智能插座优质毕业设计.doc

（）
本科毕业设计（论文）资料

题 目 名 称：
智 能 插 座
学 院（部）：
理学院
专 业：
电子信息科学和技术
学 生 姓 名：

班 级：

学号：
指导老师姓名：

职称： 讲师
最终评定成绩：

湖南工业大学教务处

湖南工业大学

本科毕业论文（设计）

诚信申明

本人郑重申明：所呈交毕业论文（设计），题目《基于单片机智能插座设计》是本人在指导老师指导下，进行研究工作所取得结果。对本文研究作出关键贡献个人和集体，均已在文章以明确方法注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过作品结果。本人完全意识到本申明应负担责任。

作者署名：
日期： 年

摘 要

家电长久待机不仅引发巨大能源浪费，而且使得排插负荷越来越大，带来了很严重安全隐患。同时，电器使用寿命大大缩短。本设计制作了含有定时及智能感应功效插座。其不仅你不了现实生活中一般插座功效不足，还为大家生活带来了极大便捷。
本系统由单片机最小系统、QC12864B液晶屏、HC-SR501及继电器等多个模块组成。经过外设键盘对和继电器相连排插进行定时、延时设置，使其能够根据我们意愿在对应时间通断。或由HC-SR501热释电红外传感器模块，当感应到生物发出红外线而输出电信号进而触发SCT89C51单片机外部中止引脚，自动控制排插通断。由LED指示灯指示工作模式并将工作数据经过LCD液晶屏显示。
软件设计使用keil uvision4，各个功效选择菜单界面经过QC12864B液晶屏显示，配合按键实现多各个功效之间选择和切换，使该系统能够有个友好界面。依据需要实现功效用C语言完成底层驱动和各子系统程序编写和调试。使外接继电器能够根据一定规律工作，即能够达成智能控制目标，又在很大程度上起到节能作用。

关键词：STC89C52;排插;SH-RF501;DS1302

ABSTRACT

Electrical appliances on standby for a long time not only cause huge waste of energy, and make the strip load more and more big, has brought the serious security hidden danger.At the same time, greatly reduces the service life of the appliance.This design which has the function of timing and intelligent induction socket.Its not only you are not the real life of ordinary socket function is insufficient, also brought great convenience for people's life.
This system by single chip microcomputer minimum system, QC12864B LCD screen, HC - SR501 and relay of several modules.By a peripheral keyboard connected to the relay platooninsert timing, delay set, can make it according to our wishes in the corresponding time on and off.Or by the HC - SR501 pyroelectric infrared sensor module, when sensing infrared and output electric signal from the biological triggers the SCT89C51 MCU external interrupt pin, automatic control strip on and off.Working mode and directed by the LED indicator light will work data through the LCD screen display.
Software design using keil uvision4, each function selection menu interface by QC12864B LCD screen display, cooperate with the keys to achieve more choice and switch between each function, makes the system has a friendly interface.According to the function of the need to implement in C language to complete the underlying drive and each subsystem writing and debugging of the program.Make external relays can work according to certain rules, which can achieve the goal of intelligent control, and to a great extent, have the effect of energy saving.

Key words: SCTC89C52；socket；SH-RF501；DS1302

目 录

第1章 绪论 1
1.1 设计目标和意义 1
1.2 中国外研究现实状况 1
1.3 论文关键内容和思绪 2
第2章 总体方案 3
第3章 硬件电路设计 5
3.1 智能排插工作原理 5
3.2硬件介绍 5
3.2.1 STC89C52单片机 5
3.2.2 QC12864B液晶屏 6
3.2.3 DS1302时钟芯片 8
3.2.4 BISS0001红外热释电处理芯片 9
3.2.5 继电器模块 10
3.2.6 按键模块 10
3.3系统硬件电路设计原理图 10
3.3.1 STC89C52最小系统电路图 10
3.3.2 QC12864B液晶显示电路 11
3.3.3 DS1302时钟电路 11
3.3.4 HC-SR501模块电路 11
3.3.5 继电器电路 12
3.3.6 按键电路 12
3.3.7 系统原理图 13
第4章 系统软件设计 14
4.1 系统软件设计步骤 14
4.2 模块程序设计 14
4.2.1 LCD12864液晶驱动程序设计 14
4.2.2 DS1302驱动程序设计 16
4.2.3 按键程序设计 18
第5章 实物制作和结果分析 19
5.1 实物制作 19
5.2加载源程序后实物结果及分析 20
第6章 总结和展望 22
6.1 总结 22
6.2 展望 22
参考文件 23
致 谢 24
附 录 25
附录1系统原理图 25
附录2 源程序 25

