宿舍用电智能管理系统设计毕业论文37865.docx

编号: 毕业论文(设计)题 目 宿舍用电电智能管理理系统设计计 指导教师 陈陈洁 学生姓名 宋书峰 学 号 200990170010900 专 业 机械设设计制造及及其自动化化 教学单位 德州学院院机电工程程系 （盖章）二O一三年年五月十日德州学院毕毕业论文（设设计）开题题报告书2012年年03月10日院（系）机电工程系系专 业机械设计制制造及其自自动化姓 名宋书峰学 号20090017011090论文（设计计）题目宿舍用电智智能管理系系统设计一、选题目目的和意义义本课题根据据安全防范范系统的发发展现状及及其发展趋趋势，研究究并设计了了具体针对对学生宿舍舍特殊情况况的，比较较完整的用用电安全防防护系统。其其目的就是是设计一个个限电自动动控制器，使使其在允许许用电功率率范围内能能正常用电电，超过限限定功率立立即自动停停电且发出出报警声，并并能通过数数码管显示示当前电流流、电压、功功率值。充充分依靠在在技术手段段上完善管管理，实现现管理模式式智能化。通通过硬件系系统的构建建，实现防防火防盗等等功能。在在完善规章章制度健全全组织机构构的同时，利利用先进的的科技手段段，发展智智能化管理理系统。坚坚决杜绝违违章用电，特特别是学生生公寓内的的违章用电电问题，做做好学生公公寓的防火火防盗工作作。借助信信息技术的的手段，建建设学生公公寓管理服服务，用计计算机进行行科学的管管理和服务务，充分实施高高效服务。高校是人口口密集的区区域，人才才聚集的地地方，安全全用电问题题自然不容容小视。该该系统的建建立首先减减少了高校校用电违规规事件的发发生率，便便于学校对对公寓安全全用电问题题的管理。其其次，该系系统的智能能化程度进进一步加深深，智能化化程度提高高，简洁、高高效。二、本选题题在国内的的研究现状状和发展趋趋势随着人们生生活水平的的提高，以以及微电子子，自动控控制和计算算机等技术术的飞速发发展和广泛泛应用，目目前，我国国高等院校校的公寓智智能用电系系统仍然以以一种比较较传统的方方式运行并并管理。单单片机智能能公寓的编编程与实践践设计在国国内扔不完完善。高校校用电智能能管理系统统主要针对对这一研究究现状进行行对公寓安安全用电系系统的智能能化改造。如如今单片机机越来越广广泛运用于于许多智能能化设施，但但学生公寓寓等后勤设设施不完善善、管理水水平有待提提高，仍然然是制约高高等教育发发展的一个个关键因素素。该课题题虽有很多多不完善之之处，但单片机机于高效智智能用电系系统的结合合必将是将将来智能化化系统的主主要趋势。由由Inteel的166位单片机机AT899C51是是很多公司司常用的单单片机类型型，它代表表着智能化化程度先进进程度，它它的不断完完善与发展展必将促使使高校公寓寓智能化程程度的不断断加深。三、课题设设计方案 主要说说明：研究究（设计）的的基本内容容、观点及及拟采取的的研究途径径和方法。 本设计为宿宿舍用电智智能管理系系统设计，以以每个宿舍舍楼为一个个系统为设设计基础，设设计思路包包括分析学学生公寓用用电实际情情况和电能能管理现状状；确定用用电管理系系统的总体体设计方案案；完成系系统个部分分软硬件设设计，进行行器件选型型。在研究究方法上要要从用电群群体和管理理人员角度度出发。首首先，要能能进行远程程参数设置置和远程复复位。能有效识识别热得快快、电炉等等恶性负载载。其次要要能对各公公寓电能进进行准确计计量和记录录。四、计划进进度安排 主要要说明：起起止时间及及分阶段的的进度要求求。2012.1222013.1 确定论文文题目，查查阅分析资资料；2013.120013.22 形成论文文设计思路路，完成开开题报告；2013.220013.33 学习技术术，进行系系统设计；2013.320013.44 完成单片片机编程计计划，完成成中期检查查；2013.420013.55 完成论文文撰写，准准备答辩。