【導讀】計算機外部設備(如打印機
、掃描儀、音響等)的(de)待(dai)機(ji)能(neng)耗(hao)不(bu)但(dan)增(zeng)加(jia)了(le)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)日(ri)常(chang)電(dian)費(fei)開(kai)支(zhi)
，也(ye)使(shi)電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)極(ji)大(da)。該(gai)設(she)計(ji)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)智(zhi)能(neng)節(jie)能(neng)插(cha)座(zuo)利(li)用(yong)主(zhu)機(ji)的(de)開(kai)機(ji)和(he)關(guan)機(ji)來(lai)帶(dai)動(dong)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)的(de)開(kai)或(huo)關(guan)，使(shi)其(qi)接(jie)口(kou)設(she)備(bei)待(dai)機(ji)能(neng)耗(hao)為(wei)零(ling)


，能(neng)夠(gou)減(jian)少(shao)計(ji)算(suan)機(ji)及(ji)其(qi)外(wai)設(she)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)輻(fu)射(she)，以(yi)此(ci)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)和(he)環(huan)保(bao)功(gong)效(xiao)
；同時還具備有分段定時開關的功能。該智能插座也可以通過功能轉換作為普通插座使用，不影響其他設備的使用。

計算機外部設備(如打印機
、掃描儀

、音響等)的(de)待(dai)機(ji)能(neng)耗(hao)不(bu)但(dan)增(zeng)加(jia)了(le)消(xiao)費(fei)者(zhe)的(de)日(ri)常(chang)電(dian)費(fei)開(kai)支(zhi)

，也(ye)使(shi)電(dian)力(li)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)極(ji)大(da)。該(gai)設(she)計(ji)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)智(zhi)能(neng)節(jie)能(neng)插(cha)座(zuo)利(li)用(yong)主(zhu)機(ji)的(de)開(kai)機(ji)和(he)關(guan)機(ji)來(lai)帶(dai)動(dong)其(qi)他(ta)設(she)備(bei)的(de)開(kai)或(huo)關(guan)，使(shi)其(qi)接(jie)口(kou)設(she)備(bei)待(dai)機(ji)能(neng)耗(hao)為(wei)零(ling)
，能(neng)夠(gou)減(jian)少(shao)計(ji)算(suan)機(ji)及(ji)其(qi)外(wai)設(she)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)輻(fu)射(she)，以(yi)此(ci)達(da)到(dao)節(jie)能(neng)和(he)環(huan)保(bao)功(gong)效(xiao)；同時還具備有分段定時開關的功能。該智能插座也可以通過功能轉換作為普通插座使用
，不影響其他設備的使用。

1
、智能插座的設計

1．1 智能插座的硬件結構

計算機智能節能插座的硬件結構圖如圖1所示。該控製器以AVR mega 48為控製
，外圍電路主要由電流采樣電路
、模／數轉換參考電壓電路、狀態顯示電路、鍵盤輸入電路和實時時鍾構成。電流采樣電路用於檢測計算機的運行狀態和過流保護；數／模轉換參考電壓電路為電流的采樣提供參考
；狀態顯示電路表明插座當前的運行狀態；鍵盤輸入實現普通插座與智能插座的切換、設置待機臨界電流值、shezhifenduankaiguandeshijiandian。jisuanjizhujiyunxingzhuangtaitongguozhujijiekoudedianliuhuganqijiance，guoliubaohutongguolingyihuganqijiance
，dangdianliudayuedingdianliuyidingshijianshiqieduanshoukongchazuodedianyuan
，duiwaisheqidaobaohuzuoyong。youyuhuganqideganyingdianliujiaoxiao，zaishu／模轉換過程用對參考電壓的要求較高，該設計采用帶隙恒壓源TL431作為A／D轉zhuan換huan的de參can考kao電dian壓ya。不bu同tong的de計ji算suan機ji主zhu機ji的de待dai機ji電dian流liu可ke能neng不bu同tong，因yin此ci通tong過guo外wai部bu鍵jian盤pan可ke以yi采cai樣yang待dai機ji電dian流liu為wei臨lin界jie值zhi，同tong時shi可ke以yi設she置zhi插cha座zuo作zuo為wei普pu通tong插cha座zuo使shi用yong；RTC時鍾由PCF8563構成。

1．2 AVR單片機

AVR微處理器是Atmel公司的8位嵌入式RISC處理器

，具有高性能、高保密性、低功耗等優點，程序存儲器和數據存儲器可獨立訪問的哈佛結構，代碼執行效率高。該係統采用的mega 48v處理器包含有4 KB片內可編程FLASH程序存儲器

