【文章內(nèi)容簡介】 ，按下后產(chǎn)生一個低電平信號， CC2530 微控制器檢測此觸發(fā)信號后并判斷其是開窗簾信號還是關窗簾信號亦或是停止運行信號，驅(qū)動可控導通節(jié)點，實現(xiàn)窗簾正反轉(zhuǎn)； 5).JTAG 模塊用于微控制器模塊中的程序進行更新，方便以后的升級。 微控制器模塊作為系統(tǒng)的核心模塊，主要完成檢測過零信號、發(fā)出驅(qū)動信號、檢測案件信號與ZigBee 智能網(wǎng)管通信等工作。當系統(tǒng)執(zhí)行過零檢測信號后，將檢測到的過零時間點作為延時定時器的起點，系統(tǒng)一直檢測是否有按鍵消息或者來自 ZigBee 智能網(wǎng)關接收的控制信號。如果檢測到 該類信號，將控制可控硅的導通，窗簾電機開關動作。 否 是 圖 ZigBee 控制模式流程圖 電源模塊 過零信號檢測模 塊 開關量 驅(qū)動模塊 CC2530 無線收發(fā)微控制器模塊 JTAG 模口 開始 端口初始化 過零檢測程序 是否檢測到按鍵信號或來自 ZigBee控制信號 驅(qū)動電機 結束 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 5 頁 共 54 頁 方案選擇 方案一可以利用單片機內(nèi)部的控制只讀存儲器和隨機存儲器及其豐富的引腳資源，外接液晶顯示屏等實現(xiàn)溫度、光強數(shù)據(jù)的傳輸處理和顯示功能，通過與溫度傳感器、光敏傳感器、 AD轉(zhuǎn)換模塊及指令來完成數(shù)據(jù)的傳輸 。 單片機可擴展性強，體積小，實用性強，功能齊全，而且設計起來比較簡單，就具備可用實驗室的條件，硬件比較容易實現(xiàn)。方案二的好處是設計以微控制器為核心模 塊較為簡單，但是在過零檢測、驅(qū)動信號檢測中容易出現(xiàn)偏差，且對 ZigBee 技術的掌握有限，經(jīng)過綜合考慮此次設計采用方案一。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 6 頁 共 54 頁 3. 硬件電路的設計 單片機最小系統(tǒng)設計 單片機最小系統(tǒng)由復位電路和晶振電路組成，電路圖設計如圖 。 1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 0124 03 93 83 73 63 53 43 33 23 12 92 82 72 62 52 42 32 22 13 0STC89C52RCP 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S T( R X 0 ) P 3 . 0( T X 0 ) P 3 . 1( I N T 0 ) P 3 . 2( I N T 1 ) P 3 . 3( T 0 ) P 3 . 4( T 1 ) P 3 . 5( W R ) P 3 . 6( R D ) P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N DV C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2 P 0 . 3 P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6 P 0 . 7E A / V P PA L E / P R O GP S E NP 2 . 7 ( A 1 5 )P 2 . 6 ( A 1 4 )P 2 . 5 ( A 1 3 )P 2 . 4 ( A 1 2 )P 2 . 3 ( A 1 1 )P 2 . 2 ( A 1 0 )P 2 . 1 ( A 9 )P 2 . 0 ( A 8 )K 11 2 M2 2 0 p f2 2 0 p f1 0 μ FV c cV c c4 7 0V c c 圖 單片機最小系統(tǒng)電路圖 圖中 STC89C52RC 單片機采用 DIP40封裝的 STC89C52RC 型單片機，該系列單片機完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，且支持 ISP 功能，與傳統(tǒng) 8051單片機相比下載調(diào)試程序極為方便。 STC89C52RC 單片機是宏晶科技推出 的一種高性能 CMOS8位 、 低功耗 的 微控制器，具有 8K在系統(tǒng) 實時 可編程 Flash存儲器 [5]。 STC89C52 使用經(jīng)典的 MCS51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng) 51單片機不具備的功能。在單芯片上， 具有靈活 的 8位 CPU和在系統(tǒng) 實時 可編程 Flash，使得STC89C52能夠給各類 嵌入式控制系統(tǒng)提供 穩(wěn)定 有效 、 高靈活 性 的 完整 方案。 其具備如下 標準功能：512 Byte RAM， 8k Byte Flash， 32位 I/O 口線，內(nèi)置 有 4K Byte的 EEPROM， 具有 看門狗 專用 定時器 ， 3個 16位 定時器 /計數(shù)器， MAX810專用 復位電路， 4個外部中斷，一個 7向量 4級 實時 中斷結構 [5]，全雙工 通信 串行口 。 而且 STC89C52RC最低 可降至 0Hz進行 靜態(tài)邏輯操作，可 自由 選擇節(jié)電 方式，且 支持 2種軟件 控制的掉電模式 。空閑模式下 的 CPU將 停止工作， 僅 允許串口、 RAM、中斷、定時器 /計數(shù)器 保持 工作。 在 掉電保護 模式 下， 將 振蕩器 震蕩脈沖屏蔽 ， 把 RAM中的內(nèi)容保存 ， 整個單片機停止工作 ， 一直等到下一次 硬件復位或中斷 到來 。 該型號單片機 最高運作頻率 為 35MHz， 有 6T和 12T可選 [6]。 指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051單片機， 12時鐘 /機器周期和 6時鐘 /機器周期可以任意選擇。 單片機最小系統(tǒng)包括復位電路和晶振電路兩部分。其中復位電路為上圖 9 管腳所連接的電路，該電路具有兩種復位方式，分別是上電復位和手動按 K1 鍵復位， 10uF 的瓷片電容在接通時充電并導通，在充電后斷開， 470 電阻防止上電時發(fā)生短路的現(xiàn)象。 晶振電路為上圖 1 19 管腳圖所連接的電路，外接振蕩器的輸入輸出端口，圖中晶振采用 12MHz無源晶振，起振電容使用兩個 220pF 電容，其作用是幫助晶振在起振是振動更加穩(wěn)定，其具體數(shù)據(jù)是根據(jù)查閱相關數(shù)據(jù)手冊而來。