【正文】 能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件 (電動(dòng)機(jī)，電磁鐵，電燈等 )，另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電 隔離，以保護(hù)人身的安全和電子電路 [27]。 按鍵模塊電路如下圖 所示。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 51 頁(yè) 最小系統(tǒng)整體圖 最小系統(tǒng)整體電路如圖 所示。 圖 復(fù)位電路圖 單片機(jī)總要涉及到復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生 ，也可由 外部方式產(chǎn)生。另外還有電路總開關(guān)、無(wú)線信號(hào)感應(yīng)電路和繼電器輸出電路的設(shè)計(jì)，因?yàn)殡娐房傞_關(guān)與 USB供電接口較近，且比較簡(jiǎn)單，所以歸于 USB 電源模塊中，后文不再詳細(xì)介紹。 NRF24L01 功耗低，在以 6 dBm 的功率發(fā)射時(shí)， 工作電流只有 9mA；接收時(shí)，工作電流只有，多種低功率工作模式 (掉電模式和空閑模 式 )使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便。字符型液晶顯示模塊LCD1602 是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的信息顯示器件。 DS1302 的寄存器 DS1302 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 ,其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見表 1。 當(dāng) SCLK 為低電平時(shí)，才能 使 RST為高電平 狀態(tài) 。當(dāng) Vcc1＋ 小 于 Vcc2 時(shí)， DS1302由 Vcc2 供電。 DS1302 時(shí)鐘芯片 為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線控制計(jì)時(shí)和定時(shí)等功能，此設(shè)計(jì)采用了 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。 在必要的情況下 ， 要 禁止 ALE 操作 ，可通過(guò) 對(duì) D0 位置位 來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中 D0 位位于 特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元。在 flash 編寫程序和校正檢驗(yàn) 時(shí)， P3 口也 會(huì) 接收一些控制信號(hào) [3]。在這種應(yīng)用中， 會(huì) 使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉 ，并用 P2 口發(fā)送 1。 而作為 輸入 口 使用時(shí)，由于內(nèi)部電阻的原因，被外部拉低的引腳將輸出電流（ TTL）。 ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號(hào) PSEN(Pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào) EA/VPP(Pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通， 當(dāng) 接低電平 時(shí)， 從外部程序存儲(chǔ)器讀指令 ； 如果接高電平 ，就 從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令。還 應(yīng)具備時(shí)間設(shè)置，實(shí)時(shí)時(shí)間顯示，以及最重要的在指定時(shí)間向接收器發(fā)送指定信號(hào)的功能。 而在工作中，這種電路也有用武之地。還有能確保組織機(jī)構(gòu)僅使用所需求電量 的 自動(dòng)的電源配置技術(shù)， 用來(lái) 降低總體電量消耗。在國(guó)外，富士通和 Dlink 品牌的節(jié)能交換機(jī)比較著名。當(dāng)前，絕大多數(shù)交換機(jī)為實(shí)現(xiàn)節(jié)能，都是提升其智能化功能，通過(guò)檢測(cè)其流量多寡而設(shè)置交換機(jī)開關(guān)時(shí)間段。并利用單片機(jī)對(duì)無(wú)線發(fā)射模塊進(jìn)行控制，發(fā)射不同的信號(hào)，再由接收模塊操控繼電器的通斷，開關(guān)交換機(jī)的電源，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的，可以有效的節(jié)約電能，提高交換機(jī)的使用效率，并延長(zhǎng)交換機(jī)的使 用壽命。 本設(shè)計(jì)要求學(xué)生利用單片機(jī)對(duì)無(wú)線發(fā)射模塊進(jìn)行控制，在不同信號(hào)控制下，可以向無(wú)線接收模塊發(fā)射不同的信號(hào)，然后通過(guò)接受模塊控制繼電器的通斷，開啟關(guān)閉交換機(jī)的電源，從而達(dá)到遠(yuǎn)程控制的目的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間安排： 1— 4 周：查閱相關(guān)資料，熟悉題目?jī)?nèi)容，完成系統(tǒng)需求分析、相關(guān)硬件及軟件環(huán)境的選擇。 remote。