單片機控制的紅外線遙控自動窗簾系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書</p><p>　　課題名稱 家居推拉窗 </p><p>　　及窗簾智能控制系統(tǒng)的設(shè)計 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文首先介紹了智能家居的基本知識及其應(yīng)用前景，進而闡明了開發(fā)作為智能家居中一

2、個很重要部分—紅外線遙控推拉窗及窗簾的控制意義，隨后著重介紹了開發(fā)單片機的紅外線遙控智能控制系統(tǒng)設(shè)計所用到的集成芯片AT89C52、DS1302芯片、 紅外線發(fā)射接收器等硬件的結(jié)構(gòu)原理。本文采用分塊的模式，對整個系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計進行分析，分別給出了系統(tǒng)總體框圖、電源電路、時鐘 DS1302電路、紅外線接收電路、電機控制電路、顯示電路，下雨傳感器電路、并對相應(yīng)電路設(shè)計進行了相關(guān)的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路，也是采用分塊的模式，分別寫

3、出了紅外線解碼程序、時鐘芯片DS1302控制程序、LCD液晶顯示程序、遙控控制程序的編寫思路，每一模塊都畫出了其方框圖，看起來一目了然。</p><p>　　最后通過仿真調(diào)試，時鐘，手動開關(guān)窗簾，自動開關(guān)窗簾等控制方面的設(shè)計上基本達(dá)到了預(yù)期目的。當(dāng)然，該系統(tǒng)在一些細(xì)節(jié)的設(shè)計上還需要不斷的完善和改進。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 時鐘芯片；智能控制；紅外線；AT89C52；傳感器<

4、/p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper first introduced the basic knowledge of the smart home and its application prospect, thus illustrating the development as wisdom can househo

5、ld a very important part of the curtain, automatic infrared remote control significance. Then mainly introduces development single-chip microcomputer control system of infrared remote control curtain use AT89C52 integrat

6、ed chips, DS1302 chip, infrared emission receiver and the structure of the hardware principle. In this article, the block model, </p><p>　　Finally, the simulation results debugging, clock, the switch curtain

7、, automatic switch control aspects such as the curtain on the design of basic the expected purpose is reached. Of course, this system in some of the detail of the design also need to have been the perfect and improve.<

8、;/p><p>　　Keywords: the clock chip；Intelligent control；infrared；AT89C52；sensor</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1<

9、/p><p>　　1.2 國內(nèi)外概況1</p><p>　　1.3 課題的研究工作2</p><p><b>　　2 方案論證4</b></p><p>　　2.1 方案選取4</p><p>　　3 電路及執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計6</p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計框圖

10、6</p><p>　　3.2 微控制器系統(tǒng)設(shè)計6</p><p>　　3.2.1單片機AT89C52RC6</p><p>　　3.2.2時鐘電路8</p><p>　　3.2.3復(fù)位電路10</p><p>　　3.2.4存儲器件AT24C0211</p><p>　　3.2.5

11、紅外線接收模塊13</p><p>　　3.2.6顯示模塊14</p><p>　　3.2.7電機驅(qū)動模塊15</p><p>　　3.3 執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計17</p><p>　　3.3.1電源驅(qū)動電路17</p><p>　　3.3.2片外時鐘電路18</p><p>　　3.3.

12、3數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器18</p><p>　　3.3.4傳感器電路19</p><p>　　4 軟件設(shè)計21</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計框圖如下21</p><p>　　4.2 紅外線解碼21</p><p>　　4.3 控制器DS1302的控制程序22</p><p>

13、;　　4.4 存儲器AT24C02控制程序25</p><p>　　4.5 傳感器控制程序28</p><p>　　4.6 遙控器控制程序29</p><p>　　4.7 中斷控制程序30</p><p>　　4.8 電機驅(qū)動程序31</p><p><b>　　結(jié)束語32</b>&l

14、t;/p><p><b>　　致謝33</b></p><p><b>　　參考文獻34</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　本章闡述了單片機控制的紅外線遙控自動窗簾系統(tǒng)的市場價值、研究背景、國內(nèi)外的現(xiàn)狀、以及發(fā)展方向，明確指出了單片機控

15、制的紅外線遙控自動窗簾系 統(tǒng)所面臨的問題及一些解決方案。</p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　生活在提高，時代在進步，人類在向文明邁進，不同的時代對居住空間、環(huán)境有不同的要求，這是社會的必然潮流。單片機控制的智能遙控推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)，既能解決每天手拉開和關(guān)窗及窗簾的不便，又顯示出了生活的檔次，同時還可以根據(jù) 光線的明暗來自動控

16、制窗簾的開關(guān)，以調(diào)節(jié)室內(nèi)的光線，更進一步地滿足了人們的享受要求。所以該產(chǎn)品能形成大規(guī)模生產(chǎn)，很快會普及全國市場，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益；另外，除了廣大市民住宅使用外，智能遙控推拉窗控及窗簾制器還可以廣泛應(yīng)用于別墅、公寓、賓館、飯店、寫字樓、歌舞廳、影劇院、會議廳、銀行、學(xué)校、醫(yī)院 等各種公共場所，因此該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。</p><p>　　智能控制推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)在我國還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣和

17、應(yīng)用自動控制窗簾和推拉窗系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。其一，改變?nèi)藗兊纳罘绞健纹瑱C控制的智能遙控推拉窗及窗簾系統(tǒng)具有豐富的智能化功能，為家庭用戶營造一個高效、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能控制推拉窗及窗簾系統(tǒng)只用一個多功能遙控器就能控制和監(jiān)測住房的窗簾和窗戶的開關(guān)問題，給人們?nèi)丈仙顜順O大的方便。這些都將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式，并提高了人們的生活質(zhì)量。其二、牽動一大批產(chǎn)業(yè)。智能控制推拉窗及窗簾系統(tǒng)的產(chǎn)品面向家庭用戶，其應(yīng)用市場是龐大的