第1章 绪论

1.1 设计目标和意义
伴随人口增加、科技迅猛发展，大家生活水平不停提升，对于电子产品需求和要求也不停增加，各式各样电子产品应用于我们生活中。在为人类带来便捷同时，也意味着我们使用产品消耗能源相同增加以维持我们生活正常进行。可是，我们生活星球能开发利用能源是有限而且正在不停消耗殆尽，所以，节省能源又成为了我们必需要处理问题，同时其也是这个社会专题。所以，这么一对矛盾应立即得到调解，在调查中我们发觉，大部分市面上电子产品全部含有待机功效，比如电视机，电脑，冰箱，空调等家用电器。如此，就中国而言，无意识家电或电子产品能耗基于一个十几亿人口大国，那是一个很巨大能源浪费。据测算，家电待机能耗占到中国家庭电力消耗10%以上。而正是因为这种长久待机状态，使得排插负荷也越来越大，带来了很严重安全隐患。除此之外，也使得电器寿命大大缩短[1]。
所以，本系统对家庭中一般排插进行了愈加智能化设计，我们利用单片机对继电器控制来达成控制排插通断目标，并能够经过外设键盘对排插进行定时设置，使其能够根据我们意愿定时通断，在定时功效基础上，增加了人体感应模块。
基于此种思维设计，其不仅能节省能源消耗，减轻地球负担；增加家电使用寿命；还能让我们生活变得愈加便捷、舒适。关键是能够预防无须要安全事故发生。
1.2 中国外研究现实状况
现在市场上使用绝大多数移动电源排插只能够实现简单电源机械式通断电，单一功效并不能满足我们未来生活需要，智能排插可编程开关排插可依据使用者意愿，对其进行功效设置实现电源自动通断电，是大家生活带来极大方便之余又能应和这个社会节能专题。
现阶段市场上出现智能插座有小管家智能插座、科德牌智能插座、POLYHOME智能插座、博联智能插座等等。这几款插座中小管家插座使用智能芯片系统和对应程序软件对继电器进行编程控制，使得插座待机能耗降至零，达成节能安全目标。利用遥控功效关机后自动切断电源，遥控开机时，能自动接通电源。而且含有消除待机能耗、智能化保护功效、避免电磁波辐射、有效防雷击冲击特点。科德智能插座，能够进行定时设定，正确值时间为1分钟，天天最多可设置多组开和关。而且含有模式功效，随时可切换到长通或定时状态。
现在智能排插实现方法有机械式定时排插、基于单片机定时器功效实现排插智能定时、和采取现成智能芯片。机械式定时排插经过转动刻度盘，进行定时时间设置；而基于单片机智能排插则是经过用单片机控制继电器通断来控制排插开关，即经过单片机编程实现智能定时；智能芯片排插则是经过芯片直接感应来实现智能通断电，从而达成消除待机功耗目标；较为高级当属无线控制智能排插，基于Wi-Fi通讯，只要家中有没有线路由器，排插就会自动寻求网路，用户只需输入上网密码即完成配置，经过智能手机在全球任何地点全部能够控制。
智能排插有效地处理了待机能耗问题，从而提升终端用电设备使用寿命，促进中国节电降耗产品领域发展。也消除了生活中很多安全隐患。可达成适适用于彩电、电脑、空调等用电领域较高技术指标和节电能力。而伴随技术不停发展，对智能排插承受功率不停地增高完善，智能排插除了广泛应用于家用电器外，还会更多应用到工业领域。
1.3 论文关键内容和思绪
本系统设计了基于单片机对继电器控制来达成智能控制排插通断目标，并能够经过外设键盘和红外感应对排插进行定时设置和感应通断，使其能够根据我们意愿自动通断。
论文各章关键内容以下：
第一章是绪论，介绍了本研究目标和意义，中国外研究现实状况和本论文章节结构。
第二章总体方案设计，在叙述系统设计结构基础上，具体说明系统关键设计功效。
第三章是硬件系统构架，首先介绍系统工作原理，然后介绍单片机关键性能参数，接着是对每个电路模块进行分析，并给出原理图。
第四章介绍系统软件设计，并对每个模块进行说明。
第五章介绍实物调试过程，并对对应结果进行了具体说明。
第六章是本文总结和展望，并提出进一部完善工作。

