【正文】 ..... 22 紅外遙控發(fā)射電路的設(shè)計(jì) ............................................... 25 紅外遙控接收電路設(shè)計(jì) ................................................. 25 電源電路的設(shè)計(jì) ...................................................... 27 第 5章 動(dòng)力源的選型與設(shè)計(jì) ............................................ 28 步進(jìn)電機(jī)選型 ........................................................ 28 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) ............................................... 28 結(jié) 束 語(yǔ) ................................................................. 29 致 謝 ................................................................... 32 英文資料 .............................................................. 33 摘 要 我們現(xiàn)在使用的窗戶(hù)大部分采用人工關(guān)閉方式， 不具有自動(dòng)防盜、防雨、防煤氣中毒等人性化的功能；平 時(shí)我們外出時(shí)經(jīng)常忘記關(guān)閉窗戶(hù)，遇上下雨時(shí)，雨水會(huì)進(jìn)入室內(nèi)，對(duì)室內(nèi)的電器、擺設(shè)等物品造成不必要的損害。 normally closed we often fet when they go out the window, encountered bad weather, sand and rain will enter the room, and indoor appliances, furnishings and other items causing unnecessary damage. Usually at night when we closed the windows, once the gas leak, poisoning, suffocation caused by indoor air tight disabled, the frequent occurrence of death. For security, we usually install the fence outside the window, but now many of the cities to beautify the city usually do not allow the installation of security window. Moreover, the windows are mostly used pushpull or panstyle, giving the floor a high household cleaning glass more difficult. We designed the smart window can be achieved early in the morning automatically open the window, automatic wind, rain, smart security and bustible gas leak alarm window, and relative rotation between the two sashes, in order to address the reality life of the aforementioned problems. The smart window design in line with safe, convenient, energy saving, the principle of humanity, can significantly improve modern life. Key words: Prevent rain antitheft 51 SCM Intelligent window 第 1章 總體方案的設(shè)計(jì) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗：陽(yáng)光明媚的早上光敏晶體管感光通過(guò)單片機(jī)控制板自動(dòng)打開(kāi)窗戶(hù)，更新室內(nèi)空氣；傍晚太陽(yáng)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(guò) 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(hù) 自動(dòng)關(guān) 閉。 圖 2— 1 齒輪齒條傳動(dòng) 由于此傳動(dòng)所帶負(fù)載不是很大，故齒輪齒條參數(shù)選取較為寬松，根據(jù)具體需要確定其主要參數(shù)為： 齒輪： m= Z=20 d=m z=30mm β=20176。 