【文章內(nèi)容簡介】 龍頭 ,水就從上往下流 ,繼電器 水輪機(jī) 就開始轉(zhuǎn)起來了 。 反之 ,如果是輸出高電平 ,手 就開始關(guān) 水龍頭 ,繼電器 水輪機(jī) 因?yàn)闆]有水流下來 ,就會停止 。 這就是三極管的開關(guān)作用 。 簡單的理解和記憶就是 :三極管是一個開關(guān)器件 ,其實(shí)你真的可以將它看成是一個開關(guān) ,只不過它不是用手來控制 ,而是用電壓 (電流 )來控制的 ,因此 ,三極管有些時候也被稱做電子開關(guān) (與機(jī)械開關(guān)相區(qū)別 )。 圖上還有一個東西 就是 繼電器線圈兩端反相并聯(lián)的二極管 ,起到吸收反向電動勢的功能，保護(hù)相應(yīng)的驅(qū)動三極管 ,只要是用三極管驅(qū)動繼 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 16 頁 共 36 頁 電器的場合 ,一般都有它的存在 。 需要特別注意的是它的接法 :并聯(lián)在繼電器兩端 ， 陰極一定是接 Vcc。 這里繼電器由相應(yīng)的 S8050 三極管來驅(qū)動，開機(jī)時，單片機(jī)初始化后的 為高電平，＋ 5 伏電源通過電阻使三極管導(dǎo)通，所以開機(jī)后繼電器始終處于吸合狀態(tài)，如果我們在程序中給單片機(jī)一條： CLR 的指令的話，相應(yīng)三極管的基極就會被拉低到零 伏左右，使相應(yīng)的三極管截至，繼電器就會斷電釋放，每個繼電器都有一個常開轉(zhuǎn)常閉的接點(diǎn)，便于在其他電路中使用 。 如圖 ： I/O 口， R為與單片機(jī)的 I/O 口相連的上拉電阻， LAMP為接地端，和 +5V組成電源電路為繼電器的兩個觸點(diǎn)供電，三極管、二極管以及電阻構(gòu)成了繼電器線 圈 兩端的控制電路，當(dāng) 端為低電平時，通過三極管的發(fā)射極接地，使得二極管截止，繼電器的電磁鐵的線圈不會通電，其觸點(diǎn)不會接觸在一起； ，二極管被導(dǎo)通，繼電器的電線圈會通電，其觸點(diǎn)會接觸在一起，于是就會 形成通路。 繼電器部分電路 的作用就是通過單片機(jī)的控制其通斷， 當(dāng)光頻轉(zhuǎn)換器工作，即當(dāng)外部有 光 照時，使單片機(jī)開始工作。當(dāng)外部沒有光照時，使得單片機(jī)停止對光信號的檢測。提高了單片機(jī)的工作效率。同時，也降低了功耗。 根據(jù)電路的需要和實(shí)際情況選擇 DS2Y 系列 ， 型 號 為 ： DS2YSDC5V的繼電器，其具體的參數(shù)如下： 外形尺寸（ mm）： （ LWH ） 重 量 ： 2g 觸點(diǎn)參數(shù)：觸點(diǎn)形式： 2C（ DPDT） 觸點(diǎn)負(fù)載： 2A30VDC 阻 抗： ≤50mΩ 額定電流： 2A 電氣壽命： ≥10 萬回 機(jī)械壽命： ≥1 億回 線圈參數(shù)： 阻值 (士 10%)： 45Ω 線圈功耗： 200mW 額定電壓： DC 5V 吸合電壓： DC 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 17 頁 共 36 頁 釋放電壓： DC 工作溫度： 40℃ ～ +85℃ 絕緣電阻： ≥1000MΩ 線圈與觸點(diǎn)間耐壓： 1000VAC/1分鐘 觸點(diǎn)與觸點(diǎn)間耐壓： 1000VAC/1分鐘 系統(tǒng)的鍵盤電路設(shè)計(jì) （ 1） 方案選擇 ： 方案一：矩陣鍵盤，其按鍵觸點(diǎn)接于由行、列母線構(gòu)成的矩陣電路交叉處，每當(dāng)按下一個鍵時，通過該鍵將行、列母線相通。若在行、列母線中把行母線逐行置 0，那么列 母線就用來做信號輸入線。 方案二 ： 獨(dú)立鍵盤，如圖 所示。每個鍵都有一根信號線與單片機(jī)電路相連，所有按鍵都有一個公共地或公共正端，每個鍵相互獨(dú)立互不影響。當(dāng)按下一個鍵時，無論其它鍵是否被按下，信號線由 1 變?yōu)?0；當(dāng)松開此鍵時，無論其它鍵是否被按下，信號線由 0 變?yōu)?1。根據(jù)本次設(shè)計(jì)十幾情況按鍵使用較少，所以采取方案二獨(dú)立按鍵。 圖 鍵盤電路 （ 2） 獨(dú)立式按鍵工作原理 用 I／ O口線構(gòu)成的單個按鍵電路，每個獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占有一根 I／ O口線，每根 I／ O口線上按鍵的工作狀態(tài)不會影響其他 I／ O口線的工作狀態(tài)，即一個按鍵對應(yīng)著－個端口輸入，每一個按鍵都有一個按鍵電路來判斷其是否按下。 時鐘電路 設(shè)計(jì) （ 1） 時鐘芯片 DS1302簡介 實(shí)時時鐘電路 DS1302是 DALLAS公司的一種具有涓細(xì)電流充電能力的電路，主要特 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 18 頁 共 36 頁 點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通 。 （ 2） 時鐘芯片 DS1302結(jié)構(gòu)及工作原理 1） DS1302 是美國 DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM的實(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、 時、分、秒進(jìn)行計(jì)時，具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM數(shù)據(jù)。 DS1302內(nèi)部有一個 31 8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM寄存器。 DS1302是 DS1202的升級產(chǎn)品，與 DS1202兼容，但增加了主電源 /后背電源雙電源引腳，同時提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。圖 （ a） 所示出DS1302的引腳排列 ,其中 Vcc1為后備電源， VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302由 Vcc1或 Vcc2兩者中的較大者供電。當(dāng) Vcc2大于Vcc1＋ ， Vcc2給 DS1302供電。當(dāng) Vcc2小于 Vcc1時， DS1302由 Vcc1供電。 X1和 X2是振蕩源，外接 。 RST是復(fù)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(dāng) RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302進(jìn)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(yùn)行時，在 Vcc≥ ， 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 )，后面有詳細(xì)說明。 SCLK始終是輸入端。 Vcc1 I/O SCLK Vcc2 X1 GND RST X1 1 8 2 7 3 6 4 5 圖 （ a） DS1302 引腳圖 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 19 頁 共 36 頁 圖 (b) DS1302內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2） 各引腳的功能為： Vcc1：主電源； Vcc2：備份電源。當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時，由 Vcc2向DS1302供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302供電。 SCLK：串行時鐘，輸入； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線； CE：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。該引腳有兩個功能：第一， CE開始控制字訪問移位寄存器的控制邏輯；其次， CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié) 數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ā? 3） DS1302 有下列幾組寄存器： ① DS1302有關(guān)日歷、時間的寄存器共有 12 個，其中有 7個寄存器（讀時 81h～ 8Dh，寫時 80h～ 8Ch），存放的數(shù)據(jù)格式為 BCD 碼形式，如 表 （ 1） 所示。 讀寄存器 寫寄存器 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 范圍 81h 80h CH 10秒 秒 00— 59 83h 82h 10秒 分 00— 59 85h 84h 12/24 0 10 時 時 1— 12/0— 2 AM/PM 87h 86h 0 0 10日 日 1— 31 89h 88h 0 0 0 10 月 月 1— 12 8Bh 8Ah 0 0 0 0 0 周日 1— 7 8Dh 8Ch 10年 年 00— 99 8Fh 8Eh WP 0 0 0 0 0 0 0 — 表 （ 1） 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 20 頁 共 36 頁 DS1302有關(guān)日歷、時間的寄存器 ： 小時寄存器（ 85h、 84h）的位 7用于定義 DS1302是運(yùn)行于 12 小時模式還是 24小時模式。當(dāng)為高時，選擇 12小時模式。在 12小時模式時，位 5 是，當(dāng)為 1時，表示 PM。