機械自動化專業(yè)畢業(yè)論文-宿舍用電智能管理系統(tǒng)設計

1、<p>　　編號: </p><p><b>　　畢業(yè)論文(設計)</b></p><p>　　題 目 宿舍用電智能管理系統(tǒng)設計 </p><p>　　指導教師 XX </p><p>　　學生姓名

2、 XX </p><p>　　學 號 </p><p>　　專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　教學單位 某某大學機電工程系 （蓋章）</p><p>　　某某大學畢業(yè)論文（設計）開題報告書&

3、lt;/p><p>　　_____年__月__日</p><p>　　某某大學畢業(yè)論文（設計）中期檢查表</p><p>　　院(系)：機電工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 _____ 年 __月 __日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&l

4、t;b>　　摘要及關鍵詞1</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 課題的提出1</p><p><b>　　1.2系統(tǒng)分析2</b></p><p>　　2方案論證及系統(tǒng)設計3</p><p>　　2.

5、1有功功率測量方案論證3</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設計5</b></p><p><b>　　3系統(tǒng)硬件介紹6</b></p><p>　　3.1單片機簡介6</p><p>　　3.2單片機編程語言介紹7</p><p><b>　　3.3

6、系統(tǒng)選擇7</b></p><p>　　3.4 AT89C51引腳功能介紹8</p><p>　　3.5定時器0和1使用10</p><p><b>　　4硬件設計11</b></p><p>　　4.1單片機最小系統(tǒng)11</p><p>　　4.2供電電路設計12<

7、/p><p>　　4.3繼電器接口電路13</p><p><b>　　5軟件設計14</b></p><p>　　5.1 Keil C51簡介14</p><p>　　5.2各個模塊程序介紹16</p><p><b>　　6全文總結17</b></p>

8、<p><b>　　附錄19</b></p><p><b>　　參考文獻23</b></p><p><b>　　謝 辭25</b></p><p>　　高校公寓智能節(jié)水系統(tǒng)設計</p><p><b>　　宋XX</b></p

9、><p><b>　?。衬炒髮W機電系）</b></p><p>　　摘要：隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展，電力系統(tǒng)在學生宿舍樓中的應用越來越廣泛，并且日趨復雜化。這就對學生宿舍樓的電力交流參數(shù)的測試和管理水平提出了更高的要求。該文介紹了一種新型的，適用于學生宿舍樓電量測量的多參數(shù)電力系統(tǒng)模塊。該模塊基于采樣定理，利用準同步采樣法對電力參數(shù)進行測量。整個系統(tǒng)由主控模塊、采樣

10、測量模塊、顯示模塊等組成。主控單元模塊由Intel的16位單片機AT89C51作為核心處理器，對各個傳感器傳送來的數(shù)據(jù)進行實時處理。數(shù)據(jù)處理傳輸模塊也是采用80C196KB作為CPU，對若干個集中監(jiān)控單元模塊傳上來的數(shù)據(jù)進行處理、控制。該系統(tǒng)還可以安裝串行通信接口與上位計算機進行遠傳通信。</p><p>　　關鍵詞：功率測量；AT89C51單片機；ADE7755；LED顯示</p><p&g

11、t;<b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1課題的提出</b></p><p>　　高校學生宿舍的用電管理問題，一直是擺在高校學生宿舍管理者面前的一道難題，傳統(tǒng)的以手工操作為主的學生宿舍用電管理方式，信息反饋慢，工作效率低，管理質量差。在計算機信息技術飛速發(fā)展與廣泛應用的今天，這種落后的管理方式與時代的步伐已顯得格格不入，

12、對學生宿舍用電實行智能化、信息化管理，是信息時代對高校學生公寓管理工作提出的客觀要求。</p><p>　　幾乎所有院校目前的學生公寓，是按房間安裝了電度表，對學生宿舍用電實行定額管理。學校按照規(guī)定給每個宿舍核撥用電定額。用電在定額以內(nèi)的部分，由學校承擔，定額以外的部分，由學生自己承擔。但是由于沒有安裝“學校用電收費管理系統(tǒng)”等類似的相關系統(tǒng)軟件，在用電管理過程中，每抄一次表就需要花很長的時間，同時還有大量的數(shù)據(jù)

