摘 要本课题构建的这种类型的智能充电插座能够实现电网电压检测、发生故障时自动切断充电状态、故障报警以及高清度参数显示等功能，这款设计是通过STC89C51单片机来进行控制的，通过该款处理器芯片灵活的输出输入接口完成了对LCD1602、ADC0832、有源蜂鸣器和继电器等电子元件的高效驱动。在设计方法上，主要是搭建了单片机最小系统电路并将液晶屏显示电路、ADC0832转换器电路、报警信号生成电路和继电器驱动电路等电路与其进行连接，并通过C语言对软件代码进行配置并生成二进制文件之后下载到单片机控制器里面之后进行工作。本课题的设计难点主要表现在控制器对各功能电路的驱动接口上，主控器件所需要通过有限的内部资源表现出灵活的信号输入输出转换以及数据处理等。通过这种类型的智能充电插座控制系统的实现，完成了大学期间最重要的一次作业，这是对我所学知识的一次综合调用以及培养了较强的问题分析能力。
目录
一、 引言 1
（一） 智能充电插座的发展背景 1
（二） 智能充电插座的发展现状 2
（三） 主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） STC89C51单片机简介 3
（二） 液晶显示器简介 3
（三） ADC0832模数转换器芯片简介 3
（四） 有源蜂鸣器简介 4
（五） 继电器开关简介 4
（六） 机械按键介绍 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 智能充电插座系统框图设计 6
（二） 最小系统电路设计 6
1. 晶振电路设计 6
2. 复位电路构建 7
（三） 插座电压显示电路设计 7
（四） 插座电压检测电路设计 8
（五） 插座电压异常报警电路设计 8
（六） 插座总开关电路设计 9
（七） 智能插座参数设置电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 智能充电插座的主程序流程 11
（二） 插座电压显示流程设计 12
（三） 插座电压检测流程设计 12
（四） 插座电压异常报警流程设计 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
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（五） 插座总开关控制流程设计 14
五、 实物安装 16
总结与展望 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
智能充电插座的发展背景
智能充电插座控制系统现如今正在以迅猛的速度进入电子产品市场，特别是以高端单片机完成的产品最具有市场竞争潜力，虽然如今市场上的相关产品种类繁多，但这些现存产品仍然不能满足人们对于智能充电插座系统日益增加的性能和指标需求，随着经济水平和科学技术的持续发展，使用人员已渐渐不能满足现有产品所能完成的指标，当前不论是工业控制环境还是人们的普通生活，对于数据的处理都已经进入了大数据时代，这对于系统的运算处理能力提出了更高的要求。2017年正直人工智能向人工智慧的转变时期，在智能充电插座系统的性能方面，新老产品在交替时期，众多使用落后芯片构建的产品把被无情的淘汰，取而代之的则是选用最新技术的研发的崭新产品。就以目前作为领跑者的10nm制程工艺技术来说，目前工厂能够通过这个技术在一片指甲盖大小的硅片上植入上亿颗晶体管，非但这样，相对成本也比之前更加低，要是将这些技术在不久的将来应用到智能充电插座控制系统的构建中，那么这无疑将会给智能充电插座控制系统的性能注入新的活力。加入世贸组织以后各国间的科学技术交流以及商品贸易变得加倍频繁，贸易保护主义受了前所未有的冲击，具有先进技术作为前提的外国商品不断流入我国市场，这其中就包括了融入先进技术的智能充电插座系统产品，因为我国在电子信息技术上起步较为晚，从而相对于国外在这方面已经取得的成果来说，稍显劣势。现如今ARM内核技术的持续发展使许多主控器件都采用了这类CPU作为芯片内部核心部分，例如意法半导体企业的STM32系列、ARM7和ARM9等，CORTEXM3、M6等中高端ARM内核在这些主控器件中表现出了完美的演绎，把操控和数据处理两方面的性能进行了全面的展现，如今市面上就有一部分智能充电插座系统是采用这些ARM内核作为主控的产品，这些产品所表现出的整体优秀特性是数据处理能力强，运行频率高与此同时控制能力强，但是不足之处也比较明显，由于这些ARM内核基本上都具有32位以上的数据运算能力，而现如今特别少的智能充电插座控制系统具有这项效果，所以在价格方面比其它产品要高出很多。本课题将要构建的是一款通过STC89C51单片机当作控制器的智能充电插座控制系统，经过了对目前市面上类似产品的广泛调研和比较，可以发现这些产品的效果近似大同小异，绝大多数全是使用8位单片机或者16位单片机实现的，可想而知在性能方面不会极其显著的，本文将结合这些产品所表现出的每一个优缺点，进行分别对待，设计出一款性价比远高于它们的系统。本次毕业设计的研究重点是如何通过一片STC89C51单片机来实现出一款高性能的智能充电插座系统，这将是对我的一个艰难挑战，将对我的综合能力进行全面考验。
智能充电插座的发展现状
当前国际上都已上手了对智能充电插座系统的核心推向市场研究技术，实现一种高性能的控制系统已不再是问题，而眼下的主要问题焦点在于如何完成智能充电插座控制系统的组网化和多传感器化，这两个问题的关键点在于通过如今飞速发展的无线网络技术和智能传感器技术的内部设计，使得多个智能充电插座系统之间可以通过无线链路共享参数数据，完成之间的协同作业。纵观单片机技术的历史上发展过程来看，这二十年间控制器在功效和运行速度上取得了长足的发展，而这些进步对智能充电插座控制系统的发展起到了至关重要的推动作用，至今日为止，主控处理器的发展脚步一直没有停止过，在未来十年间，64位主控器件会被推出并且趋近完善，而主控芯片作为智能充电插座系统的核心芯片，它的进步也将是智能充电插座控制系统的发展。
主要研究内容
本论文结合了自身在大学期间所学到的单片机知识、模拟电路、数字电路和传感器件等知识，通过软硬件系统的构建和持续修改优化，实现了一款实现电网电压检测、发生故障时自动切断充电状态、故障报警以及高清度参数显示等功能的智能充电插座系统，下面是本课题将要实现的主要指标功能：
1、能够实现电网电压的实时检测，检测到的结果显示在液晶屏上；
2、当电网出现欠压（大于280V）或者过压（小于180V）时，为避免对电器造成损害，自动切断插座开关，停止充电；
3、当电网出现故障时，插座自动断开，停止充电功能，与此同时发出报警信号。
方案设计及元器件选择
STC89C51单片机简介
本课题将要应用的这种类型的STC89C51单片机是宏晶公司在上世纪末推向单片机市场的，它以英特尔公司的经典8位内核MCS51型CPU作为关键部分，在CPU外部自主扩建了总线和存储器等首要部分，实现了这种型号的性能优秀的STC89C51单片机。本智能充电插座控制系统选用的这款STC89C51单片机选用的是40管脚双排直插的FootPrint，能够在3.3~5.5V电压相互之间实现稳定工作，下图为STC89C51单片机的外形图片。
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图1 单片机芯片实物图
液晶显示器简介

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