2） MCU 即微控制器（ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。 （ 1） CMOS 化 近年，由于 CHMOS 技術(shù)的進(jìn) 步 ，大大 地促進(jìn)了單片機(jī)的 CMOS 化。 因而，在單片機(jī)領(lǐng)域 CMOS正在逐漸取代 TTL 電 路。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)?lái)了產(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化 （ 5） 大容量化 以往單片機(jī)內(nèi)的 ROM 為 1KB 至 4KB， RAM 為 64B至 128B。在單片機(jī)家族中， 80C51 系列是其中的佼佼者，加之 Intel 公司將其 MCS – 51 系 列中的 80C51內(nèi)核使用權(quán)以專(zhuān)利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名 IC 制造廠(chǎng)商，如 Philips、 NEC、Atmel、 AMD、華邦等，這些公司都在保持與 80C51 單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了 80C51 的許多特性。 傳感器選型及電路 傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。風(fēng)速傳感器種類(lèi)有采用畢托管測(cè)風(fēng)速、熱線(xiàn)熱膜測(cè)風(fēng)速、機(jī)械式傳感器測(cè)風(fēng)速、超聲波測(cè)風(fēng)速和三杯式風(fēng)速傳感器測(cè)風(fēng)速 。線(xiàn)形放大電壓輸出，驅(qū)動(dòng)電流 200 微安，器件一致性好 [3]。 工作電極： CO+H2O→ CO2+2H++2e－ 對(duì)電極： 1/2O2+2H++2e－ → H2O 總反應(yīng)： 2 CO＋ O2→ 2 CO2 由反應(yīng)式可知產(chǎn)生的電流大 小與一氧化碳的濃度成正比，因此可以通過(guò)測(cè)量產(chǎn)生的電流的大小就可以檢測(cè)出一氧化碳的濃度。實(shí)際使用中，熱釋電紅外人體感應(yīng)器前面必須安裝菲涅爾透鏡。要求精度為 %。還要把每個(gè)樣值脈沖轉(zhuǎn)換成與它幅值成正比的數(shù)字量。 D0～ D7： 8位轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端。脈沖寬度應(yīng)不小于 100～ 200ns。 VCC、 GND：供電電源端。 ALE 引腳得脈沖頻率是 8051時(shí)鐘頻率的 1/6。其接口電路如 圖 38 所示。要特別注意的是 ISD1420 芯片的SP+、 SP端一定不要直接接地，只能接揚(yáng)聲器或者懸空。利用單片機(jī)自帶的硬件中斷資源，設(shè)計(jì)了接觸式的中斷行程開(kāi)關(guān)。自然界中，不論任何物體，也不論其本身是否發(fā)光（指可見(jiàn)光），只要其溫度高于絕對(duì)零度 (273℃) ，都會(huì)一刻不停地向周?chē)椛浼t外線(xiàn)。 (4)紅外線(xiàn)遙控具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成本低廉，抗干擾能力強(qiáng)，工作可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是室內(nèi)遙控的優(yōu)先遙控方式。前些年常用 μPC1373H 、 CX20216A 等紅外接收專(zhuān)用放大電路，最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多采用成品紅外接收頭。 FPS4901 高靈敏紅外線(xiàn)接收器，外形尺寸： 。由圖 43 分析可知， FPS4091 接收器在紅外接收電路中起轉(zhuǎn)換、放大和解調(diào)信號(hào)的作用。 17 腳 DOUT為串行數(shù)據(jù)輸出端，平時(shí)為低電平。 類(lèi)別 參數(shù) 符號(hào) 參數(shù)范圍 單位 電源電壓 V cc 2 至 15 V 輸入電壓 Vi 至Vcc+ V 輸出電壓 Vo 至Vcc+ V 最大功耗 Pa 300 M W 工作溫度 Top r 20 至 +70 ℃ 儲(chǔ)存溫度 Ts t g 40 至 +125 ℃ A 01A 12A 23A 34A 45A 56A 6 / D 57A 7 / D 48V s s91 81 71 61 51 41 31 21 11 0 V c c V T O S C 1 O S C 2 D I N A 1 1 / D 0 A 1 0 / D 1A 9 / D 2A 8 / D 3P T 2 2 7 2 圖 45 PT2272引腳圖 表 43 PT2272的極限參數(shù)表 類(lèi)別 參數(shù) 符號(hào) 參數(shù)范圍 單位 電源電壓 V cc 至 15 V 輸入電壓 Vi 至Vcc+ V 輸出電壓 Vo 至Vcc+ V 最大功耗 Pa 300 M W 工作溫度 To pr 20 至 +70 ℃ 儲(chǔ)存溫度 Ts t g 40 至 +125 ℃ 編碼芯片 PT2262 發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片 PT2272 接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過(guò)兩次比較核對(duì)后， VT 腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射?？