智能插座设计ppt
基于物联网设计的智能插座
www�ele169�com | 29智能应用0 引言插座在当今生活中已然随处可见，而功能及种类也在增加之中。
这些新型插座虽能够解决某些实际问题，但是都存在着一定的缺陷，无法被大众所接受并广泛的使用。
为此提出一款可以使用手机移动端进行控制的智能插座势在必行。
通过网络来控制各插口的通电状态，并限制插座的功率，避免因超负荷工作而导致的火灾。
即使无人在家，使用者也可以通过手机对插座进行远程遥控，达到消除火灾隐患，便捷生活的目的。
相信这项设计对于人们的生活质量有着显著提升。
1 智能插座设计方案基于物联网设计的智能插座由智能插座和手机移动端相构成，二者通过WIFI 通信来完成数据交换及工作，具体示意见图1。
该智能插座包括嵌入式MCU，电能参数采集模块，WIFI 无线通信，继电器模块和显示模块等五个模块组成，具体示意见图2。
设置额定电能参数，同时通过LCD 模块实时显示插座各插孔的电能参数，通过额定参数与实际参数的比较,就可以感知当前插座上是否接有电器设备。
当感知到插座上未接入电器设备时，插座内部嵌入式高性能MCU 会控制继电器模块，使得电源总线断开，确保不会出现触电等意外事故的发生。
当感知到插座上接入电器设备时，将实时电能参数与额定电能参数进行比较，若实时参数大于额定参数，则会及时切断电源避免火灾发生，同时将该情况通过WIFI 在手机移动端告知用户，及时的达到预警的目的。
广大用户在使用手机移动端时，通过手机移动端以WIFI 无线通信的方式对智能插座实现以下远程控制：(1)实时查询智能插座上是否皆有电器设备；(2)远程控制智能插座是否对电器设备供电；(3)当插座上存在电器设备工作时，可在移动端读取电压电流功率等电能参数。
2 智能插座硬件设计■2.1 嵌入式MCUMCU 是整个系统的核心部分，负责数据的采集，处理基于物联网设计的智能插座叶志鹏，李刚（通讯作者）（湖北文理学院物理与电子工程学院，湖北襄阳，441053）基金项目：湖北文理学院大学生创新创业训练计划项目资助（S201910519035）。
智能插座的设计
智能插座的设计第一点：智能插座的设计原理与技术特点智能插座作为家居智能化的重要组成部分，其设计原理和技术特点体现了现代电子技术和物联网技术的综合应用。
本文将从以下几个方面详细阐述智能插座的设计原理与技术特点。
1.1 设计原理智能插座的核心设计原理是基于电力载波通讯技术、微处理技术和无线网络技术的结合。
其主要组成部分包括电源模块、MCU微控制器、电力载波芯片、无线模块、按钮、指示灯等。
•电源模块：负责将输入的交流电转换为稳定的直流电，为插座内部电路提供稳定的电源。
•MCU微控制器：作为智能插座的大脑，负责控制和管理插座的各项功能。
•电力载波芯片：通过载波通讯技术，实现插座与智能家居系统的无缝对接。
•无线模块：通常采用Wi-Fi或蓝牙技术，实现远程控制和数据传输。
•按钮和指示灯：用于用户的本地操作和状态显示。
1.2 技术特点智能插座的技术特点主要体现在以下几个方面：•远程控制：用户可以通过智能手机APP或其他智能设备，实现对插座的远程开关控制。
•定时功能：用户可以设置插座定时开关，适合电器设备的定时启动和关闭，如空调、电热水器等。
•节能统计：智能插座能够监测并统计接入电器的用电情况，帮助用户了解用电量和节能效果。
•安全保护：智能插座通常具备过载保护、短路保护等功能，确保使用安全。
•智能场景：与智能家居系统配合，实现智能场景的构建，如与智能灯光、窗帘等的联动控制。
第二点：智能插座的应用场景与市场前景智能插座的应用场景十分广泛，涵盖了家庭、办公室、商业场所等多个领域。
下面将具体介绍智能插座在不同场景下的应用，并展望其市场前景。
2.1 应用场景•家庭应用：智能插座可以控制家中的各种电器设备，如空调、电视、电热水器等，实现家居智能化。
•办公室应用：在办公室中，智能插座可以用于控制电脑、打印机、饮水机等设备的定时开关，提高能效。
•商业场所：商业场所的智能插座可以用于控制广告灯箱、展示柜等设备的运行，节省电能。
节能智能插座设计_张益
167目前市场上已出现多种节能插座,帮助人们减少电器的待机功耗。
但节能智能插座还不多见。
