【正文】 構(gòu)子流程 經(jīng)過紅外解碼后，得到控制命令。 （ 4）電路設(shè)計(jì) 當(dāng)傳感器工作時(shí)，發(fā)送器（紅外發(fā)射二極管）通過 LM567 控制下 發(fā)送一定頻率的紅外光束，只要在前方一定角度范圍內(nèi)有障礙物，則有部分光束反射回來，光再通過接收器的前面的光學(xué)元件如透鏡和光圈濾出有效信號；接收器（光電二極管）感應(yīng)到反射光，則會(huì)產(chǎn)生電信號，然后經(jīng)過運(yùn)放器 LM741 放大后，再輸入 LM567 進(jìn)行解碼，如接收到的頻率和發(fā)送的頻率一樣， LM567 輸出數(shù)字信號（ 0），表示有障礙物；否則輸出數(shù)字信號（ 1），表示無障礙物。 ② 腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。單位增益帶寬 1MHz，輸入失調(diào)電壓 6mV。 圖 317 光敏電阻傳感器電路 人體檢測電路 的設(shè)計(jì) 光電傳感器原理簡介 光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。減小輸入電阻至小于 10K 將減小反饋信號，而且增加甚至很小的正反饋量 (滯回 ~10mV)能導(dǎo)致快速轉(zhuǎn)換 ,使得不可能產(chǎn)生由于寄生 電容 引起的振蕩，除非利用滯后，否則直接插入 IC 并在引腳上加上電阻將引起輸入 —輸出在很短的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)振蕩，如果輸入信號是 脈沖 波形，并且上升和下降時(shí)間相當(dāng)快，則滯回將不需要 ； LM393 偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍 ~30V 無關(guān) ，注意： 比較器的所有沒有用的引腳必須接地。常用的 光敏電阻器 硫化鎘光敏電阻器，它是由 半導(dǎo)體材料 制成的。 電路的設(shè)計(jì) 由于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流比較小，所以直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器音聲比較小，驅(qū)動(dòng) LED 比較暗淡， 在蜂鳴器和 LED 正端加電源 ，負(fù)極接單片機(jī)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)有比較大的灌電流，所以能滿足設(shè)計(jì)需求，無需加其他器件 。 表 31日歷、時(shí)鐘寄存器與控制字對照 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 電路的設(shè)計(jì) 外部晶振接 X1 和 X2 引腳， VCC1 接供電電源， VCC2 接后備電源， SCLK、 DSIO、CE 接單片機(jī)引腳。 圖 313 DS1302的內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS1302 工作 原理 DS1302 工作時(shí)為了對任何數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行初始化，需要將復(fù)位腳（ RST）置為高電平且將 8 位地址和命令信息裝入移位寄存器。 DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根 I/O 線：復(fù)位（ RST）、 I/O 數(shù)據(jù)線、串行時(shí)鐘（ SCLK）。接收電路將發(fā)射器發(fā)出的已調(diào)制的編碼指令信號接收下來，并進(jìn)行放大后送解調(diào)電路，解調(diào)電路將已調(diào)制的指令編碼信號解調(diào)出來，即還原為編碼信號。在發(fā)射端要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù) 為 12， 以 455kHz247。紅外線遙控是利用近紅外光 波長為 ～ 。 其 參數(shù)特性 如下 ： （ 1） 單相固態(tài)繼電器 ； （ 2） 控制方式 ： 直流控交流 (DCAC)； （ 3） 負(fù)載電流 ： 10A； （ 4） 負(fù)載電壓 ： 480V/AC； （ 5） 控制電壓 ： 332V/DC； （ 6） 控制電流 DC： 325mA AC： 12mA。它是用半導(dǎo)體器件代統(tǒng)電接點(diǎn)作為切換裝置的具有繼電器特性的無觸點(diǎn)開關(guān)器件，單相SSR 為四端有源器件，其中兩輸入控制端，兩個(gè)輸出端，輸入輸出間為光隔離，輸入端加上直流或脈沖信號到一定電流值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 11 電磁式 繼電器工作原理 電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。 DS18B20 用于采集溫度，并將采集到的溫度傳送給單片機(jī)。如圖所示 P0 口接 lcd1602 的八位數(shù)據(jù)接口， 、 、 分別接 LCD1602 的 RS、 RW、 EN 端，液晶顯示電路如圖 34所示。 （ 3） LCD1602 引腳功能說明 ●第 1 腳： VSS 接 地 ； ●第 2 腳： VDD 接 5V 正電源 ； ●第 3 腳： VL 為液晶顯示器 對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度 ； ●第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器 ； ●第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。 STC89C52 芯片的第 9 腳 RESET 是復(fù)位信號的輸入端，復(fù)位信號時(shí)高電平有效， 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 7 有效時(shí)間應(yīng)持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期以上，若使 用頻率為 12MHz 的晶振，則復(fù)位信號持續(xù)時(shí)間超過 2181。