18、，發(fā)展前景也是廣闊的，必將吸引大批有遠(yuǎn)見的各類企業(yè)介入，從而牽動一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這里最 先受益的應(yīng)該是房地產(chǎn)業(yè)，該控制系統(tǒng)不僅是一個很好的概念與 “賣點”，同時也是直接提升住宅檔次的一個條件，這將會給房地產(chǎn)商帶來新的利潤空間。在家居集成化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢下，家居集成也成為一種潮流，許多更 專業(yè)的、美觀的、智能化的家居集成產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。其三，開拓一個嶄新的市場。智能推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)牽動了許多的行業(yè)，它將不僅僅是目前的IT系統(tǒng)集成商或建

19、筑弱電工程總包商的市場，而且是專業(yè)公司和智能化裝飾</p><p><b>　　1.2 國內(nèi)外概況</b></p><p>　　在歐美等發(fā)達(dá)國家，智能控制推拉窗及窗簾已廣泛應(yīng)用。在10年前，智能系統(tǒng)就已經(jīng)進入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電子技術(shù)的不斷提高及價格的不斷下降，智能控制推拉窗及窗簾控制器又開始在我國市場發(fā)展。據(jù)了解，全國共有170多種智能推拉窗及窗

20、簾控制器獲得了國家專利，但就其技術(shù)本身而言，還是大同小異，但售價卻有很大差別，貴的要數(shù)千元，便宜的只要 500 塊。</p><p>　　盡管推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)在國內(nèi)是一個起步的行業(yè)，但是，它的發(fā)展前景在國內(nèi)也是排前面的熱門行業(yè)。從智能控制推拉窗及窗簾系統(tǒng)走進中國以來，國內(nèi)各有實力的商業(yè)巨頭紛紛涉足，使我的新興智能家居市場達(dá)到前所未有的活躍。目前，我國智能控制推拉窗級窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)，宣傳，以及銷售體系形成了相當(dāng)規(guī)

21、模，不少國內(nèi)知名企業(yè)紛紛涉足。推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)行業(yè)，如青島海爾、清華同方、TCL 等，并涌現(xiàn)出一些較具影響力的智能家居專業(yè)廠商，如上海索博智能電子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居電子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。自動窗簾產(chǎn)品已開始走進中國的家庭。具報道，我國 2004 年售出商品房 1.9 億 m²,如果每20m²需要一套產(chǎn)品，僅此一項就可以年新增產(chǎn)品近千萬套加上。每年新增智能控制

22、推拉窗及窗簾產(chǎn)品市場需求將不低于2000萬套。如果單片機控制的推拉窗及窗簾控制器，銷售占市場的5%左右，就可實現(xiàn)年產(chǎn)值上億元。</p><p>　　隨著智能控制系統(tǒng)的熱潮在世界各國逐漸流行，隨著中國電子行業(yè)的高速發(fā)展、人們物質(zhì)水平的不斷提高，智能控制推拉窗及窗簾已經(jīng)成為現(xiàn)代家居裝行業(yè)的主流裝飾，在不久的將來，智能控制推拉窗及窗簾裝飾肯定會覆蓋到生活的各各角落。從現(xiàn)在其流行趨勢來看，在未來的 20 年時間里，推拉窗

23、行業(yè)將會是普通大眾喜愛的行業(yè)，其市場的發(fā)展前景是非常廣闊的。</p><p>　　1.3 課題的研究工作</p><p>　　智能家居系統(tǒng)是一個大的社會系統(tǒng)工程，我們應(yīng)當(dāng)加快我國智能家居標(biāo)準(zhǔn)化 進程。智能控制推拉窗及窗簾系統(tǒng)作為智能家居中一個很重要的部分，需要在我國智能家居這 一領(lǐng)域，建立起一個具有中國特色的新興、健康的產(chǎn)業(yè)鏈。智能控制推拉窗及系統(tǒng)在我國并不是遠(yuǎn)在天邊，而是近在眼前。現(xiàn)有

24、的電動推拉窗及窗簾機的控制方式有固定式開關(guān)控制、遙控、光控、時控等，其中以前兩種形式居多。就實用程度和經(jīng)濟角度來說，用固定式開關(guān)控制方式較好，這是因為推拉窗及窗簾的開閉不像電視機等家電產(chǎn)品開閉得那樣頻繁，每天開閉的次數(shù)不多，因此安裝在固定的地方使用也相當(dāng)方便如把開關(guān)裝在床頭柜等電器綜合控制系統(tǒng)中，睡在床上就能控制窗戶和窗簾的開閉。利用觸摸開關(guān)，實現(xiàn)全自動斷電，既安全又節(jié)能，但最重要的一點就是沒有實現(xiàn)完全的自動化，沒的擺脫對人的依賴作用。

25、而采用遙控控制時，需要候機電源，不可能完全斷電而且增加遙控功能，也增加了成本，售價也相應(yīng)提高。</p><p>　　21世紀(jì)是信息化的時代，知識與科技成為時代的潮流，在它們的推動下，智能化也因此得到了很大的發(fā)展，其作用在社會生活中日益得到彰顯。智能控制器主要利用計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的有機結(jié)合而發(fā)揮作用。在通信技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)的迅猛發(fā)展潮流下，家庭生活實現(xiàn)了現(xiàn)代

26、化與智能化，居家環(huán)境也變得更加舒適與安全。智能化控制的工作原理自然離不開運算和控制單元，而該器采用的主控器件AT89C52，正是運算與控制單元的集合體。器的整體主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由單片機擴展的外圍電路以及各種實現(xiàn)單片機器控制功能的接口電路組成；軟件部分主要由單片機器實現(xiàn)其特定控制功能的各種程序組成。本設(shè)計中介紹了智能推拉窗及窗簾控制器的硬件構(gòu)成以及軟件設(shè)計過程，以盡最大可能滿足不同人對窗簾開閉的不同需求。同時，器在針對

