可调遥控电源开关设计

1、AbstractIV、八前 言第一章设计原理及方案论证2.第二章 红外线遥控在本设计中的应用 :2.1什么是红外线？ 322红外线的产生32.3红外线的发射4第三章单片机技术在本设计中的应用 73.1单片机简介73.2单片机的应用73.3单片机在本设计中的应用 8第四章单片机外围电路1.24.1复位电路124.2 晶振电路12第五章 时钟芯片14第六章显示电路16第七章受控电路.187.1受控电路的组成 187.2 光电耦合器187.3晶闸管（可控硅）19第八章 整机电路及工作原理 20结 论21.参考文献 22致谢23.附 录24.附录1整机电路原理图24附录2 PCB图25附录3元件清单2

2、6附录4 12864驱动程序28附录5时钟芯片驱动程序32可调遥控电源开关的设计摘要随着社会与科学技术迅速的发展，电子信息科学与技术也随之得到了突飞猛进的 发展，电子产品在人们的日常生活中也得到越来越广泛的应用，对人们的生活产生了巨 大的影响，给人们的生活带来了很大的方便，人们的生活也越来越离不开电子信息科学 与技术，电子产品的飞速发展使社会生活进入了一个崭新的电子信息时代。而如今远程 红外遥控技术的应用更是给人们带来了更多的方便与快捷，毫无疑问远程红外遥控技术显然已成为当今社会生活的主流方向。现在，社会生活节奏越来越快，经济的发展和资源的利用并不十分协调，这让整个 社会的发展都陷入了一个尴尬

3、的局面。由于可用资源越来越匮乏，随着社会的发展与时 间的推移，整个世界都将陷入源危机这个不可逃避的危难之中。因此节约能源和追求低 碳、高速、方便、快捷的生活方式已是社会发展的大势所趋， 为了满足社会发展的需要， 利用红外线遥控电源开关并对相关电路电器进行定时节能控制也不失为一种良好的方 法。用AT89S52单片机制作多通道红外线遥控电源开关电路，采用频分制的电路模式， 实现通过红外线的控制来使电路正常工作的功能。该设计的接收机用单片机构成选频电 路，通过软件来实现硬件的功能，使电路变得简单，操作方便，调试也方便。这个技术的应用将会给人们的生活带来更多方便与快捷，在未来的社会生活中将会得到更多更

4、广泛的应用，具有良好的市场前景和丰润的经济效益。关键词：单片机，遥控技术，红外线，电源开关，可控Desig n of adjustable remote con trol power switchAbstractAs social and scie nee and tech no logy quickly of developme nt, electr onic in formati on scie nee and tech no logy also with of are has rapid of developme nt, electr onic products in people of

5、 daily life in the also are increasingly widely of application, on people of life produced has huge of effect, to people of life brings has is large of easy, people of life also in creas in gly cannot be separatedfrom the electr onic in formati on scie nee and tech no logy, electronic products of ra

6、pid development makes social life entered has a new of electronic in formatio n times. Applicati on of remote in frared remote con trol tech no logy is to give rise to more quickly and easily, there is no doubt that remote in frared remote-co ntrol tech no logy has clearly become the mai nstream of

7、today's society.Now, faster and faster rhythm of social life, econo mic developme nt and resource use are not very coord in ated, that the developme nt of society as a whole are caught in an awkward situation. Because of the scarcity of available resources, more and more, with the developme nt o

8、f society and the passage of time, the world will fall into the source of crisis is the in escapable dan ger. Save en ergy and pursue low-carb on, high speed, easy and fast way of life is the general trend of social development, in order to meet the needs of social developme nt, using the in frared

9、remote con trol power switch and on en ergy-sav ing con trol circuit electrical timing is also a good way.Usi ng AT89S52 microc on troller multi-cha nnel in frared remote con trol power switch circuit, freque ncy of the circuit mode, through in fra-red con trol of the circuit to work functions. The

10、desig ned receiver to use mon olithic in tegrated circuit con stitutes a selected freque ncy circuits, hardware through a software feature, the circuit is simple, easy to operate, easy to debug.Applicati on of this tech no logy will be brought to people's lives more convenient and faster, in the

