基于STC89C52RC單片機的智能安全多功能插排設計

摘 要：隨著科技的發展，插排成為人們生活中不可或缺的一部分，人們對插排的安全性和實用性隨之越來越高，為適應人們對插排的需求，智能安全多功能插排的軟硬件多重保護消除了人們對插排安全性的懷疑，解決了普通插排的不方便性，此插排的推廣將是插排行業的一次革新。

關鍵詞：單片機；智能；安全；多功能插排；設計

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

當今電器產品的迅速增長，插排應用于各個方面，尤其是日常生活中各種充電設備都離不開插座的使用。生活水平的提高，節能意識的增強，人們對插座的功能、外觀以及安全性等方面的考慮，目前市場上的電源插座功能太簡單，有時滿足不了人們需要。智能安全多功能插排的使用解決了普通插排的種種問題。

一、系統原理

智能安全多功能插排系統結構圖如圖1所示，220V交流電先經過插排的保險模塊，再經過變壓器、開關電源，可以輸出可調數顯直流電壓和USB充電接口。STC89C52RC單片機通過對人體紅外感應模塊、觸摸電容、溫控模塊和紅外對管等反饋信號的處理，可實現經繼電器對插排的安全性、實用性、人性化的自動控制，并且插排經改裝，內部有防觸電的機械結構，實現雙重保護。插排顯示屏可顯示萬年歷和插排上插孔的表面溫度。

二、主要硬件結構

（一）保險模塊

保險模塊包括自恢復保險絲和空氣開關。自恢復保險絲是一種過流電子保護元件，采用高分子有機聚合物在高壓、高溫，硫化反應的條件下，摻加導電粒子材料后，經過特殊的工藝加工而成。傳統保險絲過流保護，僅能保護一次，燒斷了需更換，而自恢復保險絲具有過流過熱保護，自動恢復雙重功能。

空氣開關是只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的開關，它集控制和多種保護功能。除能完成接觸和分斷電路外，尚能對電路或電氣設備發生的短路、嚴重過載及欠電壓等進行保護。

智能插排的保險模塊可防止因一個插排漏電或者過載而導致家中的電力系統斷電，并且與普通插排相比，該插排燒毀的概率大大降低，壽命加長。

（二）可調電壓模塊

如圖2所示，LM317的輸入電壓在3-45V之間.在輸入45V電壓時LM317的輸出可以在1.25-42V之間調節.通過對電位器的調節，可以輸出不同的電壓值，插排實現了直流輸出，可以當做直流電源使用，功能更齊全。

（三）插排控制器——STC89C52RC單片機

STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，12時鐘/機器周期，具有價格便宜，易于編程等優點。

（四）溫控模塊

溫控模塊主要包括18B20、降溫風扇、蜂鳴器、1602顯示屏等組成。其中1602顯示屏顯示插排插孔附近溫度，18B20檢測溫度。當插排溫度低于30℃時，插排正常工作；當插排溫度介于30℃與70℃時，插排的降溫風扇啟動，給插排降溫；當插排溫度高于70℃，此時降溫風扇停止，蜂鳴器報警5s，若溫度持續5s高于70℃，繼電器工作，插排斷電。

（五）人體紅外模塊及觸摸電容、紅外對管

智能安全多功能插排為了實現人性化、安全化的目標，須此三個模塊相互協調。當人體紅外模塊檢測到插排附近有人時，LED發光二極管閃爍給人警示插排有點危險，觸摸電容和紅外對管工作，如果有人觸摸或者近距離的接近插排，插排會防止人觸電而斷電，當人手離開時，恢復通電。尤其是有小孩的家庭，更是必不可少的。

（六）時鐘模塊

DS1302是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發方式一次傳送多個字節的時鐘信號或RAM數據。DS1302內部有一個31×8的用于臨時性存放數據的RAM寄存器。

（七）插排機械結構

插排經改造后，插排插孔與通電片分隔開，若手誤碰到插排金屬片也不會觸電，只有當插頭插入時，外通電片與插口接觸，插頭通電。進一步增強了插排的安全性，和實用性。

三、結束語

本文設計中，插排自帶漏電保護裝置，是插排的安全性大大提高，解決了用電器漏電導致家中斷電的現狀；采用改裝插排機械結構和觸摸電容及紅外對管，解決了插排不經意間碰觸金屬片觸電問題；采用直流可調降壓，以及USB充電輸出，方便了使用者的生活；為進一步保護用電器，插排增加了插孔溫度檢測，提高了用電器的壽命；還充分利用了插排剩余空間，增加了萬年歷顯示和插排溫度顯示，使該設計更加人性化。

參考文獻：

[1]郭天祥.新概念51單片機C語言教程[M].北京：電子工業出版社，2013.

[2]黨安明，張欽軍.傳感器與檢測技術[M].北京：電子工業出版社，2011.

[3]胡壽松.自動控制原理[M].北京：科學出版社，2013.

[作者簡介]張天華（1993.11-），男，山東濱州人，本科在讀，研究方向：自動化。