【正文】 紅外光通過。 A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)決定著信號(hào)采集的精度和分辨率。 （ 2）量化與編碼 模擬信號(hào)經(jīng)采樣 保持電路后，得到了連續(xù)模擬信號(hào)的樣值脈沖，他們是連續(xù)模擬信號(hào)在給定時(shí)刻上的瞬時(shí)值，并不是數(shù)字信號(hào)。 1234567891 01 11 21 32 82 72 62 52 42 32 22 12 01 91 81 71 61 51 4 I N 3 I N 4 I N 5 I N 6 I N 7 S T A R T E O C D 3 O E C L K V c c R E F ( + ) G N D D 1 I N 2 I N 1 I N 0 A B C A L E D 7 D 6 D 5 D 4 D 0 D 2 R E F ( )ADC0809 圖 37 ADC0809引腳圖 IN0～ IN7： 8個(gè)通道的模擬量輸入端，可 輸入 0～ 5V待轉(zhuǎn)換的模擬電壓。從 START 端輸入一個(gè)正脈沖，其下降沿啟動(dòng) ADC0809開始轉(zhuǎn)換。 ADC0809的參考電壓為＋ 5V。由于 ADC0809無片內(nèi)時(shí)鐘，時(shí)鐘信號(hào)可由單片機(jī)的 ALE 信號(hào)經(jīng) D觸發(fā)器二分頻后獲得。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，用單片機(jī)的讀信號(hào) RD 和 引腳經(jīng)或非門后，產(chǎn)生正脈沖作為 OE 信號(hào)，用一打開三態(tài)輸出鎖存器。話筒信號(hào)耦合電容與連接 MICREF 端到模擬地的電容要相同。 0 . 1 U F 1 0 K32V C CL M 3 8 60 . 1 U F1 0 0 U F4 . 7 + S P +465 圖 310 以 LM386為驅(qū)動(dòng)芯片的電路 聲 音輸 入1 01 0 U F0 . 1 U FT D A 2 0 0 32 2 01 0 0 0 U F0 . 1 U F2 2 0 U F + 2 05 0 K 1 2435 圖 311 以 TDA2020為驅(qū)動(dòng)芯片的電路 行程開關(guān) 為了判斷窗子是否閉合，需要使用行程開關(guān)。在遠(yuǎn)紅外區(qū)，由于它鄰近微波區(qū)，因此它具有微波的某些特性，如有較強(qiáng)的穿透能力和能貫穿某些不透明物質(zhì)等。 (3)紅外線遙控的遙控距離一般為幾米至幾十米或更遠(yuǎn)一點(diǎn)。當(dāng)要求更長的遙控距離時(shí)，要增加高增益放大電路。本設(shè)計(jì)中用到的成品紅外接收頭是 FPS4091。圖 43是電路的工作波形圖。 工作電源范圍為 ～ 15V， A0～ A11為地址管腳，其中 A6～ A11 既可以作為地址也可以作數(shù)據(jù)使用，它們按三態(tài)即 “0” 、 “1” 、。第 5腳外接決定接收的中心頻率 fo。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來如同一只三極管，非常方便。 紅外線發(fā)射、接收系統(tǒng)組成框圖 如圖 41所示 。同時(shí)，由于紅外線不能穿透墻壁，所以不同的電器可以使用通用的遙控器而 不會(huì)互相干擾，這是無線電遙控所不能做到的。紅外線波長在無線電波與可見光波之間，約為 ～ 1000μ m之間，是一種肉眼看不到這種光線，但利用紅外線發(fā)送和接收裝置卻可以發(fā)送和接收紅外線信號(hào) [4]。 1W至 10W 的揚(yáng)聲器用 TDA2020芯片驅(qū)動(dòng)。電路中采用 AT89S51 作為 CPU，用它的 ～ 與 ISD1420相接。 表 33 地址通道對(duì)應(yīng)關(guān)系 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 １６ 控制信號(hào)：將 作為片選信號(hào)，在啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)，由單片機(jī)的寫信號(hào) 和 控制ADC的地址鎖存和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。 OE 為低電平時(shí)， D0～ D7為高阻狀態(tài)， OE為高電平時(shí)，允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。 ADC0809的典型時(shí)鐘頻率為 640kHz，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為 100μs 。該信號(hào)在上升沿處把 ABC 的狀態(tài)鎖存到內(nèi)部的多路開關(guān)的地址鎖存器中，從而選通 8路模擬信號(hào)中的某一路。1LSB （最低有效位） （ 11）轉(zhuǎn)換時(shí)間 128 微秒 （ 12）轉(zhuǎn)換精度： % ADC0809沒有內(nèi)部時(shí)鐘，必須由外部提供，其范圍為 10～ 1280kHz。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 １４ 采樣 保 持為了能不失真的恢復(fù)原模擬信號(hào)，采樣頻率應(yīng)不小于輸入模擬信號(hào)的頻譜中最高頻率的兩倍，這就是采樣定理，即 Fs2Fimax （ 1）由于 A/D 轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，所以在每次采樣結(jié)束后，應(yīng)保持采樣電壓在一段時(shí)間內(nèi)不變，直到下一次采樣的開始。