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2.模块设计.........................................................7

3．软件设计及流程........................................................9

4．系统测试现象及问题..............................................11

五.总结...................................................................................11

参考文献

附录

摘要

随着人们生活质量的提高，物联网技术广泛应用于人们的生产生活的各个方面。

家用电器插座的智能化控制越来越显现出他的价值。

本装置则着重为了解决这一点。

作为家庭最普遍的电器插座接口，实现智能化控制大大方便的我们的生活。

同时本装置还有防雷击作用。

本装置通过上下两个51单片机以XL02-232AP1无线方式实现对插座电路的智能控制，并用nokia5110显示插座开关状态。

在上位机方面，以通用串口实现单片机和电脑的通信。

【关键字】插座物联网无线串行通信5110液晶

单片机

ABSTRACT

Aspeoplelifequalityrise,theInternetofthingstechnologyiswidelyappliedineveryaspectofpeople'

sproductionlife.Householdappliancesocketoftheintelligentcontrolismoreandmoreshowshisvalue.Thisdeviceismainlyinordertosolvethis.Asthehomeofthemostcommonelectricalsocketinterface,therealizationofintelligentcontrolgreatlyfacilitateourlives.Atthesametimethisdeviceandlightningprotectioneffect.Thisdevicebytwo51singlechipmicrocomputerinap1XL02-232wirelesswayrealizetheoutletcircuitintelligentcontrol,usingnokia5110socketswitchstate.IntermsofPC,withuniversalserialinterfacetorealizesinglechipmicrocomputerandcomputercommunications.

【Keywords】socketInternetofThingsWirelessSerialCommunication5110liquidcrystaldisplaysinglechip

一．系统设计

1.1概念设计

（1）通过单片机1和相应的按键模块及无线发射模块实现控制信息的发送。

（2）通过单片机2无线接收模块实现对发来信息的判断，并返回确认信息给接收发送模块，发送模块相应的LED指示灯指示当前你状态。

（3）接收模块接收到信息，判断后在nokia5110进行显示发来的信息。

（4）单片机2对接收的信息进行判断后控制相应的插座的开关。

（5）3个插座具有单片机控制和光耦确保电路可靠接通的作用。

（6）以通用串口实现单片机1和PC机的通信。

1.2元件参数及选择

1.2.1主控器——单片机

在本装置采用了51单片机，如图所示。

单片机at89s51是一个低功耗，高性能cmos8位单片机，片内含4kbytesisp（in-systemprogrammable）的可反复擦写1000次的flash只读程序存储器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，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位中央处理器和ispflash存储单元，功能强大的微型计算机的at89s51可为许多嵌入式控制应用系统高性价比的解决方案。

AT89S51提供以下标准功能:

4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM,32个I/O口线，看门狗（WDT）,两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。

同时，AT89S51可降至OHz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止cPu的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及，中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到

下一个硬件复位。

1.2.2通用串口

一.XL02-232AP1模块简介

XL02-232AP1是UART接口半双工无线传输模块，可以工作在433MHz公用

频段。

符合欧洲ETSI（EN300-220-1和EN301-439-3），满足无线管制要求，无

需申请频率使用许可证。

XL02-232AP1的各项参数如：

输出功率、串口速率、工作频率、产品ID等

相关参数可以通过软件设置，模块默认参数为96008N1。

1）300米传输距离

2）工作频率在428.8－435.1MHz，（默认433.92MHZ）

3）可设置ID：

范围0－65535,默认ID:

12345

4）串口速率1.2K---38.4KBPS.（默认9.6KBPS）

5）数据格式8N1

方便快捷的参数设置

二.XL02-232AP1模块的应用

1、智能家庭、家居应用和无线传感、安全系统；

2、控制处理、无线数据连接、遥测、小型无线网络；

3、车辆监控、防盗；

机器人控制，飞思卡尔智能车控制

4、无线抄表、门禁系统、小区传呼；

5、工业数据采集系统、生物信号采集、水文气象监控；

6、汽车四轮定位等

三.模块参数设置

模块在出厂时一般都会按客户要求设置好相关参数，并做相应的数据通讯测试，

如果客户没有明确要求的话，模块默认工作电压是5V，串口96008N1。

当客户

有更改相应参数的需要的时侯可用本店提供的设置软件来做相关参数的设置，设

置成功后数据保存在模块内部，以后模块就会按新参数来通讯。

设置前请先把模

块的SET管脚拉低接地，连上电脑串口，然后给模块上电，打开设置软件，填

入需要的相关参数即可。

四.电源的使用

XL02-232AP1无线透明传输模块使用的是直流电源，工作电压为+5V，最大工作

电流不超过60mA，电源可以和别的设备公用，但要注意电源的质量和接地的可

靠性，如可以的话尽量不要用开关电源，用纹波系数小的线性电源，如必须用的

请注意开关电源的开关频率不要对模块产生干扰，为防止静电或强电击穿，在系

统设备中使用时，需要可靠的接地，接地的同时需与市电完全隔离。

1.2.35110液晶

在该装置中采用了NOKIA5110液晶来显示当前温度值,温度可控范围及控制器开关状态。

液晶如下图所示。

诺基亚5110LCD特点：

该模块具有以下特点：

●84x48的点阵LCD，可以显示4行汉字，

●采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有

9条。

支持多种串行通信协议（如AVR单片机的ＳＰI、MCS51的串口模式０等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。

