【文章內容簡介】 編程 雙數據寄存器指針 表 1 主要功能 表 特性 復位電路 系統的復位電路是將核心控制芯片回到默認的硬件狀態(tài)下，即使單片機的片內電路初始化，使得單片機能夠從一種確定的默認的狀態(tài)下開始運行，它是每個微機系統必須執(zhí) 行的第一步。 單片機 AT89S51 的復位是 通過 外部的復位電路來實現的，其復 位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內的施密特觸發(fā)器中的。 復位電路工作原理 圖 如圖 5 所示， 在 VCC 上電 瞬間 ， 電容器 C3 隨之 充電，在電阻 R1 上出現電壓，使得單片機復位；幾個毫秒 之 后， 電容器 C3 充滿， 通過 電阻 R2上 的 電流 將 降為 0，電壓也為 0，使得單片機 進入工作狀態(tài) 。工作期間，按下 按鈕 ， 電容器 C3 放電 ， 松開按鍵 按鈕 ， 電容器 C3 又 開始 充電，在 10K電阻上出現電壓，使得單片機復位。幾個毫秒 之 后，單片機進入工作狀態(tài)。 圖 5 復位電路 時鐘電路 單片機的時鐘電路是用來配合外部晶體實現振蕩的電路，這樣可以為單片機提供時鐘， 單片機中各功能部件的運行都是以時鐘頻率為基準 ，如果運行時鐘為 0，單片機就不工作，當然超過單片機的工作頻率 8 的時鐘也會導致單片機不工作 。電路圖 6 所示。 圖 6 時鐘電路圖 人體紅外檢測模塊 不管是什么物體其自身都會向外不發(fā)射出紅外線，由于物體不同，發(fā)射出的紅外線波長也不一樣， 通過這一點的區(qū)分，我們就可以通過多紅外閑的勘察，來做出判斷，人體紅外傳感器就是一種能區(qū)分人與其他物體的傳感器。其 工作原理如下： 正常人體會發(fā)出波長為 10μ M 的紅外線 ，被被探測到之后，先被 菲泥爾濾光片增強 ，然 后 被 聚集到紅外感應源 ，引起感應源溫度變化 ， 使得其向外 釋放電荷，后續(xù)電路 檢測到電荷后，就會顯示為有人體存在。 人體紅外傳感器透鏡的信號采集敏感區(qū)示意圖如圖 7. 有人進 來 時， 人體紅外線 被紅外傳感器 所 接收，人體存在 就會 被感應， 并以 高電平 輸出 。當人進入 到最不敏感 的 移動方向時， 那么 人體傳感器所 檢測到 的信號就會不 理想 ，有 的 時會產生誤動作，所以 在安裝人體紅外傳感器 時 方向 要特別注意 。 傳 感 器最 敏 感 移 動 區(qū) 域最 不 敏 感 移 動 區(qū) 域 圖 7 信號采集敏感區(qū) 人體紅外傳感器的原理圖如圖 8 所示： 人體紅外傳感器的 1 號引腳 是 電源 的 信號端， 2 號引腳 是 信號采集輸出端， 3 號引腳 是 地信號端。在設計電路 時 ，為了 增加 人體傳感器的工作 時的 可靠 性，在 引腳 2 與地引腳 3 之間加 入 一個 6800PF 的電容，此外 人體存在傳感器的引腳 2 和 單片機的 連 接在一起 ， 再接一個 100 千歐 的上拉電阻， 這樣就能使得 人體存在傳感器 的 輸出信號 更加的 可靠。其電路原理圖如圖 9. 9 圖 8 人體紅外傳感器的原理圖 1 2 3H P 2 0 8C6 8 0 p fV C Cp 3 .3 圖 9 人體 紅外 傳感器電路圖 日光強度檢測模塊 是以 單片機作為核心， 由于單片機的體積小 、 成本低 ， 能夠 滿足實際需求。傳感器選擇 的是 光敏電阻， 和 精密電阻串聯 串聯在一起， 分壓得到 的 電壓信號 傳 送 到 A／ D 如圖 10。為了減小模塊 的體 積 以及 降低成本 的價格 ， 本設計 選擇 了 功耗 低 、方式工作 為串行 的 TLC549 作為 A／ D 轉換器。 TLC549 采用 了 IinCMOSTM 技術并 且 以開關電容逐次逼近 的 原理 來 工作的 8 位串行 A／ D 芯片，可 以和通用微控制器、處理器通過 CS、 DATAOUT、 I／ OCLOCK 三條口線 來 進行串行 接口 的 。 