11、 future will be more widely used in the social life , have good market prospects and econo mic ben efits of rolli ng.Keywords： Sin gle-chip, remote con trol, i nfrared, power switches, can be con trolled、八前随着社会的发展，电子产品在人们的日常生活中得到越来越广泛的应用，而远程遥 控显然已经成为当今社会的主流方向。为了满足现代社会生活的发展要求，研究和设计 利用红外线遥控电源开关也是当务之急。

12、 该设计的目的在于可以远程控制各路电源开关 的工作状态。其意义是可以节约操作电路开关的时间，使对电路开关的控制更加方便快 捷，也可以提高各种电路的安全性。本设计在国内外都还没有广泛投入应用，还处于研究设计阶段。随着电子技术的迅 猛发展，红外遥控技术已经渗透到国民经济的各部门及人民的日常生活中，在工业自动 化控制、信息通信、环境监测、安全防范、家用电器控制、国防工业及日常生活等许多 方面都得到了广泛的应用。本设计主要针对家用电器的控制。在家用电路控制中，很多 电路的电源开关都是通过机械开关来完成的，比如闸刀，拉线盒等。这些开关操作过于 麻烦，只能近距离的操作，浪费时间，而且也不安全，甚至有些电器

13、设备工作在恶劣的 环境当中，此时，假如能够对这些电器的电源进行远程遥控，那么将提高了对电气设备 控制的便捷性和可操作性，并且能够更好的保证操作者的人身安全。 可调遥控电源开关, 正好满足了上述要求，因此在未来将会得到很普遍的应用。此设计的电路主要由红外线发射机、红外线接收机、受控电路以及显示电路几部分 组成，采用四通道的控制方式，可以同时遥控四路电器的电源开关。需要解决的关键问 题就是如何实现这几部分电路的协调工作，以期达到设计的目的。第一章设计原理及方案论证该设计的原理其实很简单，就是利用红外线作为传输控制信号的介质。红外线发 射机发出经过调制的红外控制信号，经过红外接收头的接收后，传送给单

14、片机，单片机 分析处理信号后，输出高低电平控制开关电路的接通或者断开，以完成对开关电路的控 制功能。在该设计中有几种方案可供选择。第一种方案是对于单片机的选择，单片机可以选择AT89C51也可以选择AT89S52, 但是对于AT89C5俅说，在烧入驱动程序的时候相当麻烦，要有专门的设备。而AT89S52 只要将其和计算机连接，就可以直接烧入程序，这种方式简单，方便。因此，在该设计 中我采用的是AT89S52单片机。第二种方案是受控电路的设计，该部分电路可以用继电器来完成，也可以用晶闸 管（可控硅）来实现。但是继电器体积大，成本高，不易安装，也不安全。而可控硅体 积小，成本也不贵，通过光电耦合器

15、连接后，使整个电路变得比较安全可行，因此，我 选择了用可控硅来作为连通电路的开关。第三种方案是是否选择添加显示功能，为了使整个设计更加人性化，我选择了添 加显示功能，显示功能可以显示电路开关的工作状态以及开关所控制的通道的相关信 息，这样可以让设计更加完整，也可以使人对开关及通道的具体情况一目了然。第二章红外线遥控在本设计中的应用红外线遥控系统主要由红外发射器、一体化接收头、单片机、接口电路组成。红外发射器用来产生遥控编码脉冲，驱动红外发光管发出红外线信号，一体化接 收头完成对红外信号的放大、检波、整形、解调出编码信号。红外编码信号是一 组串行二进制码，对于普通的红外遥控系统，此串行二进制码输

16、入到单片机，由 其内部CPU对红外线信号指令进行解码，并完成相应的遥控操作。2.1什么是红外线？在这个设计中我采用了红外线遥控的方式，首先介绍什么是红外线。光是一种我们人类眼睛可以见的电磁波，但是在科学上的定义上，光有时候 是指所有的电磁波谱。光可分为可见光和不可见光，可见光是电磁波谱中人眼可以 感知的部分，波长范围在770350纳米之间，不同波长的电磁波引起人眼颜色的感觉 不同，按波长从长到短可分为红光、橙光、黄光、绿光，蓝靛光、紫光。不可见光有红 外线、紫外线、a射线、B射线、丫射线。在该设计中我用到的就是红外线，之所以称 为红外线，是因为它的波长比红光的长，在光谱中波长从0.76400微