13、和信息需要處理，既費工又費力，還容易出錯。如何使數(shù)據(jù)與信息在用電管理系統(tǒng)的相關模塊間流動起來，為學生宿舍用電管理提供科學的管理方法，使管理更嚴謹，同時更具有操作性，節(jié)省操作人員的勞動，成為學校用電收費管理人員的當務之急。</p><p>　　學校用電收費管理系統(tǒng)設計內(nèi)容：本系統(tǒng)是單機版的應用系統(tǒng)。本系統(tǒng)設計具有以下功能：（1）用戶管理（2）電費抄表登記（3）電費收繳（正常、超支、停電）（4）報表統(tǒng)計打?。?）用戶

14、用電查詢（6）系統(tǒng)維護等。</p><p>　　本系統(tǒng)具備的特點有：界面美觀，操作方便；大大提高工作效率；能及時、準確地反映學生宿舍用電情況；信息收集、處理、存儲、打印方便；收費程序更加規(guī)范；系統(tǒng)可維護性強、管理集中。</p><p>　　本系統(tǒng)前臺利用Visual Basic語言、后臺使用ACCESS數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)，適用于windows xp，或更高的軟件支持平臺，便于以后的系統(tǒng)擴展與更

15、新，有著較好的開發(fā)前景。使用本系統(tǒng)后可提高學生們的節(jié)電意識，減少大手大腳隨意浪費電能的現(xiàn)象，對于學校用電管理的規(guī)范化、制度化建設等工作都起到積極的作用。</p><p><b>　　1.2系統(tǒng)分析</b></p><p>　　學校用電收費管理系統(tǒng)主要用于記錄本學校學生公寓寢室的用電情況并在此基礎上進行超支電費收取，并對用電用戶、管理員檔案資料、用電相關信息等進行錄入與

16、維護工作。其主要的業(yè)務流程如下：</p><p>　　作為電費管理系統(tǒng)，首先得要有用電用戶、管理員的最基本信息；所以需要建立用電用戶、管理員的檔案資料，系統(tǒng)管理員對其進行添加、刪除、修改等維護工作。</p><p>　　每個月的月末，抄表員收集好各寢室的上月及本月電表讀數(shù)，先進行手工抄錄。然后將相關資料交給系統(tǒng)管理員或者直接進入抄表系統(tǒng)，設置好本月電表的基本信息、抄表情況、電費單價、收費時

17、間等系統(tǒng)參數(shù)；再將每個寢室的相關電表讀數(shù)輸入系統(tǒng)進行電腦自動計量和計費。</p><p>　　將本月所有的電表信息輸入電腦后，既可完成了抄表工作。系統(tǒng)管理員再根據(jù)本月的電表信息，對其進行校驗和維護。檢驗無誤后，再發(fā)布繳費通知和本月的電費清單，并提供電腦查詢電量電費等信息。</p><p>　　發(fā)布繳費通知后，便可開始對用戶進行收取電費工作。收費員或者系統(tǒng)管理員進入收費系統(tǒng)，對用戶進行收取用

18、電用戶當月的電費、以往的欠款、當月及以往的滯納金，并將收費情況進行登記。</p><p>　　繳費完畢后，對已繳費或未按時繳費的用戶進行統(tǒng)計。對未按時繳費的用戶發(fā)布逾期情況的通知，并對逾期情況嚴重的用戶采取停電措施。</p><p>　　系統(tǒng)管理員要對整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復工作，以防止重要數(shù)據(jù)的丟失而加大工作量[1]。</p><p>　　2方案論證

19、及系統(tǒng)設計</p><p>　　2.1有功功率測量方案論證</p><p><b>　　對于交流功率，有：</b></p><p><b>　?。ㄊ?）</b></p><p><b>　?。ㄊ?）</b></p><p><b>　?。ㄊ?）

20、</b></p><p>　　其中瞬時功率 （式4）</p><p><b>　　其中有功功率 </b></p><p><b>　?。ㄊ?）</b></p><p>　　其中無功功率 （式6）<

21、;/p><p>　　其中視在功率 （式7）</p><p>　　所以 （式8）</p><p>　　有功功率測量方案分感應式電能測量和電子式測量功率。</p><p>　　這里主要論

22、述電子式有功功率測量方案：</p><p>　　方案一：用四象限模擬乘法器。功率P=UI，所以可以用模擬乘法器測量功率，基本原理如圖。設，，，ZL是負載，經(jīng)過RC濾波器后，其平均值代表有功功率[2]。 </p><p>　　圖1所示，這種方法是用純模擬器件進行處理，他的特點是成本高，容易受干擾，精度不如意做高。</p><p>　　圖1 純模擬電路處理電路</