第2章 总体方案

本系统设计关键由感应控制系统和按键控制系统组成，硬件电路由STC89C52单片机为关键控制器，经过C语言编写文件系统实现各路控制功效。在感应控制系统中，单片机经过HC-SR501人体感应模块触发外部中止进而控制和排插插孔相连继电器来控制插孔关断。另外，插孔关断还能够经过手动按键来操控，经过单片机配合时钟芯片DS1302对排插进行定时开关或延时开关等操作，由LED指示灯指示目前工作状态并由QC12864B液晶屏作为人机交互界面进行显示，使系统能够有一个良好界面。
STC89C52
总体系统框图图2.1所表示。
继电器模块
7805稳压电源模块

HC-SR501人体感应模块
DS1302计时模块

LCD显示模块
按键模块

图2.1系统框图
（1）智能排插关键控制电路
STC89C52单片机是本设计关键器件，配合各个模块实现排插控制，STC89C52依据不一样运行速度和功耗要求,时钟频率能够设置在0-33M之间，。该最小系统关键由复位电路，晶振电路组成。
（2）QC12864B液晶显示部分
QC12864B是带汉字字库汉字图形点阵液晶显示模块，可显示4×8行16×16点阵汉字及分辨率为128×64图形。同时，光标显示、画面移动、自定义字符、睡眠模式等功效可实现最直接人机交互。
（3）DS1302模块
本系统采取DS1302作为时钟计时器，从而实现排插在二十四小时内任意时间可变定时和一小时内固定模式定时。这么能够使得定时正确，方便，节省系统资源，同时程序编写上也能相对简单。
（4） HC-SR501 模块
HC-SR501是建立在BISS0001红外热释电处理芯片上自动控制模块，其使用LHI778型探头进行设计，含有高灵敏度，功耗低，可靠性强等特点。广泛应用于各类自动感应电气设备，且其是干电池供电自动控制产品。
（5）继电器模块
本设计采取是型号为SONGLE SRD-05VDC-SL-C继电器，5V继电器是一个电子控制器件，含有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），可用较小电流去控制较大电流一个“自动开关”。
（6）按键模块
系统采取轻触按键设计4*4式矩阵按键，充足利用单片机I/O口控制实现按键功效。

第3章 硬件电路设计

3.1 智能插座工作原理
本系统由单片机最小系统、QC12864B液晶屏、HC-SR501、继电器等多个模块组成。经过外设键盘对和继电器相连排插进行定时、延时设置，使其能够根据我们意愿在对应时间通断。或由HC-SR501热释电红外传感器模块，当感应到生物发出红外线而输出电信号进而触发SCT89C51单片机外部中止引脚，自动控制排插通断。由LED指示灯指示工作模式并将工作数据经过LCD液晶屏显示。
3.2硬件介绍
3.2.1 STC89C52单片机
STC89C52单片机是一款低功耗、高性能8位微控制器芯片，内部集成8K字节Flash，512字节RAM，4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，2个外部中止，一个通信一步通信口（UART），一个7向量4级中止结构（兼容传统515向量2级中止结构），全双工串行口，32 位I/O 口线，看门狗定时器。另外 STC89C52 可降至0MHz 静态逻辑操作，支持2种可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，许可RAM、定时器/计数器、串口、中止继续工作。掉电保护方法下，、片内振荡器停止工作，从而单片机一切工作全部停止，直到下一个中止或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。能够在4V到5.5V宽电压范围内正常工作。含有很多独特优点，即体积小、重量轻、单一电源、低功耗、功效强、价格低廉、运算速度快、抗干扰能力强、可靠性高等[4-6]。
其内部包含以下功效部件：
a.8位CPU；
b.振荡器和时钟电路；
c.8k字节程序存放器EPROM;
d.256字节数据存放器RAM；
e.可寻址外部存放器和数据存放器各64字节；
f.20多个特殊功效寄存器；
g.32线并行I/O口；
h.一个全双工串行I/O口；
i.3个16位定时器/计时器；
STC89C52引脚图图3.1所表示。