五、主要参参考文献1刘福福启,韩宝宝华.电子子制作20005年合合定本MM.北京京:电子制作作杂志社,200552阉石石.数字电电子技术基基础M.北京:高等教育育出版社,200443谢嘉嘉奎.电子子线路线性性部分(第四版)M.北京:高等等教育出版版社,200444刘乐乐善,刘学学清.微型型计算机接接口技术及及应用MM.武汉汉:华中科科技大学出出版社,200555薛永永毅.新型电源源电路应用用实例MM.北京京:电子工业业出版社,200116高峰峰.单片机机微型计算算机原理与与接口技术术M.北京:科学学出版社,200337Jeean JJ.Labbrossse,邵贝贝.嵌入式实实时操作系系统UC/OSS-M.北京:北京航空空航天大学学出版社,20033指导教师意意见及建议议： 签名： 年 月月 日教学单位领领导小组审审批意见： 组组长签名： 年 月月 日德州学院毕毕业论文（设设计）中期期检查表院(系)：机电工程程系 专业业：机械设设计制造及及其自动化化 20013 年年 03月 10日毕业论文（设设计）题目目：宿舍用用电智能管管理系统设设计学生姓名宋书峰学 号20090017011090指导教师陈洁职 称副教授计划完成时时间：20013年55月7日毕业论文（设设计）的进进度计划：2012.1222013.1 确定论文文题目，查查阅分析资资料；2013.120013.22 形成论文文设计思路路，完成开开题报告；2013.220013.33 学习技术术，进行系系统设计；2013.320013.44 完成单片片机编程计计划，完成成中期检查查；2013.420013.55 完成论文文撰写，准准备答辩。完成情况：到现在为止止，通过查阅资资料，清楚楚了设计内容容的要求，对宿舍用电智能管理系统有了更全面更深入的了解。同时，完成了毕业论文的设计思路，了解了当前宿舍用电的状况及节电的途径。完成了开题报告，初步完成了毕业论文的基本框架。今后将加快进度，完成系统设计与论文的撰写。指导教师评评议（指出出优点和不不足，如有有其它建议议，可另附附页）签名： 年 月月 日备 注：目 录摘摘要及关键键词11 引言11.11 课题的的提出11.22系统分析析22方案论论证及系统统设计32.1有功功功率测量量方案论证证32.2系统统设计53系统硬件件介绍63.11单片机简简介63.22单片机编程语言介绍73.3系统选择择73.4 AT899C51引脚功能介绍83.5定时器0和1使用104硬件件设计114.1单单片机最小小系统114.22供电电路设计124.33继电器接接口电路135软件设计计145.11 Keill C511简介145.2各个个模块程序序介绍166全文文总结17附附录19参考文献献23谢谢 辞25德州学院 机电工程系 2013届 机制自动本专业 毕业论文（设计）高校公寓智智能节水系系统设计宋书峰（德州学院院机电系，山山东德州 2530023）摘要：随着着科学技术术的不断进进步和发展展，电力系系统在学生生宿舍楼中中的应用越越来越广泛泛，并且日日趋复杂化化。这就对对学生宿舍舍楼的电力力交流参数数的测试和和管理水平平提出了更更高的要求求。该文介介绍了一种种新型的，适适用于学生生宿舍楼电电量测量的的多参数电电力系统模模块。该模模块基于采采样定理，利利用准同步步采样法对对电力参数数进行测量量。整个系系统由主控控模块、采采样测量模模块、显示示模块等组组成。主控控单元模块块由Inttel的116位单片片机AT89C51作为核核心处理器器，对各个个传感器传传送来的数数据进行实实时处理。数数据处理传传输模块也也是采用880C1996KB作作为CPUU，对若干干个集中监监控单元模模块传上来来的数据进进行处理、控控制。该系系统还可以以安装串行行通信接口口与上位计计算机进行行远传通信信。