23、p><p>　　方案二： 直接對電壓，電流進行ADC采樣，用軟件計算有功功率。這種方法是用兩路ADC分別對電壓和電流進行量化，其中：</p><p><b>　?。ㄊ?）</b></p><p><b>　?。ㄊ?0）</b></p><p>　　N是一個周期內(nèi)的采樣點數(shù)，，T為電壓電流的周期，為采樣間

24、隔時間，和是電壓和電流采樣點的離散值。</p><p>　　單相有功功率的平均值是： （式11）</p><p>　　單相功率因數(shù)的計算： （式12）</p><p>　　這種方法是用微處理器直接對電壓，電流進行ADC采樣，特點是ADC硬件成本高，因為要做大量運算對

25、微處理器性能要求比較高，精度也不容易做高[3]。</p><p>　　方案三：用專用電能計量芯片。</p><p>　　如ADI公司的ADE7755專用電能計量芯片。ADE7755是用于電能計量設備上的芯片，它將有功功率的信息以頻率的形式輸出。在50/60Hz輸入信號時都能滿足IEC687/1036標準規(guī)定的測試精度要求，在1000：1的輸入動態(tài)范圍內(nèi)，測試誤差小于0.1%。</p&

26、gt;<p>　　ADE7755特點：</p><p>　　(1)在50/60Hz輸入信號時都能滿足IEC687/1036標準規(guī)定的測試精度要求，在1000：1的輸入動態(tài)范圍內(nèi)，測試誤差小于0.1%； (2)具有負功率或錯線指示功能； (3)片內(nèi)帶有抗混疊濾波器； (4)帶有電源電壓檢測功能，電源電壓降低到80％VDD時，芯片自動復位； (5)2.5V片內(nèi)高精度參考電

27、壓源，絕對偏差小于4%，溫漂小于20ppm/℃； </p><p>　　(6)5V單電源工作，正常工作時芯片功耗30mW； (7)工作溫度范圍－40～85℃的特點；</p><p>　　(8)成本<1美元。</p><p>　　根據(jù)上面優(yōu)缺點分析采用第三種方案</p><p><b>　　2.2系統(tǒng)設計<

28、;/b></p><p>　　系統(tǒng)設計的思想是用專用電能計量芯片對系統(tǒng)功率進行測試，用單片機對系統(tǒng)功率進行實時監(jiān)控，但一段時間內(nèi)的功率平均值超過設定值時，控制繼電器切斷電路，當人工處理后重新接通電路，對用戶供電。</p><p>　　系統(tǒng)示意圖如圖2所示：</p><p>　　圖2 系統(tǒng)硬件示意圖</p><p><b>　　

29、3 系統(tǒng)硬件介紹</b></p><p><b>　　3.1單片機簡介</b></p><p><b>　　（1）單片機概述</b></p><p>　　單片微機簡稱單片機，也有的叫做微處理或微控制器，通常統(tǒng)稱微型處理部件。單片機專業(yè)名稱—Micro Controller Unit(微控制器件)它由大名鼎鼎的I

30、NTEL公司發(fā)明的最早的系列是 MCS-48 后來有了MCS-51。人們經(jīng)常說的 51 系列單片機，就MCS-51 micro controller system它是一種8位的單片機。8位是什么意思以后再講。后來，INTEL公司把它的核心技術轉讓給了世界上很多的小公司，不過再小也有幾個億的銷售，所以世界上就有許多公司生產(chǎn)51系列兼容單片機 比如飛利浦的，87LPC系列華邦的，W78系列達拉斯的，DS87系列的,GSM97系列等等。目前在

31、中國比較流行的就是美國ATMEL公司的89C51，它是一種帶Flash ROM 的單片機，至于什么是Flash ROM在這兒先不作介紹，等以后大家學到相關的知識時，自然就會明白智能化節(jié)電管理系統(tǒng)就是以該型號的單片機來作實驗的。講到這里，也許有的人會問，平時在各種書上看到全是講解8031和8051等型號的單片機，它們又有什么不同呢？其實它們同屬于一個系列，只是89C51 的單片機更新型一點[6]。</p><p>

32、　　（2）單片機的結構與組成</p><p>　　目前，單片機的系統(tǒng)結構有兩種類型：一種是將程序和數(shù)據(jù)存儲器分開使用， 即哈佛（Harvard）結構，當前的單片機大都是這種結構。另一種是采用和PC機的馮.諾依曼（Von Neumann）類似的原理，對程序和數(shù)據(jù)存儲器不作邏輯上的區(qū)分，用來存放用戶程序，可分為EPROM、OTP、ROM和FLASH等類。</p><p>　　（3）中央處理器（