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 6 圖 31 STC89C52 最小系統(tǒng) 單片機(jī)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘是時(shí)序的基礎(chǔ)， STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 硬件部分包括有單片機(jī)最小系統(tǒng)，外接 控制電機(jī) 轉(zhuǎn)速的固態(tài)繼電器部分 ， 驅(qū)動(dòng) USB 端口 ， LED 照明的普通 6 腳普通繼電器部分，LCD 數(shù)據(jù) 顯示部分，紅外 遙控部分，光電傳感部分，紅外反射傳感部分， 溫度傳感部分，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路部分 。風(fēng)扇控制系統(tǒng)目前在市場上主要有幾種類型，傳統(tǒng)的類型即現(xiàn)在大多數(shù)人在使用的手動(dòng)控制類型，該類型機(jī)子控制方式是手動(dòng)控制，且只能在近距離中控制。 單片機(jī)和一般的數(shù)字和模擬芯片相比有著強(qiáng)大的功能，而且編程簡單，因此利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)對控制電機(jī)轉(zhuǎn)速與類型設(shè)置十分理想；本設(shè)計(jì)的研究目的就是實(shí)現(xiàn)對直流 電風(fēng)扇電機(jī)的 控 速 來模擬風(fēng)扇控制器 ， 掌握單片機(jī)硬件和軟件的綜合設(shè)計(jì)方法。 現(xiàn)在電風(fēng)扇的現(xiàn)狀：大部分只有手動(dòng)調(diào)速，功能單一，存在隱患或不足。 關(guān)鍵詞： PWM 無級 調(diào)速 紅外發(fā)射 接收 固態(tài)繼電器 DS18B20 DS1302 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 1 課題研究的意義與作用 風(fēng)扇已是日常生活中常用到的電器，電風(fēng)扇是通過通風(fēng)換氣來驅(qū)熱的。一般 的 電風(fēng)扇只有 機(jī)械檔 的人 工 調(diào)速，夏夜溫度下降后人們?nèi)菀滓蚴焖?忘關(guān)風(fēng)扇 而受涼，當(dāng)溫度升高時(shí)，它又不能根據(jù)溫度的變化改變轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)行市面上的風(fēng)扇大多是手工操作，模擬調(diào)控為主要控制手段，價(jià)格低廉， 功能簡單，其智能及自動(dòng)化程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)代人的生活需求和應(yīng)用要求；而且在功耗方面，一般的風(fēng)扇的電機(jī)是采用電機(jī)抽頭的小型電機(jī)來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這種調(diào)速方式單一，消費(fèi)者選擇的空間不大，而且在效率方面，節(jié)能方面的表面的確令人不滿意。之所以會(huì)產(chǎn)生這些隱患，其根本原因是缺乏對環(huán)境的檢測。通過單片機(jī)可以利用其本身的定時(shí)與中斷功能編程實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的風(fēng)種控制，包括有正常風(fēng)，自然風(fēng)與睡眠風(fēng)等的模式；而風(fēng)速的控制也有多種方法，例如可以通過單片機(jī)控制 固態(tài)繼電器（雙向可控硅）的 導(dǎo)通角 來調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的輸入電壓 ， 以實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的無級速度調(diào)節(jié) ,從而實(shí)現(xiàn)多檔 控速 ,但這里采用了通過單片機(jī)定時(shí)器輸出脈寬調(diào)制 PWM 波控制占空比并外加一個(gè) 固態(tài)繼電器 來控制 風(fēng)扇 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過 遙控板 鍵盤輸入設(shè)置有不同占空比對應(yīng)著電風(fēng)扇 各個(gè)檔位 風(fēng)速。 在電機(jī)調(diào)速方式上，隨著家用電器產(chǎn)品變頻技術(shù)的發(fā)展 , 單相電機(jī)的變頻調(diào)速已成為一種可行的方法 , 在這種調(diào)速系統(tǒng)中 , 脈寬調(diào)制 (PWM ) 技術(shù)仍然是提高調(diào)速性能的主要手段。 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)輸入端 包括 紅外檢測模塊 、 感光模塊 、 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊 、 溫度檢測模塊和紅外遙控模塊共同組成采集外部環(huán)境數(shù)據(jù)和外部輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理，然后控制輸出端，輸出端包括運(yùn)行指示燈，提示音模塊， LCD 顯示模塊 ，繼電器開關(guān)，調(diào)速模塊 。最高運(yùn)作頻率 35MHz， 6T/12T 可選。電容選 30pf，晶振頻率選擇 12MHz。f 的電容，上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當(dāng)于短路， RESET 端為高電平，自動(dòng)復(fù)位；電容兩端的電壓達(dá)到電源電壓時(shí)，電容充電電流為零，電容相當(dāng)于開路， RESET 端為低電平，程序正常運(yùn)行 ；當(dāng)開關(guān) S 按下， RESET 端為高電平 為高電平，系統(tǒng)復(fù)位 。 LCD1602 第 3 腳VO 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地時(shí)對比度最高，對比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對比度。