【正文】 MOS 電路的特點(diǎn)是低功耗、高密度、低速度、低價(jià)格?，F(xiàn)指令速度最高者已達(dá) 100MIPS（Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒） ，并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時(shí)控制功能。目前，單片機(jī)內(nèi) ROM 最大可達(dá)64KB，RAM 最大為 2KB（6）低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有 WAIT、STOP 等省電運(yùn)行方式。專家認(rèn)為，雖然世界上的 MCU 品種繁多，功能各異，開(kāi)發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，80C51 系列可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn) MCU 芯片 [6]。它的敏感波長(zhǎng)在可見(jiàn)光波長(zhǎng)附近，包括紅外線波長(zhǎng)和紫外線波長(zhǎng)。風(fēng)向測(cè)量采用進(jìn)口紅外光電管,格雷碼盤等器件。該產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，功耗低，測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。熱釋電紅外傳感器 PIS209S 就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10μm 左右的紅外線而進(jìn)行工作的。傳感器的兩個(gè)反向串聯(lián)的熱釋電元件輪流感受到運(yùn)動(dòng)物體，所以人體的紅外輻射以紅外脈沖的形式不斷改變熱釋電元件的溫度，使之輸出一串脈沖信號(hào)，若人體在傳感器前不動(dòng)則不會(huì)有輸出，信號(hào)放大電路如圖 34 所示： [1]　L M 3 2 4L M 3 2 4++P I S 2 0 9 SDSG1M1 U F1M0.01UF0 . 0 1 U F0 . 0 1 U F4 7 K1 0 K10K2 M4 1 M47UF1 0 U F10KV o u t圖 34 熱釋紅外傳感器放大電路 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換器的選型 [8]轉(zhuǎn)換速度是指完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需時(shí)間的倒數(shù)，是一個(gè)很重要的指標(biāo)。 ADC0809 內(nèi)部功能與引腳介紹 [16]把連續(xù)變化量變成離散量的過(guò)程稱為量化，也可理解為信號(hào)的采樣。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 26 所示。當(dāng) CBA=000 時(shí)，IN0 輸入；當(dāng) CBA=111 時(shí)，IN7 輸入。OE：輸出允許端。在 START 上升沿時(shí)，所有的內(nèi)部寄存器清零，在下降沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，此期間 START 應(yīng)保持低電平。其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示。一個(gè)最小的錄放系統(tǒng)僅由一個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)喇叭、兩個(gè)按鈕、一個(gè)電源、少數(shù)電阻電輸入通道IN0 0 0 0IN1 0 0 1IN2 0 1 0IN3 0 1 1IN4 1 0 0IN5 1 0 1IN6 1 1 0IN7 1 1 1河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院１５容組成。通常 1W 以下的揚(yáng)聲器可用LM38D228D282MC34119 及 TA7368 等芯片驅(qū)動(dòng)。紅外線由德國(guó)天文學(xué)家威廉?赫歇耳于 1800 年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射，是太陽(yáng)光線中眾多不可見(jiàn)光線中的一種，人的眼睛能看到的波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光是紅光，從廣義來(lái)講，紅外線是一種電磁波，電磁波家族按波長(zhǎng)順序是這樣排列的：長(zhǎng)波、短波、超短波、微波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X 射線等。它具有以下特點(diǎn)：(1)由于為不可見(jiàn)光，因此，對(duì)環(huán)境影響很小。它的缺點(diǎn)是：由于它是一種視距傳輸技術(shù)，采用點(diǎn)到點(diǎn)的連接具有方向性，兩個(gè)設(shè)備之間如果傳輸數(shù)據(jù)，中間就不能有阻擋物；而且通訊距離較短，此外紅管 LED 不是一種十分耐用的器件 遙控方案設(shè)計(jì)使用由常規(guī)數(shù)字集成電路組成的紅外遙控電路。