【文章內(nèi)容簡介】 時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達 31個字節(jié)的字符組方式通信 。 DS1302 工作時功耗很低 ， 保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW， 其 外部管腳如圖 32 所示。 4 圖 32 DS1302外部管腳 DS1302 是由 DS1202 改進而來增加了以下的特性 ： 雙電源管腳用于主電源和備份電源 ， 供應(yīng) Vcc1 為可編程涓 流充電電源 ； 附加七個字節(jié)存儲器 ， 它廣泛應(yīng)用于電話 、 傳真 、 便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域 ； 實時時鐘具有能計算 2100 年之前的秒 、 分 、 時 、 日 、 日期 、 星期 、 月 、 年的能力 ， 還有閏年調(diào)整的能力 。 DS1302 內(nèi)部結(jié)構(gòu)為 移位寄存器，控制邏輯，晶振，時鐘和 RAM。 具體控制字介紹： ? 控制字的最高有效位（位 7）必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到 DS1302 中 ； ? 位 6：如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM數(shù)據(jù) ； ? 位 5至位 1（ A4～ A0）：指示操作單元的地址； ? 位 0（最低有效位）：如為 0， 表示要進行寫操作，為 1 表示進行讀操作。 控制字總是從最低位開始輸出， 在控制字指令輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（ 0位）開始。同樣，在緊跟8位的控制字指令后的下一個 SCLK 脈沖的下降沿，讀出 DS1302 的數(shù)據(jù)，讀出的數(shù)據(jù)也是從最低位到最高位。 具體 時序圖如 圖 33 所示。 5 圖 33 DS1302時序圖 計時 模塊的硬件設(shè)計 具體電路如下圖 34 所示。 BT1 為電壓值 3V 的電池 組 ， 來 作為 DS1302 的備用電源 。 Y2 為一個 KHz 的晶振。 DS1302 的 7 端分別同單片機的、 、 相連，同時在還為它們配置了阻值為 10K 的上拉電阻，能最大程度的保證操作與通訊的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。 圖 34 實時時鐘模塊電路 光線強弱檢測 模塊 ADC0832綜述 ADC0832 為 8位分辨率 A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達 256級，可以適應(yīng)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(fù)用，使 得芯片的模擬電壓輸 6 入在 05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為 32μ S，據(jù)有雙 數(shù)據(jù)輸出 可作為 數(shù)據(jù)校驗 ，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強。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引腳分布如圖 35所示。 圖 35 ADC0832引腳分布圖 ADC0832有以下特點： ? 8位分辨率； ? 逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器 ； ? 雙通道 A/D轉(zhuǎn)換 ； ? 輸入輸出電平與 TTL/CMOS相兼容 ； ? 5V電源供電時輸入電壓在 0~5V之間 ； ? 工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32μ S； ? 一般功耗僅為 15mW； ? 8P、 14P— DIP（雙列直插）、 PICC 多種封裝 。 芯片接口說明： ? CS 片選使能，低電平芯片使能； ? CH0 模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用； ? CH1 模擬輸入通道 1，或作為 IN+/使用； ? GND 芯片參考 0電位（地）； ? DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制； ? DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出； ? CLK 芯片時鐘輸入； ? VCC/REF電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 單片機對 ADC0832的控制原理： 7 正常情況下 ADC0832與單片機的接口應(yīng)為 4條數(shù)據(jù)線，分別是 CS、 CLK、 DO、DI。但由于 DO端與 DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設(shè)計時可以將 DO和 DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng) ADC0832未工作時其 CS輸入端應(yīng)為高電平，此時芯片禁用， CLK和 DO/DI的電平可任意。當(dāng)要進行 A/D轉(zhuǎn)換時，須先將 CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端 CLK輸入時鐘脈沖， DO/DI端則使用 DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號。在第 1個時鐘脈沖的下沉之前 DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第 3個脈沖下沉之前 DI端應(yīng)輸入 2位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能，其 時序圖 如 圖 36所示 。 