一个智能插座自己做，能省多少钱？

延时插座其实并不新鲜，DIY这款延时插座主要是因为倒计时编程。还有选择板子的时候尽量选择面积稍大的，捷配这方面面积可能会比较有优势，在10*15之内。

今天做的这个插座主要是定时插座，俗称倒计时插座。

首先按照已经发生的流程，在捷配官网的PCB购买页，选一块12*12的板子，担心过热会烧坏板子，打板的时候特地要求阻燃性，打样。下图非本次DIY所使用的PCB板，不要误会，只是这个板子真的很漂亮。

DIY这个插座计划中需要实现的功能其实比较简单，我们选择延时断电或延时上电工作方式，在开机前操作黑色的小开关进行设置。接下来我们做一下参数设置和可设定范围：

1、 倒计时部分，定时时间我们设置为在【1分钟~99小时59分钟】，因为是手动对时，不是联网对时，精度方面没法保障，索性就不那么纠结了。

2、 短按按键1，分钟加1，长按按键1，小时加1（正对图片位于插座左边的突出按钮） ，在停止和启动状态下均可调整时间。

3、 短按按键2。启动定时，长按按键2。复位。4、电压：使用继电器控制插座输出，250V电压下额定电流10A，建议实际使用不超过1kW，不然很容易烧。为方便快速制作，本设计选用模块化零部件，主要模块包括单片机STC15F104W、220V转5V电源模块、TM1637四位时钟数码管模块、继电器模块等。全部材料均可在网上采购，总材料费用30元左右（含盒子和电源线）。接线图：

单片机：STC15F104W是一款非常方便实用的小单片机，8个脚的芯片除Vcc和Gnd外6个脚全是IO口，无须外部晶振和复位，供个电就能直接使用，实用是搞小制作的绝佳选择。

数码管：

TM1637数码管模块使用I2C通信，只占用两个IO口就行，而且程序非常简单，再也不用考虑常规数码管的刷新和消隐什么的。加载封装好的头文件即可轻松调用显示。

继电器：

继电器选用了可硬件设置高低电平驱动的模块，我使用了高电平驱动。一开始输出高电平发现驱动不了，原来要把IO口设置为强推挽模式才能驱动。
因为单片机IO口数量限制，需要按键复用，这就引入了长按短按识别机制。我使用了10ms中断扫描一次按键状态，使用自己琢磨了一套长按短按机制，可能有点粗糙，但亲测好用。

一开始写的程序显示倒计时，是直接显示计时时间，比如倒计时剩不到1分钟时，数码管显示的是00:00，总感觉这样不科学。后来改为只要这一分钟的秒还没走到0，就仍算1分钟。比如只剩20秒时，仍显示00:01，只有倒计时结束剩0秒时，才显示00:00。程序作了相应修改实现了此功能。但总感觉还能写的更简练。。。制作产品当然少不了一个好看的外壳。我经常在网上买防水塑料盒，各种规格都有。

这个延时插座使用的盒子尺寸是158mm*90mm*40mm。盒子的切割钻孔也有技巧。工具方面电钻当然少不了，还有带倒钩的割刀也非常实用，盒子在小太阳前烘烤一下会更软更好切割。这个延时插座没装输出电源指示灯，是因为忘了。单片机源程序：

差不多就到这了，那这样究竟能省多少钱呢，也就45块钱。但DIY实践操作所学的知识真的对我挺有用的，以后还要改进改进，加入温度传感器。

编程模块：

/*********************************************/

/* DIY延时插座 */

/* 创建者 ：JS */

/* 创建时间：2021/9/13 */

/*********************************************/

#include STC15.H

#include TM1637.H

#include intrins.h

sbit key1=P3^0; //按键1，时间设置：短按分钟+，长按小时+

sbit key2=P3^1; //按键2，短按启动，长按复位

sbit key3=P3^2; //开关按键3，切换延时断电/延时上电功能，只在开机时检测

sbit relay=P3^3; //继电器触发信号，硬件设置为高电平时线圈通电

unsigned char mode=0; //mode为工作模式0，1 分别表示停止模式和运行模式

unsigned char hour=0,minute=0,second=0,time_count=0; //真实计时的时，分，秒，10ms计数器

unsigned char show[6]={0,0,0,0,0,0}; //TM1637四位数码管显示数组：小时的十位和个位，分钟的十位和个位，最后两个为小时和分钟。

unsigned int uiKeyTimeCnt1; //按键1计数

unsigned int uiKeyTimeCnt2; //按键2计数

bit ShortTouchFlag1=0; //按键1短按按键有效标志

bit LongTouchFlag1=0; //按键1长按按键有效标志

bit LongTouchRelease1=1; //按键1长按释放过的标志

bit ShortTouchFlag2=0; //按键2短按按键有效标志

bit LongTouchFlag2=0; //按键2长按按键有效标志

bit LongTouchRelease2=1; //按键2长按释放过的标志

bit delay_OnOff=0; //延时上电和延时断电选择位，开机检查Key3设置此位，0表示延时断电，1表示延时上电。

bit flag_1s=1; //秒任务标志位

bit flag_500ms=1; //半秒标志位

bit stat_500ms=0; //半秒状态位，控制时间冒号闪烁

/******************************

函数说明：延时函数，STC_ISP软件给出 @6MHz 1T单片机

入口参数：us=延时微秒数

出口参数：无

******************************/

void Delay_US(unsigned int us)