33、CPU）</p><p>　　單片機（嵌入式應用）屬于專用計算機，主要應用于智能儀表、智能傳感器、智能家電、智能辦公設備、汽車及軍事電子設備等應用系統(tǒng)。單片機體積小、價格低、可靠性高，其非凡的嵌入式應用形態(tài)對于滿足嵌入式應用需求具有獨特的優(yōu)勢。</p><p>　?。?）定時器/計數(shù)器（T/C）</p><p>　　單片機內(nèi)部有多個定時/計數(shù)器，單片機內(nèi)部用于精確定

34、時或對外部事件進行計數(shù)。</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)時鐘</b></p><p>　　單片機通常要外接晶體或其它振蕩源來提供時鐘的信號輸入。以上是單片機的基本構成，現(xiàn)代的單片機又加入了許多其他全功能部件，例如溫度傳感器、模擬與數(shù)字轉換器（A/D）、數(shù)字與模擬轉換器（D/A）、低壓檢測（LVD）電路液晶（LCD）驅動電路、電壓監(jiān)控、看門狗（WDT）電路、液晶

35、（LCD）驅動電路、等等。</p><p>　　3.2 單片機編程語言介紹</p><p>　　對于51系列單片機，現(xiàn)有四種語言支持，即匯編、PL/M，C和BASIC。BASIC通常附在PC機上，是初學編程的第一種語言。一臺計算機，無論是大型機還是微型機，如果只有硬件，而沒有軟件 (程序)，是不能工作的。單片機也不例外，它必須配合各種各樣的軟件才能發(fā)揮其運算和控制功能。匯編語言是一種采用助

36、記符表示指令、數(shù)據(jù)和地址來設計程序的語言。是一種表示機器指令的符號語言。但是不同的CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。C語言的優(yōu)點是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計算機語言。缺點是占用資源較多，執(zhí)行效率沒有匯編高。</p><p>　　最好的單片機編程者應是由匯編轉用C而不是原來用過標準C語言的人。</p><p>　　由此來看，單片機有著微處理器所不具備的功能，它可單獨地

37、完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征。</p><p><b>　　3.3 系統(tǒng)選擇</b></p><p>　　本系統(tǒng)以MCS-51單片機成員中的AT89C51為控制核心。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的M

38、CS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。其內(nèi)部結構結構如圖3所示：</p><p>　　圖3單片機內(nèi)部結構圖</p><p>　　3.4 AT89C51引腳功能介紹</p><p>　　1.電源引腳Vcc和GND Vcc：電

39、源電壓，GND(10腳)：接地端。</p><p>　　2.時鐘電路引腳XTALl和XTAL2</p><p>　　XTALl（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K

40、字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。該引腳輸入外部時鐘脈沖如圖4和圖5所示：</p

41、><p>　　圖4 AT89S51單片機晶振接法 圖5 外部時鐘電路</p><p>　　3.控制信號引腳RST</p><p>　　RES(8腳)“RST是復位信號輸入端，高電平有效。當此輸入端保持兩個機器周期(24個時鐘振蕩周期)的高電平時，可以完成復位操作。</p><p>　　4.I／O(輸入／輸出) P0、

42、 P1、 P2和 P3</p><p>　　標準51單片機，如8051、8031、AT89C51、AT89S51、P89C51等有4個I／O(輸入／輸出)口，分別為：</p><p>　　P0口(39—32腳)：P0口是一個漏極開路的8位雙向埠。作為漏極八路的輸出端口，每次能驅動8個Ls型TTL負載。當P0口作為輸入口使用時，其先向鎖存器(地址80H)寫入全1，此時P0口的全部引腳懸空，叫

43、作為高阻抗輸入。</p><p>　　P1口(1—8腳)：P1口是一個帶上拉電阻的8位準雙向I/O端口每一位能驅動(吸收成輸出電流)4個LS型TTL負載。</p><p>　　在P1口是輸入端，應該先向鎖存器寫入全1,向上拉電阻接高電平。</p><p>　　P2口(21—28腳)：P2口是一個內(nèi)部上接電阻8位準雙向埠的接口。P2口的每一個二進制位能帶動4個TTL負

44、載。</p><p>　　P3口(21—28腳)：P3口是一個帶內(nèi)部上接電阻的8位準雙向埠。P3口的每一位能驅動(吸收或輸出電流)4個LS型TTL負載。P3口與其它的I/O埠有很大區(qū)別，它除作為—般準雙向I／O口外，每個引腳還具有專門的功能，見表1。</p><p><b>　　表1 端口引腳功能</b></p><p>　　圖6 P1口作通用