关键词：功功率测量；AT89C51单片机机；ADE77755；LED显显示1 引言1.1课题题的提出高校学生宿宿舍的用电电管理问题题，一直是是摆在高校校学生宿舍舍管理者面面前的一道道难题，传传统的以手手工操作为为主的学生生宿舍用电电管理方式式，信息反反馈慢，工工作效率低低，管理质质量差。在在计算机信信息技术飞飞速发展与与广泛应用用的今天，这这种落后的的管理方式式与时代的的步伐已显显得格格不不入，对学学生宿舍用用电实行智智能化、信信息化管理理，是信息息时代对高高校学生公公寓管理工工作提出的的客观要求求。几乎所有院院校目前的的学生公寓寓，是按房房间安装了了电度表，对对学生宿舍舍用电实行行定额管理理。学校按按照规定给给每个宿舍舍核拨用电电定额。用用电在定额额以内的部部分，由学学校承担，定定额以外的的部分，由由学生自己己承担。但但是由于没没有安装“学校用电电收费管理理系统”等类似的的相关系统统软件，在在用电管理理过程中，每每抄一次表表就需要花花很长的时时间，同时时还有大量量的数据和和信息需要要处理，既既费工又费费力，还容容易出错。如如何使数据据与信息在在用电管理理系统的相相关模块间间流动起来来，为学生生宿舍用电电管理提供供科学的管管理方法，使使管理更严严谨，同时时更具有操操作性，节节省操作人人员的劳动动，成为学学校用电收收费管理人人员的当务务之急。学校用电收收费管理系系统设计内内容：本系系统是单机机版的应用用系统。本本系统设计计具有以下下功能：（11）用户管管理（2）电电费抄表登登记（3）电电费收缴（正正常、超支支、停电）（44）报表统统计打印（55）用户用用电查询（66）系统维维护等。本系统具备备的特点有有：界面美美观，操作作方便；大大大提高工工作效率；能及时、准准确地反映映学生宿舍舍用电情况况；信息收收集、处理理、存储、打打印方便；收费程序序更加规范范；系统可可维护性强强、管理集集中。本系统前台台利用Viisuall Bassic语言言、后台使使用ACCCESS数数据库进行行开发，适适用于wiindowws xpp，或更高高的软件支支持平台，便便于以后的的系统扩展展与更新，有有着较好的的开发前景景。使用本本系统后可可提高学生生们的节电电意识，减减少大手大大脚随意浪浪费电能的的现象，对对于学校用用电管理的的规范化、制制度化建设设等工作都都起到积极极的作用。1.2系统统分析学校用电收收费管理系系统主要用用于记录本本学校学生生公寓寝室室的用电情情况并在此此基础上进进行超支电电费收取，并并对用电用用户、管理理员档案资资料、用电电相关信息息等进行录录入与维护护工作。其其主要的业业务流程如如下：1. 作为电费管管理系统，首首先得要有有用电用户户、管理员员的最基本本信息；所所以需要建建立用电用用户、管理理员的档案案资料，系系统管理员员对其进行行添加、删删除、修改改等维护工工作。2. 每个月的月月末，抄表表员收集好好各寝室的的上月及本本月电表读读数，先进进行手工抄抄录。然后后将相关资资料交给系系统管理员员或者直接接进入抄表表系统，设设置好本月月电表的基基本信息、抄抄表情况、电电费单价、收收费时间等等系统参数数；再将每每个寝室的的相关电表表读数输入入系统进行行电脑自动动计量和计计费。3. 将本月所有有的电表信信息输入电电脑后，既既可完成了了抄表工作作。系统管管理员再根根据本月的的电表信息息，对其进进行校验和和维护。检检验无误后后，再发布布缴费通知知和本月的的电费清单单，并提供供电脑查询询电量电费费等信息。4. 发布缴费通通知后，便便可开始对对用户进行行收取电费费工作。收收费员或者者系统管理理员进入收收费系统，对对用户进行行收取用电电用户当月月的电费、以以往的欠款款、当月及及以往的滞滞纳金，并并将收费情情况进行登登记。5. 缴费完毕后后，对已缴缴费或未按按时缴费的的用户进行行统计。对对未按时缴缴费的用户户发布逾期期情况的通通知，并对对逾期情况况严重的用用户采取停停电措施。