{

while(us--)

{

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

}

}

/******************************

函数说明：定时器0初始化，12T自动重装模式，定时10毫秒

******************************/

void Timer0Init(void) //10毫秒@6.000MHz

{

AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式

TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式

TL0 = 0x78; //设置定时初值

TH0 = 0xEC; //设置定时初值

TF0 = 0; //清除TF0标志

TR0 = 1; //定时器0开始计时

ET0=1; //允许T0中断

EA=1; //开全局中断

}

/******************************

函数说明：按键短按长按检测

******************************/

void Key_scan(void) //在中断里调用，每10ms检查一次按键状态

{

if(key1==0) //如果按键1按下

{

uiKeyTimeCnt1++; //累加按键计时

}

if(uiKeyTimeCnt1>200&&LongTouchRelease1==1) //当按键超过2秒且此前释放过一次时

{

LongTouchFlag1=1; //长按标志位置1，用于长按2秒后立即处理长按动作

LongTouchRelease1=0; //长按释放标志置0，表示长按未释放

}

if(key1==1) //当按键松开（也可能是抖动弹开）

{

if(uiKeyTimeCnt1>2&&uiKeyTimeCnt1<=200) //只有大于20mS，且小于2秒，才判为短按

{

uiKeyTimeCnt1=0; //清零按键计时

ShortTouchFlag1=1; //短按标志位置1

LongTouchFlag1=0; //长按标志位置0

}

if(uiKeyTimeCnt1>200) //如果松开按键时按键超过2秒，则为长按释放

{

uiKeyTimeCnt1=0; //清零按键计时

LongTouchRelease1=1; //长按释放标志位置1，表示长按已释放

}

}

if(key2==0) //如果按键2按下

{

uiKeyTimeCnt2++; //累加按键计时

}

if(uiKeyTimeCnt2>200&&LongTouchRelease2==1) //当按键超过2秒且此前释放过一次时

{

LongTouchFlag2=1; //长按标志位置1，用于长按2秒后立即处理长按动作

LongTouchRelease2=0; //长按释放标志置0，表示长按未释放

}

if(key2==1) //当按键松开（也可能是抖动弹开）

{

if(uiKeyTimeCnt2>2&&uiKeyTimeCnt2<=200) //只有大于20mS，且小于2秒，才判为短按

{

uiKeyTimeCnt2=0; //清零按键计时

ShortTouchFlag2=1; //短按标志位置1

LongTouchFlag2=0; //长按标志位置0

}

if(uiKeyTimeCnt2>200) //如果松开按键时按键超过2秒，则为长按释放

{

uiKeyTimeCnt2=0; //清零按键计时

LongTouchRelease2=1; //长按释放标志位置1，表示长按已释放

}

}

}

/******************************

函数说明：按键处理

******************************/

void Key_process(void)

{

if(ShortTouchFlag1==1) //当按键1短按标志位为1时进行按键1短按处理

{

ShortTouchFlag1=0; //清除短按标志位

minute++; //短按按键1的效果：分钟加1

if(minute==60) //如果设置分钟达到60分

minute=0; //将分钟清零

if(second>0) //以下将实际计时的小时和分钟转换为数码管显示的小时和分钟。比如计时还有00:00:20秒时，数码管显示的是00:01。

show[5]=minute+1; //只要秒不为零，则显示出来的分钟应该比实际计时的分钟加1

else

show[5]=minute; //只有秒为零时，显示的分钟才和计时的分钟一致

if(show[5]==60) //如果显示的分钟为60分，则显示的小时比实际计时的小时+1。

{

show[5]=0;

show[4]=hour+1;

}

else

show[4]=hour; //如果显示的分钟比实际的加1后还不到60分钟，则显示的小时和计时的小时一致。

show[0]=show[4]/10%10; //显示的小时十位数

show[1]=show[4]%10; //显示的小时个位数

show[2]=show[5]/10%10; //显示的分钟十位数

show[3]=show[5]%10; //显示的分钟个位数

TM1637_display(show[0],show[1],show[2],show[3],1); //显示定时时间。在按键调时状态下，时间的冒号固定显示不闪烁。