并且由于其有限的品类、高昂的价格,智能家居对于普通人来说却一直很遥远。
但是由于人们生活水平的日益提高,人们开始追求智能化,但现阶段的智能家居不但不够完善,世面上种类繁多且其价格高昂,使得人们望而却步。
现阶段很有必要研究一种稍显智能普通家庭又都能用得上的家居产品。
１ 工作原理该智能插座的设计主要是利用HT66F50作为主控芯片来控制继电器的通断控制家电的电源线路实现自动通断电控制。
主控芯片连接液晶显示、独立按键、红外接收传感元件、温度传感元件、时钟芯片。
待机状态下,该液晶显示时钟芯片当前时间数据(万年历)、当前温度等。
芯片读取按键,可对智能插座定时开关设置、报警设置、遥控模式设置、时间调整等,这时液晶显示操作界面。
在遥控模式下,可通过红外遥控对智能插座进行控制。
２ 功能和特色2.1 功能智能插座不但节电,还能保护电器,它具有USB 扩充功能、遥控控制功能、火灾报警功能。
具备节能设计、长达10年的精准走时万年历,集各种保护于一体。
他避免了不正常耗电,定时设置能够控制用电器在特定的时间段工作,在一定的程度上减少了空闲时段的能源浪费,但实际用电时段并非固定,情况一旦发生变化,需要重新设置,造成使用不便。
遥控控制的引入成功完美的避开了这种问题,使用户使用更加贴心,而且充分体现了他的智能化。
2.2 特色本产品外形设计新颖,能对电器的电源进行自动通断电控制。
可以减少某些电器主机运转时间,从而延长电器主机的使用寿命并达到节能的目的。
同时能够为多款数码产品充电,本产品适合场所广泛,特别是人多的公共场所,经营者为了方便给客人提供服务,适合休闲、娱乐、车站、码头、办公室、会议室、宾馆、酒楼、以及家庭等地使用。
本作品可以设置温度报警上限,如遇插座起火时能切断电源并发出报警音。
本作品默认待机状态时显示万年历。
本作品带有自恢复保险,可以在过载、短路时保护电路。
智能遥控插座方案完美版PPT
智能遥控插座发展前景 电源插座是为家用电器提供电源接口的电气设备，也是住宅电气设计中使用较多的电气附件，它与人们生活有着十密切的关系。
赛亿方案集团 遥控插座通俗的说是节约用电量的一种插座，节能插座的理念很早之前就已经生成，到目前为止已经发展的比较广泛，但是技术上还 有待于进步。 当家中电路如果突然遇到短路等导致断电现象发生时，智能电源插座可以自动的切断电源，起到节电和保护所用电器的作用。
智能遥控插座核心部件是：智能控制板、红外线接收器、工作指示灯、功能调节/手动开关键。
随1、着考智察能公家司居，的的历起迅史速到和发工节展程，电师智的和能数插保量座及护的水市所平场用前景电市器非常的可作观的用。。随着智能家居的迅速发展，智能插座的市
场前景市非常可观的。
赛亿方案集团
智能遥控插座工作原理
赛亿方案➢集团 智能插座可以在当电脑主机关闭后插座可以自动识别当前的用电状态，从
随着智能家居的迅速发展，智能插座的市场前景市非常可观的。
遥有控待插 于座进通步俗。而的将说是连节接约用到电电量的脑一的种插一座些，节设能备插座如的液理念晶很显早之示前器就已、经打生成印，机到目、前音为止响已、经发鼠展标的比、较键广泛盘，等但是等技设术上还 智壳能。遥控插座备组的成结电构源是：完智全能控的制关板、闭红切外线断接。收器当、电工作视指机示灯通、过功能遥调控节/手器动关开关闭键后、多，功智能插能孔电、红源外插线接座收可器延以长讲线、外
智能遥控插座方案
赛亿方案集团
目录
➢1、产品背景 ➢2、发展前景 ➢3、主要种类 ➢4、工作原理 ➢5、核心部件 ➢6、组成结构 ➢7、基本功能 ➢8、
智能遥控插座产品背景
➢ 遥控插座通俗的说是节约用电量的一种插座，节能插座的理念很早之前 就已经生成，到目前为止已经发展的比较广泛，但是技术上还有待于进步。 有的高档节能插座不但节电,还能保护电器,说它保护电器,主要是从它有清除 电力垃圾的功能,有的还加入防雷击、防短路、防过载、防漏电的功能，消除 开关电源或电器时产生电脉冲。
公牛开关插座ppt课件
1、报价时，首先要清楚客户要的是明装或暗装，什么颜色的
2、产品叫法有歧义或者不明白的，第一时间问明 3、快速过一遍产品，清单上边没有的及时告知客户 4、 报价一定要快速准确，期初报给日常价+优惠券+赠品，不要赠品可以适当再给折扣 5、付款成功的订单，客户要备注清楚客户需要的类型，以及报价单发给打单同事，注明型号，颜色