27、人們一般需求的設(shè)計開發(fā)外，還提出多種解決方案，在考慮到經(jīng)濟性和簡便性的前提下，可以供日后對控制器的功能進行擴展。</p><p>　　智能推拉窗及窗簾的控制方式大體上有四種：雨控、光控、時控、手控，手控和時控屬于半自動類；而光控和雨屬全自動式，但光控因光敏器件的靈敏度，冬夏等不同季節(jié)的光照度的不同，以及人們對起閉推拉窗及窗簾在時間上的要求不同，而難以實施和普及。因此，時控式的全自動控制便成了專業(yè)以及業(yè)余電子設(shè)計人

28、員的熱門課題。根據(jù)一下情況智能推拉窗及窗簾有些不能實現(xiàn)完全的自動化；有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能不夠穩(wěn)定；有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化，且性能還可以，但價格昂貴不適合普通消費者使用。所以我想利用價格相對便宜的紅外線遙控發(fā)射芯片、單片機作為主要控制器件，來完成該系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)主要有如下幾方面的特點：</p><p>　　（1）發(fā)射紅外線的發(fā)射裝置采用一般彩色電視機的遙控器，這樣既方便又實惠， 可謂

29、一物兩用。</p><p>　　（2）時間控制開關(guān)方式，通過對DS1302芯片的設(shè)定，讓用戶可以隨自己的生活習(xí)慣方便的自動開關(guān)窗簾，無需手動。</p><p>　?。?）采用紅外遙控方式，不會干擾其它電器的正常工作，也不會影響鄰近的無線設(shè)備。超距離遙控，可達(dá) 8～9m。</p><p>　　（4）另一種控制方式為手動控制方式，防止停電后采用手動控制。</p&g

30、t;<p>　?。?）美觀，以往的智能控制推拉窗都是向一邊拉或向上拉，而本設(shè)計為向兩邊打 開，隨個人的愛好可以控制其大小。</p><p>　?。?）體積小、結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、抗干擾性強、經(jīng)濟實用、工作可靠。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p><b>　　2.1 方案選取</b&

31、gt;</p><p>　　這次設(shè)計題目因為單片機在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。隨著推拉窗紅外控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣， 各種適用于不同場合的窗簾控制器應(yīng)運而生。</p><p>　　實現(xiàn)這種控制目的的方案有 2 個：</p><p>　　方案一 鍵盤模式控制系統(tǒng)。</p><p>　　根據(jù)光照來

32、開閉窗戶主要原理是用光敏電阻采集外界的光強度，從光傳感器上采集的信號經(jīng)過濾波后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，由于A/D轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換需要一定時間，一旦在這段時間內(nèi)信號發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換結(jié)果將會出現(xiàn)偏差，所以在轉(zhuǎn)換期間要應(yīng)該采用采樣保持電路。傳入的信號由AT89C52單片機來控制，并且做出響應(yīng)，以實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止。顯示模塊是用來顯示推拉窗及窗簾控制器的各種狀態(tài)</p><p><b>　　圖2-1 方案一&l

33、t;/b></p><p>　　方案二 模擬集成控制器自動控制系統(tǒng),這二個方案都是采用單片機控制，液晶顯示模塊 LCD 顯示。</p><p>　　AT89C52 是一款采用 ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容的單片機，其主要性能特點有：</p><p>　?。?）高性能、低功耗的 8Byte 微控制器，

34、RISC 精簡指令集機構(gòu)，多種指令，且單周期指令占大多數(shù)，有掉電和閑置的省電模式、5個中斷源、兩個16位定時器/計數(shù)器。</p><p>　　（2）片內(nèi)集成4KB可編寫程序存儲器，可進行 1000 次以上寫/擦反復(fù)利用， 保存數(shù)據(jù)時間有達(dá)10年，支持三級程序存儲器鎖定。</p><p>　?。?）各種豐富雙向口功能：32可寫程序 I/O 線，可編程串行通道，振蕩時鐘電路。</p>

35、;<p>　　采用 LG28顯示模塊41BH數(shù)碼管，動態(tài)掃描，8550三極管位選驅(qū)動 ，</p><p>　　AT89C52 微處理器 P0口直接段時間顯示，具有顯示亮度強、穩(wěn)定性能好、顯示誤差少等優(yōu)點。</p><p><b>　　圖2-2 方案二</b></p><p>　　此方案控制采用AT89C52 單片機的最小系統(tǒng)，通過

36、ULN2003芯片來驅(qū)動步進電動機控制窗戶和窗簾的拉開和關(guān)閉。家居推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)可以使用紅外遙控器遠(yuǎn)程遙控推拉窗戶及窗簾的開或關(guān)；還可以根據(jù)室外環(huán)境亮度實現(xiàn)環(huán)境亮度光控。以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數(shù)的調(diào)整等等都可以通過遙控器進行設(shè)置。該控制設(shè)計可謂是一款多功能的推拉窗及窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計方案。</p><p>　　經(jīng)過兩個方案的對比和論證，方案二比方案一更簡便，快捷，多功能以及成本造價更低，因此選著方案二

37、作為此次設(shè)計方案.</p><p>　　3 電路及執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計框圖</p><p><b>　　圖3-1方案框圖</b></p><p>　　3.2 微控制器系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.2.1單片機AT89C52RC</p><p&

38、gt;　　AT89C52RC 是由宏晶公司推出的一種小型單片機，其主要特點為采用 Flash 存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，且采用高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，可以很快被中國廣大用戶接受。其程序的可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗比較容易，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　AT89C52RC 有很寬

39、的工作電源電壓，可為 2.7～6V,當(dāng)工作在 3V 時，電流相當(dāng)于 6V工作時的 1/4。AT89C52RC工作于12Hz時，動態(tài)電流為 5.5mA，空閑態(tài)為1mA,掉電狀態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。AT89C52RC具有以下幾個特點：</p><p>　　AT89C52RC與MCS-51系列的單片機在功能指令和管腳上基本一致；</p><p>　　片內(nèi)有4

