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使用STC12C5A60S2单片机设计一款简易智能插座的方案

使用STC12C5A60S2单片机设计一款简易智能插座的方案

本文提出了一种基于STC12C5A60S2单片机的智能插座的设计方案.该智能插座实现了过热保护、防雷击浪涌保护、按键设置、环境温度检测、实时时钟、信息显示等多种功能,并且可以通过光控、定时控制以及GSM远程控制实现对电器的通断电,从而实现节能以及智能化.从元器件的价格、体积等出发,选择价格较低、体积较小的电子元器件,实现了小型化以及经济性.

1、硬件设计
硬件主要包括STC12C5A60S2单片机最小系统、光控电路、晶闸管光耦控制电路、GSM远程控制模块、DS1302时钟部分、OLED显示模块及驱动、按键模块、DS18B20温度检测部分等,考虑到成本以及小型化,在选择元器件时,主要选择价格较低、体积较小的元器件.插座的系统框图如图l所示.




系统接于220V的交流电路,经过电压的转换电路降为5V,同时向DS1302、STC12C5A60S2等芯片提供电能.DS1302为时钟芯片,用于产生系统时间,通过相对应的按键控制STC12C5A60S2可设置DS1302芯片,数据返回到STC12C5A60S2,STC12C5A60S2通过OLED的驱动板使OLED将时间显示在数码管上.按下定时键时,可由按键设置家用电器开、关的时间,并且写入STC12C5A60S2,同时STC12C5A60S2不断从DS1302读入时问,当读入的时间与STC12C5A60S2中设置的时间匹配时,晶闸管执行开或关的指令,进而控制用电器的开、关.同理,在GSM远程控制模块、DS18B20温度检测部分以及光控部分,都是通过主控芯片STC12C5A60S2的控制,当满足设定的开或者关的状态时,晶闸管执行开或者关,从而实现电器的开与关.

1。1、单片机最小系统的设计
主控器主要由MCU、复位电路和振荡器组成,是单片机工作的必要组成部分和控制中枢.STC12C5A60S2是一款高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统的8051,但速度快8—12倍,其内部有集成的MAX810专用复位电路、2路PWM、8路高速10位A/D转换(25万次/秒)等.

1。2、光控功能模块的硬件设计



光控模块即通过光敏电阻对光强的感知实现插座的通、断电.光敏电阻对光具有可变性,无光时阻值无限大,相当于短路,随着光照强度的增加阻值逐渐减小,根据这一原理可实现家用电器有光工作、无光停止工作的性能.本次所用的是F5硫化镉光敏电阻MG45,灵敏度高,质量可靠.该光敏电阻可用于光电自动控制,亮阻为2~10KW,暗阻为1—10MW。图2所示即为光控模块的电路原理图。

1。3、DS1302时钟模块设计



DSl302是可以涓流充电的时钟芯片,它需要两个电源以及振荡电路才可以工作,通过单片机的控制,可以提供时间信息.DS1302的电路如图3所示.此系统用时钟芯片提供时间,通过STC12C5A60S2输出给OLED显示器显示当前时间,当按下定时按键后,STC12C5A60S2从时钟芯片读一次数据,传输给显示器.此时,通过按键可设置起始时问.设置好后再按下定时按键,起始时间被储存在STC12C5A60S2内部,同时可设置终止时间.当第三次按下定时按键后,终止时间被储存在STC12C5A60S2内部,同时显示器显示跳回当前时间,当前时间每增加一秒,STC12C5A60S2内部都将起始时间与之进行比较,当两个时间相同时,STC12C5A60S2输出信号使用电器开启,当内部终止时间与当前时间相同时,STC12C5A60S2输出信号使用电器关闭.设计选用的是32。768KHz(3*8mm)的晶振、3。3V的纽扣电池.
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