45、I/O口使用圖</p><p>　　P1口也是一個準雙向口，作通用I/O口使用。其電路結構見圖6。</p><p>　　輸出驅動部分內(nèi)部有上拉負載電阻與電源相連。實質上拉電阻是兩個場效應管(FET)并在一起，—個FET為負載管，其電阻固定；另一個FET可工作在導通或截止兩種狀態(tài)，使其總電阻值變化近為0或阻值很大兩種情況。當阻值近似為0時，可將引腳快速上拉至全高電平，當阻值很大時，P1口為高

46、阻輸入狀態(tài)。</p><p>　　當P1口輸出高電平時，能向外提供拉電流負載，所以不必再接上拉電阻。在埠用作輸入時，也必須先向對應的鎖存器寫入“1”，使FET截止。由于片內(nèi)負載電阻較大，約20k—40k，所以不會對輸入的數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。</p><p>　　3.5 學生宿舍樓用電量計量系統(tǒng)的設計</p><p>　　本系統(tǒng)以80C196KB為核心，進行了必要的擴展。在

47、設計電路時，已經(jīng)考慮到輸入端的泄漏電流、采樣電容的大小等重要因素。系統(tǒng)結構框圖如圖7所示。鍵盤用于輸入及功能選擇，LCD用于顯示測量結果，A/D轉換接口電路外部電路應根據(jù)應用的需要來設計，它的好壞直接影響系統(tǒng)的性能。</p><p>　　圖 7 系統(tǒng)結構框圖</p><p><b>　　4 硬件設計</b></p><p>　　限電控制器的硬件

48、包括AT89C51單片機、ADE7755、分壓分流電路、電源電路、LED顯示電路等。如圖8所示。</p><p><b>　　圖8 硬件系統(tǒng)圖</b></p><p>　　4.1 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　單片機最小系統(tǒng),或者稱為最小應用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng)。對51系列單片機來說,最小系統(tǒng)包括：單片機、晶振

49、電路、復位電路。</p><p>　　前面已經(jīng)提到單片機選用AT89C51。單片機及外圍電路如圖9。</p><p>　　圖9 單片機及外圍電路</p><p>　　對于AT89C51單片機，其最小系統(tǒng)只需要電源、上電復位電路、時鐘電路就能工作。由于我們的程序存儲器（ROM）采用內(nèi)部Flash存儲單元，所以單片機上的EA接高。</p><p>

50、;　　時鐘電路的晶振采用12M的晶振，它由晶振、C8、C9和單片機內(nèi)部的OSC電路組成，為單片機提供12MHz的時鐘信號源。</p><p>　　微處理器系統(tǒng)在開始工作時必須對微處理器內(nèi)部的寄存器等進行復位，使各個寄存器的值設為預定狀態(tài)才能順利開始工作。本文從可靠性和成本考慮最終選用電阻電容來搭建復位電路。對于51內(nèi)核的單片機，RST是復位信號輸入端，高電平有效。當此輸入端保持兩個機器周期(24個時鐘振蕩周期)的

51、高電平時，可以完成復位操作。R和C5為上電復位電路。當單片機加電時由于RC充電的效果，使得復位腳保持一會高電平使單片機內(nèi)部寄存器徹底復位。</p><p>　　4.2 供電電路設計</p><p>　　本設計采用對市電220V電壓進行變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓的方法獲得系統(tǒng)所需的電源。系統(tǒng)需要兩種電壓信號，一種是+12V，一種是+5V。其中+12V電壓為繼電器控制電路供電。+5v電源分為兩路，

52、一路為模擬電源，為ADE7755供電，另一路數(shù)字電源為微控制器電路供電。</p><p>　　在+5V電源電路中，經(jīng)變壓器變壓后的電壓范圍為8-30V。在這里選用12V。即使市電電壓由220V降低到146V，仍能正常工作。</p><p>　　電源電路由變壓器、整流橋、三端穩(wěn)壓集成電路7805,以及濾波環(huán)節(jié)組成，其原理圖參見圖10所示。</p><p><b&

53、gt;　　圖10 電源電路</b></p><p>　　4.3 繼電器接口電路</p><p>　　繼電器在本設計中的作用是當剩余電量小于斷電限度值時，繼電器斷開供電卡回路，停止供電。如果是小繼電器,可以通過光耦直接驅動,單片的端口引腳接光耦輸入,在光耦輸出端,繼電器的線圈作為上拉在接電源,或作為下拉接地,以單片端口的'0'或'1'控制光耦的通斷