通常， 8位逐次比較式 ADC 的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100us 左右。制造熱釋電紅外傳感器的高熱材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長范圍為～ 20μ m。 （ 1）檢測(cè)原理： 本傳感器元件采用的是定電位電解原理，組成主要由三個(gè)電極組成，電極材料是貴金屬催化劑，主要是鉑黑，其中各電極的作用如下：工作電極（ W）：一氧化碳?xì)怏w的氧化，對(duì)電極（ C）：氧氣的還原，對(duì)電極（ R）：為工作電極提供恒定電位。計(jì)算原理如下： 每秒種產(chǎn)生光電脈沖的個(gè)數(shù)： n 齒輪的圓周半徑 ： R (m) 齒輪的總個(gè)數(shù)： N 風(fēng)杯軸承的傳動(dòng)系數(shù)： η 風(fēng)杯的線速度 : V1(m/s) 風(fēng)速： V （ m/s） 風(fēng)速的計(jì)算公式為： ?VV? (31) 風(fēng)杯的轉(zhuǎn)動(dòng)線速度： N nRV 36021 ?? (32) 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 11 可通過轉(zhuǎn)換處理將數(shù)據(jù)以其他形式輸出，傳遞給其他智能設(shè)備。電路圖如圖 21所示 。其 片內(nèi)含4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已 可達(dá) 1至 2V。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其 I/O功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念 。隨著技術(shù)和工藝水平的提高，又出現(xiàn)了 HMOS（高密度、高速度 MOS）和 CHMOS 工藝。 4)單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向 MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了 SOC 化趨勢(shì)。 1） SCM 即單片微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳的單片形嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。 圖 24 滑移槽設(shè)計(jì)圖 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 圖 25 步進(jìn)電機(jī)滑槽設(shè)計(jì)裝配局部圖 180176。 P=πm== 窗框與窗扇的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 窗框結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 此窗框是在常規(guī)窗框的基礎(chǔ)上進(jìn)行的更改設(shè)計(jì)，在窗框上下兩側(cè)各開一道滑移槽，使窗扇開關(guān)窗時(shí)在滑移槽內(nèi)滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)窗。其中，機(jī)械傳動(dòng)部分要由窗框、窗扇、齒輪齒條等。即使主人不在家，照樣將其看管得無微不至，為您營造一個(gè)干干凈凈的 環(huán)境 。 rotate. Casement； Intelligent window . 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 引言 :當(dāng)今世界建筑正朝著智能化方向發(fā)展，這種發(fā)展趨勢(shì)也正是人類社會(huì)的文明程度在一定歷史時(shí)期的體現(xiàn)。本文借助三維建模軟件 Solidworks、單片機(jī)、電子電路及傳感器 的知識(shí)設(shè)計(jì)了可以實(shí)現(xiàn)清晨自動(dòng)開窗、防雨、智能防盜和可燃性氣體泄漏時(shí)報(bào)警并開窗，以及實(shí)現(xiàn)窗扇 1 80176。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家 有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 論文題目：自動(dòng)窗設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。再者，現(xiàn)在使用的窗戶大多數(shù)是單純推拉式或平移式的，這給在樓層高的住戶擦拭玻璃帶來很大困難。； 51 SCM； 180 176。 1 總體方案的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)和內(nèi)容 自動(dòng)開關(guān)窗：陽光明媚的早上光敏晶體管感光通過單片機(jī)控制板自動(dòng)打開窗戶，更新室內(nèi)空氣；傍晚太陽落下時(shí)窗子自動(dòng)關(guān)閉； 自動(dòng)防風(fēng)： 當(dāng)風(fēng)速超過 8m/s 時(shí) ， 風(fēng)速傳感器檢測(cè)信號(hào)，單片機(jī)控制板使 窗 戶 自動(dòng)關(guān)閉。 