【文章內容簡介】 很 大 。 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 圖 14 ULN2021A 框圖 表 13 ULN2021A 管腳說明表 ULN2021 芯片引腳介紹 引腳 1 到引腳 7 脈沖信號輸入端 引腳 10 到引腳 16 脈沖信號輸出端 引腳 9 公共端 ULN2021A 的工作過程 圖 15 ULN2021A內部結構圖 如圖所示，以管腳 1 和管腳 16 為例，管腳 1 輸入高電平，管腳 16 輸出低電平；管腳1 輸入低電平，管腳 16 輸出高電平。因為單片機不可以接高電壓和大電流，因此單片機與負載之間接上 ULN2021A 就解決了電壓和電流不匹配的難題。簡而言之， ULN2021A可以作為繼電器使用。 1． 3 液晶顯示器的概述 圖 16 液晶顯示器 LCD1602框圖 液晶顯示 屏幕 LCD 具有 功耗 低 、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧 袖珍等等很多 優(yōu)點，在 很多 儀表 顯示或者 低功耗 顯示 系統(tǒng)中應用 廣泛 。 本設計所使用的 LCD1602 可以顯示兩行字符，每行最多可以 16 個字符。 1． 3． 1LCD1602 管腳 介紹 表 14 LCD1602 管腳說明表 LCD1602 主要管腳 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 VSS 接地 VDD 接 5V 正電源， 接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高 V0 液晶顯示器對比度調整端 RS 寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令寄存器 R/W 讀寫信號線， 高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作 E 使能端，當 E 端由高電平跳變成低電平時，可以對其操作 D0～ D7 數據線 LCD1602 相關指令介紹 表 15 LCD1602操作指令說明表 LCD1602 相關指令 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 光標返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 顯示開 /關控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 1LCD1602 時序介紹 表 16 LCD1602基本時序說明表 LCD1602 基本操作時序 操作 輸入 輸出 RS R/W E D0D7 讀狀態(tài) 低電平 高電平 高電平 無 “ D0D7”狀態(tài)字 寫指令 低電平 低電平 高脈沖 指令碼 無 讀數據 高電平 高電平 高電平 無 “ D0D7”數據 寫數據 高電平 低電平 高脈沖 數據 無 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 圖 17 液晶顯示器 LCD1602讀時序圖 圖 18 液晶顯示器 LCD1602寫時序圖 AT89C51 單片機的簡述 AT89C51是一款耗能低、性能優(yōu)良的微處理器。需要注意的是 P0口，使用時必須接上拉電阻，否則輸不出高電平。 P3口除了作為 I/O口之外，還有其他特殊功能：包括串行通信功能；外部中斷控制功能；計時計數控制功能；外部數據存儲器數據讀取或者寫入控制功能。 AT89C51 管腳介紹 表 17 AT89C51管腳說明表 AT89C51引腳 VCC 電源正端輸入，接 +5V VSS 電源地端 XTAL1 振蕩器輸入端 XTAL2 振蕩器輸出端 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 RST 復位輸入端口 P0P3 可編程通用 I/O 腳 圖 19 AT89C51 單片機框圖 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 第二章 硬件系統(tǒng)模擬 智能紅外遙控電風扇系統(tǒng)模塊框圖 智能紅外遙控電風扇 系統(tǒng)模塊分為 輸入模塊和輸出模塊。輸入模塊分為：溫度信息采集 模塊， 紅外信息采集 模塊， 光照度信息采集 模塊 ；輸出模塊分為：溫度顯示 模塊， 風扇模塊，照明 模塊。 