【文章內(nèi)容簡介】 成、‘ 1’碼由 高電平和 低電平組合而成。碼元的高電平信號采用 38kHz 矩形波 (載波 )調(diào)制發(fā)射，載波占空比 (Duty)為 1/3，低電平無信號發(fā)射。 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 7 時鐘芯片 —— DS1302 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進行計時 ,具有閏年補償功能，工作電壓為 ～。 DS1302 簡介 DS1302 的引腳排列 ,其中 Vcc1 為后備電源， VCC2 為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 X1 和 X2 是振蕩源， 外接 晶振。 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯 ,允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化 ,允許對 DS1302 進行操作。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送 ,I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸 出端(雙向 )。 SCLK 為時鐘輸入端。 下圖 5為 DS1302 的引腳功能圖： 圖 5 DS1302 引腳功能圖 AD 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ADC0809 的內(nèi)部邏輯結構 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分主要由 ADC0809 芯片負責，讀入模擬信號的管腳我們選用的是 IN0，輸出數(shù)字信號是 D0~D7，與單片機相連接 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯 CMOS 組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。 由圖 6 可知， ADC0809 由一個 8路模擬開關、一個地址鎖存與譯 碼器、一個 A/D 轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通 8 個模擬通道，允許 8路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 8 圖 6 ADC0809 功能引腳圖 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0－ 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電 路。 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進入轉(zhuǎn)換器進行換。 A， B和 C為地址輸入線，用于選通 IN0－ IN7 上的一路模擬量輸入。 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當 ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時 ，開始進行 A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應保持低電平。 EOC 為轉(zhuǎn)換結束信號。當 EOC 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結束；否則，表明正在進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE＝ 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE＝ 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 D7－ D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK 為時鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入 [11]。 液晶顯示器 LCD1602 1602 液晶每行可顯示 16 個字符，一共可以顯示兩行。 1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（ CGROM)已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。 LCD1602 的 RAM 地址映射 控制器內(nèi)部帶有 80B的 RAM 緩沖區(qū)，對應關系如圖 7所示 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 9 圖 7 1602LCD 內(nèi)部 RAM 顯示地址 當我們向 00～ 0F、 40～ 4F地址中的任一處寫顯示數(shù)據(jù)是，液晶都可以立即顯示出來，當寫到 10～ 2 50～ 67 地址是，必須 通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可正常顯示 [5]。 ULN2021 簡介 ULN2021 是高耐壓、大電流達林頓陣列，由 7 個硅 NPN 達林頓管組成。該電路的特點如下： ULN2021 的每一對達林頓管都串聯(lián)一個 ，在 5V 的工作電壓下它能與 TTL 和 COMS 電路直接連接。 ULN2021 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點，適用于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng) ULN2021 經(jīng)常在以下電路中試用： (1) 顯示驅(qū)動； (2) 繼電器驅(qū)動； (3) 照明燈驅(qū)動； (4) 電磁閥驅(qū)動； (5) 伺服電動機、步進電機驅(qū)動等電路中。 ULN2021 的每一對達林頓管都串聯(lián)一個 ，在 5V 的工作電壓下它能與 TTL 和 COMS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2021 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達 500mA，并且能夠在關態(tài)時承受 50V 的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。 3 硬件部分系統(tǒng)設計 電源部分硬件電路設計 通過一帶有整流電路的 12V 變壓器外接市電（ 220V）后，輸入直流 12V 電壓。左邊兩個是 12伏的電源濾波電容，一般大電容旁邊并聯(lián)一個小電容的目的是降低高頻內(nèi)阻，因為大的電解電容一般采用卷繞工藝制造，所以等效電感較大，小電容可以提供一個小內(nèi)阻的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻 。同時經(jīng)過 3 端集成穩(wěn)壓器 LM7805 穩(wěn)壓后輸出 +5V 電 壓 VCC,為訊響電路、紅外接收電路、顯示電路提供電源， 5V 電源經(jīng)過二極管 D限流阻德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 10 R20=5K 后，為單片機及 DS1302 提供 VDD 電壓。 [3]如圖 8示。 圖 8 電源電路圖 顯示部分硬件電路設計 顯示電路設計采 用的是液晶 LCD1602 來顯示實時時間、調(diào)開窗簾時間、關窗簾時間等內(nèi)容。 P0 口作為數(shù)據(jù)口連接 LCD1602 的 7～ 14口，來傳輸數(shù)據(jù)及指令，由于 P0 口帶負載能力差，故需接上拉電阻。 接 LCD1602 的 4 腳 RS（數(shù)據(jù) /命令選擇端）， 接 LCD1602的 5腳 R/W（讀寫選擇端）， 接 LCD1602 的 6 腳 E（使能信號）。電位器 W1用來調(diào)節(jié)LCD1602 的亮度。 如圖 9示。 圖 9 顯示電路 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 11 時鐘部分硬件電路設計 DS1302 主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功 能，并且可以關閉充電功能。采用普通 32768Hz 晶振，開窗簾時間，關窗簾時間都保存在 DS1302自帶的 RAM中，不需要單獨的 EEPROM。 DS1302 在第一次加電后，須進行初始化操作，初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間及升降窗簾時間 [6]。電路連接圖如圖 10 所示。 圖 10 DS1302 接線圖 紅外接收部分硬件電路設計 紅外線接收電路使用一個集成紅外接收器，型號是 TSOP1838，靜態(tài)時輸出端輸出高電平，當接收到紅外信號后，按紅外信號的數(shù)據(jù)波形輸出負脈沖數(shù)據(jù)信號。紅外信號輸出到單片機 的 ，該口對應的第二功能是外部中斷 0 (INT0)，利用該口的第二功能，一旦紅外線信號到來， 被拉低，單片機中止當前的工作轉(zhuǎn)移到接收、處理紅外信號。開啟中斷功能的目的，既減輕了單片機的工作負擔，又保證接收到的紅外信號的完整性。 圖 11 紅外接收硬件電路圖 德州學院 機電工程系 2021 屆 自動化專業(yè) 畢業(yè)論文（設計） 12 光控電路測光部分電路設計 光控測光電路部分由光敏電阻 DG、電阻 R1A 和 AD 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 組成。 光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱改變的電阻；入射光強，電阻值減小，流入 ADC0809 的電流模擬量增大， ADC0809 的輸出相應的數(shù)字量，入射光減弱，電阻值增大，流入 ADC0809 的電流減小， ADC0809 輸出相應的數(shù)字量。 ADC0809的轉(zhuǎn)換結束信號 EOC連接到 ；輸出允許信號 OE連接到 ；時鐘信號 CLK連接到 ，由單片機軟件編程實現(xiàn) 16 分頻，滿足 CLK 信號低于 640kHz 的要求； START 與 ALE 均連接到 ； D0~D7 分別接到單片機 ~； VREF（ +）和 VREF（ ）分別連接到 +5V