基于单片机的定时插座设计.

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 STCC51RC 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：STCC51RC;定时插座；1602液晶；键盘

Design of Control Outlet Based on SCM

Abstract： With the increasing popularity of home appliances 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 ATS52 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：STCC51RC,Timer switch,LCD 1602,Keyboard

目录

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第一章绪论 .................................................................... 1

1.1选题的目的与意义 ....................................................... 1 1.2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 第二章系统设计方案 ........................................................... 3

2.1系统结构与功能 ......................................................... 3 2.2方案框图 ............................................................... 3

2.2.1 方案 1 ....................................................................................................... 3 2.2.2 方案 2 ........................................................................................................ 3 2.3开关的选择 ............................................................. 4 2.4 显示方式选择 ........................................................ 4 2.5时钟的实现及单片机的选择 .............................................. 5 2.6按键控制部分的实现 .................................................... 5 第三章主要元器件原理及其应用 ................................................. 7

3.1单片机STCC5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 .................................. 10

3.2.1 主要特性 ...................................................... 10 3.3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 ......................................................... 14

4.1电源电路 .............................................................. 14 4.2单片机最小系统 ....................................................... 15 4.3液晶显示 .............................................................. 17 4.4 继电器驱动电路 ..................................................... 18 4.5键盘电路 .............................................................. 19 4.6

插座电源控制电路 ................................................ 19

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目录

4.7报警电路 .............................................................. 20 第五章系统软件设计 ........................................................... 21

5.1开发环境 .............................................................. 21 5.2各模块程序设计 ....................................................... 21

5.2.1 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 ......................................................... 31

6.1硬件制作 .............................................................. 31 6.2 硬件电路调试 ......................................................... 31

6.2.1 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 ........................................... 32 6.2.4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

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第一章绪论

1.1选题的目的与意义

现如今，生活水平提高，生活节奏加快，市面上的插座往往由于其功能过于单 一而不能满足我们的需求。比如：电动车充电通常是

8小时左右，太长则容易损耗

电池，太满则充不满，如果晚上充电，又经常不想从家里出来到车库去给车充电。 白天充电又忘记拔电源；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。

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。除此之外，长期通电会使家用电器电路老化，降低了电器的使用寿命， 还容易漏电引发火灾。据和消防部门有关资料显示，全过平均每天发生火灾358 起，其中电器火灾占30%以上，其主要原因是超负荷、短路、电弧等。大多数情况 下并不是我们不去关闭电源，而是由于忘记了切断电源。

综合以上原因考虑，我们急需要一款智能插座。此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，还能消除安全隐患，最终使我们的生活更加方便化、智能化。

时控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 时制时钟走时模式，定时时间范围最小为 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、 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。

通电控制,

24小

1.2本课题在国内外的发展现状及趋势

目前，在市面上，时间控制器技术相对先进，种类齐全，时间控制器被广泛应 用于各类电器中，通过对时间的控制是人们的生活更加简单化、智能化。在智能插 座的领域却还处于刚刚发展的阶段，智能插座也仅仅于旋钮定时器，或者计数 器芯片设计的体积较大的时控插座。这种插座定时时间单一，功能单一，定时准确 性低，很难真正满足我们日常生活的需求。现在急需将一种功能强大的时控插座来 满足市场需求，改善我们的生活。

随着现代电子科学技术的发展，由于单片机具有优异的性价比、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，成品价格下降，越来越被 广泛应用。这种新兴产业的发展，势必在日常生活中产生深远的影响。由单片机实

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现对插座的定时控制正符合这一发展规律。以单片机为核心的时控插座具有一下特 点：1、定时功能。2、采用1602液晶显示技术，准确的显示现实时间、定时时间 3、具有闹铃提示功能，可以用于提醒定时时间结束。

随着科技的发展，以后的时控插座已经不足够满足人们的需求。比如：对家中 家用电器的集中管理；灯的开关、光强，窗帘的控制；回到家中可以设计模式、休 闲模式、睡眠模式等；还有家中的安全问题，门窗监控、视频监控、煤气和温度监 控等等。将这些统一放在一起管理，就方便了我们的生活。于是智能家居就诞生了。 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施 智能家居系统的过程就称为智能家居集成。

智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制 技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协 议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综 合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成 所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全 防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、 家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智 能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制 模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音 视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背 景音乐、家庭影院等方面。

通过智能家居我们能更方便的生活。冬天时，在回家之前打开家中的电暖器或 者空调、电饭煲，等回到家中，能感到久违的温暖。夏天时，回家之前打开空调， 回到家中体验凉爽。睡觉时，按下睡眠模式，监控设备打开，灯光控制系统关闭光 源，窗帘自动拉上，再体验轻松睡眠的同时也保证了家中的安全。周末了，在家中 也可以体验一把电影院的乐趣，按下影院模式，窗帘拉上，家庭影院打开，投影仪 开启，投影幕落下。科技改变生活，随着科技的发展，智能家居智能生活已不是个 梦想。

1.3本课题要解决的主要问题

本论文主要是完成一种低成本、低价格、功能强大的单片机定时控制插座系统 的设计与开发。包括硬件电路和主要的软件设计。

本课题详细分析系统的硬件设计和软件设计，给出电路原理图，以及主要程序 设计的流程图和程序。主要采用 51单片机为核心单元，利用单片机的定时器， 等功能设计的一款具有定时和记忆的单片机时控插座。

I/O

第二章系统设计方案

本章主要讨论了系统的总体方案以及各模块的设计方案，包括了控制核心、开 关、显示模块、时钟电路以及键盘电路方案。

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2.1系统结构与功能

系统总体设计主要实现以下功能：

（1） 人机交互界面：通过1602液晶显示屏，与按键建立起一套完善的人 机交互界面。可以用于设置定时的参数。查看定时参数，现实时间。

（2） 设置定时时间：用户通过人机交互界面，查找到设定时间界面，设置对应 的每一组的设置时间。

（3） 设置现实时间：由于各种外界因素会导致系统现实时间与实际现实时间相 异，系统支持修改系统现实时间。用户通过人机交互界面，查找到设定时间界面， 设置系统现实时间。

（4） 报警：当用户设定时间结束时会出现报警提示。

2.2方案框图 2.2.1方案1

采用数字电路控制。用以74LS161计数器构成的定时器电路做为智能插座的核 心控制，用拨码开关做为用户设置按键，其中包括了定时时间设定，系统时间初始 化设定，开始停止控制时间的设定。通过 数字电路设计的方案需要大量的

555定时电路为计数器提供时钟，通过级 74LS161芯片以提供较长的定时时间（若定时

联74LS161做为倒计时电路，通过与输出时间比较控制触发器从而控制电路的开关。 采用时钟为1Hz，定时10小时需要36000S,需要四片74LS161），系统结构复杂，成本 较高，系统稳定性差，定时时间调整不灵活。故不采用此方案。

2.2.2方案2

采用一种以STCC51为核心的单片机控制方案。选用单片机ATS51作为本 设计的核心元件，利用单片机灵活的编程设计和丰富的10端口，及其控制的准确性， 实现基本的定时控制功能。在单片机的外围电路外接输入键盘及 1602液晶用于构造 人机交互界面以设置各个参数。其原理如下图 2.1所示：

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图2.1单片机控制密码锁原理图

由此可以看出方案二控制灵活、节约成本和稳定性强的特点，此外还具有扩展 功能，根据现实生活的需要此次设计采用此方案。

2.3开关的选择

现代自动控制设备中，都存在一个电子电路 -- 电气电路的互相连接的问题， 一方面要是电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件（电动机、电灯、热 水器等），另一方面又要为电子线路的电器电路提供良好的电隔离，以保护电子电路 和人身的安全。电子继电器和光耦合器便能起到这一桥梁的作用。下面简要介绍各 个方案的特点。