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給計(jì)數(shù)器 1。單片機(jī)根據(jù)溫度作相應(yīng)處理，并輸出處理結(jié)果。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。無觸點(diǎn)無動(dòng)作噪音 .開關(guān)速度快無 火花干擾和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 圖 39 固態(tài)繼電器內(nèi)部電路 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 13 固態(tài)繼電器調(diào)速原理 固態(tài)繼電器 輸入端加上直流或脈沖信號到一定電壓值后，輸出端就能從斷態(tài)轉(zhuǎn)變成通態(tài)。 紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管 ，它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm 左右，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。 （ 2） 指令碼 指令碼和遙控板按鍵一一對應(yīng)的值。 （ 1）技術(shù)參數(shù) ●工作電壓： 3V—5V ； ●接收距離： 10m—20m。 DS1302是 DS1202的升級產(chǎn)品，與 DS1202兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 對 DS1302 的操作就是對其內(nèi)部寄存器的操作， DS1302 內(nèi)部共有 12 個(gè)寄存器，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘相關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。蜂鳴器 按工作方式 主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型 ；按驅(qū)動(dòng)方式主要分為有緣蜂鳴器和無源蜂鳴器兩種類型。這些制作材料具有在特定 波長 的光照射下，其阻值迅速減小的特性。 光敏電阻傳感器模塊 （ 1） LM393 工作原理 光敏電阻傳感器模塊主要由光敏電阻、 LM393 電壓比較器 和電位器組成。 （ 4） 接口說明 模塊在無光條件或者光強(qiáng)達(dá)不到設(shè)定閾值時(shí)， DO 口輸出高電平，當(dāng)外界環(huán)境光強(qiáng)超過設(shè)定閾值時(shí)，模塊 D0 輸出低電平 。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。 （ 2） LM567 工作原理 LM567 為通用鎖相環(huán)電路音調(diào) 譯碼器 ，其基本功能概述如下：當(dāng) LM567 的 ③ 腳輸入幅度 ≥25mV、頻率在其 帶寬 內(nèi)的信號時(shí)， ⑧ 腳由高電平變成低電平， ② 腳輸出經(jīng)頻率 /電壓變換的調(diào)制信號；如果在 器件的 ② 腳輸入音頻信號，則在 ⑤ 腳輸出受 ② 腳輸入調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)頻 方波信號 。 ⑤ 、 ⑥ 腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，且 f2≈1/。 圖 319 紅外避障傳感器電路 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 22 系統(tǒng) 軟件 流程 主流程 體統(tǒng)上電復(fù)位后，首先進(jìn)行初始化，配置 I/O 口、傳感器驅(qū)動(dòng)、液晶驅(qū)動(dòng)等，然后檢測紅外避障傳感器，判斷前方是否有人，若有讀取溫度傳感器溫度值和實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)間數(shù)據(jù)值；檢測光敏電阻傳感器，判斷光線強(qiáng)度； 外部中斷口檢測是否有紅外遙控輸入，若有輸入，再配合是否有人和是否天黑兩個(gè)外部條件，對紅外接收頭接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行紅外解碼，再把解碼數(shù)據(jù)送入系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的子程序。 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 24 圖 43 執(zhí)行機(jī)構(gòu)子流程 系統(tǒng) 軟件編譯 編程語 言選擇 本系統(tǒng)主控芯片為 51 系列芯片，芯片編程可以選用匯編語言編程和 C 語言編程，匯編語言過程流程更清晰，代碼更優(yōu)化，不過介于本系統(tǒng)功能比較多，程序量比較大，故選擇 C 語言編程，編程便捷，更容易排錯(cuò)。 (2)排除電源故障 在通電 前，一定要檢查電源電壓的幅值和極性，否則很容易造成集成塊損壞。如有不符，則應(yīng)仔細(xì)檢查問題所在。高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶不同，可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播，有時(shí)也 可加隔離光耦來解決。如果出現(xiàn)警告或者錯(cuò)誤，就必須去修改使程序正確，直至程序編譯成功。因此，用戶可以先采用連續(xù)執(zhí)行，對懷疑或容易出錯(cuò)的地方執(zhí)行單步調(diào)試。 圖 下載界面 畢業(yè) 設(shè)計(jì)正文 29 系統(tǒng)硬件焊接完成，軟件調(diào)試成功后，燒錄到單片機(jī)中，系統(tǒng)上電正常運(yùn)行，運(yùn)行指示燈閃爍；遙控板鍵入相應(yīng)遙控信號，接收端接收后，蜂鳴器發(fā)出遙控提示音，系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤的執(zhí)行遙