40、k字節(jié)在線可多次重復(fù)擦寫程序的存儲器；</p><p>　　非動態(tài)工作,工作范圍:0Hz～24MHz；</p><p>　　三級程序存儲器加密；</p><p>　　128×8 位內(nèi)部 RAM；</p><p>　　32 位雙向輸入輸出線；</p><p>　　兩個十六位定時器/計數(shù)器；</p>

41、<p>　　五個中斷源,兩級中斷優(yōu)先級；</p><p>　　一個全雙工的異步串行口；</p><p>　　間歇和掉電兩種工作方式；</p><p>　　超強抗干擾:高抗靜電(ESD 保護)輕松過2KV/4KV快速脈沖干擾；</p><p>　　寬電壓,不怕電源抖動；</p><p>　　寬溫度范圍,-40

42、℃~85℃；</p><p><b>　　禁止ALE輸出；</b></p><p><b>　　超低功耗；</b></p><p>　　掉電模式:典型功耗<0.1μA；</p><p>　　空閑模式:典型功耗2mA；</p><p>　　正常工作模式:典型功耗4mA-

43、7mA；</p><p>　　掉電模式可由外部中斷喚醒,適用于電池供電系統(tǒng),如水表、氣表、便攜設(shè)備等；</p><p>　　AT89C52RC 引腳功能</p><p><b>　　1.電源:</b></p><p>　?、賄CC-芯片電源，接+5V；</p><p><b>　　②VS

44、S-接地端；</b></p><p><b>　　2.時鐘:</b></p><p>　　XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端；</p><p><b>　　3.控制線:</b></p><p><b>　　控制線共有4根：</b></p&g

45、t;<p>　　ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖；</p><p>　?、?ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址；</p><p>　　② PROG 功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖；</p><p>　　PSEN:外ROM讀選通信號。</p><p>　　RST

46、/VPD:復(fù)位/備用電源。</p><p>　?、?RST（Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。</p><p>　?、?VPD 功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。</p><p>　　EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。</p><p>　?、?EA 功能：內(nèi)外ROM選擇端。</p><p>　　

47、② Vpp 功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源 Vpp。</p><p>　　4.I/O 口線：P0、P1、P2、P3 共四個八位。</p><p>　　P0 口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀/寫操作。P0口也用以輸出外部存儲器的低8位地圖1址。由于是分時輸出,故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存,信號用ALE。&

48、lt;/p><p>　　P1 口是專門供用戶使用的I/O口,是準(zhǔn)雙向口。</p><p>　　P2 口是從系統(tǒng)擴展時作高8位地址線用。不擴展外部存儲器時,P2口也可以作為用戶 I/O 口線使用,P2口也是準(zhǔn)雙向口。</p><p>　　P3 口是雙功能口,該口的每一位均可獨立地定義為第一I/O功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時操作同P1口。P3口的第二功能如表3-

49、1：</p><p>　　表3-1 P3口管腳功能表</p><p><b>　　3.2.2時鐘電路</b></p><p>　　其中時鐘電路包括振蕩時鐘電路和片外時鐘電路：</p><p><b>　　(1)振蕩時鐘電路</b></p><p>　　片內(nèi)電路與片外器件就構(gòu)

50、成一個時鐘產(chǎn)生電路，CPU的所有操作均在時鐘脈</p><p>　　沖同步下進行。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在12MHz～</p><p>　　24MHz 之間選取。C5、C6是反饋電容，其值在20pF～100pF之間選取，典型值為</p><p>　　30pF。本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為12MHz。</p><p

51、>　　振蕩周期=1/12us；機器周期S=1us；指令周期=1～4us；</p><p>　　AT89C52 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。</p><p>　　這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖3-2。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C5、C6 接在放大器的

52、反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C5、C6 雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程度以及溫度穩(wěn)定性等。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF±10pF，而如使陶瓷諧振器建議選擇40pF±10pF。用戶也可以采用外部時鐘。外部時鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。由于外部時鐘信號是通過一個2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信

53、號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求。</p><p>　　圖3-2 振蕩時鐘電路圖</p><p><b>　　(2)外界時鐘電路</b></p><p>　　DSl302 是美國 Dallas 公司生產(chǎn)的一種串行實時時鐘/日歷芯片，以串行方式與單片機進行數(shù)據(jù)傳送，它能

54、夠向單片機提供：秒、分、時、日、月、年、及星期等實時時間信息，并能夠?qū)﹂c年天數(shù)自動調(diào)整，日歷有效至 2100 年。DSl302 由雙電源中較大者供電，使系統(tǒng)在沒有主電源的情況下也能保持時鐘的連續(xù)運行。片內(nèi)具有31個字節(jié)靜態(tài) RAM，可用來保存重要數(shù)據(jù)。DSl302具有引腳少、體積小、價格低等優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用。但由于其時序要求比較嚴(yán)格，應(yīng)用程序不易編寫，給開發(fā)者帶來不便。為此，本文對其進行詳細(xì)分析和闡述并在分析 其時序的基礎(chǔ)上給出了D

55、Sl302與單片機連接的接口電路和通訊子程序。下圖為DS1302的時鐘引腳圖。</p><p>　　圖3-3 DS1302引腳圖</p><p>　　表3-2 DS1302引腳描述</p><p>　　DS1302串行實時時鐘芯片主要由移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實時時鐘及31個字節(jié)RAM組成。數(shù)據(jù)傳送前，必須把置為高電平且把提供地址和命令信息的8位字節(jié)裝入到移位

56、寄存器。在進行單字節(jié)傳送或多字節(jié)傳送時，開始的8位命令字節(jié)用于指定40個字節(jié)(31個字節(jié) RAM和9個字節(jié)時鐘寄存器)中哪個將被訪問。</p><p>　　DS1302的數(shù)據(jù)傳輸：</p><p>　　對DS1302 進行任何數(shù)據(jù)傳送時,第一個數(shù)據(jù)字節(jié)必須是命令字節(jié),其最高有效位 MSB (位 7)必須為邏輯 1。如果它是零,禁止寫 DS1302。位6為邏輯 0 時指定傳送時鐘/日歷數(shù)據(jù)；