6. 系统管理员员要对整个个系统的数数据库进行行数据备份份和数据恢恢复工作，以以防止重要要数据的丢丢失而加大大工作量1。2方案论证证及系统设设计2.1有功功功率测量量方案论证证对于交流功功率，有： （式11） （式2） （式式3）其中瞬时功功率 （式式4）其中有功功功率 （式式5）其中无功功功率 （式66）其中视在功功率 （式式7）所以 （式88）有功功率测测量方案分分感应式电电能测量和和电子式测测量功率。这里主要论论述电子式式有功功率率测量方案案：方案一：用用四象限模模拟乘法器器。功率PP=UI，所所以可以用用模拟乘法法器测量功功率，基本本原理如图图。设，ZL是负载，经经过RC滤波器器后，其平平均值代表表有功功率率2。 图1所示，这这种方法是是用纯模拟拟器件进行行处理，他他的特点是是成本高，容容易受干扰扰，精度不不如意做高高。图1 纯模模拟电路处处理电路方案二： 直接对电电压，电流流进行ADDC采样，用用软件计算算有功功率率。这种方方法是用两两路ADCC分别对电电压和电流流进行量化化，其中： （式式9） （式式10）N是一个周周期内的采采样点数，T为电压电流的周期，为采样间隔时间，和是电压和电流采样点的离散值。单相有功功功率的平均均值是： （式11）单相功率因因数的计算算： （式12）这种方法是是用微处理理器直接对对电压，电电流进行AADC采样样，特点是是ADC硬硬件成本高高，因为要要做大量运运算对微处处理器性能能要求比较较高，精度度也不容易易做高33。方案三：用用专用电能能计量芯片片。如ADI公公司的ADDE77555专用电电能计量芯芯片。ADDE77555是用于于电能计量量设备上的的芯片，它它将有功功功率的信息息以频率的的形式输出出。在500/60Hzz输入信号号时都能满满足IECC687/10366标准规定定的测试精精度要求，在在10000：1的输入入动态范围围内，测试试误差小于于0.1%。ADE77755特点点：(1)在550/600Hz输入入信号时都都能满足IIEC6887/10036标准准规定的测测试精度要要求，在10000：1的输入入动态范围围内，测试试误差小于于0.1%； (2)具有有负功率或或错线指示示功能； (3)片内内带有抗混混叠滤波器器； (4)带有有电源电压压检测功能能，电源电电压降低到到80VVDD时，芯片自动动复位； (5)2.5V片内内高精度参参考电压源源，绝对偏偏差小于44%，温漂漂小于200ppm/； (6)5VV单电源工工作，正常常工作时芯芯片功耗330mW； (7)工作作温度范围围4085的特点；(8)成本本<1美元元。根据上面优优缺点分析析采用第三三种方案2.2系统统设计系统设计的的思想是用用专用电能能计量芯片片对系统功功率进行测测试，用单单片机对系系统功率进进行实时监监控，但一一段时间内内的功率平平均值超过过设定值时时，控制继继电器切断断电路，当当人工处理理后重新接接通电路，对对用户供电电。系统示意图图如图2所示：ADE7755微处理器继电器接口电路分流器分压电路按键电路显示电路电源电路负载中线220V交流相线图2 系统统硬件示意意图3 系统硬硬件介绍3.1单片片机简介（1）单片片机概述单片微机简简称单片机机，也有的的叫做微处处理或微控控制器，通通常统称微型处理部件。单单片机专业业名称MMicroo Conntrolller Unitt(微控制制器件)它它由大名鼎鼎鼎的INTEEL公司发发明的最早早的系列是是 MCSS-48 后来有了了MCS-51。人人们经常说说的 511 系列单单片机，就MCSS-51 micrro coontroollerr sysstem它它是一种88位的单片片机。8位是什什么意思以以后再讲。