17、米。2.2红外线的产生任何物质只要它的温度高于绝对零度（-273.15 C）都可以产生红外线，它是以辐 射的方式向四周扩散，所以又称为红外热辐射。红外线产生的效应是热效应，因此我们 可以利用它来对食物进行加热，这就是微波炉的原理。在电子产品中红外线是由电子电 路驱动红外二极管发光产生的（如图 2所示），红外发光二极管内部构造与普通发光 二极管基本相同，只是制造的材料和普通发光二极管不同，当在红外发光二极管 两端施加一定电压时，它发出红外线而不是可见光。常用的红外发光二极管（如 图1所示），其外形和普通发光二极管LED相似，发出红外光。管压降约为1.4V，图2红外二极管驱动电路工作电流一般小于

18、20mA为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。 红外线还可以传输信号，在该设计中就是利用它来传输信号的。图1红外发光二极管在图2中，两个二极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在 0.6V左右，发射极电流IE基本不变，根据IEIC,所以流过 LED的电流也基本不变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证一定的遥控距离。2.3红外线的发射红外线发射器是一种远程遥控装置，具有遥控功能。它通过红外线发光二极 管在一定范围内向外发射光线，从而实现传输信号的功能，在红外线遥控装置中， 红外线是由红外线发射机产生的， 采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波。 红外线发

19、射机一般是由指令键、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路 等几个模块电路组成。当按下指令键时，指令编码电路产生所需的指令编码信号， 指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发 射经过调制的指令编码信号。上图是一个比较简单的四通道红外遥控电路图，555时基芯片和可变电阻RP1-RP4, 电阻R1,电容R3组成无稳态多谐，振荡频率由充放电时间常数决定，即 f=1.44/(RP+2R1)C3,由此可见，取不同阻值的电位器，可以产生不同频率的信号，也就 形成不同频率的通道，当按下按钮时，555时基芯片3脚输出低电平，红外二极管发光， 这样就可以发射红外线。2.4红外线

20、的接收红外线发射与接收有两种方式，一种是直射式，另一种是反射式。直射式指发光二 极管和接收头相对安放在发射与受控物的两端，中间相隔一定距离；反射式指发光二极 管与接收头并列一在起，平时接收头始终无光照，只在发光二极管发出的红外光线遇到 反射物时，接收头收到反射回来的红外光线才工作。在红外线遥控开关设计中采用的是 直射式。在现代电子红外线接收装置中，有专门的红外线接收头，它是集成红外线接收 PD二极管、放大电路、滤波电路和比较器输出等的IC模块。接收电路一般由接收头、放大器、调制电路、解码器、驱动器、执行电路等几部分电路组成。接收头将红外发射 器发射出的已调编码信号接收下来，进行放大后送给解码器

21、，解码器将已调编码信号解 码，还原为编码信号。译码器将编码信号进行译码，最后驱动电路驱动执行电路来实现 各种指令的操作。红外线接收头的种类比较多，引脚定义也不完全相同，但是一般都有 三个引脚，包括电源正脚（VDD、电源负脚（GND和信号输出端（Out）。在实际应用电 路中应根据发射端调制载波的不同而选用相应解调频率的接收头。图4红外线接收头R1C544图5红外线接收头与单片机的接口电路J110TI厂、EA/VPPP30/RXDP3I/TXDP32/INT0P33/INT1红外接收头的主要参数如下:工作电压：2.74.5V 工作电流：1.72.7mA接收频率：37.9kHz 峰值 波长：940n