图3.1 DIP-40封装STC89C52引脚图
P0口：P0口是一个8位漏极开路准双向I/O口。看成为输出口时，输出级为漏极开路电路，应外接一个上拉电阻来提供输出高电平时驱动电流。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当CPU访问片外存放器时，由内部硬件自动使控制线为“1”。这时，P0口可作为低8位地址/数据总线分时使用。在这种模式下，P0不含有内部上拉电阻[4-6]。
P1口：P1口是一个带有内部上拉电阻8位准双向口，作为通用I/O端口使用。P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。当P1口用做输出口输出“1” 时，输出线由内部上拉电阻拉成高电平；作为输入使用时，CPU必需将“1”写入锁存器，使T1截止，把该端口线由内部上拉电阻拉成高电平[6]。
P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻8位准双向I/O口。P2输出缓冲器能驱动4个TTL 逻辑电平。当CPU对P2 端口写入“1”时，其内部上拉电阻把该端口拉为高电平，此时，P2口可作为输入端口来使用。作为输入口使用时，被外部拉低引脚因为内部电阻原因，将输出电流[4-6]。
P3口：P3口是带有内部上拉电阻8位准双向I/O口，而且还是一个双功效端口。其作为通用I/O口使用时，工作原理同P1、P2端口相同。对P3端口写“1”时，输出引脚由内部上拉电阻拉成高电平；作为输入使用时，被外部拉低引脚因为内部电阻原因，将输出电流[4-6]。
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[4-6]。
3.2.2 QC12864B液晶显示器
QC12864B是一款含有4位/8位并行、2线或3线串行多个接口方法带汉字字库和内部含有国家标准体汉字字库点阵图形液晶显示器；其含有128×64分辨率, 8192个16*16点汉字和128个16*8点ASCII字符集，且含有光标显示、画面移位、睡眠模式等多个功效。能够显示8×4行16×16点阵汉字. 也可完成图形显示.低电压低功耗是其又一显著特点。其引脚图图3.2所表示。如表3.1为QC12864B引脚定义表[7]。

图3.2 QC12864B引脚图
表3.1 QC12864B引脚定义
管脚号
管脚名称
电平
管脚功效描述
1
VSS
0V
电源地
2
VCC
3.0+5V
电源正
3
V0
-
对比度（亮度）调整
4
RS(CS）
H/L
RS=“H”,表示DB7——DB0为显示数据
RS=“L”,表示DB7——DB0为显示指令数据
5
R/W(SID)
H/L
R/W=“H”,E=“H”,数据被读到DB7——DB0
R/W=“L”,E=“H→L”, DB7——DB0数据被写到IR或DR
6
E(SCLK)
H/L
使能信号
7
DB0
H/L
三态数据线
8
DB1
H/L
三态数据线
9
DB2
H/L
三态数据线
10
DB3
H/L
三态数据线
11
DB4
H/L
三态数据线
12
DB5
H/L
三态数据线
13
DB6
H/L
三态数据线
14
DB7
H/L
三态数据线
15
PSB
H/L
H：8位或4位并口方法，L：串口方法
16
NC
-
空脚
17
/RESET
H/L
复位端，低电平有效
18
VOUT
-
LCD驱动电压输出端
19
A
VDD
背光源正端（+5V）
20
K
VSS
背光源负端
3.2.3 DS1302 时钟芯片
DS1302 是高性能时钟芯片，含有以下特征：
实时时钟，可对秒、分、时、日、周、月、和带闰年赔偿年进行计数；
用于高速数据暂存31*8RAM；
最少引脚串行I/O；
2.5-5.5V满肚工作范围；
2.5V时耗电小于300nA；
用于时钟或数据读/写单字节或多字节数据传送；
8引脚双排直列封装(DIP)或用于表面8引脚贴片封装(SOIC)；
简单3线接口；
TTL兼容（VCC=5V）；
可选工业温度范围-40℃至+85℃；
在DS1202基础上增加特点：
——可选慢速充电能力；
——用于主电源和备份电源双电源引脚；
——备份电源引脚可用作电池或超容量电容器输入端；
——附加告诉暂存存放器（7字节）。
图3.3为DS1302芯片引脚图所表示。如表3.2所表示为DS1302各引脚功效表[8]。