在 24小時模式時，位 5是第二個 10 小時位。 秒寄存器（ 81h、 80h）的位 7定義為時鐘暫停標(biāo)志（ CH）。當(dāng)該位置為 1時，時鐘振蕩器停止， DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為 0時，時鐘開始運(yùn)行。 控制寄存器（ 8Fh、 8Eh）的位 7是寫保護(hù)位（ WP），其它 7位均置為 0。在任何的對時鐘和 RAM的寫操作之前， WP位必須為 0。當(dāng) WP位為 1時，寫保護(hù)位防止對任一寄存器的寫操作。 ② DS1302有關(guān) RAM的地址 DS1302中附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM的地址如 表 （ 2） 所示。 讀地址 寫地址 數(shù)據(jù)范圍 C1h C2h 00FFh C3h C4h 00FFh C5h C6h 00FFh FDh FCh 00FFh 表 （ 2） ③ DS1302的工作模式寄存器 所謂突發(fā)模式是指一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM數(shù)據(jù)。突發(fā)模式寄存器如 表(3)所示。 工作模式寄存器 讀寄存器 寫寄存器 時鐘突發(fā)模式寄存器 CLOCK BURST BFh BEh RAM突發(fā)模式寄存 器 RAM BURST FFh FEh 表 (3) ④ 此外， DS1302 還有充電寄存器等。 4） 讀寫時序說明 DS1302是 SPI 總線驅(qū)動方式。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 要想與 DS1302 通信，首先要先了解 DS1302 的控制字。 DS1302 的控制字如 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 21 頁 共 36 頁 表 （ 4） 。 7 6 5 4 3 2 1 0 1 RAM A4 A3 A2 A1 A0 RD C k WR 表 （ 4） 。 （ 1） 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。 （ 2） 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)； （ 3） 位 5至位 1（ A4～ A0）：指示操作單元的地址； （ 4） 位 0（最低有效位）：如為 0，表示要進(jìn)行寫操作，為 1表示進(jìn)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。數(shù)據(jù)讀寫時序如圖 (5)。 圖 (5) 數(shù)據(jù)讀寫時序 圖 （ 3） 時鐘芯片 DS1302控制電路 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 22 頁 共 36 頁 圖 （ c） DS1302時鐘芯片連接電路 在調(diào)試程序時可以不加電容器，只加一個 的晶振即可。只是選擇晶振時，不同的晶振，誤差也較大。 LCD還可以換成 LED，還可以使用北京衛(wèi)信杰科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的 10位多功能 8段液晶顯示模塊 LCM101，內(nèi)含看門狗 (WDT)/時鐘發(fā)生器及兩種頻率的蜂鳴器驅(qū)動電路，并有內(nèi)置顯示 RAM，可顯示任意字段筆劃，具有 3－ 4線串行接口，可與任何單片機(jī)、 IC接口。功 耗低，顯示狀態(tài)時電流為 2μ A (典型值 )，省電模式時小于 1μ A，工作電壓為 ～ ，顯示清晰。 顯示電路設(shè)計(jì) （ 1） LED 動態(tài)顯示 選擇 方案一 ： 顯示電路通常采用液晶顯示和數(shù)碼管顯示，對于一般的段式液晶屏需要專門的驅(qū)動電路，而且液晶作為一種被動顯示，可視性差，不適合遠(yuǎn)距離觀看，對于具有驅(qū)動電路和單片機(jī)借口的液晶顯示模塊一般采用并行接口。對單片機(jī)的接口要求較高，占用資源多。另外單片機(jī)沒有專門的液晶驅(qū)動接口。 方案二： 數(shù)碼管作為一種主動的顯示器件，具有亮度高，相應(yīng)速度快，防潮防濕性能好 ，溫度特性極好價格便宜，易于購買等優(yōu)點(diǎn)而且具有遠(yuǎn)距離顯示效果，很適合夜間或遠(yuǎn)距離操作。因此本設(shè)計(jì)采用 8段數(shù)碼管作為顯示介質(zhì)。 數(shù)碼管顯示可分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。由于本設(shè)計(jì)采用五位數(shù)碼管顯示時間，如果采用靜態(tài)顯示則站用的接口線多，硬件電路復(fù)雜，所以采用動態(tài)顯示。 （ 2） LED 動態(tài)顯示 該模塊主要由 LED數(shù)碼管組成。其接口電路是把所有的