22、m静态输出：高电平输出低电平：w 0.4V输出高电平：接近工作电压。红外线遥控技术发展十分迅速，在日常生活中的应用已经非常广泛。随着电 子技术的飞速发展，红外遥控技术更有机会充分的发挥它的方便、快捷、灵活的 作用。第三章单片机技术在本设计中的应用单片机在现代电子技术中应用非常广泛，是嵌入式系统的核心部件。单片机 具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，在现 代电子电路系统中起着举足轻重的作用。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、 医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。在可调遥控电 源开关的设计中，我也用到了 AT89S52单片机。3.1单片机简介单

23、片机全称叫做单片微型计算机，是一种集成在电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM只读存储器ROM多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电 路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计 算机系统。是典型的嵌入式微控制器（Microco ntroller Un it ），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。早期的单片机都是 8位或4位的，其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了 MCS51系

24、列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求 的提高，开始出现了 16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的 ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代 16位单片机的高端 地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境

25、下开发和使用， 大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑 和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。3.2单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输， 工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电 子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、 医疗器械以及各种智能机械了。3.3单片机在本设计中

26、的应用在这次设计中我用的是 AT89S52单片机，如图6所示，在该电路中单片机的 作用是分析处理接收到的红外线信号，并输出控制电平完成对可控硅（晶闸管） 的控制。下面对 AT89S52单片机做详细的介绍。<T2>P1_DC(T2 EX>P1 CP1J2CP1.3C 尸匚(SCK>P1.7 C夕MTU (RXD> P3,0 匚 fTXD>P3_1 匚 (INTC .* P3.2 C (IWTT> P3,3 Ei TC? P3冲匚: (T1>P3-SE (WR> e 匚 XTAL2C EAL C GTJDCZl vcc3 PO.C (ADO)

27、PC + -AD 3 PC Z -AL32 FC 3 -AD2FC V <A£>4 PO 5 (ADO) pc e 1 PC 7 EZAffV PSEN F2.7 (A15> G3 F2 5 (A13) FZ - P2 2 < A11 P 二 F2.1 P2 O (AS>图6 AT89S52单片机引脚图AT89S52单片机为ATME公司所生产的一种低功耗、高性能 CMOS位微控制器， 具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造， 与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦

28、 适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM 32位I/O 口线，看门狗定时器，2个数 据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至OHz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模 式。空闲模式下，CPU亭止工作，允许RAM定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉 电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中 断或硬件复位为

29、止。主要特点：1拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、 芯片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz）3、内部程序存储器（ROM为8KB4、内部数据存储器（RAM为256字节5、32个可编程I/O 口线6、8个中断向量源7、三个16位定时器/计数器&三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道。引脚功能介绍：VCC 电源正端输入，接+5V。VSS 电源地端。XTAL1:单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2 系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1和XTAL2上接上 一只石英振荡晶体系统就可以动作了， 此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF的

30、小 电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。RESET AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对芯片重置时，只要对此引脚电平 提 升至高电平并保持两个机器周期以上的时间， AT89S51便能完成系统重置的各 项动作， 使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址 0000H处开始读入程 序代码而执行程序。EA/VPP“EA'为英文“ External Access”的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM 中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程 序

31、存储器空间。如果是使用8751内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM寸，可以利用此引脚来输入 21V的烧录高压（VPP。 ALE/PROG ALE是英文“ Address Latch Enable ”的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的 8位锁存器（如74LS373），将端口 0的 地址总线（A0A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多任务的方式送出地址及数据。 平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此，可以用来驱动其它周边芯片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚 会被当

32、成程序规划的特殊功能来使用。PSEN 此为“ Program Store Enable ”的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成，会送出此信号以便取得程序代码，通为读取外部程序代码工作模式时（EA=0 常这支脚是接到EPROM勺OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的 RAM与 EPROM使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共享64K的寻址范围。P0:（P0.0P0.7）: 端口 0是一个8位宽的漏极开路（OpenDrain ）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0, P0.1表示位1，依此类推。其它三个I/O 端口（P1、P2、P3）则不具有此电路

33、组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O 用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或 数据存 储器），P0就以多任务方式提供地址总线 （A0A7）及数据总线（D（D7）。 设 计者必须外加一锁存器将端口 0送出的地址栓锁住成为A0A7,再配合端口 2所 送出的A8A15合成一完整的16位地址总线，而寻址到64K的外部存储器 空间。 P1: （P1.0P1.7）:端口 1也是具有内部提升电路的双向I/O 端口，其输出缓冲 器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口 1的输出设为高电平，便是由此端口 来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1