图3.3 DS1302芯片引脚图
表3.2 DS1302引脚功效
引脚号
引脚名称
功效
1
VCC2
主电源
2、3
X1、X2
振荡器，外接32.768KHZ晶振
4
GND
电源地
5
RST
复位
6
I/O
数据输入/输出（双向）
7
SCLK
串行时钟
8
VCC1
后备电源
3.2.4 BISS0001红外热释电处理芯片
BISS0001是一款高性能传感信号处理集成芯片，由热释电红外传感器和外围连接元器件组成被动式热释电红外开关模块。其可自动快速有效控制各式照明灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等等家用电器关断，普遍应用在宾馆、酒店、企业、商场及家庭等过道或走廊等敏感区域，和安全区域灯光、照明和报警系统。引脚原理图图3.4所表示。其引脚功效如表3.3所表示[9]。

图3.4 BISS0001引脚图
表3.3 BISS0001引脚功效
引脚号
名称
I/O
功效说明
1
A
I
可反复触发和不可反复触发选择端。当A为“1”时，许可反复触发；反之，不可反复触发
2
VO
O
Vo上升沿时为有效触发。在输出时间Tx之外和无VS上跳变时，Vo保持低电平。
3
RR1
--
输出延迟时间Tx调整端
4
RC1
--
输出延迟时间Tx调整端
5
RC2
--
触发封锁时间Ti调整端
6
RR2
--
触发封锁时间Ti调整端
7
VSS
--
工作电源负端
8
VRF
I
参考电压及复位输入端。
9
VC
I
触发严禁端。当Vc<VR时严禁触发；当Vc>VR时许可触发(VR≈0.2VDD)
10
IB
--
运算放大器偏置电流设置端
11
VDD
--
工作电源正端
12
2OUT
O
第二级运算放大器输出端
13
2IN-
I
第二级运算放大器反相输入端
14
1IN+
I
第一级运算放大器同相输入端
15
1IN-
I
第一级运算放大器反相输入端
16
1OUT
O
第一级运算放大器输出端
3.2.5 继电器模块
本系统使用继电器是型号为SONGLE SRD-05VDC-SL-C继电器，该继电器是一个电子控制器件，工作电压5伏，含有两个控制系统分别是输入回路和被控输出回路，利用较小电流驱动去控制大电流一个“自动开关”。所以在电路中起着安全保护、自动调整及电路转换等作用，可实现弱电控制强电目标，常见在自动控制电路中。
3.2.6按键模块
采取一般轻触按键设计矩阵式按键控制，给单片机引脚输入电信号。因为和人体感应模块中用到外部中止脚P3.2重合，故在设计按键时候将此引脚除去。
3.3系统硬件电路设计原理图
3.3.1 STC89C52最小系统电路图
STC89C52为关键最小系统由复位电路和晶振电路组成，复位电路由按键一个1K电阻和一个10K电阻和一个10uf电解电容组成，晶振电路由12M晶振和两个30PF电容组成，单片机最小系统图3.5所表示。

图3.5单片机最小系统仿真图
3.3.2 QC12864B液晶显示电路
QC12864B 带字库型液晶显示模块，内部存有16X16点阵汉字汉字8192 个、8X16 点阵字符128个和 64X256 点阵图形显示 RAM（GDRAM） 。其电路连接图图3.6所表示。

图3.6 QC12864B电路连接图
3.3.3 DS1302时钟电路
DS1302引脚电路中Vcc1为后备电源接一个干电源电池，Vcc2为主电源。DS1302由Vcc1或Vcc2二者中较大者供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHZ晶振。电路连接图图3.7所表示[10]。

图3.7 DS1302电路原理图
3.3.4 HC-SR501模块电路
BISS0001是一款高性能传感信号处理集成电路，由运算放大器、状态控制器、电压比较器、封锁时间定时器和延迟时间定时器等组成数模混合集成电路。并配以热释电红外传感器和外围元器件组成被动式热释电红外开关。该模块有两种模式：分别是可反复触发方法和不可反复触发方法。经过Q脚电信号改变，触发单片机外部中止达成控制继电器工作效果。本系统采取不可反复触发方法，当感应到有些人体在其范围内活动则Q脚输出高电平，不然输出低电平，而单片机外部中止为低电平触发，故在模块输出端加一反相器。其电路原理图图3.8所表示，其中PIR为HC-SR501模块[10]。