●可通过导电胶连接模块与印制版，而不用连接电缆，用模块上的金属钩可将模块固定到印制板上，因而非常便于安装和更换。

●LCD控制器／驱动器芯片已绑定到LCD晶片上，模块的体积很小。

●采用低电压供电，正常显示时的工作电流在200μA以下，且具有掉电模式。

LPH7366的这些特点非常适合于电池供电的便携式通信设备和测试设备中。

引脚接线如右图所示。

二．详细设计

2.1控制过程流图

按键输入

信号指示

信号发送信号接收

开关开关开关

2.2模块设计

2.2.1最小系统模块

本装置采用了51单片机最小系统模块。

原理图如图2.2.1所示。

51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。

晶振Y1也可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。

起振电容C2、C3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好。

图2.2.1

2.2.2电源模块

电源模块如图2.2.2，本电源采用阻容降压，设计输出直流DC电流300mA

1）降压电容C1的选择：

C1容值的选择：

电容值取决于负载电流，负载电流I确定后,可得:

C1≥1/2лfU

式中交流电源U值计算时取负10%，即：

I=300mA，U=220V*（-10%）=198V，f=50HZ,

C1≥0.3（2*3.14156*50*198）=4.82uF

R8泄放电阻选取200k-700k;

2）稳压分流电路：

稳压管D3和Q2管E-B结，R2组成稳压电路，Q2,R5组成分流电路。

Q2选用4.3V的稳压管；

R5阻值取22Ω/5W；

Q2管响应负载电流的大小变化，负载电流可在0－300mA内变化，Q选用PNP9012；

R2分担一部分Q2管的功率或负载功率，R2取值10Ω/5W。

3）C2、C3的选择，由于电源要求有较高的帯载能力，且给单片机供电，所以要求电压不能有太大的文波，所以要求C2、C3较大，C2选取2200uF的电容，C3选取1000uF的电容。

图2.2.2

2.2.3继电器控制用电器模块

如图2.2.3所示，为通过单片机信号控制继电器从而控制用电器的原理图。

继电器采用了额定电压为5V的继电器。

D4为一二极管，在线圈断电时，起续流，保护线圈作用。

本模块是由单片机来控制的，但是51单片机的最大输出电流约为10（ma），而继电器的一般正常工作电流应达到50（ma），所以应采用放大器来进行放大。

在此电路中采用了NPN三极管进行处理，若想得到更大则可采用达林顿法来得到更大的驱动电流。

图2.2.3

2.2.4放大电路模块

考虑到单片机的驱动能力有限，需对单片机输出控制端进行电流放大，采用三极管采用达林顿接法进行两级放大如图2.2.4。

图2.2.4

三．软件设计及流程

3.1系统软件介绍：

软件部分采用模块化程序设计的方法，主控制器中由主控制程序、液晶显示部分程序、键盘服务子程序及串口通信子程序组成。

从控制器由主控制程序、液晶显示部分子程序、及无线串口通信程序组成。

其编译环境下可以内嵌C高级语言，C函数与汇编函数可以很方便的相互调用，所以编程效率高而且可靠。

3.2程序流程图

单片机1主控制器流程图如图3.2

单片机1单片机2

图3.2

四．系统测试现象及问题

本装置实为控制多个插座的开关，但在此次设计中，只是模拟了3个插座，可供不同功率型负载使用。

检查线路完毕之后，对所有模块上电，在与单片机2相连的液晶显示屏上可以看到当前的各个插座开关状态。

硬件调试：

给电路板插座模块上电测量整流后电压值，观察是否为4.5-5V直流DC及电压纹波状况看是否在合理范围之内。

若出现问题，检测电路是否虚焊，原件安装位置是否正确及所选原件是否为计算值。

测量开关回路，给开关回路带上所需负载，并给开关输入开信号端高电平（5V）观察负载动作（打开），再给开关输入关信号端高电平（5V）观察负载动作（关闭）。

按此方法一次检测三路出现问题，寻找问题所在并解决。

软件调试：

按图3.2软件设计框图进行编写，并按软件调试方法进行调试。

五．总结

这次专业综合实践实际为对此前所学的综合的考验，此次设计设计到了电路，模电，单片机及C语言程序设计相关课程的内容。

通过这次实践对此前所学的进行了巩固，同时也对一些元器件及电路有了更深的了解。

如阻容降压电路的工作原理。

此次实践同时也考验了组员之间的积极性和协同工作的能力，在大家齐心协力，才完成了本次实践的设计。

通过这次课程，一方面肯定了自己在电路上掌握的知识，另一方面，也让自己发现自己的不足，以后应当多多动手，让自己明白“实践中出真理”的真正含义。

在实践中掌握真理，在实践中应用所学的知识，这是一种相当好的学习方法，还有就是发现自己的不足，在考虑问题上欠全面，希望今后能得到更大的进步。

参考文献

【1】康光华.电子技术基础数字部分.北京.高等教育出版社.2006

【2】康光华.电子技术基础模拟部分.北京.高等教育出版社.2006

【3】.htm

【4】

【5】李晓玲.单片机原理及接口.中国铁道出版社

附录

插座电路PCB