后来，INTEEL公司把把它的核心心技术转让让给了世界界上很多的的小公司，不过再小小也有几个个亿的销售售，所以世界界上就有许许多公司生生产51系系列兼容单单片机 比比如飞利浦浦的，87LPPC系列华邦邦的，W78系系列达拉斯斯的，DS877系列的,GSM997系列等等等。目前在中国比较流流行的就是是美国ATTMEL公公司的89C551，它是一一种带Fllash ROM 的单片机机，至于什么么是Flaash RROM在这这儿先不作作介绍，等以后大大家学到相相关的知识识时，自然就会明明白智能化化节电管理理系统就是是以该型号号的单片机机来作实验验的。讲到这里里，也许有的的人会问，平时在各各种书上看看到全是讲讲解80331和80511等型号的的单片机，它们又有有什么不同同呢？其实它们们同属于一一个系列，只是89C551 的单单片机更新新型一点6。（2）单片片机的结构与组成目前，单片片机的系统统结构有两种类类型：一种种是将程序和和数据存储器分开使用， 即哈佛（HHarvaard）结结构，当前的单片机大都都是这种结构。另一一种是采用用和PC机的冯.诺诺依曼（Voon Neeumannn）类似的原理理，对程序和数据存储器不作逻辑辑上的区分，用来存放用户程序，可分分为EPROOM、OTTP、ROOM和FLASSH等类。（3）中央央处理器（CPPU）单片机（嵌嵌入式应用用）属于专专用计算机机，主要应应用于智能能仪表、智智能传感器器、智能家家电、智能能办公设备备、汽车及及军事电子子设备等应应用系统。单单片机体积积小、价格格低、可靠靠性高，其其非凡的嵌嵌入式应用用形态对于于满足嵌入入式应用需需求具有独独特的优势势。（4）定时时器/计数器器（T/CC）单片机内部部有多个定定时/计数数器，单片片机内部用用于精确定定时或对外外部事件进进行计数。（5）系统统时钟单片机通常常要外接晶晶体或其它它振荡源来提供时钟的信号输入。以以上是单片机的基基本构成，现代的单片机又加入了许多其他全功能部件，例如温度传感器、模拟与数字转换器（A/D）、数字与模拟转换器（D/A）、低压检测（LVD）电路液晶（LCD）驱动电路、电压监控、看门狗（WDT）电路、液晶（LCD）驱动电路、等等。3.2 单单片机编程语言介绍对于51系系列单片机，现有四种语言支持持，即汇编编、PL/MM，C和BASIIC。BASIIC通常附附在PC机上，是是初学编程的第第一种语言。一台计计算机，无无论是大型型机还是微微型机，如如果只有硬硬件，而没没有软件 (程序)，是不能能工作的。单单片机也不不例外，它它必须配合合各种各样样的软件才才能发挥其其运算和控控制功能。汇汇编语言是是一种采用用助记符表表示指令、数数据和地址址来设计程程序的语言言。是一种种表示机器器指令的符符号语言。但但是不同的的CPU，其其汇编语言言可能有所所差异，所所以不易移移植。C语语言的优点点是可读性性好，移植植容易，是是普遍使用用的一种计计算机语言言。缺点是是占用资源源较多，执执行效率没没有汇编高高。最好的单片片机编程者应是由汇编转转用C而不是原原来用过标准C语言的人人。由此来看，单片机有着微处理器所不不具备的功能，它它可单独地地完成现代工业控制所所要求的智智能化控制制功能，这这是单片机最大大的特征。3.3 系系统选择本系统以MMCS-551单片机机成员中的的AT899C51为为控制核心心。AT889C511是一种带带4K字节节闪烁可编编程可擦除除只读存储储器的低电电压，高性性能CMOOS8位微微处理器，俗俗称单片机机。该器件件采用ATTMEL高高密度非易易失存储器器制造技术术制造，与与工业标准准的MCSS-51指指令集和输输出管脚相相兼容。由由于将多功功能8位CCPU和闪闪烁存储器器组合在单单个芯片中中，ATMMEL的AAT89CC51是一一种高效微微控制器，为为很多嵌入入式控制系系统提供了了一种灵活活性高且价价廉的方案案。其内部部结构结构构如图3所示： 图3单片机内内部结构图3.4 AAT89C51引脚功能介绍1.