34、.0又当做定时器2的外部脉冲 输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。P2: （P2.0P2.7）:端口 2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可 以推动4个LS的TTL负载，若将端口 2的输出设为高电平时，此端口便能当成输 入端口来使 用。P2除了当做一般I/O 端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存 储器或 数据存储器时，也提供地址总线的高字节 A8A15,这个时候P2便不能当做I/O来使用了。P3: （P3.0P3.7）:端口 3也具有内部提升电路的双向I/O 端口，其输出缓冲器 可以推动4个TTL负载，同时还多任务具有其它的额外特殊功能，包

35、括串行通信、外部中断控制、 计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：P3.0 : RXD串行通信输入。P3.1 : TXD串行通信输出。P3.2 : INTO,外部中断0输 入。P3.3 : INT1，外部中断1输入。P3.4 : TO,计时计数器 0输入。P3.5 : T1， 计时计数器1输入。P3.6 : WR外部数据存储器的写入信号。P3.7 : RD，外部数据存储器的读取信号。RST 复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周 期的高电平时间。 ALE/PROG当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程

36、期间，此引脚用于输 入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频 率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的 脉冲或用于定 时目的。然而要注意的是：当用作外部数据存储器时，跳过一个ALE脉冲。想禁止ALE每将如的输出可在SFR8E!地址上 置0。此时，ALE只有在执行MOV， MOV指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。PSEN外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周 期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器 时，这两次有效的/PSEN信号将不出 现。EA/VPP 当/EA保持低电

37、平时，则在此期间外部程序存储器 （0000H-FFFFH），不 管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET /EA 端保持高电平时，间内部程 序存储器。当此在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源 （VPP）。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2来自反向振荡器的输出。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上 单片机是世界上数量最多的计算机。 现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中 都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等 电脑配件中都配有1-2部单

38、片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车 上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工 作！单片机的数量不仅远超过 PC机和其它计算的综合，甚至比人类的数量还要多。第四章单片机外围电路单片机的工作需要一些辅助电路，辅助电路有复位电路和晶振电路4.1复位电路单片机在启动时都需要复位，以使 CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中 的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果 RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期（24个振荡周期）以上，则CPU就可以响应并将系统

39、复位。11+5|>3SndICI1 200 |<_Z IK In11C5159丄J 5丄P31/TXDP32/INT0P33/INT1P34/T0P35/T1RESET图7单片机复位电路单片机复位电路有上电复位和手动复位两种方式。上电复位：AT89S52的上电复位电路如图所示，只要在 RST复位输入引脚上接一电容 到VCC端，下面接一个电阻到地即可。上电复位的工作过程是在上电时，复位电路通 过电容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着 VCC对电容的充电过程 而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够 可靠地复位，RST端的高电平信号必

40、须维持足够长的时间。手动复位：手动按钮复位需要人为在复位输入端 RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源VCC之间接一个按钮。当人为按下按钮 S时，则VCC勺+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通 达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求4.2晶振电路晶振的作用是为单片机系统提供稳定的工作时钟信号X2XI晶振的主要参数：25C）以及其它条件保持不频率准确度：在标称电源电压、标称负载阻抗、基准温度（变的情况下，晶体振荡器的频率相对与其规定标称值的最大允许偏差。温度稳定性：其它条件保持不变，在规定温度范围内（如 -40 C -

41、+85 C）,晶体振荡器 输出频率的最大变化量相对于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值，负载特性：其它条件保持不变，负载在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称 负载下的输出频率的最大允许频偏。电压特性：其它条件保持不变，电源电压在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于 标称电源电压下的输出频率的最大允许频偏。老化：在规定的环境条件下，由于组件老化而引起的输出频率随时间的系统漂移过程。 通常用某一时间间隔内的频差来量度。对于高稳定晶振，由于输出频率在较长的工作时 间内呈近似线性的单方向漂移，往往用老化率（单位时间内的相对频率变化）来量度。 抖动与相噪：抖动与相位噪声（相噪）是对同一种现