方案一：采用继电器作为控制 220V通、断的开关。固态继电器（SSR）与机电继 电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器 本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利 用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管， 功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火 花地接通和断开被控电路。选用 SRD-05VCD-SL-C继电器最大电路可达到10A，即 继电器的正常工作范围为0到2200瓦，可以给大部分家用电器供电。

方案二：采用光耦合器实现单片机控制开关。耦合器（

optical coupler，英文缩

写为0C）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。 它对输入、 输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已 成为种类最多、用途最广的光电器件之一。

本次设计开关部分可以用继电器也可以用光耦合器。考虑到本设计继电器足以 满足设计要求，而且继电器比光耦合器便宜，故选用继电器。

2.4显示方式选择

在模拟电子和数字电子中，常用显示数据的有数码管和液晶显示器。

方案一：采用LED数码管显示。虽然功耗低，控制简单，但却只能显示数字和 一些简单的字符，而且显示信息少，需要较多位的数码管，占用了较多的单片机 口，没有较好的人机界面。

方案二：采用LCD液晶显示，可以显示所有字符及自定义字符，并能同时显示 多组数据、汉字，字符清晰。由于自身具有控制器，不但可以减轻主单片机的负担， 而且可以实现菜单驱动方式的显示效果，达到友好的人机介面。LCD显示能解决LED 只能显示数字等几个简单字符的缺点，性能好，效果多，控制方便，显示方式多， 且能耗也较少。

这次设计中不仅要显示相应的时钟、定时组别、目前运行的模式，而且还要显 示出相应的定时开始时间和结束时间，需要显示的信息较多，所以采用方案二，用 LCD显示结果。

I/O

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2.5时钟的实现及单片机的选择

时钟的实现可已通过使用时钟芯片或者单片机的定时器实现。下面简要介绍几 种方案的特点。单片机仅用于控制继电器、键盘，实现时钟和定时，用 机都可以实现。根据在学校比较流行的学习单片机是

51结构的有

Atmel的ATCXX系列、ATSXX系列、ATC20系列（20引脚）或STC的所有 单片

STCC51系列，而且

STCC51单片机便宜，购买方便，下载方便，故单片机选用 STCC51单片机。

方案一：时钟通过使用时钟芯片来实现，控制部分通过使用单片机来实现。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，现在流行的时钟 芯片有DS1302、DS1307、PCF8485 SB2068等。使用时钟芯片可以得到准确的时 钟走时，可用简单的程序实现定时开关插座的定时功能。

方案二：时钟通过单片机的内部定时器来实现时钟。单片机的内部定时器可实 现较为精确的时钟走时，定时50毫秒的误差率极小，可达到定时开关插座的使用要 求。使用单片机内部定时器可简化硬件电路，可以节省开支，但是编程的难度有所

本次设计的时钟走时用单片机定时器已经可以完全达到定时开关插座的使用要 求，并可省去时钟芯片，节省开支。考虑到软件的难度增加可换来更好的性价比， 所以选用方案二。

2.6按键控制部分的实现

时钟时间和定时时间的设置功能可以通过按键来实现。按键的实现可以通过以 下两种方案实现：

方案一：单片机的每一个I/O 口与一个按键相连，这样就可以根据扫描I/O 口的 电平变化实现相关功能。这样可以很简单的实现按键的功能。

方案二：使用矩阵键盘实现。矩阵键盘可以用较少的 能节省更多的I/O 口，利于系统扩展功能。但是编程复杂。

根据本定时开关插座的设置要求，用到 4个按键。通过两个方案的对比，方案 一的实施办法更符合要求

I/O 口实现多个按键功能，

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第三章主要元器件原理及其应用

本章主要讨论了各模块元器件的选择以及元器件的工作原理。

3.1单片机STCC5简介

主CPU电路选用STCC51RC系列单片机，STCC51RC是采用8051核的ISP (In System Programming在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为 80MHz，片内含8K Bytes 的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8位处理器和ISP Flash存储单元，具有在系统可编程

(ISP)特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部， 省去了购 买通用编程器，而且速度更快。STCC51RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容 8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结 构，内部集成MAX810专用复位电路。

3.1.1 主要特性

(I) 增强型1T流水线/精简指令集结构8051CPU

⑵工作电压：3.4V-5.5V( 5V单片机)/2.0V-3.8V( 3V 单片机)

(3) 工作频率范围：0-35MHz，相当于普通 8051的0〜420MHz.实际工作频率可达 48MHz.

(4) 用户应用程序空间12K/10K/8K/6K/4K/2K字节 (5) 片上集成512字节RAM

⑹通用I/O 口( 27/23个)，复位后为：准双向口 /弱上拉(普通8051传统I/O 口)可 设置成四种模式：准双向口 /弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O 口驱动 能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过55mA

(7) ISP(在系统可编程)/IAP (在应用可编程)，无需专用编程器可通过串口 (P3.0/P3.1) 直接下载用户程序，数秒即可完成一片

(8) EEPROM 功能 (9) 看门狗

(10) 内部集成MAX810专用复位电路(外部晶体20M以下时，可省外部复位电路) (II) 时钟源：外部高精度晶体/时钟，内部R/C振荡器。用户在下载用户程序时，可选 择是使用内部R/C振荡器还是外部晶体/时钟。常温下内部R/C振荡器频率为：5.2MHz〜 6.8MHz。精度要求不高时，可选择使用内部时钟，因为有温漂，请选

(12) 有2个16位定时器/计数器

(13) 外部中断2路，下降沿中断或低电平触发中断,Power Down模式可由外部中断低电 平触发中断方式唤醒

4MHz〜8MHz

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(14) PWM(4路)/PCA (可编程计数器阵列)，也可用来再实现4个定时器或4个外部 中断(上升沿中断/下降沿中断均可支持)

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(15) STCCc516AD具有ADC功能。10位精度ADC，共8路 (16) 通用异步串行口 (UART) (17) SPI同步通信口，主模式/从模式 (18) 工 作温度范围：0-75C /-40-+85C

(19) 封装：PDIP-28, SOP-28, PDIP-20, SOP-20, PLCC-32,TSSOP-20超小封状，定 货)

3.1.2引脚功能说明

管脚图如3.1所示。

T2/P1. 0 T2EX/PL 1 PL.2 P1.3 | P1.1 | PLS | P1. 6 | P1. 7 | RXD/P3. 0 TXD/P3. 1 INT0/P3. 2 INT1/P3.3 TO/P3.4 1 2 3 10 39 3B 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC

P0. 0 ADO PO. 1/AD1 PO.2/AD2 F0. 3. AD3 PO. 4/AD4 PO. 5/AD5 PO. 6/AD& PD. 7/AD7

1 5 6 7 8 9 10 11 r: 13 RST | EA ____

ALE,泪 ROG

14 15 T1/P3. 5 頸炸3. 6 RD/P3. 7 XTAL2 | XTAL1 | P2, 7/A16 K. fi/AH

P2. 5/A13 P2.. 4/Al 2 P2.3/A1L P2. 2/A10 P2. 1/A9

16 17 18 19 20 vss 1 图3.1 STCC51管脚图 P0 口： P0 口是一个8位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8个TTL 逻辑电平。对P0端口写“ 1时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式 下，P0具有内部上拉电阻。

在flash编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校 验时，需要外部上拉电阻。

P1 口： P1 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1输出缓冲器能驱动4个 TTL逻辑电平。对P1端口写“ 1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。 作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流(

IIL )。

此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和时器/计数器 2的触发输入(P1.1/T2EX),具体如下表所示。 在flash编程和校验时，P1 口接收低8 位地址字节。

引脚号第二功能

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P1.0 T2 （定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX （定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI （在线系统编程用） P1.6 MISO （在线系统编程用） P1.7 SCK （在线系统编程用）

P2 口： P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4 个TTL逻辑电平。对P2端口写“ 1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口 使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（