圖 36 ADC0832操作時序圖 光敏電阻的 介紹 （ 1） 光敏電阻介紹 光敏電阻 （ photocell，注意：光電池是 photovoltaic cell）又稱光敏電阻器（ photoresistor or lightdependent resistor，后者縮寫為 ldr）或 光導(dǎo)管 （ photoconductor），常用的制作材料為 硫化鎘 ，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。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。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。 （ 2） 基本特性及其土要參數(shù) 1暗電阻、亮電阻 8 暗電流 、暗電阻。光敏電阻在一定的外加 電壓 下，當(dāng)沒有光照射的時候，流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用 ? 0LX? 表示。 2伏安特性 伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對于光敏 器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大 。 其變化特征如圖 37所示。 圖 37 a 光敏電阻的伏安特性 b 光敏電 阻的光電特性圖 c 光敏電阻的光譜特性 （ 3） 光電特性 光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時，流過的 電流 稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮 電阻 ，常用 ? 100LX? 表示。 光線強弱 檢測模塊的硬件電路設(shè)計 在此設(shè)計中我們使 用光敏電阻和 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器相結(jié)合的方式來實現(xiàn)對環(huán)境明暗程度的檢測。所選光敏電阻 GMR1的亮電阻阻值在 2K至 10K之間變化，所以選擇阻值為 10K 的電阻 R8 同光敏電阻串聯(lián)連接形成分壓電路。 環(huán)境明暗程度的檢測的原理如下：當(dāng)照射在光敏電阻上的光線亮度發(fā)生變化時，光敏電阻的阻值也隨之相應(yīng)的發(fā)生變化，其變化趨勢為光線變強阻值減小，反之也成立，而 ADC0832 的通道 0 得到的電壓值隨光線的變強而減小， ADC0832將得到的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過特定的操作送給單片機進行處理。如圖 310 環(huán)境明暗檢測 模塊電路 次便 現(xiàn) 對 環(huán)境 明 暗 程度信號的向模擬信號轉(zhuǎn)換，最終向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，也就 9 使系統(tǒng)能對環(huán)境明暗程度信號間接的進行相應(yīng)的分析并處理。具體電路如圖 310所示。 關(guān)于模數(shù)轉(zhuǎn)換器的選擇： 通常 使用 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器是 ADC0809，它 是帶有 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的 CMOS 逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 。另需接外部時鐘才能正常工作， 8 路通道只取其一也造成了資源的浪費。同單片機通訊時使用的是并行的方式，這樣也對單片機的端口占用很大。另外其體積也較大，價格也較 ADC0832 昂貴，這樣也變相的增加的 印制板電路制作和元器件采購的成本。綜合考慮下， ADC0832 的使用最合適。 路燈控制模塊 繼電器的概述 繼電器（英文名稱： relay）是一種電控制 器件 ，是當(dāng)輸入量（激勵量）的變化達到規(guī)定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有 控制系統(tǒng) （又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動關(guān)系。通常應(yīng)用于自動化的控制 電路 中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種 ? 自動開關(guān) ? 。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。 PNP型三極管的概述 9015 是一種常用的普通三極管。它是一種小電壓 ,小電流 ,小信號的 PNP型 硅三 極管 。其物理結(jié)構(gòu)如下圖 311所示。其中引腳 1 為發(fā)射極，引腳 2 為基極，引腳 3 為集電極。 圖 311 9015實物圖 （ 1） 特性 ? 集電極 發(fā)射極電壓 45V ? 集電極 基電壓 50V ? 射極 基極電壓 5V ? 集電極電流 ? 耗散功率 ? 結(jié)溫 150℃ ? 特 征 頻率平均 300MHZ 10 ? 放大倍數(shù)： A60~150、 B100~300、 C200~600、 D400~1000 （ 2） 主要用途 分 開關(guān)應(yīng)用 和 射頻放大 兩大類。在此設(shè)計中主要應(yīng)用于開關(guān)應(yīng)用，選用的 C 型號的 9015。 路燈控制模塊的硬件電路設(shè)計 圖 312 路燈控 制模塊電路 如上圖 312 所示， Q1 為 PNP性三極管 9015； U2為繼電器，型號為 JQC3F；H5為接線座； D2為續(xù)流二極管，型號為 IN4001； D3 為發(fā)光二極管。 設(shè)計思路： 9015的基極通過阻值為 AT89S52的 。當(dāng)該位置‘ 1’，也即為 5V高電平時，發(fā)射極 1同基極 2之間沒有電壓差，此時 9015處于斷開狀態(tài)。如此集電極沒有電流通過，所以下面的繼電器線圈和發(fā)光二極管 D3不工作。當(dāng)該位被拉至‘ 0’，也即 0V低電平時，發(fā)射極 1同基極 2之間有電壓值大約 差降，通過 ，通過 ，此電流也為基極電流?；鶚O電流通過 9015的放大后，是 9015工作在飽和狀態(tài)，集電極有足夠大的電流可以驅(qū)動繼電器的線圈工作，使 U2的 1和 3引腳