图3.8 HS-SR501模块电路原理图
3.3.5 继电器电路
本系统使用继电器是型号为SONGLE SRD-05VDC-SL-C继电器，该继电器是一个电子控制器件，工作电压5伏，含有两个控制系统分别是输入回路和被控输出回路，利用较小电流驱动去控制大电流一个“自动开关”。本系统中，关键是用于控制插座开关状态，由按键设置及红外感应模块影响单片机I/O输出信号来控制继电器工作，从而达成控制插座自动关断目标。电路图图3.7所表示[10]。

图3.7 继电器控制电路
3.3.6 按键电路
采取一般轻触按键设计矩阵式按键控制，给单片机引脚输入电信号。图3.8所表示。

图3.8 矩阵按键电路原理图
3.3.7 系统原理图
系统原理图见附录I。

第4章 系统软件设计

4.1 系统软件设计步骤
系统采取STC89C52单片机作为控制中心，使用C语言进行程序编写，使用Keiluvision2软件进行编译。
经过按键进行实时时间、定时时间及延迟时间模式选择和个模式下数据修改，由LCD12864液晶屏显示。并经过感应器反馈信息给单片机处理，图4.1所表示为主程序步骤图。
开始

显 示
感应器置
单片机

按键功效选择

定时设置
延迟设置
时间设置

继电器置

图4.1为主程序步骤图
4.2 模块程序设计
4.2.1 LCD12864液晶驱动程序设计
本系统使用QC12864B液晶模块作为显示器，建立人机界面。其可显示4行8字汉字及128X64图形，而且内置8192个汉字字库 、128个字符和 64X256 点阵图形显示 RAM（GDRAM）。其显示功效需要完成两个操作：写操作（写指令和数据）和读操作（读指令和数据）。
1.写操作
从MPU写资料到液晶显示模块。模块采取8位并行连接方法进行数据传输，其时序图图4.2 所表示。

图4.2 LCD12864写操作时序图
2.读操作
MPU从液晶模块中读出资料并进行处理。其时序图图4.3 LCD12864读操作时序图所表示。
图4.3 LCD12864读操作时序图
3.读写信号借口说明
RS，R/W配合选择决定控制界面4种模式，如表4.1所表示。EN使能控制信号功效。如表4.2所表示。
表4.1读、写操作控制功效
RS
R/W
功效说明
L
L
MPU写指令到指令暂存器（IR）
L
H
读出忙标志（BF）及地址记数器（AC）状态
H
L
MPU写入数据到数据暂存器（DR）
H
H
MPU从数据暂存器（DR）中读出数据
表4.2 使能控制功效
E状态
实施动作
结果
高——>低
I/O缓冲——>DR
配合/W进行写数据或指令
高——>低
DR——>I/O缓冲
配合R进行读数据或指令
低——>高
无动作

LCD12864显示步骤图。图4.4 LCD12864显示步骤图所表示。
开始

写命令
初始化
写数据

读状态或数据

数据显示

图4.4 LCD12864显示步骤图
4.2.2 DS1302驱动程序设计
DS1302时钟芯片关键由移位寄存器控制逻辑、振荡器、实时时钟和RAM几部分组成。初始化任何数据传送时，把RST置为高电平（必需条件SCLK为低电平时），许可对DS1302进行操作。时钟信号由SCLK提供，在SLCK上升沿串行输入。前8个时钟周期将命令字装入移位寄存器以后，在后面时钟周期里在读操作时输出数据，在写操作时输入数据。
1.Single Byte读操作时序图4.5所表示。写操作时序图4.6 所表示。
图4.5 DS1302读时序图
图4.6 DS1302写时序图
2.DS1302共含有12个寄存器，其中有7个寄存器和日历、时钟相关，存放数据位均为BCD码形式。其内部日历、时间寄存器如表4.3 读、写寄存器地址和内容所表示，其中奇数为读操作，偶数为写操作。
表4.3 读、写寄存器地址及内容

写
读
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
秒
80H
81H
CH
10秒
秒
分
82H
83H

