基于MSP430單片機的智能插排設計

　　紅外接收、電能計量單元

　　為了簡(jiǎn)化電路及程序設計，采用HS0038紅外一體化接收頭接收紅外信號，該接收頭僅需一根管腳即可與單片機通信，HS0038接收到紅外信號后，將解調后的紅外編碼信息傳輸給單片機，單片機再進(jìn)行解碼，識別出遙控器的相應鍵值，單片機將識別出的鍵值與存儲“開(kāi)”、“關(guān)”鍵值進(jìn)行比較，進(jìn)而驅動(dòng)繼電器斷開(kāi)或者連通電源。電能計量功能用來(lái)評估用電設備的實(shí)際耗電量，為實(shí)現此功能，采用ADE7755計量芯片，其專(zhuān)門(mén)用于額定頻率50Hz和60Hz的單相交流有功電能的計量，具有計量精度高、靈敏度高、功耗低、體積小的特點(diǎn)，電路如圖3所示。該計量模塊使用簡(jiǎn)單，將圖中錳銅電阻R串入火線(xiàn)用以采集電能，當有電流流過(guò)電阻時(shí)，從DO管腳輸出一定頻率的電壓脈沖，電流越大，單位時(shí)間內的輸出的脈沖數越多，單片機通過(guò)累加脈沖數量即可計算出設備所耗電量。

　　顯示、報警及繼電器單元

　　智能插排需要對耗電量、定時(shí)時(shí)間、實(shí)時(shí)電流值、溫度值、繼電器開(kāi)合狀態(tài)等參數進(jìn)行顯示，選用128*64點(diǎn)陣液晶進(jìn)行顯示，本設計中采用cog液晶模組作為顯示器，該液晶可由3V電壓供電，價(jià)格低廉，采用串行通信方式，占用I/O較少，并且體積較小，驅動(dòng)簡(jiǎn)單^[6]，與單片機連接方式如圖4。為了減少系統的體積，并增加系統可靠性，采用固態(tài)繼電器進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，固態(tài)繼電器的輸入端僅需微小的控制信號，就能夠達到直接驅動(dòng)大電流負載的目的，是無(wú)觸點(diǎn)的電子開(kāi)關(guān)，無(wú)噪音，穩定性高，并且可以由單片機管腳直接驅動(dòng)，極大地縮減了電路設計及程序設計。

　　軟件設計

　　單片機程序設計采用模塊化編程方法，主要包括紅外信號的解碼、LCD液晶模塊的驅動(dòng)、電能的計量、溫度及電流檢測等。

　　插排在初次上電之后，需要首先進(jìn)行紅外開(kāi)關(guān)編碼的學(xué)習，用來(lái)控制繼電器開(kāi)關(guān)的開(kāi)、閉，插座上有2個(gè)學(xué)習按鍵“開(kāi)”和“關(guān)”，按下“開(kāi)”按鍵之后，進(jìn)入“開(kāi)”編碼學(xué)習模式，此時(shí)再按下遙控器的一個(gè)按鍵，紅外接收頭接收到紅外信號，解調后傳輸給單片機進(jìn)行解碼，并將解碼數據存儲在單片機內部，至此完成了“開(kāi)”編碼的學(xué)習，當再次按下遙控器的相應按鍵時(shí)，程序對解碼數據同存儲的“開(kāi)”編碼比較，如果編碼相同，單片機則驅動(dòng)繼電器斷開(kāi)電源，程序流程如圖5。

　　主程序如圖6所示，插排在上電后，首先進(jìn)行初始化，然后根據用戶(hù)設定的各個(gè)狀態(tài)值，進(jìn)行實(shí)時(shí)的狀態(tài)監測比較，并將各參數在LCD上顯示，當有異常情況發(fā)生時(shí)，首先驅動(dòng)繼電器斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，確保用電安全，再發(fā)出聲光報警。為節省電能，報警功能設定為每分鐘提示一次，當接收到遙控器的“關(guān)”指令時(shí)，單片機控制繼電器開(kāi)關(guān)閉合，系統重新開(kāi)始工作。

　　結語(yǔ)

　　本智能插排實(shí)現了電能計量功能、過(guò)流檢測功能、溫度檢測功能和紅外遙控控制功能，并能夠在狀態(tài)異常情況下通過(guò)固態(tài)繼電器自動(dòng)斷開(kāi)電源，保護用電設備，確保用電安全，能夠對各監控參數進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)電能計量功能掌握用電設備的實(shí)際耗電情況，方便實(shí)用，體現了人性化、智能化的現代生活理念，有著(zhù)廣闊的應用前景。

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