• 1P、1P+N、2P区别：1P仅控制火线；1P+N控制火线、零线，但是只保护火线；2P一般做总开关，同时控制和保护火线零线
双进双出是火线零线都进，单进单出就只是火线，有的地方只适合用单的，这个要与电工确认一下。
13
20 18公牛开关系列知识点培训
1
2
3
• 86型、118型、专家插
座的区别
• 公牛开关插座各个系列 及特征
工具箱8.5元；天堂伞15元；电笔0.5元
18
开关材质工艺
19
底盒
暗装专用底盒
产品尺寸
20
21
暗装
22
暗装一开接线
一开单控
一开双控
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暗装两开接线
两开单控
两开双控
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暗装三开接线
三开单控
三开双控
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暗装四开接线
四开单控
四开双控
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暗装五孔插座
五孔插座
一开五孔插座
开关控制插座 开关控制灯单控
E-其他类
例如： G18Z223表示G18系列二三极连体插座（正五孔） G06K111Y表示G06系列一开单控带荧光开关 G06K212Y表示G06系列两开双控带荧光开关 G19Z223(U1)表示G19系列二三极连体插座银色
16
多功能智能插座的
模块三：单片机的编程实现
• 将输入的数字量与标准的量值相比，若量 值较小，则通过程序断开电路的连接； • 编写相应程序实现定时功能。
模块四: 电源控制电路
• 单片机编写的程序控制电源的通断； • 手动控制电源的通断。
模块五：定时与显示电路设计
• 按预先编写程序控制定时电路； • 用显示电路将时间显示在插座上。
多功能智能插座的设计与制作
——计划方案
总体设计
电流检测电路
定时与显示电路
单片机
A/D转换电路
电源控制电路
模块一：电流检测电路
• 获取一般用电器的实际电流； • 将获取的电流通过固定的电阻转换成相应 的电压。
模块二: A/D转换电路
• 将获取的模拟电压经过抽样、量化、编码 的方法转换成数字量； • 将转换成的数字量输入单片机。
优选智能插座设计ppt
智能插座的现状
•
智能插座控制系统的设计：目前市场上的排插功能太过于简单，
很多时候满足不了人们需要！比如我们经常遇到的就是电瓶车充电时
间一般是9个小时左右，时间太长很容易磨损电池，太短那晚上充电
充不满，他们往往又不希望去车库给它充电。或给车充电了在白天，
晚上不想在车库或忘了拔掉电源，从而造成极大的不便。因此，我们
其它键是否被按下，信号线由1变为0；当松开此键时，无
论其它键是否被按下，信号线由0变为1。根据本次设计十
几情况按键使用较少，所以采取方案二独立按键。
键盘电路
D N G KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5KEY6 KEY1KEY2KEY3KEY4KEY5KEY6
时钟控制模块
• 采用的是单片机内部的定时器
有效的信号是单片机复位信号为高电平。
图4.6 单片机复位电路
F u 0 K 1CS2 0 1RS2 D N G
T
S
R
C
C
V
晶振电路模块
• STC89C52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反响放大 器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端 。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振 器一起构成自激振荡器。外接石英晶体或者陶瓷谐振器及 电容C1,C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。 对外接电容C1,C2虽然没有严格要求，但电容容量的大小 会轻微影响振荡频率的高低，振荡器工作的稳定性，起振 的难易程序及温度稳定性！因此，此系统电路的晶体振荡 器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值 约为30μF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可 能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保 证震荡器稳定和可靠地工作。