而為了更方便簡(jiǎn)潔的操作，減少出入機(jī)房的次數(shù)，該設(shè)計(jì)采用了 NRF24L01 無(wú)線收發(fā)芯片，可以實(shí)現(xiàn)即使在另一個(gè)房間，也能無(wú)障礙的實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房中網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的開關(guān)操作。而且它還擁有智能化的電源管理，可以降低通信設(shè)備的功耗。通過(guò)對(duì)單片機(jī)的深入編程，可以設(shè)計(jì)出適合不同情況（例如上網(wǎng)、看視頻、打游戲和下載等使用不同流量比例）的電源模式，滿足不同的控 制需求。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 51 頁(yè) 本電路由由發(fā)送器和 接收器二 部件構(gòu)成 ，收發(fā)部分皆以單片機(jī)為 中心 ，用以 解決 收發(fā)信息，發(fā)送端 運(yùn)用 鍵盤輸入時(shí)間，需要能顯示 時(shí)鐘 的 部件 ，以方便操作。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī) 復(fù)位電路 按鍵設(shè)置 時(shí)鐘電路 液晶顯示 無(wú)線發(fā)射 無(wú)線 接收 無(wú)線 接收 繼電器 繼電器 交換機(jī) 交換機(jī) 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 51 頁(yè) 單片機(jī) STC89C52 STC89C52 功能特點(diǎn) STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié)閃 動(dòng) 可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，性能高 的 COMOS8 的微處理器，稱 為 單片機(jī)。 P0 口是一個(gè) 8 位的雙向 I/O 口。 P1 引腳第二功能 ： T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 ： T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制） ： MOSI（在線系統(tǒng)編程時(shí)用到） ： MISO（在線系統(tǒng)編程時(shí)用到） ： SCK（在線系統(tǒng)編程時(shí)用到） P2 口 (Pin21～ Pin28)：名稱為 ～ 。 P3 口 (Pin10～ Pin17)： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ 。當(dāng)振蕩器 開始 工作時(shí)，兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平 會(huì)出現(xiàn)在 RST 引腳 上，這陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 51 頁(yè) 將 使 單片機(jī)復(fù)位。 PSEN—— 外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào) 是 程序儲(chǔ)存允許（ PSEN）輸出， 在單片機(jī) 由外部程序存儲(chǔ)器取 數(shù)據(jù) （或 指令 ）時(shí)， 在 每個(gè)機(jī)器周期 ，各有 兩次 PSEN 的 有效，即 在 輸出兩個(gè)脈沖 期間 ，將跳過(guò)兩次 PSEN 信號(hào) ，每當(dāng) 訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 的時(shí)候 [5]。 DS1302 內(nèi)部有一個(gè)用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 31 8 的 RAM 寄存器 。復(fù)位 /片選線 是 RST 管腳 ， 把 RST 輸入驅(qū)動(dòng)置高電平 ， 所有的數(shù)據(jù)傳送 可以被 啟動(dòng)。 下圖為 DS1302 的引腳功能圖 圖 DS1302 的引腳圖 I/O X1 Vcc1 1 8 2 7 3 6 4 5 Vcc2 X2 GND SCLK RST 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 51 頁(yè) DS1302 的控制字節(jié) DS1302 的控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入 DS1302中，位 6 如果為 0，則表示存取日歷時(shí)鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。 DS1302與 RAM相關(guān)的寄存器分為兩類：一類是單個(gè) RAM 單元，共 31 個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè) 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；另一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的 RAM 的 31 個(gè)字節(jié)，命令控制字為 FEH(寫 )、 FFH(讀 )。 