在访问外部程序存储器或用 16位地址读取外部数据存储器（例如执行

IIL ）。 MOVX

@DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。 在使用8位地址（如MOVX @RI ）访问外部数据存储器时，P2 口输出P2锁存器的内容。 在flash编程和校验时，P2 口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3 口： P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4 个TTL逻辑电平。对P3端口写“ 1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口 使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（ 口亦作为STCC52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 P3 口也接收一些控制信号。

端口引脚第二功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 INTO（外中断 0） P3.3 INT1（外中断 1） P3.4 TO（定时/计数器0） P3.5 T1（定时/计数器1）

P3.6 WR（外部数据存储器写选通） P3.7 RD（外部数据存储器读选通）

此外，P3 口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。

RST――复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单 片机复位。

ALE/PROG――当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE （地址锁存允许）输出 脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的 脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储 器时将跳过一个ALE脉冲。

对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。

如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止 ALE操作。该位置位后，只有一条 MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引

IIL ）。P3

flash编程和校验时，

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脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置 ALE禁止位无效。

PSEN――程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当STCC52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲， 在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN信号。

EA/VPP――外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为 OOOOH-FFFFH） , EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位 LB1被编程， 复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。

FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件 是使用12V编程电压Vpp o

3.2 1602工业字符型液晶简介 3.2.1 主要特性

工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）。1602液晶管脚图 如图3.2所示。

LCD 14502

图3.2 1602液晶管脚图

1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光 电源线VCC（15脚）和地线GND（16脚），其控制原理与14脚的LCD完全一样。1602管脚 说明表如表3.1所示。

表3.1 1602液晶管脚说明

引脚

符号

功能说明

1 2

VSS VDD

一般接地

接电源（+5V）

3 V0

液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对 比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个

10K的电位器调整对比度）。

4

RS

RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平 0时选择指令寄存器。

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R/W为读写信号线，高电平（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。 E（或EN）端为使能（enable）端，下降沿使能。 低4位三态、双向数据总线0位（最低位） 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

R/W E DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7 BLA BLK 低4位三态、 双向数据总线1位 低4位三态、 双向数据总线2位 低4位三态、 双向数据总线3位 高4位三态、双向数据总线4位 高4位三态、双向数据总线5位 高4位三态、 双向数据总线6位 高4位三态、 双向数据总线7位（最高位）（也是 busy flag ） 背光电源正极 背光电源负极 3.3继电器介绍

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称 输出回路），通常应用于自动控制电路中，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。

3.3.1继电器的继电特性

继电器的输入信号x从0连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值

xx，继电器的输出

信号立刻继续增大，输出信号 y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf， 继电器开始释放，常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的 输入-输出特性。

释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即Kf=xf/xx。

触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数，即 Kc=Pc/P0。

3.3.2继电器工作原理及特性

（1）电磁继电器的工作原理和特性

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一

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定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作 用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。 当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使 动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、 切断的目的。对于继电器的 常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处 于断开状态的静触点，称为 常开触点”；处于接通状态的静触点称为 常闭触点”

（2） 热敏干簧继电器的工作原理和特性

热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。

它由感温

磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不 用线圈励磁，而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感 温磁环的温控特性决定的。

（3） 固态继电器（SSR）的工作原理和特性

固态继电器是一种两个接线端为输入端， 另外两个接线端为输出端的四端器件， 中间 采用隔离器件实现输入输出的电隔离。

固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭 型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型，其中以光电隔离型最多。

（4） 磁簧继电器

磁簧继电器是以线圈产生磁场将磁簧管发生动作的继电器， 为一种线圈传感装置。因 此磁簧继电器具有尺寸小、轻量、反应速度快、短跳动时间等特性。

当整块铁磁金属或者其它导磁物质与之靠近的时候发生动作， 开通或者闭合电路。由 永久磁铁和干簧管组成。永久磁铁、干簧管固定在一个不导磁也不带有磁性的支架上。以 永久磁铁的南北极的连线为轴线，这个轴线应该与干簧管的轴线重合或者基本重合。由远 及近的调整永久磁铁与干簧管之间的距离，当干簧管刚好发生动作（对于常开的干簧管， 变为闭合；对于常闭的干簧管，变为断开）时，将磁铁的位置固定下来。这时，当有整块 导磁材料，例如铁板同时靠近磁铁和干簧管时，干簧管会再次发生动作，恢复到没有磁场 作用时的状态；当该铁板离开时，干簧管即发生相反方向的动作。磁簧继电器结构坚固， 触点为密封状态，耐用性高，可以作为机械设备的位置开关，也可以用以探测铁制门、 窗等是否在指定位置。

（5） 光继电器

光继电器为AC/DC并用的半导体继电器，是发光器件和受光器件一体化的器件。输 入侧和输出侧电气性绝缘，但信号可以通过光信号传输。

其特点为寿命为半永久性、微小电流驱动信号、高阻抗绝缘耐压、超小型、光传输、 无接点等。主要应用于量测设备、通信设备、保全设备、医疗设备等。

3.3.3继电器主要产品技术参数

（1）额定工作电压

额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压，也就是控制电路的控制电 压，根

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据继电器的型号不同，可以是交流电压，也可以是直流电压。

（2） 直流电阻

直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。 （3） 吸合电流

吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。 在正常使用时，给定的电流必须 略大于吸合电流，这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压，一般不要超 过额定工作电压的1.5倍，否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

（4） 释放电流

释放电流是指继电器产生释放动作的最大电流。 当继电器吸合状态的电流减小到一定 程度时，继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。

（5） 触点切换电压和电流

触点切换电压和电流是指继电器允许加载的电压和电流。 它决定了继电器能控制电压 和电流的大小，使用时不能超过此值，否则很容易损坏继电器的触点。

3.3.4继电器的选用

（1） 先了解必要的条件

① 控制电路的电源电压，能提供的最大电流； ② 被控制电路中的电压和电流；

③ 被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可 作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流， 否则继电器吸合是不稳定 的。

（2） 查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和 规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。

（3） 注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要 考虑电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。

通过上面的性能了解和比较，及考虑的器件的性价比，本设计选择电磁继电器。

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第四章硬件电路的设计

本章节详细讨论了各个模块的具体电路的设计，包括电源模块、单片机最小系统、液 晶显示模块、继电器驱动模块以及键盘模块。

4.1电源电路

系统要提供稳定的直流5V供单片机及其所控制的外围电路（包括液晶、键盘、继电 器等）和提供220交流电给插座。在电源的设计中，用 220V交流电经过变压器降压后经 7805稳压后给单片机控制系统供电。7805三端稳压集成芯片有很多种型号，但是标称最 大输出电流均为1.5A，在实际应用中，该最大输出电流往往取决于两个方面：（1）足够大 的散热面积；（2）在设计中，必须保证7805的输入电压Vi和输出电压Vo的压差大于2.5V, 即Vi-Vo>=2.5V，否则会失去稳压能力。同时单片机控制系统还用

6V干电池作为储备电

源，当交流电源失电或者失效时，电压为 6V的直流电源通过二极管投入作用，硅二极管 的导通压降约为0.2V,因袭满足系统的电源要求。P25接的是经5W变压器降压后的交流电。 D33二极管起到保护电路的作用。发光二级

DS11是指示电源是否有电压输出。Header2

TO-220。它有一系列的稳固电

1.5A的

所接的是（由干电池提供）6V直流电的输入接口， 2接正，1接负。

X78xx系列是三端正电源稳压电路，它的封装形式为

压输出，应用非常的广泛。每种类型由于内部电流的，以及过热保护和安全工作区的 保护，使它基本上不会损坏。如果能够提供足够的散热片，它们就能够提供大于 同的电压和电流。

7805使用时应该注意的事项：

在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器 不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。

当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并 联起来，是其中最大输出电流为 N个1.5A，但应用时需要注意：并联使用的集成稳压电 路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的 流量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。 示。