均有三個(gè)引腳，即電源正（V DD） 、電源負(fù)（GND）和數(shù)據(jù)輸出（V O和 OUT） 。該電路功耗低，Vcc=5V 時(shí)，PCM =9mW；工作電壓為 至 17V，建議使用 5V；工作溫度20 至+75℃。 從 第 七 腳 輸 出 矩形 波圖 43 FPS4901 工作波形圖河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院１９ 編碼器和譯碼器的選擇PT2262272 是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種 CMOS 工藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262272 最多可有 12 位（A 0A11）三態(tài)地址端管腳（懸空,接高電平,接低電平），可以組合成 531441 個(gè)不同的地址碼；PT2262 最多可有 6 位（D0D5）數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從 17 腳串行輸出。工作電源為+5V。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的 D1～D4 端輸出約 4V 互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí) VT 端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。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 D o u t O S C 1 O S C 2 T E A 1 1 / D 0 A 1 0 / D 1 A 9 / D 2 A 8 / D 31 61 51 41 31 21 11 01 912345678C 1 1 0 0 0 U FS 1S W D I P 8P T 2 2 6 2U 1U 4U 2U 3V T 19 0 1 2S B 1C 4 1 2 P F6 8 0 K2 KU 2 U 4 : 7 4 0 0 P H 3 0 31 01 0 0 K數(shù)據(jù)碼5 V123456 891 0圖 46 紅外遙控發(fā)射電路原理圖 紅外遙控接收電路設(shè)計(jì)圖 37 紅外遙控接收電路原理圖，主要由譯碼芯片 PT227編碼開(kāi)關(guān)、雙穩(wěn)繼電器、紅外接收頭 FPS4095V 電源電路等組成.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 31 61 51 41 31 21 11 01 912345678C 1 1 0 0 U FS 2S W D I P 8P T 2 2 7 21 0 0 K4 . 7 KV T 29 0 1 3J 1JMX94FD 3I N 4 0 0 1電源插座1 2 V直流F P S 4 0 9 1+ 5 V123D 2圖 47 紅外遙控接收電路原理圖圖 47 中的紅外接收組件 FPS4091 接收到中心頻率為 40KHZ 的紅外信號(hào)后，從載波中解調(diào)出編碼信號(hào)，經(jīng)放大后從 2 腳輸出，輸進(jìn) PT2272 解碼器輸入端 14 腳，如果兩機(jī)地址碼相同，則 PT2272 進(jìn)行解碼，并把 PT2262 的控制信號(hào)鎖存在 PT2272 的第10～13 引腳上，同時(shí)在第 17 腳上輸出一個(gè)正脈沖，用于雙穩(wěn)電路的控制。 20V 交流9V 3V61N407 1 23IN OUTGDIC5 M78L05 +5V++ +圖 49 紅外接收電路的電源電路5 動(dòng)力源的選型與設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)選型步為了能夠控制智能窗的開(kāi)關(guān)程度，故選進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院２２4 . 7 KV T 29 0 1 3J 1JMX94FD 3I N 4 0 0 1電 源 插 座1 2 V直 流+ 5 V圖 48 雙穩(wěn)電路的電路圖有上述可知，接收器在得電后收到第一個(gè)信號(hào)之前，PT2272 第 17 腳輸出為低電平時(shí)，VT2 截止，繼電器 J1(JMX94F)釋放，其觸點(diǎn)是斷開(kāi)狀態(tài)，負(fù)載不工作。圖 43 中門電路 U2U4 構(gòu)成中心頻率為 40KHZ 的方波振蕩，用于調(diào)制從PT2262 第 17 腳輸出的編碼信號(hào)及控制信號(hào)。表33 為 PT2272 的極限參數(shù)。OSC OSC 2為內(nèi)部振蕩電路輸入、輸出端，外接電阻確定振蕩頻率。圖 43 是電路的工作波形圖。本設(shè)計(jì)中用到的成品紅外接收頭是 FPS4091。當(dāng)要求更長(zhǎng)的遙控距離時(shí)，要增加高增益放大電路。(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)。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。