57、邏輯1指定傳送 RAM 數(shù)據(jù)。位1至5指定進行輸入或輸出的特定寄存器的地址。最低有效位LSB(位 0)為邏輯0時指定時進行寫操作(輸入)；邏輯1指定進行讀操作(輸出)。命令字節(jié)總是從最低有效LSB(位0)開始輸入,表3-3為地址。</p><p>　　表3-3 地址/命令字節(jié)</p><p>　　時鐘芯片DS1302是采用IIC總線來傳輸數(shù)據(jù)的。IIC總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩

58、線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍 設(shè)備。IIC總線產(chǎn)生于在 85 年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通信。IIC總線最主要的優(yōu)點是其簡單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成 本?？偩€的長度可高達(dá) 25 英尺，并且能夠以 10Kbps 的最大傳輸速率支持 40 個 組件。IIC 總線的另一個優(yōu)點是，它支持多主控(

59、multimastering)， 其中任何能 夠進行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線。一個主控能夠控制信號的傳輸和時 鐘頻率。當(dāng)然，在任何時間點上只能有一個主控。</p><p><b>　　3.2.3復(fù)位電路</b></p><p>　　單片機在開機時都需要復(fù)位，以便中央處理CPU以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的復(fù)位后是靠外部

60、電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的RST引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖（2 個機器周期）以上的高電平，單片機便可實現(xiàn)初始 化狀態(tài)復(fù)位。MCS-51 單片機的 RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端。單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動按鈕復(fù)位和上電復(fù)位，</p><p><b>　　1手動按鈕復(fù)位</b></p><p>　　手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平

61、（圖3-4）。一般采用的辦法是在RST端和正電源VCC之間接一個按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時，則VCC的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。</p><p><b>　　3-4 圖復(fù)位電路</b></p><p><b>　　2 上電復(fù)位</b><

62、;/p><p>　　AT89C52的上電復(fù)位電路，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機，由于在RST端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至10uF。上電復(fù)位的工作過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地

63、復(fù)位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。在圖3-4的復(fù)位電路中，當(dāng)Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是由于內(nèi)部電路的限制作用，這個負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時得不到

64、有效的復(fù)位，則程序計數(shù)器PC將得不到一個合適的初值，因此CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。</p><p>　　3.2.4存儲器件AT24C02</p><p>　　AT24C02 是一個 2K 位串行 CMOS E2PROM，內(nèi)部含有256個8位字節(jié)。CATALYST公司的先進 CMOS 技術(shù)實質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02 有一個16字節(jié)頁寫緩沖器。該器件通過 IIC

65、 總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能。</p><p>　　圖3-5 AT24C02引腳圖</p><p><b>　　功能描述：</b></p><p>　　AT24C02支持IIC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IIC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主

66、器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址輸入端 A0、A1和A2可以實現(xiàn)將最多8個AT24C02器件連接到總線上。</p><p>　　表 3-4 管腳描述</p><p><b>　　SCL 串行時鐘：</b></p><p>　　AT24C02 串行時鐘輸入管腳用于產(chǎn)生器件

67、所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時鐘，這是一個輸入管腳。</p><p>　　SDA 串行數(shù)據(jù)/地址：</p><p>　　AT24C02 雙向串行數(shù)據(jù)/地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，SDA是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線。</p><p>　　A0、A1、A2 器件地址輸入端：</p><p>　　這些輸入腳用于多個器

68、件級聯(lián)時設(shè)置器件地址，當(dāng)這些腳懸空時默認(rèn)值為0。當(dāng)使用 AT24C02時最大可級聯(lián)8個器件。如果只有一個AT24C02被總線尋址，這三個地址輸入腳（A0、A1、A2 ）可懸空或連接到 Vss，如果只有一個AT24C02被總線尋址這三個地址輸入腳（A0、A1、A2 ）必須連接到 Vss。</p><p><b>　　WP 寫保護：</b></p><p>　　如果WP

69、管腳連接到Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀。當(dāng)WP管腳連接到Vss或懸空允許器件進行正常的讀/寫操作。</p><p>　　3.IIC 總線的基本結(jié)構(gòu)：</p><p>　　采用 IIC 總線標(biāo)準(zhǔn)的單片機或IIC器件，其內(nèi)部不僅有IIC接口電路，而且將內(nèi)部各單元電路按功能劃分為若干相對獨立的模塊，通過軟件尋址實現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。CPU不僅能通過指令將某個功能單元電路掛靠或摘

70、離總線，還可對該單元的工作狀況進行檢測，從而實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的既簡單又靈活的擴展與控制。在數(shù)據(jù)傳送過程中，必須確認(rèn)數(shù)據(jù)傳送的開始和結(jié)束。</p><p>　　當(dāng)時鐘線 SCL為高電平時，數(shù)據(jù)線SDA由高電平跳變?yōu)榈碗娖蕉x為“開始”信號，起始狀態(tài)應(yīng)處于任何其他命令之前；當(dāng)SCL線處于高電平時，SDA線發(fā)生低電平到高電平的跳變?yōu)椤敖Y(jié)束”信號。器件將處于備用方式.開始和結(jié)束信號都是由主器件產(chǎn)生。在開始信號以后，總線即被

71、認(rèn)為處于忙狀態(tài)；在結(jié)束信號以后的一段時間內(nèi)，總線被認(rèn)為是空閑的。IIC總線的數(shù)據(jù)傳送格式是：在IIC總線開始信號后，送出的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)是用來選擇從器件地址的，其中前7位為地址碼，第8位為方向位(R/W)讀寫控制。方向位為“0” 表示發(fā)送，即主器件把信息寫到所選擇的從器件；方向位為“1”表示主器件將從從器件讀信息。開始信號后，系統(tǒng)中的各個器件將自己的地址和主器件送到總線上的地址進行比較，如果與主器件發(fā)送到總線上的地址一致，則該器件即為被