54、,從而控制繼電器線圈上電流的通斷,從而決定繼電器刀的開與閉。如果繼電器電流較大，需要在光耦與繼電器之間加三極管驅動。</p><p>　　繼電器驅動電路采用開關三極管8050，如圖11所示。</p><p>　　圖11 繼電器驅動電路</p><p><b>　　5 軟件設計</b></p><p>　　5.1 Keil

55、 C51簡介</p><p>　　1.對于8051單片機，現(xiàn)有四種語言支持，即匯編、FI／M、C和BASIC。</p><p>　　C是一種源于編寫UNIX操作系統(tǒng)的語言，它是一種結構化語言，可產(chǎn)生緊湊代碼。C結構是以括號()而不是字和特殊符號的語言。C可以進行許多機器級函數(shù)控制而不用匯編語言。與匯編相比，有如下優(yōu)點：</p><p>　　（1）對單片機的指令系統(tǒng)不

56、要求了解，僅要求對8051的存貯器結構有初步了解</p><p>　?。?）寄存器分配、不同存貯器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理；</p><p>　?。?）程序有規(guī)范的結構，可分為不同的函數(shù)，這種方式可使程序結構化；</p><p>　?。?）具有將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性；</p><p>　?。?）

57、關鍵字及運算函數(shù)可用近似人的思維過程方式使用；</p><p>　　8051系列單片機作為工業(yè)標準地位，從1985年開始就有8051單片機的C語言編譯器。簡稱C51。</p><p>　　C51程序結構與一般C語言沒有什么差別.一個C51程序大體上是一個函數(shù)定義的集合，在這個集合中有僅有一個名為main的函數(shù)(主函數(shù)).主函數(shù)是程序的入口，主函數(shù)中的所有語句執(zhí)行完畢，則程序執(zhí)行結束。C5l

58、提供的數(shù)據(jù)結構是以數(shù)據(jù)類型的形式出現(xiàn)的。</p><p>　　我們最常用的Keil C5l編譯器具體支持的數(shù)據(jù)類型有：位型(bit)、無符號字符(unsigned char)、有符號字符(signed char)、無符號整型(unsigned int)、有符號整型(signed int)、無符號長型(unsigned long)、有符號長型(signed long)、浮點(float)和指針類型等。</p&

59、gt;<p>　　2.C51數(shù)據(jù)的存貯類型與805l存貯器結構：</p><p>　　KeilC51編譯器完全支持8051單片機的硬件結構，可完全訪問8051硬件系統(tǒng)的所有部分.該編譯器通過將變量、常量定義成不同的存貯類型(data，Nata，idata，pdata，xdata，code)的方法，將它們定位在不同的存貯區(qū)中。</p><p>　　C51數(shù)據(jù)存貯類型與8051單

60、片機實際存貯空間的對應關系如表2所示。</p><p>　　表2 存貯類型與存貯空間的對應關系</p><p>　　存貯器模式?jīng)Q定了自動變量和默認存貯器類型，參數(shù)傳遞區(qū)和無明確存貯區(qū)類型的說明。在固定的存貯器地址變量參數(shù)傳遞是C51的一個標準特征，在SMALL模式下參數(shù)傳遞是在內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯區(qū)中完成的。LARGRE和COMPACT模式允許參數(shù)在外部存貯器中傳遞。C51同時也支持混合模式，例如

61、在LARGE模式下生成的程序可將一些函數(shù)分頁放入SMALL模式中從而加快執(zhí)行速度。</p><p><b>　　存貯器模式</b></p><p><b>　　描述</b></p><p><b>　　SMALL</b></p><p>　　參數(shù)及局部變量放入可直接尋址的內(nèi)部寄

62、存器（最大128bytes，默認存貯器類型是DATA）</p><p><b>　　COMAPCT</b></p><p>　　參數(shù)及局部變量放入分頁外內(nèi)部存貯區(qū)（最大256bytes，默認存貯器類型是PDATA）</p><p><b>　　LARGE</b></p><p>　　參數(shù)及局部變量直

63、接放入外部數(shù)據(jù)存貯器（最大64K，默認存貯器類型是XDATA）</p><p><b>　　3. 指針</b></p><p>　　Franklin C-51支持“基于存貯器的”和“一般指針”?；诖尜A器的指針由C源代碼中存貯器類型決定并在編譯時確定，用這種指針可高效訪問對象且只需一個字節(jié)（idata*，data*，pdata*）或2個字節(jié)code*，xdata*）。