7805稳压管如图4.1所 （当然小功率的条件下

输出电流。虽然是按照固定电压值来设计的，但是当接入适当的外部器件后，就能获得各 种不

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TO-220

1：输入;2：接地；3：输出

图4.1 7805稳压管管脚说明

电源电路如图4.2所示。

TR1

U1

7305

V ?n N-2P2S

1

C1 :

1C0uF \" vTEX\"

C2

105

C3 宀 C4

IWtf \" cT£xT>

1Q4

5V

图4.2电源电路

4.2单片机最小系统

单片机最小系统由复位电路、时钟电路和单片机 STCC51组成，如图4.3所示。

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U1

aMiMiNi^bgHI —J X1

>-TAL1 Q

■|*7

CRYSTAL

XTM2 2gF

RSI PO.OADO PO.1JAD1 PO.2/WD2 P0.3XAD3 P0.4WD4 P0.5)AD5 P0.6^AD6 P0.7XAD7 士

PSEN ALE EA R1

1k

亠土士亠P2.0/M P2.1/A9 P2 2ftK10 P2_3|iA11 P2 4IA12 P2_5|iA13 P2 6i6Al4 P2.7ilA15 P3.D^XD P3.1JTXD P3.24NTO iyd 玄圭ps.aywrT P3.4/ID P3.5/T1 P3.Gi^ aHia GND

图4.3单片机最小系统电路

⑴时钟电路模块

由于系统需要计算精确时间，所以该模块使用了一个 12MHz的晶振。时钟电路用于 产生单片机工作所需要的时钟信号， 为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟 信号控制下严格地按照时序工作。时钟电路图如图 4.4所示。

C1

U1

SQpfF

C2

2QpF

GND

口

CRYSTAL

X1

>XTAL1

XTAL2

RST

图4.4时钟电路

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(2) 复位电路模块

复位是单片机的初始化操作，单片机启动运行时，都必须复位。复位电路包括了上电 复位于手动复位两个部分。单片机复位信号为高电平复位。商店复位工作原理：上电时对 电容充电，使复位管脚电平拉高单片机复位，冲完后电容隔断电源于复位管脚由下拉电阻 拉至第电平单片机正常工作。手动复位原理：按下按钮复位管脚电平被拉高单片机复位， 松开按钮复位管脚电平拉低单片机正常工作。它的作用是使

CPU和系统中其他的部件处

于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。一般， 51系列单片机本身是不能自动 复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。 当程序和电路都要回到最初的状态时使用此

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电路。复位电路图如图4.5所示

A vcc

19 18

10uF

>XTAL1 XTAL2

RST

R1

10k

PSEhf ALE EA- GhJD —

图4.5复位电路

(3) 单片机 STCC51

宏晶公司的C51单片机是低功耗的具有4KB在线可编程Flash存储器的单片机。片 内的Flash可允许在线重新编程，也可使用通用非易失性存储器编程。 制器。

它将通用CPU和在

线可编程Flash集成在一个芯片上，形成了功能强大、使用灵活和具有较高性能价格比的 微控

4.3液晶显示

本设计选用的1602液晶为16管脚液晶，即带背光液晶。与单片机接口设计如下： 7—14:连接P0端口 4： 5： 6：

连接P2.2 连接P2.1 连接P2.0

1602液晶显示电路图如图4.6所示。

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LCDLM016L1

PO.O/ADO

P0.1/AD1 P0.2/AD2 R0 3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0JA8 P2.1l/A9 P2.2/A10

39

3

37 35 33 32

巫

图4.6 1602液晶显示电路

4.4继电器驱动电路

继电器的驱动电路如图4.4所示。这是典型的继电器驱动电路。单片机是一个弱电器 件，一般情况下它们大多工作在 5V甚至更低。。驱动电流在mA级以下。而要把它用于一 些大功率场合，比如继电器驱动，显然是不行的。所以就要有一个环节来衔接，这个环节 就是所谓的“功率驱动”。继电器驱动就是一个典型的、简单的功率驱动环节。

图中三极管8050有两个作用：一个是起放大作用，一个是起开关作用（严格来讲开 关作

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用是放大作用的极限情况）。P1处连接的是单片机的P2.7 口。P2.7 口给出高电平时， 三极管处于导通状态，并起放大作用，这样，继电器就能得到足够的驱动电流来正常工作。 当P2.7 口给出低电平时，三极管不工作，继电器因没电流通过而不工作。二极管 4148起 到保护作用。发光二极管LED0用于指示继电器是处于导通状态（灯亮）还是处于断开状 态（灯灭）。继电器驱动电路如图4.7所示。

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RL1

G2R-1E-DC5 *TEXT>

GND

图4.7继电器驱动电路

4.5键盘电路

本设计采用了键盘设计，只是用了 5个案件与单片机IO 口连接，利用简单 的逻辑方式实现了人机交互界面。该界面操作简单，便于控制。人机界面在软件设计板块 中将详细介绍。键盘电路如图 4.8所示。

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P2.0/A8 P2..1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2 4/A12 P25/A13 P2 6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P31/TXD

211

222

233

24

25

27

28

10

P3.21NT0-

7T

图4.8键盘电路

4.6插座电源控制电路

由于电源的通断并不频繁所以本设计才用了价格相对较低的继电器做为插座电源的 控制电路器件。由单片机的一个I/O 口经过三极管控制继电器的通断，从而控制插座的通 断电。插座电源控制电路如图 4.9所示。

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RL1

G2R-1E-DC5

图4.9插座电源控制电路

4.7报警电路

本设计报警电路由单片机I/O 口经三极管控制蜂鸣器进行报警。报警电路如图

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4.10。

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第五章系统软件设计

本章详细介绍了各个模块的软件设计流程以及部分源代码， 包括了时钟程序、人机界 面以及主程序

5.1开发环境

STCC51单片机软件开发平台为 Keil uvision4 C51，仿真环境为Protues,下载软件 为 STC_ISP。

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统， 与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易 用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等 在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（

uVision ）将这些部分组合在一起。运行

Keil软件需要 WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。

Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它 EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及 外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的 教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿

真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真， 一键切换到PCB设计， 真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件 和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、

PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33 AVR、ARM、8086 和 MSP430 等，2010 年即将增加 Cortex 和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持 IAR、Keil 和MPLAB等多种编译。

STC-ISP是一款单片机下载编程烧录软件，是针对 STC系列单片机而设计的，可下 载STC系列、12C2052系列和12C10等系列的STC单片机，使用简便，现已被广泛 使用。

5.2各模块程序设计 5.2.1主程序流程图

在本次设计中，主程序主要是在单片机的控制下，建立人机操作界面，对设定时间进 行储存分析，驱动液晶显示出相关信息，并通过对比分析定时时间与时钟，控制继电器的 通、断，从而达到控制插座的通、断电。在这个过程中，单片机首先进行初始化，包括设 置单片机各个端口的方向，各个变量的初始化，液晶显示初始化、继电器断开以及单片机 振荡频率的校准等。整个系统软件设计的流程图如图 5.1所示。

第24页

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main () {

TMOD=0x01; ET0=1; TR0=1; EA=1;

shi=1,fe n=0 ,miao=0,a=1,b=1,c=0,d=0,e=0,f=0; power=0; // 开电源 lcd」nit(); // 初始化 LCD

delay(1);

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\〃显示第一个界面

disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n, miao); while(1) {

if(teep==0) 〃每秒变化一次

{

disp_time(6,1,shi,fe n,miao);

第25页

5.1主程序流程图图

if(miao==60) {

miao=0; fen++; if(fen==60) {

fen=0; shi++; if(shi==24) {

shi=0; } } } if(k仁=0) {

EA=0;

Icd_cmd(0x01);

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//设置现在时间

// 清屏

disp_later(0,0,\"K2:H K3:M K4:O\disp_time(6,1,shi,fe n,miao); while(1) {

while(k2==0) {

delay(10); if(k2==1) {

shi++;

if(shi==24) shi=0; disp_time(6,1,shi,fe n, miao); } }

while(k3==0) {

if(k3==1) {

fen++; delay(10);