72、主器件尋址的器件，其接收信息還是發(fā)送信息則由第8位(R/W)確定。</p><p>　　3.2.5紅外線接收模塊</p><p>　　HS0038紅外接收裝置將遙控信號的接受、放大、檢波、整形集一體，并且輸出可以讓單片機識別的 TTL 信號，這樣大大簡化了接收電路的復(fù)雜程度和電路的設(shè)計工作，方便使用。在本系統(tǒng)中我們采用紅外一體化接收頭 HS0038。HS0038 黑色環(huán)氧樹脂封裝，不受日光

73、、熒光燈等 光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號情況下，其接收距離可達(dá)35m。它能與 TTL，COMS電路兼容。HS0038 為直立側(cè)面收光型。它接收紅外信號頻率為38 kHz,周期約26us，同時能對信號進行放大、檢波、整形，得到TTL電平的編碼信號。三個管腳分別是地、＋5V電源、解調(diào)信號輸出端。</p><p>　　紅外接收部分主要是對紅外載波信號進行調(diào)解放大整形等。由于市場上已經(jīng)

74、有集成調(diào)解放大整形輸出的紅外接收頭，所以我們只用考慮怎樣能準(zhǔn)確計算出紅外編碼脈沖時間就可以了。通常我們在計算紅外編碼脈沖時間時，一般把接收程序放在中斷程序中，一旦有紅外信號則馬上進入中斷程序中并啟動定時器對紅外信號延時時間進行定時。一旦計算判斷出是起始位則準(zhǔn)備進行指令碼的定時計算，如果沒有檢測到起始位就不能檢測指令碼，而是繼續(xù)檢測起始位的出現(xiàn)當(dāng)指令碼全部接收完畢后可根據(jù)指令碼的命令執(zhí)行相應(yīng)的動作。</p><p>

75、;　　在紅外接收時要注意抗干擾因為推拉窗及窗簾接收陽光照射的時間和強度都很大因此主機接收到的紅外線干擾信號也很強所以一方面要加強主機接收頭的避光措施另一方面要在紅外接收軟件中設(shè)置接收紅外編碼信號延時時間的上限和下限依次來達(dá)到最佳的抗干擾效果。其接受電路圖如3-6。</p><p>　　圖3-6 紅外線接收電路</p><p>　　紅外線接收電路使用一個集成紅外接收器，型號是HS0038，靜

76、態(tài)時輸出端輸出高電平，當(dāng)接收到紅外信號后，按紅外信號的數(shù)據(jù)波形輸出負(fù)脈沖數(shù)據(jù)信號。紅外信號輸出到單片機的 P3.3，該口對應(yīng)的第二功能是外部中斷 1(INT1)，利用該口的第二功能，一旦紅外線信號到來，P3.3被拉低，單片機中止當(dāng)前的工作轉(zhuǎn)移到接收、處理紅外信號。開啟中斷功能的目的，既減輕了單片機的工作負(fù)擔(dān)，又保證接收到的紅外信號的完整性，同時在手動工作狀態(tài)下，單片機進入睡眠后，利用外部中斷功能完成對單片機的喚醒。</p>

77、<p><b>　　3.2.6顯示模塊</b></p><p>　　目前科技信息產(chǎn)品都朝著輕、薄、短、小的目標(biāo)發(fā)展，在計算機外設(shè)中擁有悠久歷史的顯示器產(chǎn)品當(dāng)然也不例外。在便于攜帶與搬運為前題之下，傳統(tǒng)的顯示方式如映像管顯示器及顯示板等等，皆受制于體積過大或耗電量甚巨等因素，無法達(dá)成使用者的實際需求。而液晶顯示技術(shù)的發(fā)展正好切合目前信息產(chǎn)品的潮流，無論是直角顯示、低耗電量、體積小、

78、還是零輻射等優(yōu)點，都能讓使用者享受最佳的視覺環(huán)境。</p><p>　　LCD液晶顯示器件從結(jié)構(gòu)上說，屬于平板顯示器件。其基本結(jié)構(gòu)，呈平板形。它主要由前后偏振片、前后玻璃片、封接邊及液晶等幾大部件組成。</p><p>　　1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別。</p><p>&

79、lt;b>　　引腳功能說明：</b></p><p>　　1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）接口，各引腳接口說明如表3-5。</p><p>　　表3-5 LCD引腳說明</p><p>　　其外表及引腳如3-7</p><p>　　圖3-7 LCD顯示器</p><p>　　3.2.7電機驅(qū)

80、動模塊</p><p>　　ULN2003是大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓范圍廣、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強等特點,適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN2003A電路是美國Texas Instruments公司和Sprague公司開發(fā)的大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路,文中介紹了它的電路構(gòu)成、特征參數(shù)及典型應(yīng)用。ULN2003內(nèi)部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管，可用來驅(qū)動繼電器。它是雙

81、列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅(qū)動電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTLCOMS,由達(dá)林頓管組成驅(qū)動電路。ULN是集成達(dá)林頓管,內(nèi)部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管,它的輸出端允許通過電流為200mA，飽和壓降VCE約1V左右，耐壓極電極擊穿約為36V。用戶輸出口的外接負(fù)載可根據(jù)以上參數(shù)估算。采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅(qū)動繼電器或固體繼電器，也可直接驅(qū)動低壓燈泡。通常單片機驅(qū)動ULN2003時

82、，上拉2K的電阻較為合適，同時，COM引腳應(yīng)該接電源。 </p><p>　　ULN2003是一個非門電路，包含7個單元，單獨每個單元驅(qū)動電流最大可達(dá)350mA，引腳9接電源。</p><p>　　表3-6 2003的主要電氣特性</p><p>　　步進電機出現(xiàn)在上個80時代，他是由電磁鐵組成的旋轉(zhuǎn)器，其設(shè)計原理與現(xiàn)代所使用的步進電動機有很大相似之處，都是用縫隙之