表 LCD1602 管腳功能表 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 Data I/O 2 VDD 電源正極 10 D3 Data I/O 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 Data I/O 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L） 12 D5 Data I/O 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 Data I/O 6 E 使能信號(hào) 14 D7 Data I/O 7 D0 Data I/O 15 BLA 背光源正極 8 D1 Data I/O 16 BLK 背光源負(fù)極 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 共 51 頁(yè) （ 1）基本操作時(shí)序： LCD1602 讀寫操作時(shí)序總體上來(lái)說(shuō)是比較簡(jiǎn)單的，掌握其有兩種方法：一種是直接看時(shí)序圖，另外一種方法是直接記憶和總結(jié)讀寫時(shí)電平高低和變化。 AT24C02 是 帶有片內(nèi)地址寄存器 的存儲(chǔ)芯片 。 圖 USB 接口電路圖 電源總開關(guān)選用按鍵自鎖直鍵開關(guān)，連接其 5， 6 腳。晶體振蕩頻率 的范圍很廣， 可以在 ～ 12MHz 之間選擇，電容值 則 在 5～ 30pF 之間 可以 選擇， 控制 電容值的大小 ，就可以 對(duì)頻率起微調(diào)的作用 [23]。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上 電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。 NRF24L01 芯片與 STC89C52 芯片連接電路圖如下圖 和圖 所示 。引腳 3 接一個(gè) 10K 的滑動(dòng)變阻器來(lái)調(diào)整對(duì)比度，從而達(dá)到合適的背光燈對(duì)比度。第 5腳 SDA 為串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出，數(shù)據(jù)通過(guò)這條雙向 I2C 總線串行傳送，在系統(tǒng)主板上和單片機(jī)的 P27 連接。繼電器線圈由 PNP 型三極 8550 驅(qū)動(dòng)，如圖 所示，在繼電器的長(zhǎng)開觸點(diǎn)上 由 輸出端子 JP2 的 1, 2 腳 連 接，一旦達(dá)到指定 的 時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng) 關(guān)閉或開啟 繼電器。使用像 C 語(yǔ)言進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，程序員不必十分熟悉處理器的運(yùn)算過(guò)程，這就意味著對(duì)新的處理器也能夠很快上手，并不必知道處理器的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 由于本設(shè)計(jì)是 51 單片機(jī)控制系統(tǒng)，利用 C 語(yǔ)言開發(fā)較之匯編語(yǔ)言有更好的效果， 所以 本系統(tǒng)的程序采用 C 語(yǔ)言編寫。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法與硬件設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，按整體功能分成多個(gè)不同的程序模塊，分別進(jìn)行設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試，最后通過(guò)主程序?qū)⒏鞒绦蚰K連接起來(lái)。 接收端 AT89S52 完成初始化后．把 NRF24L01 配置成 PRX 工作模式 。 液晶顯示模塊 液晶顯示驅(qū)動(dòng)程序。 圖 DS1302 讀寫流程圖 開始 DS1302 初始化 設(shè)置 DS1302 讀年月日星期時(shí)分秒 將讀取的數(shù)據(jù)處理后送 液晶屏顯示 返回 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 51 頁(yè) 參數(shù)存儲(chǔ)模塊 工藝參數(shù)存儲(chǔ)部分由 AT 24C02 作為外圍存儲(chǔ)區(qū)。 I2C 總線在起始條件以后被認(rèn)為處于忙狀態(tài)，在停止條件以后，如果沒(méi)有起始條件產(chǎn)生，這段時(shí)間總線可以被認(rèn)為是處于空閑狀態(tài)。 表 自動(dòng)模式測(cè)試 顯示時(shí)間 交換機(jī)狀態(tài)（ LED 反饋） 10： 00： 02 燈亮 13： 00： 01 燈滅 手動(dòng)控制模式測(cè)試 手動(dòng)設(shè)置開機(jī)時(shí)間，復(fù)位鍵代替關(guān)機(jī)鍵，測(cè)試實(shí)時(shí)時(shí)間是否相符。 經(jīng)過(guò)四年學(xué)習(xí)的積累，在已經(jīng)掌握相關(guān)專業(yè)方面知識(shí)及其它各方面知識(shí)的情況下，我認(rèn)真 且 嚴(yán)肅的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、兢兢業(yè)業(yè)的工作精神 都 使我受益匪淺。我順利的完成了大學(xué)的學(xué)業(yè)，即將成為一個(gè)就要步入社會(huì)的人，我會(huì)實(shí)現(xiàn)自我的價(jià)值，為自己、家庭，更為社會(huì)做出更大的貢獻(xiàn)！ 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 51 頁(yè)