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 7 頁 共 54 頁 溫度采集電路 設計 溫度采集電路由 DS18B20 溫度傳感器組成，電路圖設計如圖 。 G N D 1 D Q 2 V C C 3V c cD S 1 8 B 2 0P 3 . 21 0 K 圖 溫度采集 電路 DS18B20 是美國 DALLAS 公司推出的一款將溫度測量和 A/D 轉(zhuǎn)換為一體的數(shù)字溫度傳感器。與其它溫度傳感器相比， 超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強 [7]，使得 DS18B20 更受歡迎。 圖 DS18B20 管腳圖 DS18B20 的外形如一個三極管，只有 3 根外部引腳， 結構非常的簡單。其中 VDD 接電源， GND接地，另一根 DQ 線是數(shù)字下行輸入輸出腳。 DS18B20 具有兩種供電模式：寄生電源供電模式和外部電源供電模式。當為寄生電源供電模式時， VDD 引腳和 GND 引腳相連，通過數(shù)據(jù)線對其供電。當為外部電源供電模式時， VDD 外接電源， GND 端接地 [6]，本次畢設采用外界電源供電模式供電。DQ 外接 10k 的上拉電阻，并與 STC89C52 的 端口相連。達到溫度控制檢測、采集的目的。 其具有以下技術特性： （ 1）采用獨特的 1Wire[7]（單總線）技術。僅需一條接口線就可以實 現(xiàn)與未處理器的數(shù)據(jù)傳輸，控制起來方便簡單。 （ 2）具有多點測溫能力。因為 DS18B20 內(nèi)部有 64 位 ROM 編碼，所以多個 DS18B20 可以同時接到一條數(shù)據(jù)線上，實現(xiàn)多點測溫的功能 [11]。 （ 3）采用 COMS 技術，耗電量低，體積小。 （ 4）測量精度分為 ℃ ， ℃ ， ℃ ， ℃ 四種，可以通過編程選擇合適的測量精度，測溫范圍為 55℃ ~ +125℃ 。 （ 5）測量精度可以根據(jù)實際需要 自行設定。通過軟件編程可以設定 9~12 位二進制溫度值輸出。 （ 6）具有非易失性溫度上下線 [8]（ TH， TL）。 TH 和 TL分別為溫度上線和下線，用戶可以根據(jù)實際要求自行設定，并通過搜索命令識別出超出的溫度范圍。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 8 頁 共 54 頁 光強采集電路設計 光強采集電路由 LDR 光敏電阻和 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片組成，電路圖設計如圖 。 1 C S 2 C H 0 3 C H 1 4 G N D V C C 8 C L K 7 D I 6 D O 5 V c cP 3 . 5P 3 . 6 P 3 . 71 0 K V c cA D C 0 8 3 2 圖 光強采集 電路設計 圖 ADC0832 轉(zhuǎn)換模塊以及滑動 電阻器等組成?；瑒幼冏杵鞯淖饔檬钦{(diào)節(jié)電流，通過改變電離子的多少，使光敏電阻得阻值發(fā)生變化共同達到光強控制窗簾系統(tǒng)的目的。 1）介紹光敏電阻。光敏電阻的阻值隨著照明的亮度而改變，在暗處時，其阻值變高，可以升到1MΩ或者更高。光線照在 LDR 時，光能源上升，電離子增多更有利于電流傳輸，電阻值下降 [8]。在明亮的光線下，電阻值有可能降到 100Ω以下。 初制成的光敏電阻，由于體內(nèi)機構工作不穩(wěn)定，以及電阻體與其介質(zhì)的作用還沒有達到平衡，所以性能是不夠穩(wěn)定的。但在人為地加溫、光照及加負載情況下，經(jīng)一至二周的老化，性能可達 穩(wěn)定。光敏電阻在開始一段時間的老化過程中，有些樣品阻值上升，有些樣品阻 下 降 ，但最后達到一個穩(wěn)定值后就不再變了 [8]，這就是光敏電阻的主要優(yōu)點。 光敏電阻的工作原理 :在黑暗的環(huán)境下，它的阻值很高；當受到光照并且光輻射能量足夠大時，光導材料禁帶中的電子受到能量大于其禁帶寬度Δ Eg 的光子激發(fā)，由價帶越過禁帶而躍遷到導帶，使其導帶的電子和價帶的空穴增加，電阻率變小。 當光照射到光電導體上時，若光電導體為本征半導體材料，而且光輻射能量又足夠強，光導材料價帶上的電子將激發(fā)到導帶上去，從而使導帶的電子和價 帶的空穴增加 [9]，致使光導體的電導率變大。為實現(xiàn)能級的躍遷，入射光的能量必須大于光導體材料的禁帶寬度 Eg，即 )( eVEghchv ??? ?? (31) 式中 ν 和 λ— 入射光的頻率和波長。 2）介紹 ADC0832。 ADC0832 為 8 位分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨 率可達 256 級，可以適應一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在 0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32us,據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)效驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過 DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。 ADC0832 管腳接口說明 [9]如下： （ 1） CS：片選使能，低電平芯片使能。 （ 2） CH0：模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 （ 3） CH1：模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用。 （ 4） GND：芯片參考 0 電位，接地。 （ 5） DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道輸入。 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 9 頁 共 54 頁 （ 6） DO：數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。 （ 7） CLK：芯片時鐘輸入。 （ 8）