10分
分
小时
84H
85H
12/
0
10
时
时
AM/PM
日
86H
87H
0
0
10日
日
月
88H
89H
0
0
0
10月
月
周
8AH
8BH
0
0
0
0
0
周
年
8CH
8DH

年
控制
8EH
8FH
WP
0
0
0
0
0
0
0
秒寄存器位7为时钟暂停标志位（CH），当置1时，时钟振荡器停止；置0时，时钟开始运行。
控制寄存器为7时写保护位（WP），该位在任何对时钟和ARM写操作之前须置0；当置1时，预防对任何寄存器进行写操作。
3.DS1302控制字
控制字中位7必需置1，为0则无法将数据写入到DS0302中；位6若为0，表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位0若为0表示进行写操作，为1表示进行读操作，控制字如表表4.4所表示。图4.7为DS1302程序步骤图。
表4.4 控制字
7
6
5
4
3
2
1
0
1
RAM
A4
A3
A2
A1
A0
RD

开始
写地址
初始化
RST高电平
写数据

数据写完？

N

数据写完？
N
显示
写地址
读数据
RST高电平
Y
Y

图4.7 DS1302程序步骤图
4.2.3 按键程序设计
系统设计采取矩阵式按键实现按键控制功效，充足利用单片机整一个8位端口组成 4*4=16 个矩阵式按键 ，并依据系统整体设计选择部分或全部按键设置功效。
矩阵式按键原理：不停循环地给低高位独立低电平，然后判定键盘中有没有键按下。将高位中其中一行线（P3.4～P3.7中其中一列）置低电平然后检测列线状态（高低位，即P1.4～P1.7,因为线和关系，只要和低电平行线接通，即跳变成低电平），若检测到某列电平变为低就延时消除抖动，再次判定，若仍为低电平，则表示有按键按下,若全部列线均为高电平则表示键盘中无键按下。在确定有键按下后 ,确定具体闭合按键，其过程: 依次将行线置为低电平,其它行线为高电平。同时逐行检测各列线电平状态 ；若某列为低 ，则该列线和置为低电平行线交叉处按键即为闭合按键，并返回键值。图4.8为矩阵按键程序步骤图。
开始

将行线置0

读列线值

按键按下？

返回无效码值
N

Y
读行列线值

返回行列线码值

图4.8 矩阵按键程序步骤图

第5章 系统仿真和调试

5.1 硬件仿真调试原理图
本系统实物制作过程关键由一下几步：
第一步使用Protel 99 SE软件绘制好原理图并生成PCB文件经自己布线后保留。依据整个系统所用到材料从网上采购回来，然后由用到元器件或芯片，使用Protel 99绘制原理图，建立自己元件库同时添加对应封装，原理图见附录一所表示。原理图画完以后将其更新生成PCB，并依据设计进行布线，最终保留。
第二步焊接硬件。依据有Protel 99生成PCB图进行电路焊接，焊接之前进行分区，即模块所占区域，然后分模块进行焊接，首先将模块元器件按确定好位置插到万用板上，再进行焊接，同时要常常测试电路是否有短接情况及模块是否能正常使用。硬件实物图图5.1所表示：
第三步系统硬件程序调试。测试中因为12864出现问题所以显示并不理想。上电结果图5.2所表示。

图5.1 系统硬件实物图

图5.2 系统硬件调试图（上电）

5.2加载源程序后实物结果及分析
系统上电后进入待机状态，等候设置参数。图5.3所表示。

图5.3 硬件待机状态图

进入功效模式设置，可经过按键对参数进行设置。图5.4 所表示。

图5.4 模式设置图
参数完成设置后利用按键确定退出，界面图5.5所表示。红色LED指示灯亮表示延迟工作正在实施对应继电器导通，黄色LED表示定时时间内继电器导通指示灯，绿色LED表示人体感应器被触发继电器导通指示灯。

图5.5 硬件工作状态图

第6章 总结和展望

6.1 总结
现实生活中，伴随大家生活水平不停提升，家电等用电器具越来越多，本智能插座能够实现定时及感应控制插座功效，即能满足生活所需，又节能环境保护，很人性化，实用性高。
本智能插座系统关键由STC89C52单片机最小系统、DS1302时钟模块（用于时钟计数）、基于BISS0001红外热释电处理芯片HC-SR501人体感应模块（用于感应人体触