刂菩盘?hào)（數(shù)據(jù)）由 PT2262的 D1～ D4管腳提供，調(diào)制后的信號(hào)由紅外發(fā)射管 PH303 發(fā)射出去。遙控器的發(fā)射鍵 SB 按下后，接收器收到信 號(hào)， PT2272 第 17 腳輸出為高電平時(shí) ， VT2 導(dǎo)通 ， 繼電器 J1(JMX94F)勵(lì)磁吸合其觸點(diǎn)動(dòng)作 ， 帶動(dòng)負(fù)載工作 ， 從而實(shí)現(xiàn)了紅外遙控的目的 。 目前可應(yīng)用于 智能大廈、高級(jí)公寓、酒店和別墅 等現(xiàn)代化程度較高的場(chǎng)合。 感謝各位同學(xué)以及舍友，與她們的交流使我受益頗多。 [5] 高洪志 . 《 MCS51單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)教程 》 [M]. 北京：人民郵電出版社。 參考文獻(xiàn) [1] 王煜東 . 《傳感器應(yīng)用電路 400例》［ M］ . 北京：中國(guó)電力出版社 。老師的諄諄誘導(dǎo)、同學(xué)的出謀劃策及家長(zhǎng)的支持鼓勵(lì)，是我堅(jiān)持完成論文的動(dòng)力源泉。就一般窗戶(hù)而言，每扇窗扇質(zhì)量 m估算在 10Kg 左右，其重力約 G 為 N100 ,由于此傳動(dòng)帶動(dòng)負(fù)載窗扇來(lái)回滑動(dòng)的過(guò)程為滑動(dòng)摩擦，選摩擦因數(shù) ?f ,所以施加在電機(jī)上的力約為 : NfGF 1 ??? (51) 力矩約為 FrT? (r 為齒輪半徑 ) （ 52） ?? = mN. 因此， 采用 17HS5604 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)作為機(jī)械部分的驅(qū)動(dòng)裝置，經(jīng)減速后帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。 PT2272 解碼器數(shù)據(jù)輸出端第 10～ 13腳具有記憶保持功能，當(dāng)有數(shù)據(jù)輸出時(shí)，此數(shù)據(jù)會(huì)保持直至電源關(guān)斷?？蓪⑦@些信號(hào)加一級(jí)放大，便可 驅(qū)動(dòng)繼電器、功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開(kāi)關(guān)操縱。 A0～ A11的功能同 PT2262。 PT2262為編碼芯片， PT2262外形圖如 圖 44所示 。其中第 2 腳外接電阻與電容決定前置放大器的放大倍數(shù)，當(dāng)?shù)?2 腳外接電阻由 減少到 0 時(shí)，靈敏度最高，遙控距離可達(dá) 12m，但易受干擾。紅外接收頭的引腳排列因型號(hào)不同而不盡相同，需參考廠(chǎng)家的使用說(shuō)明。這種遙控電路使用配套的專(zhuān)用編譯碼器，因此制作起來(lái)比較方便。紅外線(xiàn)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于無(wú)線(xiàn)電波的波長(zhǎng)，所以，紅外遙控不會(huì)干擾其它家用電器，也不會(huì)影響近鄰的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備。其中長(zhǎng)波的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，順序越來(lái)越短， X射線(xiàn)的波長(zhǎng)一般不超過(guò) 1nm。若選用 1W以下的揚(yáng)聲器，用低電壓通用集成功率放大器 LM386 作為揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)芯片，其電路如圖 310所示。 特性： （ 1） 使用簡(jiǎn)單的單片錄放音電路 （ 2） 高保真語(yǔ)音 /音頻處理 （ 3） 開(kāi)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)的典型電流為 （ 8） 零功率存儲(chǔ) （ 9） 不需要電池備份電路 （ 10） 處理復(fù)雜信息可使用地址操作 （ 11） 100 年信息保存典型 （ 12） 片上時(shí)鐘 （ 13） 不需要編程器和開(kāi)發(fā)系統(tǒng) （ 14） +5V 供電 （ 15） 提供裸片 DIP SOIC 封裝 （ 16） 提供工業(yè)級(jí)別溫度型號(hào)（ 40 到 85） 系統(tǒng)的語(yǔ) 音錄放電路如圖 39 所示。有地址鎖存器，所以通道地址由 P0