1.2 课题研究的趋势

电源转换器是要向高智能，全智能方向发展的，目前世界上已经有比较高端的智能开关设计，例如用到智能芯片控制系统对家用电器进行协调控制的小宜家智能电源转换器，可以实现家电智能开关机，把家电的待机能耗降为最低。这种职能电源转换器可以实现电器遥控家电关机的同时自主完成切断电源、接通电源的动作，从而可以做到安全、节能的效果。它同时还具有智能消除待机能耗的保护功能、也可以有效避免雷击事故的发生。又例如能够进行定时设定的科德TW-L12，它可以实现最小定时时间为1分钟的时间设定，每天可以设定最少1组最多10组的开与关，单单每周就可以设置140组的开与关。此外它还具有模式选择功能，可以随时切换到常通或是定时状态。科德智能开关插座[2]采用液晶显示，能够很方便的设定时间，最小可以设定的时间间隔仅仅为两分钟。除此之外还设置有模式选择的功能，随时可切换到定时或者常闭状态。这都是未来智能开关插座的发展方向。

2. 课题设计

2.1 课题设计的比较

   设计一：用数字控制电路来设置一个定时的按钮，通过拨码按钮预先设定一个时间，之后我们用倒计时的方式开始计数，当达到需要设置的时间点时就发出一个信号，此信号可以控制继电器进行通断工作，设计的原理就是组成一个秒脉冲[3]发生器，通过CD40192构建一个能够完成倒计时的计时器，通过拨码开关来预先设定需要的时间，时间通过数码管显示出来，同时接入一个蜂鸣器来实现报警功能。设计框图如图1所示：

数字式定时开关

设计二：本方案我们选用STC89C51单片机作为电源转换器定时通断系统的核心控制元件，来实现时间定时控制和处理的目的。51单片机编程非常简单方便、芯片处理速度超快、引脚资源相当丰富。实现一路220V/10A的插座的控制以单片机STC89C51为定时控制单元，每天实时控制家用电器的自动接通与断开，无论在一天中24小时的任意一个时间点都可以自由设置，因为是通过中断来定时，所以更加准确。与此同时还可以通过继电器控随时控制插座开关，从而达到简便、智能、省电的效果，设计整体如图2所示：

设计整体图

   电源转换器的定时通断通过设计一和设计二都能得以实现。选用数字控制电路来完成定时通断控制的话，我们需要设计的硬件电路及软件操作相对来说要复杂些，它对数字集成模块要求更多，需要数字电路的各项功能模块的组合在一起才能完成系统定时通断功能的设计，而且它的控制精度也远远不如单片机与时钟芯片配合控制来的准确，需要用到的电子元件也较多，制作工艺也会复杂很多，这样会浪费很多时间，成本也会提高。如用单片机来实现控制的话就方便多了，灵活，可编程性也会更高些，功能也相对会更强大。由于单片机主要是通过软件编程完成控制，这样我们就可以让硬件电路变得简单，所花费的时间以及成本也可以大大降低。

2.2 设计的确定

经过对上述两种设计方案进行比较，使用STC89C51单片机来实现对开关插座的控制比数字控制要相对灵活、精确，时间及成本也低一点，功能也会更加的强大，更加符合简便精确的原则，因此，综合各方面因素考虑，决定采用方案二来控制开关插座的通断。

3. 硬件电路的设计与实现

电源转换器定时通断硬件电路的实现主要是以STC89C51单片机做为核心，控制继电器主要是利单片机的定时中断功能来实现的，通过中断系统定时就可以达到切断电源实现线路通断的目的。定时的时间长短是自己根据需要任意设置的，定时时间的长短可以利用独立操作按键来实现，而LCD1602显示屏可以实时得将定时通断[4]的当前时间显示给我们。本次电源转换器定时通断硬件电路的设计主要涉及到LCD1602时间实时显示模块，继电器通断控制模块，按键时间设定模块以及单片机中断定时模块。由这几个模块共同构成定时接通断开系统，这样，既便捷、智能、还节约能源。