jì)的思路與方案

方案一：設(shè)計(jì)以STC89C52為主控芯片控制開關(guān)插座，設(shè)置的定時(shí)范圍在一天之內(nèi)，也就是24小時(shí)，24小時(shí)之內(nèi)不斷循環(huán)通過我們自己的設(shè)置控制電器的通電與斷電，除了自己手動(dòng)設(shè)置以外我們還能通過紅外遙控設(shè)置。實(shí)時(shí)時(shí)鐘的芯片用的是我們經(jīng)常用到的功能強(qiáng)大的DS1302芯片，它記錄的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。從而達(dá)到我們需要的功能目的。

系統(tǒng)框圖如圖1：

方案二：設(shè)計(jì)定時(shí)開關(guān)，通過我們以前課本上所學(xué)的計(jì)數(shù)器以倒計(jì)時(shí)的方式進(jìn)行計(jì)數(shù)，預(yù)置時(shí)間的設(shè)置是拔碼，發(fā)出一個(gè)信號(hào)的說明到達(dá)了某一個(gè)時(shí)間時(shí)，則電器就會(huì)工 作。粗講一下具體原理：由555組成秒脈沖發(fā)生器，CD40192構(gòu)成倒計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)器，撥碼開關(guān)是預(yù)設(shè)時(shí)間，數(shù)碼管用來顯示，蜂鳴器用來報(bào)警。

設(shè)計(jì)框圖如圖2：

兩種方案的比較：

兩個(gè)方案都能實(shí)現(xiàn)智能插座的功能。若用計(jì)數(shù)器模塊組成設(shè)計(jì)，數(shù)字集成塊會(huì)運(yùn)用到和多，電路相對于單片機(jī)電路會(huì)更復(fù)雜，且這款電路，它的精度比較低，需要的元件也較多，我們在焊接時(shí)可能會(huì)毀掉一些元器件，增加了成本。但是方案二中我們運(yùn)用的是單片機(jī)，單片機(jī)的功能更加強(qiáng)大、靈活，而且還能隨時(shí)改變程序。單片機(jī)主要是通過程序的編寫來完成，電路的復(fù)雜性會(huì)比組成模塊的少，成本也就降低了不少。

選用方案的確定：

兩個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的比較，計(jì)數(shù)器電路比單片機(jī)電路相對差，略顯笨重，它的功能也相對來說比較弱小，成本也高，所需硬件的復(fù)雜度高，所以，綜合評(píng)價(jià)，我們采用的是單片機(jī)電路。

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