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if(fen==60) fen=0;

disp_time(6,1,shi,fe n,miao); } } if(k4==0) {

EA=1;

Icd_cmd(0x01);

〃清屏

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\

disp_time(6,1,shi,fe n, miao); break; } } } if(k2==0)

//显示闹铃时间 {

lcd_cmd(0x01);

disp_later(0,0,\"start:\显示：开始时间 disp_time(6,0,a,b,c); disp_later(0,1,\"delay:\disp_time(6,1,c,d,e); delay(500); lcd_cmd(0x01);

// 清屏

// 显示：持续时间

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n,miao); }

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

lcd_cmd(OxO1); // 清屏

disp_later(0,0,\"K2:H K3:M K4:O\disp_time(6,1,a,b,c); while(1)

//设置闹铃时间

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{

while(k2==0) {

delay(10); if(k2==1) {

a++;

if(a==24) a=0; disp_time(6,1,a,b,c); } }

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

b++;

if(b==60) b=0; disp_time(6,1,a,b,c); } } if(k4==0) {

lcd_cmd(0x01);

// 清屏

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_time(6,1,shi,fe n,miao); break; } }

} if(k4==0) {

lcd_cmd(OxO1);

disp_later(0,0,\"start:\显示：开始时间 disp_time(6,0,a,b,c); disp_later(0,1,\"delay:\

// 显示：持续时间

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disp_time(6,1,d,e,f); delay(10); while(k4==1) {

while(k1==0) {

delay(10); if(k1==1) {

a++;

if(a==24) a=0; disp_time(6,0,a,b,c); } }

while(k2==0) {

delay(10); if(k2==1) {

b++;

if(b==60) b=0; disp_time(6,0,a,b,c); } }

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

d=d+5; if(d==60) {

d=0; c++; if(c==24) c=0;

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}

disp_time(6,1,c,d,e); } } if(k4==0) {

lin g=1; n ao(); power=0;

// 开电源

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n, miao); break; } } }

if(li ng==1) {

if(shi==a+c) {

if(fen==b+d) {

power=1; // 关电源 lcd_cmd(0x01); 〃清屏 disp_later(0,0,\"TIME OVER\n ao(); n ao(); n ao(); lcd_cmd(0x01);

〃清屏

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n, miao); lin g=0; } } } }

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}

5.2.2时钟程序设计

单片机ATS52内的定时器0和定时器1能准确定时一段时间。故用定时器 0定时, 并通过计算定时次数来实现时钟走时。本设计定时器 0和定时器1都是定时50ms中断一 次，中断20次就能实现一秒钟。整个系统软件设计的流程图如图 5.2所示。

开始 定时器初始化

秒加一

时分秒满值判断 结束

图5.2定时中断程序流程图

void timer0() in terrupt 1 {

TH0=(65536-40000)/256; TL0=(65536-40000)%256; teep++; if(teep==2) {

teep=0; miao++;

// 秒加一

if(led==1)led=0;

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else led=1; if(miao==60) {

miao=0; fen++; if(fen==60) {

fen=0; shi++; if(shi==24) {

shi=0; } } } } }

5.2.3人机界面程序设计

人机界面(Human Machine Interaction,简称HMI ),是人与计算机之间传递、交换信 息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是指人和机器在信息交换和功能上 接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人 和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触， 与控制的作用空间。人机界面程序流程图如图 5.3所示。

还包括远距离的信息传递

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第六章系统制作及调试

6.1硬件制作

电路设计软件Protel是目前国内最流行的通用 CAD软件，它是将电路原理图设计、 PCB板图设计、电路仿真和PLD设计等多个实用工具软件组合后构成的 CAD工作平台。

本设计是首先在Protel软件上画好单片机最小系统、液晶与单片机连接电路、继电器 的外围电路及与单片机的链接电路、键盘与单片机的连接电路、电源电路等的原理图，然 后对原理图进行仿真，仿真无误后生成网络表后装载到

PCB环境中生成需要的PCB。其

PCB、转印

中，单片机控制继电器部分为了确保其在实际应用的准确性， 首先在万用板上焊接好继电 器电路，并接上插座后对其进行验证，证明使用本电路能正常工作后，再打印

到铜板上、用用双氧水稀释浓盐酸腐蚀、钻孔，并根据原理图由低器件（如电阻）到高器 件安放元器件（确保元器件的参数与电路中的一致），然后焊接元器件，完成了定时快关 插座的硬件电路板的制作。

6.2硬件电路调试

硬件单元电路制作好后，在上电之前，应该先用万用表对各个元件进行检查，在 排除了虚焊、短路、断路等问题后再通电进行电路功能的调试。具体调试过程如下所述： 6.2.1

元件的检测

任何组装好的电子电路，在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否有误。检查的 方法是对照电路图，按一定的顺序逐级对应检查，例如：对电路板的电阻阻值进行确定， 可以通过读取电阻上的色环进行确认。特别是注意电源是否接错，电源与地是否有短接， 集成电路和晶体管的引脚是否接错，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固等。用万用表 检测是不是有短路和断路现象。

给系统上电后，看下电源灯亮不亮。假如不亮，就要检查电源指示灯发光二极管的好 坏。还要用万用表测一下单片机等芯片的电压是不是符合要求。假如不是，就要进行各个 芯片的检查，看一下各个芯片的引脚有没有焊好，芯片是否损坏。

6.2.2电源电路的调试

电源电路作为整个系统的供电电路，其输出电压必须在单片机的正常工作电压范围 （4V到5.5V之间）内。在电源通220V交流电之前，一定要检查电路是否接错，特别是 极性电容是否有接反，防止出现极性电容接反而造成爆电容的现象。在确保器件接法无误 的情况下，接通电源，并用万用表测量输出电压，得到其电压为 5.3V。符合系统的正常工 作电压要求。接上干电池，断开交流电，由于干电池是经过

压要求。然后再用两部分电源同时供电，由于干电池部分有

4007二极管后再给系统供电， 4007二极管保护，不会出

4007二极管的压降为0.7V，测量得到新电池状态下输出电压为 5.4V，达到系统正常工作 电

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西安文理学院本科毕业设计（论文）

现干电池在电压低于5V时会损耗功率的情况，实现了其储备电源的作用

623单片机最小系统的调试

单片机STCC51最小系统的检测分为硬件调试及软件调试。硬件调试时用万用表测 量单片机的工作电压及各个管脚的电压是否达到正常工作电压。

在此检测中还要烧入程序

例如:

对各个I/O 口的输出进行测试，查看I/O 口所输出的电压是否与程序所控制值一致。

编写一个调试程序，使的所有I/O 口从P1.0 口开始依次赋予低电平，用万用表测量其输出 电压，确定是否与程序所付值一致，一致则证明正确；然后又对其依次赋予高电平，确定 是否与程序所付值一致，一致则证明正确。两次测试都正确，证明单片机最小系统是正常 工作的。

624显示模块的调试

显示模块硬件连接相对比较简单， 检查与调试过程中也没有遇到什么困难。 这次设计 中，结果用LCD1602来显示。在给系统上电后，要观察 LCD的亮度，为了减少功耗， LCD1602的背景灯的接地管脚同过I/O 口 P2.0的高低电平实现灭亮的要求，这种接法其 背光灯会较暗，但是能够满足其在白天和夜晚都可以看清楚显示内容的要求。