智能插座设计方案
本地、远程自由控制
智能插座支持实时状态反馈，可将电器工作状态实时反馈到客户端，支持多个定时任 务的设置，手机客户端可对多个智能插座进行控制；关闭电器后插座内部的智能双核 IC芯片会在线检测电流变化从而实现一段时间后自动断电，此时，插座上的工作指示 灯灭，恢复无电状态；具有防雷电、防高压、防过载、防漏电的功能。一旦有瞬间雷 击感应高压进入，插座会自动吸收雷电感应高压。
8
智能插座主要问题
ห้องสมุดไป่ตู้
智能插座能反映出插座上的电器运行功率，电流，电压等信 息，仅仅能够让用户知道电器的耗电情况，但需要具备一定 专业知识的用户才能根据测量结果分析电器是否耗电正常， 才能及时发现电器异常，避免不正常耗电；定时智能插座能 够控制用电器在特定时段工作，在一定程度上减少了空闲时 段的能源浪费，但实际用电时段并非固定，情况一旦变化， 需要重新进行设定，使用不方便；遥控智能插座需要配备专 用遥控器，成本较高而且使用麻烦，难以得到用户接受。另 外，这些插座不能同时具备全面的电网参数测量和负载控制 功能，无法对用电器实现安全保护，更无法避免长期超负荷 用电引发的安全事。
智能安全插座，是一种全新理念的安全插座。该系列产品是集一路可编
程(PLC)自动控制安全节能转换器和电器智能化待机节电插座于一体的新 型WiFi智能安全插座。这种智能插座系列插座会自动检测电器的电流变 化从而断电，彻底消除待机能耗问题，节能减排、绿色环保。
2
智能插座发展前景
智能插座可以在当电脑主机关闭后插座可以自动识别当前的用电状态，从
而将连接到电脑的一些设备如液晶显示器、打印机、音响、鼠标、键盘等等设
备的电源完全的关闭切断。当电视机通过遥控器关闭后，智能电源插座可以讲 连接到电视的 DVD 播放器、音响等外设的电源也一同完全的关闭。当家中电路 如果突然遇到短路等导致断电现象发生时，智能电源插座可以自动的切断电源， 起到节电和保护所用电器的作用。随着智能家居的迅速发展，智能插座的市场 前景市非常可观的。
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系统的键盘电路设计
方案选择：
•
方案一：矩阵键盘，行、列母线构成的矩阵电路交叉
构成其各个按键触点，如果把行母线逐行置0，那么列母
线用作信号输入线。一个键被启动时，那么该键将行、列
母线相通。
•
方案二：独立键盘，如图4.9所示。每个键都有一根信
号线与单片机电路相连，所有按键都有一个公共地或公共
正端，每个键相互独立互不影响。当按下一个键时，无论
R 1RF5 D 21 N 21 R G 1RF4 R 1RF3 V 0 2 R 2 1RF2 456 R DSR11RF1 XF+XF- Diode1N4148 1212 DR1220V_INHeader2220V_OUTHeader2 UR1RELAY 123 5 R K 1R V 0 2 2 2 2 R K C 1R B 1RELAY1 E QR1 VCC R 1 0 3 R 0 1R
软件程序设计
•
本系统由单片机C语言编写而成，采用模块化结构设
计。主要实现的功能是：把单片机控制技术、键盘扫描与
显示有机的结合起来，运用继电器、键盘按钮等完成基于
单片机STC89C52的智能插座系统的设计, 实现的功能包括
通过单片机控制电路实现定时功能并在显示电路中显示定
时时间。
程序流程图
开始 初始化定时器
提出这个课题的想法，实现单片机直流控制继电器来完成定时开关功
能的使用（例如，打开一定时间断开或者定时打开）。
•
