代码收藏家 单片机设计基于51单片机定时开关智能家电家居插座系统
**单片机设计
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前言 概要 设计思路 设计思路 软件设计 效果图 程序 文章目录
前言
💗博主介绍：✌全网粉丝10W+,CSDN特邀作者、博客专家、CSDN新星计划导师，一名热衷于单片机技术探索与分享的博主、专注于 精通51/STM32/MSP430/AVR等单片机设计 主要对象是咱们电子相关专业的大学生，希望您们都共创辉煌！✌💗
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概要
基于51单片机定时开关智能家电家居插座系统设计概要如下：
一、设计背景与目的
随着智能家居技术的不断发展，人们对于家电的智能化管理需求日益增加。为满足这一需求，设计了一款基于51单片机的定时开关智能家电家居插座系统。该系统旨在通过51单片机为核心控制器，结合定时开关技术和无线通信模块，实现对家电设备的智能化管理和远程控制，为用户提供更加便捷、节能和安全的家居生活体验。
二、系统组成
51单片机：作为整个系统的核心控制单元，负责接收来自红外遥控器、手机APP或外部传感器的指令，处理数据并控制插座的开关状态。51单片机具有高性能、低功耗、易编程等特点，广泛应用于智能家居领域。
红外遥控模块：用于接收红外遥控器发送的指令，并将指令转换为51单片机可识别的信号。用户可以通过红外遥控器方便地设置家电的开关时间和模式。
定时开关模块：通过51单片机控制，实现定时开/关的功能。用户可以预设家电的开关时间，系统会在指定时间自动切断或恢复家电的电源。
智能家电插座模块：与51单片机连接，实现对家电设备的智能管理。插座模块可以收集家电的使用数据，如用电量、工作时间等，并通过单片机进行处理和存储。
通信模块：支持Wi-Fi或蓝牙等无线通信方式，使智能家电插座能够与手机APP进行通信，实现远程控制和管理。用户可以通过手机APP随时随地查看家电的开关状态、用电情况和使用历史。
三、工作原理
用户通过红外遥控器或手机APP设置家电的开关时间和模式，指令被发送给51单片机。
51单片机接收到指令后，根据预设的定时开关状态控制插座的电源。
在指定时间到达时，单片机通过控制插座模块切断或恢复家电的电源。
智能家电插座模块实时收集家电的使用数据，并将数据发送给51单片机进行处理和存储。
用户可以通过手机APP查看家电的用电情况和使用历史，并根据需要调整家电的开关时间和模式。
四、设计特点
智能化管理：通过51单片机和红外遥控技术实现家电的智能化管理，用户可以方便地设置家电的开关时间和模式，实现节能、安全、便捷的家居生活。
定时开关功能：支持定时开/关功能，用户可以根据需要预设家电的开关时间，系统会自动在指定时间切断或恢复家电的电源。
数据收集与分析：智能家电插座模块可以收集家电的使用数据，并通过单片机进行处理和存储。用户可以通过手机APP查看家电的用电情况和使用历史，为家庭能源管理提供数据支持。
远程控制：支持手机APP远程控制功能，用户可以通过手机随时随地控制家电的开关状态和使用模式。
五、应用前景
该系统适用于家庭、办公室、学校等多种场景，可以满足不同用户对于家电设备智能化管理的需求。随着物联网技术的不断发展，基于51单片机的定时开关智能家电家居插座系统将在智能家居领域得到更广泛的应用和推广。
功能设计
由STC8C52单片机、时钟DS1302、LCD1602液晶显示、按键、继电器控制、蜂鸣器报警、红外传感器及电源组成。
1、LCD1602液晶可以显示时、分、秒、星期、年、月、日。
2、可以设置5个开的时间和5个关的时间，每一个时间都可以单独设置成是否工作有效（Y/N），设定的时间并具有掉电保存功能，保存单片机的内部，上电无需重新设置。
3、具有自动模式和手动模式，手动模式加、减键实现开关的开和关。
4、开机默认是自动模式，当前时间和设置开的时间一致时，继电器打开，当前时间和设置关的时间一致时继电器关闭。
5、开关打开关闭都有对应的蜂鸣器有相应声音。
6、时间段的设置，具有掉电不丢失数据功能。
7、继电器有指示灯，继电器可以外接其他的家用电器。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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效果图
程序
#include <reg52.h> //调用单片机头文件
#define uchar unsigned char //无符号字符型 宏定义 变量范围0~255
#define uint unsigned int //无符号整型 宏定义 变量范围0~65535
#include <intrins.h>
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit beep = P1^7;
sbit SH = P3^5;
sbit ST = P3^6;
sbit DS = P3^7;
uchar num_jin;
uchar num_chu;
uchar num_car;
#include "lcd1602.h"
/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
uint i,j;
for(i=0;i<q;i++)
for(j=0;j<120;j++);
}
void write_74hc595(unsigned int num)
{
int i;
ST = 0;
for(i=0; i<16; i++)
{
SH = 0;
if (num & 0x0001)
{
DS = 1;
}
else
{
DS = 0;
}
SH = 1;
num >>= 1;
}
ST = 1;
}
unsigned int num_2_led(unsigned int num)
{
int i;
unsigned int ret=0;
if (num > 16)
return 0xFFFF;
for(i=0;i<num;i++)
{
ret |= 1<<i;
}
return ret;
}
/***************主函数*****************/
void main()
{
init_1602();
write_string(1,0,"Jin: Chu:");
write_string(2,0,"Car: P:");
write_sfm2(1,4,num_jin);
write_sfm2(1,12,num_chu);
write_sfm2(2,4,num_car);
write_sfm2(2,12,16-num_car);
write_74hc595(0);
while(1)
{
key();
}
}
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目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25
作者：QQ1928499906
