多功能智能插座电路设计 —电路图天天读（248）

　　一般家用插座仅具有导通断电功用，没有维护功用和安全事故防备功用等文章介绍了一种以微功耗单片机PIC16F877A为操控中心带有守时通断和过流过压维护温度检测报警功用的多功用智能插座，还论说了智能插座的构成与作业机理，以及电流电压丈量方法和单片机的维护操控原理，并给出了硬件电路原理图和主程序流程图。文章首要叙述了所规划的智能插座对检测用电器的作业状况对非正常状况进行报警和断电，具有安全可靠使用便利等特色。

　　1 插座的构成与作业原理

　　1.1 插座的构成

　　多功用智能插座硬件体系由状况检测模块 单片机体系模块电源模块等组成，结构框图如图1所示插座的检测模块包含三个部分：温度检测电流检测和电压检测单片机作为体系的操控中心，处理各检测信号和键盘输入值，在LCD上显现其处理成果，并经过操控继电器完结智能插座的敞开和关断电源模块选用电容降压原理，即使用电容在必定的沟通讯号频率下发生的容抗来约束最大作业电流电源模块由插座接头引进220 V沟通电压，经过4.7 F聚丙烯电容降压，再经二极管半波整流，12 V稳压二极管稳压，电容滤波，LM317稳压输出5 V直流电压，给单片机显现器等供给电源。

　　1.2 状况检测模块

　　1.2.1 电压信号收集与调度模块

　　多功用智能插座电压信号的收集选用电阻分压的原理，如图2所示电网电压220 V经电阻R1 R2分压变为的0 5 V电压信号，经二极管半波整流，再经RC低通滤波，截止频率f=1/ （2 R C），最终将直流电压V（t）送至单片机A/D转化输进口RA0。

　　1.2.2 电流信号收集与调度模块

　　电流信号的收集使用欧姆定律U=IR的原理，将大电流信号转化成小电压信号如图3所示，电流信号I （t）经

　　锰铜小电阻转化为电压信号U（t），再经运算扩大器LM324单级负反馈扩大，电压增益A=（-R3/R2）RC低通滤波后将电压U（t）送至单片机A/D转化输进口RA1。

　　1.2.3 温度检测模块

　　温度信号的收集选用美国Dallas公司出产的数字温度传感器DS18B20，它具有三引脚TO-92小体积封装方法，温度丈量规模为-55 +125 ，可编程为9 12位A/D转化精度，测温分辨率可达0.0625因为DS18B20只要1个串行通讯接口，与单片机的衔接电路十分简略，只需和单片机的1个I/O端口衔接即可，如图4所示，它是和单片机RB0相连的DS18B20的I/O口归于漏极开路输出，则外接上拉电阻后常态呈高电平。

　　1.3 单片机体系模块

　　依据低成本低功耗的要求，选用PIC16F877A单片机PIC16F887A运转速度快功耗低体积小，可直接驱动液晶显现器［4-5］；RB4RB7端口具有跳变中止功用，便利接纳键盘输入信号；具有一个10位多通道A/D转化器；另可进入休眠形式，下降功耗单片机体系硬件原理图如图4所示，RA0和RA1别离作为插座电压和电流信号A/D输入端，RB0作为温度信号的输入端，RB4RB7用于接纳键盘按键输入，RC0 RC2用于和时钟芯片DS1302的通讯，RC3用于操控继电器的开关切换，RC4RC5用于操控LED指示灯，RC7用于操控蜂鸣器，RD0RD7和RE0RE2用于衔接LCD1602。

　　1.3.1 开关驱动模块

　　开关驱动模块的功用是完结弱电对强电的操控单片机RC3口输出电平的改变切换继电器的作业状况，完结对家用电器的开/关操控继电器选用5 V继电器HRS4-S-DV5V，驱动电流为70 mA，常闭端最大可切换电流可达10 A 因继电器电流大于PIC单片机I/O最大驱动电流（25 mA），在RC3输出端接入NPN的三极管8050，增强其驱动才能。

　　2 软件规划

　　程序规划选用模块化结构，首要有信号收集和处理模块键盘办理模块LCD显现模块守时模块和插座动作操控模块

　　插座上电后，体系进行初始化初始化程序首要完结对单片机专用寄存器的设定，单片机作业方法及各端口的作业状况的设置体系初始化之后进入主循环，进行状况检测，即温度电流电压检测，并在LCD上显现检测成果当单片机得到的温度信号电流信号或电压信号超越必定的极限，单片时机当即经过蜂鸣器和LCD报警，并操控继电器堵截负载回路此外，若用户敞开节能功用，当电流值小于某一规定值时，单片机将进入休眠形式节电主程序流程图如图5所示。