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 TDA2022 為驅(qū)動(dòng)芯片的電路 行程開(kāi)關(guān) 為了判斷窗子是否閉合，需要使用行程開(kāi)關(guān)。話筒信號(hào)耦合電容與連接 MICREF 端到模擬地的電容要相同。在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，用單片機(jī)的讀信號(hào) 和 引腳RD經(jīng)或非門后，產(chǎn)生正脈沖作為 OE 信號(hào)，用一打開(kāi)三態(tài)輸出鎖存器。由于 ADC0809 無(wú)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。ADC0809 的參考電壓為＋5V。從 START 端輸入一個(gè)正脈沖，其下降沿啟動(dòng) ADC0809 開(kāi)始轉(zhuǎn)換。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院１３1234567891 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～I(xiàn)N7：8 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。（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)。 位數(shù)的選擇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。此濾波片只允許某些波長(zhǎng)范圍的紅外光通過(guò)，而阻止燈光、陽(yáng)光和其它紅外光通過(guò)。電極反應(yīng)如下。濕度傳感器Honeywell 公司的 HIH3610 濕度傳感器是為大批量 OEM 設(shè)計(jì)，具有濕度儀表級(jí)測(cè)量性能，低成本，SIP 封裝。風(fēng)速傳感器風(fēng)速傳感器是將空氣的流動(dòng)速度變量轉(zhuǎn)換成有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系的輸出信號(hào)的裝置。主要性能參數(shù)：（1）與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容（2）4K 字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash 閃速存儲(chǔ)器（3）1000 次擦寫周期（4） 的工作電壓范圍（5）全靜態(tài)工作模式：0HZ33MHZ（6）三級(jí)程序加密鎖（7）128*8 字節(jié)內(nèi)部 RAM32 個(gè)可編程 I/O 口線（8）2 個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（9）6 個(gè)中斷源（10）全雙工串行 UART 通道（11）低功耗空閑和掉電模式（12）中斷可從空閑模式喚醒系統(tǒng)（13）看門狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針（14）掉電標(biāo)示和快速編程特性（15）靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁(yè)寫模式） 數(shù)據(jù)檢測(cè)傳感器的選擇 數(shù)據(jù)檢測(cè)傳感模塊組成 根據(jù)該設(shè)計(jì)的功能要求數(shù)據(jù)檢測(cè)傳感系統(tǒng)由四個(gè)部分組成： 1)光度傳感電路； 2)風(fēng)速傳感電路；3）濕度傳感電路；4)有害氣體傳感電路；5) 紅外防盜傳感器。 AT89S51 單片機(jī)簡(jiǎn)介 隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功能更強(qiáng)。（4）低功耗化 單片機(jī)的功耗已從 Ma 級(jí)，甚至 1uA 以下；使用電壓在 3 至 6V 之間，完全適應(yīng)電池工作。目前生產(chǎn)的 CHMOS 電路已達(dá)到 LSTTL 的速度，傳輸延遲時(shí)間小于 2ns，它的綜合優(yōu)勢(shì)已在于 TTL 電路。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng) [4]。在開(kāi)創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel 公司功不可沒(méi)。旋轉(zhuǎn)功能，此設(shè)計(jì)解決了樓層高的住戶擦拭玻璃困難的問(wèn)題。其具體設(shè)計(jì)見(jiàn)圖 13 窗框結(jié)構(gòu)圖。其整體結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。此功能特別適合高樓住戶。如果使窗戶具有一定的智能 ,如下雨則自動(dòng)關(guān)、室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動(dòng)開(kāi)、有盜賊入內(nèi)則自動(dòng)報(bào)警等,就會(huì)給人們的居家生活帶來(lái)諸多方便,從而進(jìn)一步提