电源引引脚Vcc和GGND VVcc：电源电压，GGND(110脚)：接地端。2.时钟电电路引脚XTTALl和和XTALL2 XXTALll（FPEEROMFlassh Prrograammabble aand EErasaable  Readd Onlly Meemoryy）的低电电压、高性性能CMOOS 8位位微处理器器，俗称单单片机。AAT89CC20511是一种带带2K字节节闪存可编编程可擦除除只读存储储器的单片片机。单片片机的可擦擦除只读存存储器可以以反复擦除除10000次。该器器件采用AATMELL高密度非非易失存储储器制造技技术制造，与与工业标准准的MCSS-51指指令集和输输脚相兼容容。由于将将多功能88位CPUU和闪烁存存储器组合合在单个芯芯片中，AATMELL的AT889C511是一种高高效微控制制器，ATT89C22051是是它的一种种精简版本本。AT889C单片片机为很多多嵌入式控控制系统提提供了一种种灵活性高高且价廉的的方案。该引脚输入外部部时钟脉冲冲如图4和图55所示：图4 ATT89S551单片机机晶振接法法 图5 外部时钟钟电路3.控制信信号引脚RSTTRES(88脚)“RST是复复位信号输输入端，高高电平有效。当此输入端保持两两个机器周周期(244个时钟振振荡周期)的高电平时时，可以完完成复位操操作。4.IOO(输入输出) P00、 P1、 P2和 P3标准51单单片机，如如80511、80331、ATT89C511、AT889S511、P899C51等有4个IIO(输入输出)口，分别为为：P0口(33932脚)：P0口是一一个漏极开路的8位双向埠。作作为漏极八路路的输出端口，每每次能驱动动8个Lss型TTL负负载。当P0口作作为输入口使使用时，其先向向锁存器(地址80HH)写入全全1，此时P0口的的全部引脚脚悬空，叫叫作为高阻抗输入。P1口(118脚)：P1口是一一个带上拉电阻的8位准双向II/O端口口每一位能能驱动(吸吸收成输出电流)4个LLS型TTL负负载。在P1口是是输入端，应该先向锁存器写入全1,向上拉电阻接高电平。P2口(22128脚)：P2口是一一个内部上接电阻阻8位准双向埠的接口。P2口的每每一个二进进制位能带动4个TTTL负载载。P3口(22128脚)：P3口是一一个带内部上上接电阻的8位准双向埠。P3口的每每一位能驱驱动(吸收收或输出电流)4个LLS型TTL负负载。P3口与其其它的I/O埠有很很大区别，它除除作为般准双向IIO口外，每每个引脚还具有专门的功能能，见表1。表1 端口口引脚功能能图6 P11口作通用用I/O口使使用图P1口也是是一个准双向口，作作通用I/O口使用用。其电路结构见图6。输出驱动部部分内部有上拉拉负载电阻阻与电源相连。实质上拉电阻是两个场效应管(FFET)并并在一起，个FET为负载管，其电阻固定；另一个FET可工作在导通或截止两种状态，使其总电阻值变化近为0或阻值很大两种情况。当阻值近似为0时，可将引脚快速上拉至全高电平，当阻值很大时，P1口为高阻输入状态。当P1口输输出高电平时时，能向外外提供拉电电流负载，所以以不必再接接上拉电阻阻。在埠用用作输入时，也必须先先向对应的锁存器写入“1”，使FETT截止。由由于片内负负载电阻较较大，约200k40k，所所以不会对对输入的数据产生影响。3.5 学学生宿舍楼楼用电量计计量系统的的设计本系统以880C1996KB为为核心，进进行了必要要的扩展。在在设计电路路时，已经经考虑到输输入端的泄泄漏电流、采采样电容的的大小等重重要因素。系系统结构框框图如图77所示。键键盘用于输输入及功能能选择，LLCD用于于显示测量量结果，AA/D转换换接口电路路外部电路路应根据应应用的需要要来设计，它它的好坏直直接影响系系统的性能能。