；512 B的E2PROM和512B RAM；同時片內還集成了看門狗；8路10位ADC
；3路可編程PWM輸出
；具有在線係統編程功能，片內資源豐富，集成度高，使用方便。使用AVR mega48V可以很方便地實現外部輸入參數的設置
、電流檢測、工作狀態的指示等。

1．3 電流采樣電路

該設計采用電流型電流互感器采樣交流電流

，一路采樣主機接口電流實現開關控製，另一路采樣受控接口電流實現過流保護(見圖2)。電流互感器的輸出信號經過I-V變換後用mega 48采樣，根據互感器的變比係數可以計算出電流的有效值。I-V變換的輸出電壓經過比較器後
，若達到過流極限(設定為10 A)則觸發外部中斷，經過中斷程序處理判斷是否達到過流值並執行過流保護動作。

1．4 電源電路

單片機的工作電壓和繼電器的線圈側電壓為5 V直流電壓，考慮成本和空間因素
，采用阻容降壓的方式產生。如圖3所示。

圖3中：C3為CBB降壓電容；_R13在電源斷開後為C3提供放電回路；R4為限流電阻；經過全波整流後D11將電壓箝位在5．1V。C3在電路中的容抗XC為：XC=(1／2)πfc


，電流，為了滿足繼電器吸合時的電流要求，取C3的值為1μF
，電流可以達到100 mA以上。由於為非隔離電源，使用過程中零電位不能與大地相連。

1．5 繼電器驅動電路

受控插座的通斷是由繼電器控製的。該設計采用的線圈側電壓為5V的繼電器


，用S8050驅動繼電器。mega 48具有較強的I／O驅動能力
，R17起到限流作用；下拉電阻R18可以避免繼電器誤動作；D12為繼電器斷開時提供放電回路。如圖4所示。

1．6 鍵盤電路

caiyongdananjiandeshurufangshi，yongyushedingputongchazuohezhinengchazuodegongnengzhuanhuanhexuyaodingshikaiguanshideshijiansheding。zaichengxuyunxingguochengzhong，tongguodingshizhongduanjianceshifouyouanjiananxia。danggongnengjiananxiabuchaoguo10s時進入定時開關模式，並通過加減按鍵設定定時開關的時間；當功能鍵按下超過10 s時切換為普通插座使用，若在需要切換為智能插座，則執行相同的操作。設定的參數和模式保存在mega 48的E2PROM中。

1．7 狀態顯示和告警電路

該設計采用LCDl602液晶顯示係統的狀態信息，包括是否采用智能控製，主機運行狀態、受控口狀態。LCDl602采用7線驅動法
，接1 kΩ電阻到地
，用於調節液晶顯示對比度。顯示數據和指令通過LCDl602的DB4～DB7寫入。同時具備有聲光告警功能，當出現過流或則定時切斷時間到時

，相應的發光二極管閃爍以及蜂鳴器告警
，並執行相應的動作。

1．8 實時時鍾電路

實時時鍾電路為定時開關提供的時間。用CR2025鎳氫紐扣電池作為PCF8563的後備電池(見圖5)。

2、智能插座的軟件設計

主程序主要完成對I／O，定時器的初始化、讀出存儲在E2PROM中的係統參數，同時根據模式設定進入相應的處理程序。該插座可運行於3種模式：智能定時模式、智能節能模式和普通模式。模式的切換通過模式按鍵來選擇。參數的測量主要由中斷服務程序定時完成。圖6為主程序流程圖。

youyubutongdejisuanjidaijidianliudaxiaobuyiyang
，yincizaishiyongqianxucaiyangzhujidedaijidianliu。shouxianjiangzhujijinrudaijimoshi，tongguomoshianjianjinruzhongduanhoucaiyangcishidedianliu，bingcunruE2PROM中。

3、智能插座的測試

將設計的插座按圖7的方式連接測試，采用P4雙核計算機和17寸顯示器進行測試，顯示器待機功耗為5W，待機電流約25mA。進入待機狀態後，按插座上的采樣按鈕，將此計算機的待機電流采樣存進E2PROM
，測試結果表明，當計算機進入待機狀態後，插座可以有效的切斷顯示器的電源。

4
、結語

benwenshejidezhinengjienengchazuo，juyouzhinengjienenghedingshikaiguangongneng，yekezuoweiputongchazuoshiyong。jingguoceshi，xitongxianshichulelianghaodekongzhixiaoguo

，bujinshijisuanjiwaishededaijigonglvjiangweiling，tongshiyeqidaolebaohuwaishedezuoyong
，zaijienengjianpaifangmianjuyouyidingdeshehuixiaoyiheguangfandetuiguangjiazhi。

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