6.2.5键盘模块的调试

键盘调试相对容易。将键盘与单片机相连的 万用表测量电平是否变低。变低则证明键盘正常。

IO 口置高电平，按下按钮，用

6.2.6继电器电路的调试

继电器的外围电路硬件检测的工作最为简单，首先是测出三极管 继电器提供足够的电流，从而驱动继电器工作。

通过对定时开关插座的硬件制作与调试，系统的实物图如附录

3所示。

8050在给出工作电

平时它的各个管脚的电压值，然后看看是否工作在放大状态。三极管工作在放大状态，就 能给

6.3软件调试

软件调试与硬件调试相类似也需要一步一步来。

6.3.1显示模块调试

先在主程序中只写入1602液晶的初始化程序，让液晶在第一行显示几个字符。若未 显示则检查，看是否使能显示，以及读写时序是否正确。

6.3.2时钟模块调试

在主程序中加入定时器的初始化程序，让液晶显示一组时分秒，看定时器是否工作。 若工作则液晶显示的时分秒会开始变化，若不工作则检查初始化是否正确。

6.3.3键盘模块调试

在主程序中键入按键扫描程序，初始化一个变量，当检测到按键按下时，将对应键值 赋

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西安文理学院本科毕业设计（论文）

值给此变量，让液晶显示变量的值，检测按键是否工作。

634人机界面模块调试

在主程序中加入人机界面程序，按照操作检查对应操作是否起效

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西安文理学院本科毕业设计（论文）

结束语

本次毕业设计是一个基于单片机 STCC51的定时开关插座，包括方案选择、 软硬件设计、单片机最小系统、继电器驱动电路和键盘电路调试、硬件测试结果及 解决在电路调试时遇到的问题。

本次设计完成了一款定时开关插座系统。该系统采用51单片机STCC51编程 控制继电器的通、断来实现控制插座的通、断电，而继电器的通、断由定时组别确 定。在定时范围内继电器导通，否则断开。并用 信息。

当时钟走到定时开始时间时，继电器接通，插座给负载供电；时钟走到定时结 束时间时，继电器断开，插座停止给负载供电。总的来说，本次设计还是比较成功 的，各项指标都符合设计要求。由于毕业设计经费有限及有的元器件比较难购买到， 故定时开关插座系统存在一定的缺陷，可以做进一步的完善：例如可以用一个按键 实现多个功能，这样子按键数目就会大大减少，减小系统的体积。电源部分可以用 高频磁芯代替变压器，这样设计出来的电源重量及体积会更小，能使电源模块更加 小巧玲珑，从而减小整个系统的重量及体积，便于使用等等。

本次设计的定时开关插座自动化程度较高，符合定时开关插座的发展方向。系 统适用于日常家庭电器供电，如：给电风扇定时供电，给水塔定时抽水等等，具有 较高的实用价值。系统中的定时组数经简单改造后能增加组数，继电器改用能承受 更大的电流的继电器或者光耦合器，能使定时开关的应用更广，具有一定的应用前 景。

LCD1602显示出时钟及定时时间等

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致谢

本毕业设计是在王老师悉心的关怀与指导下完成，在此对老师献上最衷心地感 谢。王老师从毕业设计一开始就对我们严格要求，每周的周一都会和我们开见面会, 询问我们的毕设进度并了解我们遇到的困难，积极协助我们解决设计过程中的各种 难题，并要求我们每天记录在毕业设计中所作的工作进度及遇到的问题，让我们去 发现问题，解决问题。在我遇到难已解决的问题心中急躁时，王老师总是及时的给 予鼓励，使我能够有勇敢的克服困难，把毕设继续进行下去。王老师对学生的高度 关注和对工作高度负责的精神值得我们尊敬，也是我今后走向工作岗位的榜样。通 过本次毕业设计，不仅是对我们所学知识的一个汇总，同时也是考验我们学习能力 和动手能力的一个平台；让我们能学到更多的相关知识，更重要的是学到了面对困 难的不放弃、不气馁的态度，不骄不躁的办事风格，奋发向上的精神，这些在我今 后的生活和学习中都是一笔宝贵的财富。

最后，我要再次感谢王老师在毕业设计中对我的帮助，以及感谢在毕业设计中 对我进行过指导和帮助的所有老师和同学。

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西安文理学院本科毕业设计（论文）

参考文献

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⑸ 张晓光•用PIC单片机制作的电源定时插座[J].电子制作2010年05期：87

[6] 谭浩强.C语言程序设计[M].第三版.北京：清华大学出版社，2005: 204 [7] 戴佳等.51单片机实例精讲[M].第三版.北京：电子工业出版社，2008: [8] 李维郭强•液晶显示应用技术[M].北京：电子工业出版社，2001. [9] 张鑫.单片机原理及应用.第二版[M].北京：电子工业出版社，2010.

[10] 张迎新•单片机初级教程一单片机基础[M].第二版.北京：北京航空航天大学出 版社,2006.

[11] 张俊谟•单片机中级教程一原理与应用[M].第二版.北京:北京航空航天大学出 版社,2006. [12] 何立民.单片机高级教程一应用与设计[M].第二版.北京:北京航空航天大学出 版社,2007. [14] 蔡美琴等.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京：高等教育出版社,2003. [14] V.Yu.Teplov,A.V.A nisimov.Thermostatt in gSystemUsi ng

a Si ngle-Chip

Microcomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,2002 [15] Alla n R.Hambley.Electro nics Seco nd Editio n[M].Publishi ng House of Electronics Industry

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PIC microco ntrollers:embedded desig n by

，2009.

[16] Bates,Marti n.ln terfaci ng

in teractive simulatio n[M].Godin Lyttle press

第39页

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附录一系统原理图

ss □召 口严 9 kj口 tt 口p阿as 口um口 a

x—0口口 3口Q $ 1 ■ <0 1 {

口 疥一? D||' I

一 匸 旨 rl第40页

西安文理学院本科毕业设计（论文）

附录二程序清单

〃k1 ：设置现在时间 〃k2:显示闹铃设置时间 〃k3:设置闹铃时间

〃k4:闹铃开关状态设置，设为开 连续三次发声，设为 关时 发一次声 //从第二行的第一个开始

//设置现在时间或者闹铃时间设置如下 ：

〃k2:调整时 〃k3:调整分 〃k4:确认

#in elude

#defi ne uint un sig ned int

#defi ne uchar un sig ned char sbit rs = P2A0; sbit rw = P2A1； sbit ep = P2A2; sbit led=卩3人7; sbit k1 = P2A4; sbit k2 = P2A5; sbit k3 = P2A6; sbit k4 = P2A7; sbit bz =卩3人4; sbit power =卩3人5;

uchar shi,fe n, miao,a,b,c,d,e,f,teep,l ing;

uchar code table[]= {\"01234567:\

void delay(uchar z)

II延时函数

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{

uchar x,y; for(x=100;x>0;x--)

for(y=z;y>0;y--);

}

lcd_bz() {

uint result; rs = 0; rw = 1; ep = 1; delay(1);

result = P0 & 0x80; ep = 0; return result; }

void lcd_cmd(uchar cmd) {

while(lcd_bz()); rs = 0; rw = 0; ep = 0; delay(1); P0 = cmd; delay(1); ep = 1; delay(1); ep = 0;

} void lcd_dat(uchar dat)

//测试LCD忙碌状态

〃写入指令数据到LCD

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西安文理学院本科毕业设计(论文)

{

〃写入字符显示数据到 LCD

while(lcd_bz()); rs = 1; rw = 0; ep = 0; P0 = dat; delay(1); ep = 1; delay(1); ep = 0; }

void disp_later(uchar x,uchar y,uchar *p,uchar count) 数x表示第几位 y表示第几行

*p为指针

{

uchar i;

if (0 == y) x |= 0x80; //当要显示第一行时地址码 +0x80; else x |= 0xC0; //在第二行显示是地址码 +0xC0; lcd_cmd(x);

//发送地址码

〃disp(0,1,\"www.qm999.c n\第二行for(i=0;i{

lcd_dat(*p);

//发送要显示的字符编码

p++;

void disp_time(uchar x,uchar y,uchar h,uchar m,uchar s) {

if(0 == y) x |= 0x80; //当要显示第一行时地址码 +0x80; else x |= 0xC0; //在第二行显示是地址码 +0xC0; lcd_cmd(x); //发送地址码 lcd_dat(table[h/10]);