图 7 系系统结构框框图4 硬件设设计限电控制器器的硬件包包括AT889C511单片机、AADE77755、分分压分流电电路、电源源电路、LLED显示示电路等。如如图8所示。ADE7755微处理 器按键电路 继电器接口电路显示电路分流器分压电路电源电路图8 硬件件系统图4.1 单单片机最小小系统单片机最小小系统,或或者称为最最小应用系系统,是指指用最少的的元件组成成的单片机机可以工作作的系统。对51系系列单片机机来说,最最小系统包包括：单片机、晶晶振电路、复复位电路。前面已经提提到单片机选用AAT89C51。单片机及外外围电路如图9。图9 单片片机及外围围电路对于AT889C51单片机，其其最小系统统只需要电电源、上电电复位电路路、时钟电路就就能工作。由由于我们的的程序存储储器（ROOM）采用用内部Fllash存存储单元，所所以单片机机上的EAA接高。时钟电路的的晶振采用用12M的晶晶振，它由由晶振、CC8、C99和单片机机内部的OOSC电路路组成，为为单片机提提供12MMHz的时时钟信号源源。微处理器系系统在开始始工作时必必须对微处处理器内部部的寄存器器等进行复复位，使各各个寄存器器的值设为为预定状态态才能顺利利开始工作作。本文从从可靠性和和成本考虑虑最终选用用电阻电容容来搭建复复位电路。对对于51内内核的单片片机，RSST是复位位信号输入端，高高电平有效。当此输入端保持两两个机器周周期(24个时钟振荡周期)的高电平时时，可以完完成复位操操作。R和C5为上电复位位电路。当单单片机加电电时由于RRC充电的的效果，使使得复位脚脚保持一会会高电平使使单片机内内部寄存器器彻底复位位。4.2 供供电电路设计本设计采用用对市电2220V电电压进行变变压、整流流、滤波、稳稳压的方法法获得系统统所需的电电源。系统统需要两种种电压信号号，一种是是+12V，一种是是+5V。其其中+12V电压为继继电器控制制电路供电电。+5vv电源分为为两路，一一路为模拟拟电源，为为ADE77755供供电，另一一路数字电电源为微控控制器电路路供电。在+5V电电源电路中中，经变压压器变压后后的电压范范围为8-30V。在在这里选用用12V。即即使市电电电压由2220V降低低到1466V，仍能能正常工作作。电源电路由由变压器、整整流桥、三三端稳压集集成电路77805,以及滤波波环节组成成，其原理理图参见图图10所示。图10 电电源电路4.3 继继电器接口口电路继电器在本本设计中的的作用是当当剩余电量量小于断电电限度值时时，继电器器断开供电电卡回路，停停止供电。如果是小继电器,可以通过光耦直接驱动,单片的端口引脚接光耦输入,在光耦输出端,继电器的线圈作为上拉在接电源,或作为下拉接地,以单片端口的'0'或'1'控制光耦的通断,从而控制继电器线圈上电流的通断,从而决定继电器刀的开与闭。如果继电器电流较大，需要在光耦与继电器之间加三极管驱动。继电器驱动动电路采用用开关三极极管80550，如图图11所示。 图11 继电器驱驱动电路5 软件设设计5.1 KKeil C51简简介1.对于88051单单片机，现现有四种语语言支持，即即汇编、FFIM、CC和BASSIC。 CC是一种源源于编写UUNIX操作系统统的语言，它它是一种结结构化语言言，可产生生紧凑代码码。C结构是是以括号()而不是是字和特殊殊符号的语语言。C可以进进行许多机机器级函数数控制而不不用汇编语语言。与汇编相相比，有如如下优点：（1）对单单片机的指指令系统不不要求了解解，仅要求求对80551的存贮贮器结构有有初步了解解（2）寄存存器分配、不不同存贮器器的寻址及及数据类型型等细节可可由编译器器管理；（3）程序序有规范的的结构，可可分为不同同的函数，这这种方式可可使程序结结构化；（4）具有有将可变的的选择与特特殊操作组组合在一起起的能力，改改善了程序序的可读性性；（5）关键键字及运算算函数可用用近似人的的思维过程程方式使用用；8051系系列单片机机作为工业业标准地位位，从19985年开开始就有88051单单片机的CC语言编译译器。