}

if(LongTouchFlag1==1) //当按键1长按标志位为1时进行按键1长按处理

{

LongTouchFlag1=0; //清除长按标志位

hour++; //按键1长按的效果：小时加1

if(hour==100) //如果设定的小时到100了

hour=0; //小时清零。定时时间最高只能设定99小时59分钟。

if(second>0) //以下将实际计时的小时和分钟转换为数码管显示的小时和分钟，同上。

show[5]=minute+1;

else

show[5]=minute;

if(show[5]==60)

{

show[5]=0;

show[4]=hour+1;

}

else

show[4]=hour;

show[0]=show[4]/10%10; //显示的小时十位数

show[1]=show[4]%10; //显示的小时个位数

show[2]=show[5]/10%10; //显示的分钟十位数

show[3]=show[5]%10; //显示的分钟个位数

TM1637_display(show[0],show[1],show[2],show[3],1); //显示定时时间。在按键调时状态下，时间的冒号固定显示不闪烁。

}

if(ShortTouchFlag2==1) //按键2短按处理，在停止状态下短按为启动运行

{

ShortTouchFlag2=0; //清除短按标志位

if(mode==0&&(minute>0||hour>0)) //只在停止状态下且设定了有效的定时时间，才能响应短按

{

mode=1; //短按的效果：启动定时

relay=~delay_OnOff; //开始定时后，根据开机时设定的延时断电或延时上电，继电器进行相应动作。如设定的是延时断电（delay_OnOff为0），启动后继电器应该先通电动作。

}

}

if(LongTouchFlag2==1) //按键2长按处理，长按为复位。在运行和停止状态下均可长按复位。

{

LongTouchFlag2=0; //清除长按标志位

mode=0; //复位后状态为停止状态

relay=0; //继电器释放

hour=minute=second=0; //计时时间清0

TM1637_display(0,0,0,0,1); //数码管显示时间00:00，时间冒号不闪烁

}

}

void main(void)

{

P3M1&=~(1<<3); //将继电器驱动脚P3.3设置为推挽输出

P3M0|=(1<<3);

relay=0; //继电器硬件选择为高电平驱动，开机后默认插座无电

delay_OnOff=key3; //延时断电或延时上电选择。1：延时上电，0：延时断电。只在开机前操作Key3有效。

TM1637_display(0,0,0,0,1); //上电后默认显示00:00

Timer0Init(); //定时器T0初始化并启动

while(1)

{

Key_process(); //调用按键处理函数

if(flag_500ms==1) //每500毫秒进行一次显示处理，主要是为了实现时间冒号的闪烁

{

flag_500ms=0; //清除半秒标志位

stat_500ms=~stat_500ms; //时间冒号每秒亮灭一次

if(mode==1) //只在启动定时的状态下刷新显示时间

{

if(second>0) //以下为将实际计时的时间转换为数码管显示的时间。比如定时还剩20秒时，数码管实际显示的是00:01。

show[5]=minute+1;

else

show[5]=minute;

if(show[5]==60)

{

show[5]=0;

show[4]=hour+1;

}

else

show[4]=hour;

show[0]=show[4]/10%10; //显示的小时十位数

show[1]=show[4]%10; //显示的小时个位数

show[2]=show[5]/10%10; //显示的分钟十位数

show[3]=show[5]%10; //显示的分钟个位数

TM1637_display(show[0],show[1],show[2],show[3],stat_500ms); //显示时间，冒号位是0还是1由stat_500ms确定，每半秒变化一次。

}

if(mode==1&&flag_1s==1) //以下为定时状态下更新计时时间，当秒任务标志位为1时进行倒计时

{

flag_1s=0; //清除秒任务标志位

if(second>0) //如果秒大于0，则减1秒

{

second--;

}

else if(minute>0) //如果秒等于0，则从分钟借位，分钟减1，秒变为59

{

minute--;

second=59;

}

else if(hour>0) //如果秒和分钟都为0，则从小时借位，小时减1，分钟和秒都为59

{

hour--;

minute=59;

second=59;

}

else //如果时分秒都为0

{

mode=0; //倒计时结束，进入停止状态

relay=delay_OnOff; //依据开机时设置的延时断电或延时上电，设置计时完成后的继电器状态。如果设置的是延时断电，计时到后继电器驱动为0。

TM1637_display(0,0,0,0,1); //计时到后时间显示00:00，时间冒号不闪烁

}

}

}//半秒任务结束

}//while(1)结束

}//main函数结束

void time0(void) interrupt 1 //T0中断服务，每10ms响应一次

{

time_count++; //计数加1

Key_scan(); //每10ms扫描一次按键状态

if(time_count==50) //每500ms时设置一次半秒标志位

flag_500ms=1;

if(time_count==100) //每1秒设置一次半秒标志位和秒任务标志位

{

time_count=0;

flag_500ms=1;

flag_1s=1;

}

}