〃小时

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//写入字符函

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lcd_dat(table[h%10]); lcd_dat(table[10]); lcd_dat(table[m/10]); lcd_dat(table[m%10]);

lcd_dat(table[10]); lcd_dat(table[s/10]); lcd_dat(table[s%10]);

}

void n ao() {

bz=0; delay(500); bz=1; delay(500); }

void lcd」n it() {

lcd_cmd(0x38); delay(1); lcd_cmd(0x0c);

delay(1); lcd_cmd(0x06); delay(1); lcd_cmd(0x01); delay(1); }

main () {

TMOD=0x01;

ET0=1;

//分

//秒

//LCD初始化设定 //

//

//

〃清除LCD的显示内容

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TR0=1; EA=1;

shi=1,fe n=0 ,miao=0,a=1,b=1,c=0,d=0,e=0,f=0; power=0; lcd」nit(); delay(1);

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n, miao); while(1) {

if(teep==0) {

disp_time(6,1,shi,fe n,miao); }

if(miao==60) {

miao=0; fen++; if(fen==60) {

fen=0; shi++; if(shi==24) {

shi=0; } } } if(k1==0) {

EA=0;

lcd_cmd(0x01); 〃清屏

//设置现在时间

〃每秒变化一次

〃显示第一个界面

// 开电源 // 初始化 LCD

第45页

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disp_later(0,0,\"K2:H K3:M K4:O\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n,miao); while(1) {

while(k2==0) {

delay(10); if(k2==1) {

shi++;

if(shi==24) shi=0; disp_time(6,1,shi,fe n, miao); } }

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

fen++; if(fen==60)

fen=0;

disp_time(6,1,shi,fe n, miao); } } if(k4==0) {

EA=1;

Icd_cmd(0x01);

// 清屏

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\n,miao); break;

第46页

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} } } if(k2==0) {

lcd_cmd(OxO1);

disp_later(0,0,\"start:\显示：开始时间 disp_time(6,0,a,b,c); disp_later(0,1,\"delay:\disp_time(6,1,c,d,e); delay(500); lcd_cmd(0x01);

〃清屏

II 显示：持续时间

II显示闹铃时间

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n,miao); }

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

lcd_cmd(0x01);

II 清屏

II设置闹铃时间

disp_later(0,0,\"K2:H K3:M K4:O\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,a,b,c); while(1) {

while(k2==0) {

delay(10); if(k2==1) {

a++;

第47页

西安文理学院本科毕业设计（论文） if(a==24) a=0; disp_time(6,1,a,b,c); } }

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

b++;

if(b==60) b=0; disp_time(6,1,a,b,c); } } if(k4==0) {

lcd_cmd(OxO1);

〃清屏

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n, miao); break; } } } } if(k4==0) {

lcd_cmd(0x01);

disp_later(0,0,\"start:\显示：开始时间 disp_time(6,0,a,b,c); disp_later(0,1,\"delay:\disp_time(6,1,d,e,f); while(k4==1) delay(10);

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// 显示：持续时间

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{

while(k1==0) {

delay(10); if(k1==1) {

a++;

if(a==24) a=0; disp_time(6,0,a,b,c); } }

while(k2==0) {

delay(10); if(k2==1) {

b++;

if(b==60) b=0; disp_time(6,0,a,b,c); }

}

while(k3==0) {

delay(10); if(k3==1) {

d=d+5; if(d==60) {

d=0; C++；c=0; }

disp_time(6,1,c,d,e);

if(c==24)

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} } if(k4==0) {

lin g=1; n ao(); power=0;

// 开电源

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n,miao); break; } } }

if(li ng==1) {

if(shi==a+c) {

if(fe n==b+d) {

power=1;

// 关电源

// 清屏

lcd_cmd(OxO1);

disp_later(0,0,\"TIME 0VER\n ao(); n ao(); n ao(); lcd_cmd(0x01);

// 清屏

disp_later(0,0,\"1-SET 2-AL 3-SAL\disp_later(0,1,\"TIME:\disp_time(6,1,shi,fe n,miao);

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lin g=0; } } } } }

void timerO() in terrupt 1 {

TH0=(65536-40000)/256; TL0=(65536-40000)%256; teep++; if(teep==2) {

teep=0;

miao++; 〃秒加一 if(led==1)led=0; else led=1; if(miao==60) {

miao=0; fen++; if(fen==60) {

fen=0; shi++; if(shi==24) {

shi=0; } } } }

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附录三英文文献翻译

英文文献：

Application of Single Chip Processor

The mon olithic in tegrated circuit applicatio n, first is its con trol function, n amely lies in the realizati on computer control.But online control aspect, because the computation fuselage is in the system, therefore has the volume to the computer small, the power loss small, the cost low, the price in expe nsive as well as the con trol function strong and so on the requests, to these requests really it may be said must belong to the monolithic integrated circuit.At present the monolithic integrated circuit seeps each domain which lives to us, which domain is nearly very difficult to find not to have the monolithic integrated circuit trail.The missile navigation equipment, on the airplane each kind of measuri ng applia nee con trol, the computer n etwork com muni catio n and the data tran smissi on, the in dustrial automati on process real-time con trol and the data process ing, the widespread use each kind of in tellige nt IC card, the civil luxury car safety system,the camera, the completely automatic washer con trol, as well as program con trol toy, electr onic pet and so on, these cannot leave the mono lithic integrated circuit.Say nothing of automatic control domain robot, intelligent measuring applianee, medical in strume nt.

In humanity's each production activity and scientific experiment, in order to understand with the grasp ing en tire process progress and the final output, n eeds freque ntly carries on the in specti on and the survey to each kind of basic parameter or the physical qua ntity, thus obta ins the esse ntial in formatio n, and by it achieveme nt an alysis judgme nt and policy-mak ing basis.The exam in ati on tech no logy and the sen sor are people in order to was measured the object contains the in formati on carries on a series of tech ni cal measure which the qualitative un dersta nding and quota grasp ing adopts.

The moder n of scie nee and tech no logy fast developme nt causes the huma n society to en ter the information age, mainly will depend upon in the information age people's social activity to the in formati on resource developme nt and the gain, the tran smissi on and process ing, but the sen sor will be in head of the automatic detect ion and the con trol system, will be the sen satio n, the gain and the exam in ati on in formati on win dow; The sen sor bel ongs to the object of study and the observati on and con trol system connection in stallme nt, all scie ntific research and the product ion process must gain the information, all must transform through it for easy to transmit and the processing electrical sig nal.Therefore the sen sor status and the fun ctio n is extremely importa nt.

Sen sor fun ctio n quite Yu Ren five sen ses.The system automatic rout ine, the in tellectualized degree are higher, the system the level of depe ndency is bigger to the sen sor, the sen sor plays the decisive role to the system fun ctio n.Therefore, domestic and foreig n all lists as the sen sor tech no logy the most adva need tech niq ue.

第52页

西安文理学院本科毕业设计（论文）

The sen sor applicati on sen sor applicati on domai n in volves the mach ine manufacture, the commercial run control, the automobile electronic products, the correspondence electronic products, the expense electro nic products and the special purpose equipme nt and so on.

⑴ special purpose equipme nt

The special purpose equipment mainly includes domain application and so on the medical service, environmen tal protect ion, meteorology specialized electr onic in stallati on s.At prese nt the medical doma in is the sen sor sales volume huge, the profit con siderable emerg ing market, this doma in request sensing comp onent to the min iaturizati on, the low cost and the redu ndant reliable directi on develops. (2) in dustrial automatio n

Industry domain application sensor, like craft control, industry machinery as well as tradition; Each kind of survey craft variable (for example temperature, fluid positi on, pressure, curre nt capacity and so on); Survey electron characteristic (electric current, voltage and so on) and physical quantity

(movement, speed, load as well as intensity), as well as the traditional close/localization sensor developme nt is rapid.