42、象的两种不同描述方式。抖动是一 个时域概念，描述的是信号周期距离其理想值的偏离度，一般用PS表示；相噪则是频域上的概念，通常定义为在某一给定偏移功率处的dBc/HZ的值，其中dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。单片机的正常工作离不开复位电路和晶振电路，复位电路可以让单片机初始化工 作，而晶振则为单片机提供基本的时钟频率。第五章时钟芯片本设计采用的时钟芯片是DS102,用来驱动显示日期和时间。DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能， 工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与

43、 CPU进行同步通信，并可采用突发方式 一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31X8的用于临时性存放数据的 RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与 DS1202兼容，但增 加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能 力。DS1302包含一个标准的BCD码实时时钟和31字节的SRAM可以通过一个3线串 行接口和微处理器相连。用户以单字节方式或多字节方式对时间寄存器和数据存储器进 行读写。除计时功能外，ds1302的特点还有：主电源和备用电源的双电源以及可编程的 涓流充电电路。涓流充电功能使得ds1302可以使用充电电池或超容

44、量电容作后备电源。DS1302特别适用于低功耗操作，时间和数据保持功耗小于1卩W DS1302采用简单的串行接口，可以很容易地作为成本计时器应用于基于处理器系统中。C1+5 U1120pF2C2G20pFVcc2VccXISCLK JX2I/OGNDRSTD6578、1P10P11P12P13P14P15P16P17图9 DS1302电路图时钟芯片参数：时间格式:hh:mm:ss 日期格式:yy-mm-dd总线类型:3-wire用户 ram (bytes):310 to +70工作范围(° c): -40 to +85主要特点：2100 年1、年、月、日、周

45、、天、时、分、秒记数，闰年补偿，可精确计时至2、24小时或12小时格式可选3、31字节通用RAM4、简单的3线串行微处理器接口5、TTL 兼容（VCC=5V6、可以单字节方式或多字节方式存取时间和数据存储器7、低功耗CMO工艺保持时间和数据功耗小于1卩W在2.0V条件下电流小于300nA&双电源供电管脚9、涓流充电功能可选10、工业级工作温度范围：-40 °C +85°C11、8脚DIP封装12、电压范围：2.0V-5.5V.TC0N2C393E电阳现狀可闻3736353420304050607 p p p p p PGND<P+JH21_P20T2F2T23

46、 P22十十5第六章显示电路该设计用12864LCD显示模块，显示通道（开关）状态及定时时间，显示屏采用20针单排插来连接。图10显示电路12864液晶显示模块是 128*64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可以显示 汉字和图形，内置国标GB2312简码体中文字库（16*16点阵），128个字符（8*16点阵），及64*256点阵显示RAM可与CPU直接连口，提供两种界面来连接微处 理机：8位并行及串行两种连接方式。具有多种功能：光标显示、画面移位、睡眠 模式等。12864是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，内部含有国 标一级、二级简体中文字库 的点阵图形液晶显示模块；其显示分

47、辨率为 128X 64,内 置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集.利 用该模块灵活的接 口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8X 4行16X 16点阵 的汉字.也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显着特点。基本特性：低电源电压（VDD:+3.0-+5.5V ）显示分辨率:128 X 64点 内置汉字 字库，提供8192个16X 16点阵汉字（简繁体可选）内置128个16X 8点阵字符2MHZ时钟频率 显示方式：STN半透、正显 驱动方式：1/32DUTY 1/5BIAS视角方向：6点 背光方式：侧部高亮白色 LED,功耗仅为普通L

48、ED的1/5 1/10通讯方式：串 行、并口可选 内置DC-DC转换电路，无需外加负压 无需片选信号，简化软件设计 工 作温度：0 C - +55 C ,存储温度：-20 C - +60 C。12864液晶显示模块与插座CON201接时的引脚功能：1 VSS -模块的电源地2 VDD -模块的电源正端3 V0 - LCD驱动电压输入端4 RS(CS) H/L并行的指令/数据选择信号；串行的片选信号5 R/W(SID) H/L并行的读写选择信号；串行的数据口6 E(CLK) H/L并行的使能信号；串行的同步时钟7 DB0 H/L 数据 08 DB1 H/L 数据 19 DB2 H/L 数据 21