智能插座已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个
人家庭以及一些公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极
大的方便。由于单片机控制电路技术的发展和采用了先进的石英技术
，使智能插座具有定时准确、性能稳定、携带方便等优点。
基本功能部件有：I/O接口电路、存储器和中央处理器等。因此，单片
机只需要结合适当的软件及外部设备，就可以成为一个完整的单ห้องสมุดไป่ตู้机
控制系统。
•
本课题采用的型号为STC89C52的单片机。
•
允许工作的时钟为0—24MHz。
•
STC89C52采用的是Flash存储器技术。
•
含有2K字节的Flash程序存储器，128字节的片内RAM。
研究框架
1.基于单片机的智能插座的硬件设计部分 2.软件程序设计部分 3.硬软件调试
智能插座的硬件系统具体电路设计
单片机的选择
•
微型计算机的一个重要分支是单片机微型计算机，同时其也是颇
具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，尤其在控制领域中
的地位更为显著，所以又被称为微控制器。
•
一般情况下，单块集成电路芯片构成了单片机，其内部所含有的
模数转换模块： 模数转换模块是测量电路的核心模块
继电器的运作
•
在这里,我们只了解它跟本电路有关的开关作用。
•
首先把三极管想成一个水龙头。上面的Vcc就是水池,继电器是一个水轮
机,下面的GND是比水池低的任何一。刚才说过,三极管就是水龙头,它的把手就
是那个带有电阻的引脚。现在,单片机的某一个需要控制这个继电器电路的输
转移指令、查表指令。
结论
本设计为一智能插座控制系统，由STC89C52单片机， 复位电路，键盘控制以及晶振电路组成，控制LCD显示器 和若干个按键实现定时控制功能及显示功能。但因为现实 条件的限制，设计还不完善，有很多设计的空间。比如在 设计的过程中我们发现其实在日常的生活中语音功能是不 常用的，因此我们设计的语音功能如果经过改变，将此功 能设计为定时时间到的语音提示将会更具有实际应用性。 但是这已是设计的末端，时间的限制，希望以后的工作中 能进一步完善。
电压(电流)来控制的,因此,三极管有些时候也被称做电子开关(与机械开关相区
别)。图上还有一个东西就是继电器线圈两端反相并联的二极管,起到吸收反向
电动势的功能，保护相应的驱动三极管,只要是用三极管驱动继电器的场合,一
般都有它的存在。需要特别注意的是它的接法:并联在继电器两端，阴极一定
是接Vcc。
图4.8 继电器电路
•
·六个中断源
•
·可编程串行UART通道
•
·直接LED驱动输出
•
·片内模拟比较器
•
·低功耗空载和掉电方式
附：引脚介绍论文中有详细说明
系统的复位电路设计
•
单片机在启动时都需要复位，从初态开始工作，并使CPU
及系统各个部件都处于初始状态。单片机的复位信号从RST引脚
输入到内部的触发器中。当振荡器稳定且系统处于正常工作状
致谢
首先，要感谢学校这四年来的悉心栽培，并提供我们试验室，给 我们好的环境。其次感谢我的指导老师占志彪老师。本次设计是在占 志彪老师的悉心指导和帮助下完成的，他为我们提供了很多相关的资 料，并在设计遇到困难时，及时给与了指导与帮助。在论文撰写过程 中，他提供了许多宝贵的思路和建议，结合工作体会和经历，提出了 很多有价值的观点，为完成本次设计和论文给予了极大的帮助。
•
共有20个引脚，体积小灵巧。
STC89C52主要性能
•
·和MCS-51产品的兼容
•
·可重编程闪速存储器2K字节
•
·耐久性：1,000／擦除周期
•
·2.7V～6V的操作范围
•
·全静态操作：0Hz～24MHz
•
·两级加密程序存储器
•
·128×8位内部RAM
•
·可编程I/O引线15
•
·两个十六位定时器/计数器
智能插座设计
指导老师：占志彪
智能插座的现状
•
智能插座控制系统的设计：目前市场上的排插功能太过于简单，
很多时候满足不了人们需要！比如我们经常遇到的就是电瓶车充电时
间一般是9个小时左右，时间太长很容易磨损电池，太短那晚上充电