83、間的磁場變化來生成電磁轉(zhuǎn)矩。在本世紀(jì)初，歐洲資本主義進入工業(yè)時代，各種各樣的工業(yè)產(chǎn)品誕生出來，同時也加快步進電動機的技術(shù)的發(fā)展，是步進電機成為一個新興的行業(yè)。80年代初，由于計算機技術(shù)的飛速發(fā)展與步進電機的有效組合，使步進電機的功能更加多樣化。以前步進電機的控制電路是由集成元件組成的，安裝和整合都很困難，耗費大量的器件，而且安裝是針對性的，一旦控制方案改變就要變換設(shè)計電路。步進電機與計算機的組合，更能完美的利用步進電機的優(yōu)勢。3-8是U

84、LN2003驅(qū)動步進電機的電路圖。</p><p>　　圖3-8 電機驅(qū)動電路</p><p>　　推拉窗框及窗簾框架構(gòu)造設(shè)計包含推拉窗和窗簾的微動開關(guān)設(shè)計，其內(nèi)部包含了兩個部分的驅(qū)動機構(gòu)。其中的微動開關(guān)通過電容、電阻組成的復(fù)位電路與單片機的復(fù)位引腳相連，微動開關(guān)安裝在推拉窗及窗簾的滑桿上，當(dāng)窗簾或推拉窗移動到預(yù)定位置時，觸動微動開關(guān)，使單片機復(fù)位，此時電機停轉(zhuǎn)，窗簾或窗戶停到指定位置。&

85、lt;/p><p>　　圖3-9 推拉窗及窗簾框架圖</p><p>　　3.3 執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計</p><p>　　3.3.1電源驅(qū)動電路</p><p>　　此次設(shè)計選擇了一個220---8V的變壓器，得到一個8V的交流電，再通過由4個N4007整流二極管組成的H橋整流電路和一個1000uF/25V的電容來得到一個直流8V電源； 單片機正常工

86、作電壓為5V，因此設(shè)計的電源電路主要是提供單片機工作電壓。圖3-10是為單片機提供電壓的電源電路。在這個電路中采用了三端集成穩(wěn)壓器LM7805，可以輸出5V的直流電壓以供給單片機。三端集成穩(wěn)壓器LM7805，總共有三條引腳，分別是輸入端、接地端和輸出端。用LM78\LM79系列三端穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便。</p><p>　　圖3-10

87、 電源電路</p><p>　　3.3.2片外時鐘電路</p><p>　　本電路采用 DS1302 時鐘芯片，DS1302主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通的32768Hz 晶振，兩個電源Vcc1及Vcc2接電源VDD，這樣如果沒有交流電的供電 也可以由可充電電池供電，起了掉電保護，防止數(shù)據(jù)丟失。2 腳 X1（晶振引腳）及3腳

88、 X2（晶振引腳）接 32786Hz 的晶振，DS1302 的7腳 CLK（串行時鐘輸入引腳）與單片機的 P1.5 相連，6腳 I/O(數(shù)據(jù)輸入輸出引腳)與單片機的 P1.6 相 連，5腳RET（復(fù)位引腳）與單片機的P1.7相連。</p><p>　　圖3-11 片外時鐘電路</p><p>　　3.3.3數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器的作用是進

89、行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。在選擇A/D轉(zhuǎn)換時，先要確定A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，該設(shè)計運用的是A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832，A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)確定與整個測量控制系統(tǒng)所需測量控制的范圍和精度有關(guān)，系統(tǒng)精度涉及的環(huán)節(jié)很多，包括傳感器的變換精度，信號預(yù)處理電路精度A/D轉(zhuǎn)換器以及輸出電路等。本次設(shè)計使用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832。</p><p>　　芯片的工作原理正常情況下ADC0832 與單片機的接口

90、應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用，CLK和DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進行A/D轉(zhuǎn)換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK輸入時鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入

91、通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第1個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第2、3個脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能 “1”時，只對CH1進行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進行輸入。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1 作為正輸入端IN+進行輸入。到第3 個脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/

92、DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4個脈沖下沉開</p><p>　　圖3-12 A/D接線電路</p><p>　　3.3.4傳感器電路</p><p>　　下雨傳感器電路圖如下圖3-13。圖中M相當(dāng)于濕敏探頭（現(xiàn)實中是用黃銅片代替，設(shè)計上找不到相應(yīng)元件用其他代替），有水滴在傳感器上時使三極管獲得偏置電流達(dá)到飽和導(dǎo)通，發(fā)光二極管LED亮燈，進行

93、報警。當(dāng)濕敏探頭探測到雨水時就會轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)電流傳給控制器，然后由控制器對電機進行驅(qū)動對推拉窗進行操作。至于濕敏探頭制作的方法?？刹捎?8mm×60mm單面敷銅板一塊。厚度不限。用利刀片在銅箔面上刻出八條寬3mm、間距2mm的銅柵，并引出導(dǎo)線連接電路。</p><p>　　圖3-13 下雨傳感器電路</p><p>　　光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類

94、似的,其管芯是一個具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流,即暗電流，此時光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時,飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加，因此可以利用光照強弱來改變電路中的電流。用光敏二極管組成的光敏傳感器如圖3-14。</p&

95、gt;<p>　　圖3-14 光電傳感器電路</p><p>　　光敏二極管選用了TYL系列，它是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的二極管；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏二極管一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換；根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器，紫外光敏電阻器、紅外光敏電阻器、可見光光敏電阻器；課題選用了可見光光敏二極管。光敏二極管除具靈敏度高，反

96、應(yīng)速度快，光譜特性及r值一致性好等特點外，在高溫，多濕的惡劣環(huán)境下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性；傳感器模塊使用了一個10K的滑動變阻器作為電壓調(diào)節(jié)平衡器，入射光強，電阻減小，1號端口電壓值變大，窗簾打開；入射光弱，電阻增大，1號端口電壓值變小，窗簾閉合。然后通過一個LM393進行一個比較，確定兩個閾值，使得LM393發(fā)出三種不同的高低電平組合信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器的A端口來實現(xiàn)對窗簾的開合控制；光敏二極管的控制狀態(tài)如下表</p&