简称称C51。C51程序序结构与一一般C语言言没有什么么差别.一一个C511程序大体体上是一个个函数定义义的集合，在在这个集合合中有仅有有一个名为为mainn的函数(主函数).主函数数是程序的的入口，主主函数中的的所有语句句执行完毕毕，则程序序执行结束束。C5l提供的的数据结构构是以数据据类型的形形式出现的的。我们最常用用的Keiil C55l编译器器具体支持持的数据类类型有：位位型(biit)、无无符号字符符(unssigneed chhar)、有有符号字符符(siggned charr)、无符符号整型(unsiignedd intt)、有符符号整型(signned iint)、无无符号长型型(unssigneed loong)、有有符号长型型(siggned longg)、浮点点(flooat)和和指针类型型等。2.C511数据的存存贮类型与与805ll存贮器结结构：KeilCC51编译译器完全支支持80551单片机机的硬件结结构，可完完全访问88051硬硬件系统的的所有部分分.该编译译器通过将将变量、常常量定义成成不同的存存贮类型(dataa，Natta，iddata，ppdataa，xdaata，ccode)的方法，将将它们定位位在不同的的存贮区中中。C51数据据存贮类型型与80551单片机机实际存贮贮空间的对对应关系如如表2所示。表2 存贮贮类型与存存贮空间的的对应关系系存贮器模式式决定了自自动变量和和默认存贮贮器类型，参参数传递区区和无明确确存贮区类类型的说明明。在固定定的存贮器器地址变量量参数传递递是C511的一个标标准特征，在在SMALLL模式下下参数传递递是在内部部数据存贮贮区中完成成的。LAARGREE和COMMPACTT模式允许许参数在外外部存贮器器中传递。CC51同时时也支持混混合模式，例例如在LAARGE模模式下生成成的程序可可将一些函函数分页放放入SMAALL模式式中从而加加快执行速速度。存贮器模式式描述SMALLL参数及局部部变量放入入可直接寻寻址的内部部寄存器（最最大1288bytees，默认认存贮器类类型是DAATA）COMAPPCT参数及局部部变量放入入分页外内内部存贮区区（最大2256byytes，默默认存贮器器类型是PPDATAA）LARGEE参数及局部部变量直接接放入外部部数据存贮贮器（最大大64K，默默认存贮器器类型是XXDATAA）3. 指针针Frankklin C-511支持“基于存贮贮器的”和“一般指针针”。基于存存贮器的指指针由C源源代码中存存贮器类型型决定并在在编译时确确定，用这这种指针可可高效访问问对象且只只需一个字字节（iddata*，datta*，ppdataa*）或22个字节ccode*，xdaata*）。操操作较短指指针的代码码被缩短，一一般被“内行”编码；库库调用不再再必要。声明举例：char xdatta *ppt在xdatta存贮器器中声明一一个指向对对象类型为为“charr”的指针。指指针默认自自身在默认认存贮区（决决定于编译译模式），长长度为2字字节。（值值为000xFFFFF）char xdatta *ddata pdx;除了指针明明确位于内内部数据存存贮器（ddata）中中外，与上上例相同。它它与编译模模式无关。data charr xdaata *pdx;本例与上例例完全相同同。存贮器器类型定义义既可放在在声明的开开头也可直直接放在声声明的对象象之前。这这种形式是是为了与早早期C-551编译器器版本兼容容。上面例子阐阐明了指针针的一般声声明及使用用。它们与与所有的数数据类型和和存贮器类类型相关。所所有用于一一般指针的的操作同样样可用于基基于存贮器器的指针。这种定义的的方法是引引入关键字字“sfr