充不满，他们往往又不希望去车库给它充电 。 或给车充电了在白天，
晚上不想在车库或忘了拔掉电源，从而造成极大的不便。因此，我们
出引脚就是一只"手",当单片机的这个引脚输出低电平的时候,就像"手"在打开
三极管"水龙头",水就从上往下流,继电器"水轮机"就开始转起来了。反之,如果
是输出高电平,"手"就开始关"水龙头",继电器"水轮机"因为没有水流下来,就会
停止。这就是三极管的开关作用。简单的理解和记忆就是:三极管是一个开关
器件,其实你真的可以将它看成是一个开关,只不过它不是用手来控制,而是用
有效的信号是单片机复位信号为高电平。
图4.6 单片机复位电路
F u 0 K 1CS2 0 1RS2 D N G
T
S
R
C
C
V
晶振电路模块
• STC89C52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反响放大 器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端 。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振 器一起构成自激振荡器。外接石英晶体或者陶瓷谐振器及 电容C1,C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。 对外接电容C1,C2虽然没有严格要求，但电容容量的大小 会轻微影响振荡频率的高低，振荡器工作的稳定性，起振 的难易程序及温度稳定性！因此，此系统电路的晶体振荡 器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值 约为30μF。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可 能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保 证震荡器稳定和可靠地工作。
态时，如RST引脚上出现一个高电平并持续两个机器周期，那么
CPU就能响应然后将系统复位。假如采用12MHZ的晶振，那么
复位时间大约是12μS。复位电路的基本功能是：系统上电并提
供复位信号一直到系统电源稳定，然后撤销其复位信号。电源
稳定后有一定的延时后才撤销复位信号，这是为了可靠这一因
素，为了防止电源插头分-合的时候引起抖动从而会发生复位。
图4.7 晶振电路
D N G FF pp 00 3CS33CS4 S YXTAL 12 12 XX
显示电路模块
• 采用LCD作为显示电路，可以节省电路空间。此外，LCD还 有外形美观等优点
显示电路设计
图4.15 LCD1602电路原理图
D N D N G G 6 1 R 0 VCC1 VCC 5 1 1 7 C DR 7 4 1D 6 D 6 3 1D 5 D 5 2 1D 4 D 4 1 1D 3 D 3 0 1D 2 D 2 9D 1 D 1 8D VCC 0 D 2 0 7D C K N E 1R N 6E 3 W R W 5R S R D MS1602C-1 S 4R N O VBOTTOP G 321 TAP D D V D 2VCC N C VSS G U 1
TLC1543管脚图
模数转换模块原理图
0.1uFCA1 D N G DT DU S EOCCLKAOC VCC 1234567890 1111111112 9 S AC A10 EOC VCC REF- REF+ TLC1543 C ADDRESS DATAOUT D I/OCLOCK D 012345678N 1 A AAAAAAAAAG A U 123456789 0 1 D 0123 N DDDD G AAAA
通过这次设计，使我受益非浅。毕业设计是本科四年学习的大综 合；是一场综合的考试；是一次社会实践。通过这次设计，培养了自 学能力，为以后的继续学习打下基础。同时这次设计是一个小型的社 会团体，在这个小社会中如何相处等都是一个锻炼。 再次感谢所有支持和帮助过我的领导、老师和同学们！ 此致！
短路现象，使用万能表检测电源盒引脚连接的正确性。
•
2.调试：除去EPROM和CPU，测试各个接口电路能否满足需求，需