64、操作較短指針的代碼被縮短，一般被“內(nèi)行”編碼；庫調(diào)用不再必要。</p><p><b>　　聲明舉例：</b></p><p>　　char xdata *pt</p><p>　　在xdata存貯器中聲明一個指向對象類型為“char”的指針。指針默認自身在默認存貯區(qū)（決定于編譯模式），長度為2字節(jié)。（值為0～0xFFFF）</p>

65、<p>　　char xdata *data pdx;</p><p>　　除了指針明確位于內(nèi)部數(shù)據(jù)存貯器（data）中外，與上例相同。它與編譯模式無關。</p><p>　　data char xdata *pdx;</p><p>　　本例與上例完全相同。存貯器類型定義既可放在聲明的開頭也可直接放在聲明的對象之前。這種形式是為了與早期C-51編譯器

66、版本兼容。</p><p>　　上面例子闡明了指針的一般聲明及使用。它們與所有的數(shù)據(jù)類型和存貯器類型相關。所有用于一般指針的操作同樣可用于基于存貯器的指針。</p><p>　　這種定義的方法是引入關鍵字“sfr”，語法如下：</p><p>　　sfr sfr_name ‘=’ int constant ‘；’</p><p><b&

67、gt;　　例：</b></p><p>　　sfr SCON＝0x98； ／*串口控制寄存器地址98H *／</p><p>　　sfr TMOD＝0x89； ／*定時／計數(shù)器模式控制寄存器地址89H *／</p><p>　　在典型的8051應用問題中，經(jīng)常需要單獨訪問SFR中的位，C51的擴充功能使之成為可能。特殊位(sbit)的定義，像

68、SFR一樣不與標推C兼容，使用關鍵字“sbit”可以訪問。</p><p><b>　　位尋址對象。例：</b></p><p>　　sbit CY＝PSW^7； ＼*定義CY位為PSW．7地址為0xD7，*＼</p><p>　　sbit beep＝P3.^6； ＼*定義位變量beep為I/O P3.6 *＼</p>&

69、lt;p>　　5.2各個模塊程序介紹</p><p>　　本設計硬件電路的輸入采用4個按鍵，具體程序為：</p><p>　　Unsigned char getkey(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar keytmp;</p><p><

70、b>　　P1=0xff;</b></p><p>　　keytmp=~(P1) & 0xff;</p><p>　　if(keytmp==0)</p><p>　　{km=0; kp=0;} //no key is ON </p><p>　　else /

71、/any key is ON</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(km==0) </p><p>　　km=1; // 置按鍵抖動標志</p><p>　　else //按鍵已去抖</p><p>　　{if(kp==0) //按

72、鍵沒有處理,下面是按鍵處理代碼</p><p>　　// 置按鍵處理標志</p><p><b>　　{kp=1;</b></p><p>　　return(keytmp); </p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}&

73、lt;/b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　6 全文總結</b></p><p>　　高校學

74、生宿舍限電自動控制器是為了適應大學校園的用電安全管理而構建的特殊的安全防范系統(tǒng)，通過對學生用電需求的分析，設計出了一套適合高校學生宿舍的用電控制系統(tǒng)。在寫畢業(yè)設計的3個多月里，通過指導老師和自己的不斷努力，最終完成了學生宿舍樓用電計量系統(tǒng)的整個開發(fā)過程。本系統(tǒng)主要是以Intel 80C196KB為硬件的核心部分，利用硬件進行多級分級式設計和模塊化軟件編程，通過傳感器對數(shù)據(jù)地采集實現(xiàn)了整個系統(tǒng)的準確性和穩(wěn)定性，本系統(tǒng)能實現(xiàn)題目的基本要求。

75、盡量做到硬件電路簡單穩(wěn)定，減小電磁干擾和其他環(huán)境干擾，充分發(fā)揮軟件編程的優(yōu)點，并且本系統(tǒng)還有更寬廣的發(fā)展前景。</p><p>　?。?）學生公寓限電自動控制器的設計和報警器的架構設計基本正確、可行，其主要功能基本得以實現(xiàn)。該系統(tǒng)監(jiān)測到宿舍用電超過限定功率即自動停電且發(fā)出報警聲，并能通過數(shù)碼管顯示當前電流，電壓，功率值。系統(tǒng)能有效地限制了學生使用熱得快、電爐子、白熾燈等易引起火災的用電器。</p>