智能窗的總體構(gòu)成 本 智能窗 主要 機(jī)械傳動(dòng)部分和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。 P=πm== 齒條： m= β=20176。具體設(shè)計(jì)見圖 24滑移槽設(shè)計(jì)圖與 25步進(jìn)電機(jī)滑槽設(shè)計(jì)裝配局部圖。其 誕生于 20 世紀(jì) 70 年代末， 主要 經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SOC 三大階段。 Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將 MCS51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的 TTL電路速度快，但功耗和芯片面積較大。這類單片機(jī)的運(yùn)算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出 10 倍以上。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在 3至 6V范圍內(nèi)工作。 本設(shè)計(jì)采用 美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī) AT89S51。 其中最簡(jiǎn)單的光敏傳感器是光敏電阻，本設(shè)計(jì)中采用光敏電阻與驅(qū)動(dòng)電路來構(gòu)成光敏傳感電路。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)隨著氣流的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，風(fēng)向軸帶動(dòng)格雷碼盤同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng) ,從而輸出七位格雷碼信號(hào)，將機(jī)械位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成光電脈沖信號(hào)，通過微處理器 CPU 記錄每秒種的產(chǎn)生的光電脈沖的個(gè)數(shù)，快速運(yùn)算處理后即可的出氣流的運(yùn)動(dòng)速度。其性能和可靠性達(dá)到國內(nèi)或國外同類產(chǎn)品的水平，屬于氣體傳感器整機(jī)的核心部件 [3]。熱釋電紅外傳感器是一種新型敏感元件。 A/D 轉(zhuǎn)換器型號(hào)不同，轉(zhuǎn)換速度差別很大。把以一定時(shí)間間隔 T逐點(diǎn)采集連續(xù)的模擬信號(hào)，并保持一個(gè)時(shí)間 t，使被采集的信號(hào)變成時(shí)間上離散、幅值等于采樣時(shí)刻該信號(hào)瞬時(shí)值的一組方波序列信號(hào)，即采樣信號(hào)。 8路模擬開關(guān)控 制 電 路S A R樹 狀 開 關(guān)2 5 6 電 阻 階 梯三態(tài)輸出鎖存器比 較 器地 址 鎖 存與 譯 碼 器2 62 72 8123452 52 42 32 271 791 1 1 3 1 2 1 6I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7A D D AA D D BA D D CA L EV C CG N D V R E F ( + )V R E F ( )O EE O C2 _ 12 _ 22 _ 32 _ 42 _ 52 _ 62 _ 72 _ 86 1 0S T A R TC L O C KV i nV s t1 41 581 81 92 02 1 圖 36 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ADC0809主要性能： （ 1）逐次比較型 （ 2） CMOS工藝制造 （ 3）單電源供電 （ 4）無需零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整 （ 5）具有三態(tài)鎖存輸出緩沖器，輸出與 TTL 兼容 （ 6）易與各種微控制器接口 （ 7）具有鎖存控制的 8路模擬開關(guān) （ 8）分辨率： 8位 （ 9）功耗： 15mW 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 １５ （ 10）最大不可調(diào)誤差小于 177。 ALE：地址鎖存信號(hào)輸入端。 CLK：時(shí)鐘輸入端。在 START 下降沿后 10us 左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)變?yōu)榈碗娖剑?EOC為低電平時(shí)，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。有地址鎖存器，所以通道地址由 P0口的低 3位直接與 ADC0809的 A、 B、 C相連。 [10] 特性： 地址碼 輸入通道 A B C IN0 0 0 0 IN1 0 0 1 IN2 0 1 0 IN3 0 1 1 IN4 1 0 0 IN5 1 0 1 IN6 1 1 0 IN7 1 1 1 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 １７ （ 1） 使用簡(jiǎn)單的單片錄放音電路 （ 2） 高保真語音 /音頻處理 （ 3） 開關(guān)接口放音可以是脈沖觸發(fā)或電平觸發(fā) （ 4） 錄放周期為 16和 20秒 （ 5） 自動(dòng)功率節(jié)約模式 （ 6） 當(dāng)一個(gè)錄音或放音周期結(jié)束后自動(dòng)進(jìn)入掉 電狀態(tài) （ 7） 掉電狀態(tài)的典型電流