圖 21 智能紅外遙控電風扇系統(tǒng)模塊框圖 硬件模塊的模擬 表 21 硬件各模塊替代器件說明表 硬件模塊的模擬 在 PROTEU 仿真環(huán)境里用 DS18B20 模擬 溫度采集模塊 LCD1602 溫度顯示模塊 直流電動機 風扇模塊 電燈 照明模塊 開關 紅外信息采集模塊 開關 光照度信息采集模塊 數字式溫度傳感器模擬溫度采集模塊 圖 22 DS18B20與 AT89C51連接示意圖 紅外信息采集模塊 光照度信息采集模塊 溫度信息采集模塊 單 片 機 風扇模塊 照明模塊 溫度顯示模塊 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 液晶顯示屏模擬顯示模 塊 圖 23 LCD1602與 AT89C51連接示意圖 直流電動機模擬風扇模塊 圖 24 直流電動機和 ULN2021A 與 AT89C51連接示意圖 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 電燈模擬照明模塊 圖 25 電燈和 ULN2021A與 AT89C51連接示意圖 開關模擬紅外信號采集模塊 如果紅外信息采集模塊采集到紅外信號，那么紅外信息采集模塊就向單片機發(fā)出低電平，反之就發(fā)出高電平。 紅外信息采集模塊與單片機之間是單向通信，紅外信息采集模塊只向單片機發(fā)數據 ，而單片機不向紅外信息采集模塊發(fā)送數據或者指令。因此，可以用開關來模擬紅外信息采集模塊。 因此在設計軟件系統(tǒng)時，只需定時檢測紅外信息采集模塊所發(fā)送的電平是高電平還是低電平。 圖 26 紅外信號采集模塊與 AT89C51通信示意圖 表 22 開關模擬紅外信息采集模塊說明表 開關模擬紅外信號采集模塊 有無紅外 電平高低 等價于 開關狀態(tài) 電平高低 有 低電平 閉合 低電平 無 高電平 打開 高電平 開關模擬光照度信息采集模塊 如 果周圍環(huán)境光照度低于預先設定的門限值，那么光照度信息采集模塊就向單片機發(fā)出低電平，反之發(fā)出高電平。光照度信息采集模塊與單片機之間是單向通信，光照度信息采集模塊只向單片機發(fā)數據，而單片機不光照度信息采集模塊發(fā)送數據或者指令。因此，可以用開關來模擬光照度信息采集模塊。因此在設計軟件系統(tǒng)時，只需定時檢測光照度信 紅外信息采集模塊 單 片 機 有紅外，那么發(fā)送低電平 無紅 外，那么發(fā)送高電平 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 息采集模塊所發(fā)送的電平是高電平還是低電平。 圖 27 光照度信息采集模塊與 AT89C51通信示意圖 表 23 開關模擬光照度信息采集采集模塊說明 表 開關模擬光照度信息采集模塊 光是否充足 電平高低 等價于 開關狀態(tài) 電平高低 充足 高電平 打開 高電平 不足 低電平電平 閉合 低電平 圖 28 開關模擬紅外信號采集模塊和光照度信息采集模塊示意圖 光照度信息采集模塊 單 片 機 光照度充足，發(fā)送低電平 光照度不充足，發(fā)送高電平 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 在 PROTEUS 仿真時硬件系統(tǒng)電路圖 d0 d0d1 d1d2 d2d3 d3d4 d4d5 d5d6 d6d7 d7d0d1d2d3d4d5d6d7ERSRSRWERWX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C12 2 P FC22 2 P FC31 0 u FX11 2 MR11 0 kD714D613D512D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L C D 1L M 0 1 6 L234567891R P 14 7 0R24 .7 k2 5 . 0DQ2V C C3G ND1U2DS 1 8 B 2 01B11C162B22C153B33C144B44C135B55C126B66C117B77C10CO M9U3ULN2 0 0 3 AR31 0 kL11 2 VR41 0 k開關打開表示光充足，開關閉合表示光不足開關閉合表示有紅外信號，開關打開表示無紅外信號 圖 29 在 PROTEUS仿真時硬件系統(tǒng)電路圖 內蒙古工業(yè)大學本科 畢業(yè)設計說明書 第三章 軟件流程圖 軟件流程圖可以清楚的說明系統(tǒng)工作方式方法，可以說明軟件代碼編寫者的編程思路。軟件流程圖是很好的交流溝通工具。 軟件流程圖分為主程序流程圖和子程序流程圖。由于本設計所 涉及子程序，大部分是順序執(zhí)行。因此子程序流程圖比較簡單，在此就沒有羅列。 軟件總流程圖 圖 31 系統(tǒng)工作流程圖 系統(tǒng)首先判斷有無紅外信號，其次判斷光照度是否充足。 紅外信號使系統(tǒng)具備了智能開關功能，光照度信息使系統(tǒng)實現了智能照明功能。 初始化 有無紅外信號？ 光照度是否充足？ Y 系統(tǒng)進入有光工作模式