76、<p>　?。?）本系統(tǒng)結構簡單、可靠性高、成本低，針對性強，對于高校用電控制系統(tǒng)的建立具有很強的實用價值和廣闊的市場發(fā)展情景。</p><p>　　由于校園綜合安防系統(tǒng)設計的復雜性以及作者知識和研究條件的局限性，本文只針對安防，節(jié)能等功能的下位機進行了設計和研究，尚有以下問題需要做進一步的深入研究：</p><p>　?。?）利用互聯(lián)網(wǎng)技術對限電控制系統(tǒng)的功能加以改善?；ヂ?lián)網(wǎng)技

77、術的發(fā)展為建設學生宿舍限電控制系統(tǒng)提供了有利的平臺，可以通過互聯(lián)網(wǎng)更加快捷、高效和準確的進行信息的傳輸、處理和分析。對于網(wǎng)絡技術在綜合安防系統(tǒng)中的應用還需要加以深入討論，同時也可以結合電話線的傳輸，實現(xiàn)雙網(wǎng)傳輸，保證傳輸?shù)臅惩ā?lt;/p><p>　　（2）對上位機的人機界面、控制軟件、以及數(shù)據(jù)庫建立系統(tǒng)的深入具體研究，最終成為一個完整的學生宿舍限電控制系統(tǒng)。</p><p>　　（3）由于

78、缺少經(jīng)驗等不足之處，系統(tǒng)在很多方面還存在一些缺陷，仍需要完善。</p><p>　　改變以往的工作模式，提高工作效率。以前，某某大學學生宿舍用電的統(tǒng)計、報表等，都是以手工操作為主，每次都需要花費很長時間完成，而且錯誤率高。“學校用電收費管理系統(tǒng)”中的電表信息錄入十分簡單方便，統(tǒng)計、計算等工作全部有電腦自動操作，管理員只需在短時間便可完成任務，優(yōu)勢十分明顯，而且錯誤率比較低。紅外線傳感器以其獨特的性能，開拓了無接觸

79、探測的應用，由于它的工作幾乎不受周圍環(huán)境因素的影響，用紅外線傳感器探測是否有人，作為集水箱注水的觸發(fā)控制信號是非常實用的，它的應用將為常流不息的水流加上一把智能鎖，真正實現(xiàn)“開源節(jié)流”。本智能化控制注水的方式，達到在人使用時沖洗，無人使用時，進水閥自閉進水。在確保環(huán)境衛(wèi)生效果良好前提下，可節(jié)水70%以上，從而達到較好的節(jié)水目的。并能自動實現(xiàn)在停電時正常使用，取得良好的經(jīng)濟效益。</p><p><b>

80、　　附錄一：電路圖</b></p><p>　　附錄二：各模塊流程圖</p><p><b>　　1主程序流程圖</b></p><p>　　2定時器0中斷流程圖</p><p><b>　　3外部中斷0流程圖</b></p><p>　　4定時器1中斷流程圖&l

81、t;/p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1]劉福啟,韓寶華.電子制作2005年合定本[M].北京:電子制作雜志社,2005</p><p>　　[2]閹石.數(shù)字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2004</p><p>　　[3]謝嘉奎.電子線路線性部分(第四版)[M].北京:高等教育

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88、olloway L E , Krogh B H , Giua A. A surveyof Pet ri net methods for cont rolled</p><p>　　Smart Power Utilization Management System of Dormitory Design</p><p>　　Abstract:With the development and

89、the unceasing progress of the science technology, the electrical power system is more and more widespread in student dormitory application and complicates day by day. This sets up a higher request to the student dormitor

90、y electric power exchange parameter test and the management level. This article introduced one kind new, is suitable for the student dormitory electric quantity survey multi parameter electric power intelligence module.

91、This module based on the s</p><p>　　Key words:power measurement; AT89C51 SCM; ADE7755; LED reveal</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　緊張的畢業(yè)設計就要結束了，大學四年的生活也到了尾聲。此時此刻感慨萬千，首先，感謝指

92、導教師在這半年對我的指導、幫助和鼓勵。再次，我要向機電工程系的全體老師表示感謝，感謝他們對我學習和生活上的關照，沒有他們的諄諄教誨，我不可能掌握扎實的專業(yè)知識，也不可能順利完成畢業(yè)設計。同時，我也要向與我同窗幾載的同學表示感謝，學習上互助，生活中的點點滴滴使我們建立了偉大而又深厚的友誼。就要分別了，衷心祝福各位一路走好！</p><p>　　在實際完成論文的過程中，由于受個人的知識、經(jīng)驗和能力的限制，論文肯定存在