基于深联华单片机的无线智能插座

离的作用。三极管采用8050，最大可以提供1A的驱动电流，完全可以满足设计要。

　　控制单元设计原理：

　　该系统的主控芯片选用深联华SC89F5162单片机，SC89F5162是一种高速高效率8051兼容单片机。在同样的震荡频率之下，较之传统的8051单片机它具有更快的速度，性能更优越。

　　该系统的设计使用了单片机的定时器0、SPI、ADC、EUART1、IO资源。定时器是为串口接收数据提供定时时间，用来判断一帧数据是否接收完毕；SPI控制93C46，保存和读出插座的状态数据；ADC用来采集电流采集单元的输出电压，为检测是否过流提供数据；EUART1是和WIFI模块进行通信的，接收来自手机客户端的数据，并向客户端返回数据。IO用来控制时钟单元和功率单元等。

　　控制单元是系统的核心，也是知识产权保护的核心，保护好单片机不被破解是重要方面，深联华单片机采用了多种防破解技术，高达32位的密码生成器，白噪声密码没有规律可循等等这些特点决定了代码的安全性很高，这就能很好的保护开发者的利益。

　　电流采集单元设计原理：

　　对交流电流进行采集需要用到交流互感器，该系统采用DL-CT03C1.0精密电流互感器，变比为1:1000，最大可测电流为10A，输出端最大可接电阻为50欧姆，这里选择47欧姆电阻。由于电阻上电压很低，所以不可以直接对电阻上的交流电压进行整流，因此在整流之前使用LM358对交流电压信号进行7.8倍放大。运放所放大的信号为交流信号，需要一个双极性电源进行供电，正好使用电源模块提供的正负5V电源。将放大的电压信号通过桥整流电路进行整流，然后使用电容滤波，再通过一个低通滤波电路将信号送入单片机AD引脚。

　　存储单元设计原理：

　　存储芯片选用93C46芯片，该芯片使用SPI通信方式，具有128个字节的容量。系统需要保存的数据量小，该芯片可以满足需求。

　　实时时钟单元设计原理：

　　实时时钟单元采用DS1302芯片，该芯片在掉电时可以使用备用电源，数据通信使用串行方式，占用IO较少，芯片价格低廉计时精确，完全能满足系统设计需求。

　　WIFI模块单元：

　　WIFI模块使用的是成品模块，通过串口与单片机通信。该模块可通过电脑设置参数，使用方便。

　　3、软件设计原理

　　在单片机软件设计时采用模块化编程的方法以及分层设计的思想。首先设计使用到的单片机资源的驱动程序，然后设计使用到的芯片的驱动程序，最后设计应用层的程序。

　　下面介绍各个.c文件的主要内容：

　　Initial.c文件主要是单片机系统时钟、定时0、串口1的初始化函数，以及串口发送数据的函数。

　　SPI.c文件包括单片机SPI资源的初始化，以及93C46芯片的驱动程序。

　　DS1302.c文件包括DS1302芯片的驱动程序，主要是对芯片的初始化，读写函数等。

　　ADC.c文件主要包括对单片机ADC资源的初始化函数，以及对采集到的数据进行处理的函数，文件使用的是官网提供的，但是有些地方有问题，进修改后可以正常使用。

　　OutletStatuePro.c文件主要是对插孔的结构体数据进行处理的函数，包括设置插孔的状态，得到插孔的状态，设置插到打开或者关闭的定时时间等等。

　　Main.c文件是项目的主文件，这里首先是调用各个模块的初始化函数，以及调用相应的驱动函数完成对应的功能。

　　下面具体介绍程序执行流程：

　　程序开始运行后首先调用各个模块的初始化函数，完成对单片机以及其他芯片的初始化工作。下一步就是读取93C46中数据，然后就是就如主循环。在主循环中首先判断串口是否正在接收数据，如果正在接收数据则不执行解析，如果接收完毕则开始解析接收到的数据。根据不同的指令执行相应的操作，具体操作可看代码注释。解析工作完成后读取一次DS1302的数据，然后开始根据各个插孔的当前状态执行相应的操作，在这个处理过程中使用了状态机的概念，根据插孔的状态执行相应的操作，并且判断是否有插座处于开启状态，如果有的话就启动AD，判断当前功率是否超过设定功率，如果超过了设定功率则关闭所有插孔。

　　4、通信数据帧设计原理

　　手机客户端与智能插座的通信是通过互联网实现的，在这个系统的设计中我们采用UDP协议，在这个基础上设计了简单的通信协议，下面就具体说明一下数据格式的定义。

　　帧头指令数据

　　表2.41 帧结构

　　表2.41表示的是基本的帧结构，一帧数据由三部分构成，帧头为0xFF占用一个字节。指令占用一个字节，用来表示该帧数据的作用。数据部分表示传输的数据，占用的字节数不固定。

表2.42 指令和数据说明

表2.42详细说明了各个指令的作用，以及指令后要跟的数据的作用，通过简单的协