97、gt;<p>　　表3-8 光敏二極管狀態(tài)控制表</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計</b></p><p>　　程序的編寫是該系統(tǒng)重要的部分，如果軟件編寫的科學(xué)就能體現(xiàn)出該系統(tǒng)功 能的完整性、實用性、經(jīng)濟性。只有軟件和硬件都正確才能使電路正常工作達(dá)到 我們想要的效果。本系統(tǒng)的軟件編程部分的編寫主要分為紅外解碼程序、LCD1602 顯示程序、時鐘

98、芯片 DS1302 控制程序、數(shù)據(jù)存儲程序這四大類來闡述。</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計框圖如下</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計框圖</p><p><b>　　4.2 紅外線解碼</b></p><p>　　這里采用的是6122型遙控器，載波波形使用455KHz晶體，經(jīng)內(nèi)部分頻電路，信號被調(diào)

99、制在37.91KHz，占空比為三分之一。數(shù)據(jù)格式包括了引導(dǎo)碼、用戶碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼，編碼總共占 32 位。數(shù)據(jù)反碼是數(shù)據(jù)碼相反的編碼，編碼時可用對于數(shù)據(jù)的糾錯。4.5ms的關(guān)斷時間構(gòu)成，它作為隨后發(fā)射的碼的引導(dǎo)，這樣當(dāng)接收系統(tǒng)是由微處理器構(gòu)成的時候，能更有效地處理碼的接收與檢測及其它各項控制之間的時序關(guān)系。編碼采用脈沖位置調(diào)制方式（PPM）。每次8位的碼被傳送之后，它們的反碼也被傳送，減少了系統(tǒng)的誤碼率。</p>&l

100、t;p>　　用戶碼或者數(shù)據(jù)碼中的每一位可以是“1”，也可以是“0”。區(qū)分“0”和“1”是利用脈沖的時間間隔來區(qū)分，這種編碼方式稱為脈沖位置調(diào)制方式，簡稱 PPM。</p><p>　　圖 4-2 “0”“1”解碼區(qū)分圖</p><p>　　“0”和“1”， 代碼格式（以接收代碼為準(zhǔn)，接收代碼與發(fā)射代碼反向）。從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以 0.56ms 的高電平開始，不同的

101、是低電平的寬度不同，“0”為 0.56ms,“1”為 1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從 0.56ms 低電平過后，開始延時，0.56ms 以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必須比 0.56ms 長些，但又不能超過 1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms 最為 可靠，一般取 0.84ms

102、 左右均可；根據(jù)碼的格式，應(yīng)該等待 9ms 的起始碼和 4.5ms 的結(jié)果碼完成后才能讀碼。</p><p>　　紅外線解碼流程圖如下4-3：</p><p>　　圖4-3 紅外線解碼流程圖</p><p>　　4.3 控制器DS1302的控制程序</p><p>　　DS1302與微處理器進行數(shù)據(jù)交換時，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，

103、命令字節(jié)最高位 MSB(D7)必須為邏輯 1，如果 D7=0，則禁止寫 DS1302，即寫保護； D6=0，指定時鐘數(shù)據(jù)，D6=1，指定RAM數(shù)據(jù)；D5～D1指定輸入或輸出的特定寄存器；最低位 LSB(D0)為邏輯 0，指定寫操作(輸入)， D0=1，指定讀操作(輸出)。 在 DS1302 的時鐘日歷或 RAM 進行數(shù)據(jù)傳送時，DS1302 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。 若進行單字節(jié)傳送，8 位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下 2 個 SCLK 周

104、期的上升沿 輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。 DS1302 與 RAM 相關(guān)的寄存器分為兩類:一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0H～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再 一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的 RAM 的 31 個字節(jié)。數(shù)據(jù)輸入時，時鐘的上升沿數(shù)據(jù)必須有效，數(shù)據(jù)的輸出在時鐘的下降沿。如果為低

105、電平,那么所有的數(shù)據(jù)傳送將被中止且 I／0 引</p><p>　　圖4-4 DS1302讀寫時序圖</p><p>　　圖4-5 DS1302程序流程圖</p><p>　　當(dāng)初始化DS1302時，其處于寫保護狀態(tài)因此要復(fù)位使D7產(chǎn)生高電平使DS1302處于可輸入狀態(tài)，對DS1302進行數(shù)據(jù)輸入并判斷是否輸入完成。否，則返回高電平繼續(xù)輸入，若輸入完畢則傳送到顯示模

106、塊進行數(shù)據(jù)顯示。</p><p>　　4.4 存儲器AT24C02控制程序</p><p>　　AT24C02 支持IIC，總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議IIC，總線協(xié)議規(guī)定任何將數(shù)據(jù)傳送到總線的器件作為發(fā)送器。任何從總線接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。主器件和從器件都可以作為發(fā)送器或接收器，但由主器件控制傳送數(shù)據(jù)（發(fā)送或接收）的模式，通過器件地址 輸入

107、端 A0、A1 和 A2 可以實現(xiàn)將最多8個AT24C02 器件連接到總線上。IIC 總線是一種用于IIC器件之間連接的二線制總線。它通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地 址識別每個器件：不管是單片機、存儲器、LCD 驅(qū)動器還是鍵盤接口AT24C02 的 1、2、3 腳是三條地址線，用于確定芯片的硬件地址（實驗板中 直接接地只有一塊器件）；第 8 腳和第4腳分別為正、負(fù)電源。第 5

108、 腳 SDA 為串 行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向IIC總線串行傳送，SDA和SCL都需要和正電源間各接一個 5.1K 的電阻上拉。第 7 腳為WP寫保護端，接地時允許芯片執(zhí) 行一般的讀寫操作。接電源端時不允許對器件寫。24C02 中帶有片內(nèi)地址寄存器。每寫入</p><p>　　圖4-6 AT24C02的讀寫時序圖</p><p>　　圖4-7 24C02寫流程圖</p>