49、0DB3H/L数据311DB4H/L数据412DB5H/L数据513DB6H/L数据614DB7H/L数据715PSBH/L并/串行接口选择：H-并行；L-串行16 NC空脚17 /RET H/L 复位 低电平有效18 NC空脚19 LED_A (LED+5V 背光源正极20 LED_K (LED-OV背光源负极第七章 受控电路在该设计中是通过单片机控制晶闸管（可控硅）来控制开关电路，单片机与 可控硅之间用光电耦合器来连接，这也是该设计的核心部分。7.1受控电路的组成受控电路主要由晶闸管（可控硅）构成，通过光电耦合器来连接，可以起到光电隔离保护作用，发光二极管在该设计中起模拟显示作用（也起指示

50、作用）图11受控电路7.2光电耦合器光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔 离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受 光器为光敏二极管、光敏三极管等等。在电路中，当输入信号为低电平时，发光二极管处于截止状态，光电耦合器中发光 二极管的电流近似为零，输出端间的电阻很大，相当于开关“断开”；当输入信号为高电平时，发光二极管导通，发光二极管发光，输出端间的电阻变小，相当于开关“接通” 该 电路因为低电平时，开关不通，故为高电平导通状态。7.3晶闸管（可控硅

51、）晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；晶闸 管是PNPN3层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控 整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。双向可控硅具有两个方向轮流导通、关断的特性。双向可控硅实质上是两个反并联 的单向可控硅，是由NPNP五层半导体形成四个PN结构成、有三个电极的半导体器件。 由于主电极的构造是对称的（都从 N层引出），所以它的电极不像单向可控硅那样分别 叫阳极和阴极，而是把与控制极相近的叫做第一电极 A1,另一个叫做第二电极 A

52、2。双 向可控硅的主要缺点是承受电压上升率的能力较低。这是因为双向可控硅在一个方向导通结束时，硅片在各层中的载流子还没有回到截止状态，必须采取相应的保护措施。双向可控硅组件主要用于交流控制电路，如温度控制、灯光控制、防爆交流开关以及直流电机调速和换向等电路。晶闸管T在工作过程中，它的阳极（A）和阴极（K） 与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管的工作条件：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反 向阻断状态2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于

53、正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性 ，即可控特性3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何， 晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸 管关断第八章 整机电路及工作原理在整个电路设计中，主要有红外线发射电路，红外线接收电路，单片机部分，受控电路以及显示电路，整机电路见附录1所示。在本设计中，红外线发射部分采用遥控模块，只要定义相关程序，便可完成相关功能。现在就对其余部分电路的工作原理做简单介绍。在电路中，红外线发射机发出红外信号后，经由红外线接收头接收，红外线接收头是集成红外

54、线接收 PD二极管、放大电路、滤波电路和比较器输出等的 IC模块。 红外线接收头接收到信号后送给单片机分析、处理，经过单片机分析处理后，根据控制 指令信号输出相关的高、低电平，当单片机输出高电平是，与单片机连接的光电耦合器 导通，光电耦合器导通后，与之连接的可控硅也相应的导通，可控硅导通后，与可控硅 连接的电器设备就得电，这样开关电路就实现了控制电器设备的功能。在显示模块中，根据具体的信号指令，会显示出当前开关的工作状态以及各路电器 设备的导通情况和其它相关信息。结论可调遥控电源开关，顾名思义就是用远程遥控的方式来控制多路电器设备的电源开 关。根据不同的需求，可以调整开关的路数。在这个设计中用到的元器件并不多，电路 也不复杂，成本不贵，也容易安装，在生活中使用很方便，也很容易操作。这个设计相对于传统电源开关来说，的确是方便了许多，软硬件相结合，使电路不 复杂。在生活中，甚至工业生产控制中，只要手拿遥控器，就可以对远处的电源开关进 行控制。不与开关接触，不与电路相碰，在实际生产和生活中，极大的提高了使用者的 安全保