(3) corresp ondence electr onic products

Han dset output large growth and the han dset new function un ceas ing in crease brought the opport unity and the challe nge for the sen sor market, the colored tablet han dset and the photograph han dset market share rises un ceas in gly in creased the sen sor in this doma in applicati on proporti on.ln additi on, will apply in the group teleph one and the non-rope teleph one ultras onic sen sor, uses in the mag ni storized medium the magn etic field sen sor and so on all appeari ng the strong trend growth. (4) automobile in dustry

The moder n high-quality passe nger vehicle computerizati on con trol system level key lies in uses the pressure transmitter quantity and the level, at present on an ordinary home use passenger vehicle probably in stalls several doze ns arrives the n ear hun dred sen sors, but on luxury car sen sor qua ntity may reach 200 much, the type usually reaches 30 kin ds, many pieces reach hun dred kin ds.

Curre nt elimi nates enhances the performa nee un ceas in gly and the reliability, the sen sor tech no logy total trend of developme nt is:

The sensor integration will be refers on the identical chip or is multitudinous the identical type the sin gle sen sor in tegratio n for uni dime nsion al, the two-dime nsional sen sor, or electric circuit in tegrati on in tegrati ons and so on sen sor and adjustme nt, compe nsati on.

The sen sor multi-purpose is en ables the sen sor simulta neously to have many kinds of exam in ati on function, the multi-purpose in tegrated sen sor develops an importa nt directi on, n amely in tegrates the many kinds of fun cti on sen sitive un it or ide ntical function many sen sitive un its on the chip, like the

第53页

西安文理学院本科毕业设计（论文）

compo und resista nee sen sor, a chip may simulta neously exam ine the pressure and the temperature. The sen sor in tellectualizati on is one ki nd of belt microcomputer has at the same time the exam in ati on, the judgme nt, the in formatio n process ing, man-mach ine in teractio n, function and so on protect ion sen sors.

The sen sor in tellectualizati on is one ki nd of belt microcomputer has at the same time the exam in ati on, the judgme nt, the in formatio n process ing, man-mach ine in teractio n, function and so on protect ion sen sors.

The development biological modelling sensor, the nature is the biosensor outstanding designer.lt through long years, not only has accomplished many functions unusually, the performanee excellent biose nsor.lf dog's sense of smell ability is higher tha n the huma ni ty, bird's visual ability is far huma n's 8~15 times and so on. These an imal's in duct ion performa nee is the sen sor tech no logy can not hold a can dle no w.Therefore, will study their mecha ni sm, the developme nt biological modelli ng sen sor causes the people to pay atte nti on eno rmously, also will be one of sen sor applicati on developme nt importa nt direct ions.

From above may see, the mon olithic in tegrated circuit applicati on sig ni fica nee is not restricted in the econo mic efficie ncy which its function as well as brin gs, a bigger sig ni fica nee lies in the mono lithic in tegrated circuit the applicati on fun dame ntally to cha nge the traditi onal con trol system desig n con cept and the design method, the trend of development also day by day changes, main performanee for following several aspects: Manufacture craft CMOS (overall CMOS); Realizes as far as possible mono lithic; Gen eral character and in dividuality coexiste nee.

中文翻译：

单片机的应用

单片机应用，首先是其控制功能，即在于实现计算机控制。但网络控制方面，由于 计算机身在制度，因此有计算机体积小，功率损耗小，成本低,价格便宜以及控制功能 强等要求,这些要求真可谓必须属于单片集成电路。

目前单片机渗透到我们生活的各

个领域。导弹导航设备、飞机上各种仪表控制、计算机网络通信和数据传输

，工业自

动化过程实时控制和数据处理，广泛利用各种智能IC卡、民事豪华汽车安全统、镜 头、全自动洗衣机控制，以及程序控制玩具、电子宠物等，这些都离不开单片机。不 用说自动控制领域中的机器人、智能仪表、医疗器械。

在人类的每一个生产活动和科学实验，以了解和把握整个过程进步和最后的结 果,经常需要进行检查和调查各类基本参数或物理量 技术措施，定性的理解和把握采用配额。

第页

，从而获得必要的信息，并且成

果分析判断和决策依据。考试技术与传感器是人们为了被测对象包含信息进行一系 列的

西安文理学院本科毕业设计（论文）

现代科学技术的快速发展使人类社会进入信息时代，主要取决于在信息时代，人 们的社会活动的信息资源开发和获取、传输和处理，但传感器将在头的自动检测及控 制系统,将这种感觉，成败得失考试信息窗口 ；传感器属于研究对象，观察和控制系统 连接装置,所有的科研和生产过程必须获得的信息，所有的转变需要通过它便于传输 和处理的电子信号。因此，传感器中的地位和作用是极其重要的。

传感器功能相当于人的五种感官。系统的自动程序 ，智能化程度较高，该系统水 平的依赖是更大的传感器，该传感器起了决定性的作用，系统功能。因此，国内外所有 列为传感器技术最先进的技术。

传感器应用传感器应用领域涉及机械制造、商业运行控制、汽车电子产品、通 讯电子产品、电子产品的费用及专用设备等。

（1）专用设备

专用设备主要包括领域应用等医疗服务、环境保护、气象专业的电子装置。目 前医疗领域是传感器销量大，利润可观的新兴市场，这一个领域要求传感部件小型 化、低成本和冗余可靠的方向发展。

⑵工业自动化

工业领域应用传感器，如工艺控制、工业机械以及传统；每一种调查工艺变量（例 如温度、液位、压力、流量等）;调查电子特性（电流、电压等）和物理量（移动、速度、 负荷以及强度）,以及传统的近/本地化传感器发展迅速。

（3） 通信电子产品

手机输出大增长和手机新功能不断增加带来了机遇和挑战 色

平板手机和手机市场份额上升的照片不断增加了传感器在该领域的应用比例。此外 等都出现强烈的趋势增长。

（4） 汽车工业

现代优质的乘用车计算机控制系统水平的关键在于采用压力变送器的数量和水 平,目前在一个普通的家用轿车可能安装几十到几百传感器附近 器数量可达200多，类型通常高达30种，很多块达到种。

目前除提高性能不断和可靠性、传感器技术发展的总趋势是

，为传感器市场，彩

，

将适用于集团电话和non-rope电话超声波传感器，用于应用磁变管的介质的磁场传 感器

，但在豪华汽车传感 ：

二维传感器、

传感器集成将是指在同一芯片或众多同一类型单一传感器集成维、

或电路集成整合等传感器和调整，补偿。多功能传感器是使传感器同时有许多种类的 考试功能、多功能集成传感器发展的一个重要方向，即集多种功能敏感单元或相同功 能许

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西安文理学院本科毕业设计（论文）

多敏感的单位在芯片上，如复合电阻传感器芯片可以同时检查的压力和温度。智 能化传感器是一种带微电脑同时有检测、判断、信息处理、人机交互、功能等保护 传感器。

智能化传感器是一种带微电脑同时有检测、判断、信息处理、人机交互、功能 等保护传感器。仿生物传感器的发展，自然就是生物传感器的优秀设计师。它通过多 年,不仅完成了许多功能异常、性能优良的生物传感器。如果狗的嗅觉能力高于人类、 鸟类的视觉能力远远人类的8~15次等等。这些动物的感应性能是传感器技术不能现 在手持蜡烛。因此，将学习他们的机制、发展仿生物传感器引起人们注意到了巨大的 也是一种传感器的应用发展的重要方向。

从上面看，单片机应用意义是不受的经济效益 ，其功能以及人，一个更大的 意义在于单片机应用从根本上改变传统的控制系统的设计理念及设计方法及发展趋 势也日趋变化，主要表现为以下几个方面：制造工艺CMOS整体 CMOS）实现尽可能的 整体;共性和个性共存。

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