TLC549 有軟、硬件控制電路和 4MHz 的片內系統時鐘，轉換 的 時間最長 是 17μ s， 最高可以達到 為 40000 次 /s轉換速率?？?的失調誤差最大 是 177。 0． 5LSB，典型功耗值 是 6mW。 TLC549 采用 的是 差分參考電壓高阻輸入，抗干擾 性強 ，可 以 按 照 比例量程 來 校準轉換 的 范圍， 因為當 VREF接地時 ， (VREF+)(VREF)≥ 1V， 所以 較小信號 就可以用它來 采樣， 另外 ，該芯片 的 電源供電 的 范圍 是 3～ 6v?？?而言 之， TLC549 具有時序簡單，控制 的 口線少，價格便宜，轉換速度快，功耗低等特點， 比較 適用于低功耗 的 袖珍 儀器上單路 A/D 的 采樣，也可 以把 多個器件并聯 在一起來 使用。工作原理 為 TLC549 帶有片內系統時鐘，該時鐘 和 I／ OCLOCK 是 彼此 獨立工作的，對于 特殊速度 和 相位匹配 沒有要求 。當 CS 為高 電平 時， DATA OUT 端口 是 高阻狀態(tài)， 這 時 I／ OCLOCK 是 不起作用。這種 CS 的 控制作用允許在使用多片 TLc549 時，共用 I／ OCLOCK， 來 減少多路 (片 )A／ D 使用時 I／ O 控制端口。 10 圖 10 A/D 模塊 1602 液晶顯示模塊 顯示模塊采用 1602 LCD 液晶顯示器 ,顯示控制方法簡單 ,低功率 ,簡單的硬件電路 ,可以 顯示字符。 1602液晶模塊字符在內存 (CGROM)有 160 個不同的點陣字符圖形存儲 ,這些字符 包括 阿拉伯數字和英文字母和常用的符號 ,和日本的假名 ,每個 字符 有一個固定的代碼 ,如英文字母 “A”資本的代碼是 01000001 B,顯示模塊取 41 H 點陣字符圖形顯示地址 ,我們可以看到字母 “A”。 1602 是有 一個標準接口 16 腳接口 。 引腳分布和接口信號說明 (1)引腳分布 1602 液晶顯示共有 16 個引腳，其引腳分布如圖 11 所示。 圖 11 1602 液晶顯示模塊引腳分布 (2)引腳功能 1602 引腳功能如表 2 所示 表 2 LCD1602 引腳功能 11 LCD 液晶電路 LCD 液晶電路連接如圖 12 所示： 圖 12 LCD1602 連接圖 讀寫操作時序如圖 13 和 14 所示： 12 圖 13 讀操作時序 圖 14 寫操作時序 繼電器驅動模塊供電電路 繼電器 是整個系統的強弱電的中間體，其 驅動電路如圖 14 所示， 這里友 ULN2020 來驅動繼電器 ， 在系統 開機時， 單片機的 RESET 將 51單片機初始化 ， P2^1 管腳是低電平， ULN2020 內部的 三極管 為 截止 狀態(tài) ， 因此 開機 之 后繼電器 始終處于常開狀態(tài) ，如果 人體紅外傳感器檢測到有人體存在信號時， P2^1 管腳將輸出高 電平， 此時 ULN2020 內部的三極管處 于導通狀態(tài) ，繼電器得電 后立馬處于常閉狀態(tài) 吸合，從而 使負載得以 驅動， 最后 點亮電燈。繼電器都有一對觸點， 它們都可以常開常閉。 繼電器驅動接口電路如圖 15所示。 13 圖 15 繼電器驅動電路圖 系統供電電路 本系統的供電電源采用直流穩(wěn)壓電源供電。首先先將 220V 的交流電經過變壓、整流、一次濾波和穩(wěn)壓以及二次濾波后轉換成穩(wěn)定的 5V 直流電壓后，在供給整個控制電路，驅動電路以及顯示電路供電。其所對應方框圖 2 所示，以下就各部分的作用加以介紹。 [8] 電路的分析過程如下：如圖 16 所示，首先在輸入端輸入為 220V 的交流電 壓（即市電），在一般情況下，我們所需要的直流電壓與市電的有效值有著很大的差別的差別，此時需要通過降壓變壓器降壓后，再對降壓后的交流電進行處理。在選取變壓器的時候也要注意銘牌的選取。這樣可以避免對后續(xù)的電路造成一定的影響。變壓器二次側輸出的交流電壓對后面直流電也有著一定的影響。 通過整流電路可以將變壓器二次側輸出的電壓將轉換為直流電，此整流電路可以通過 4 個二極管即可實現。由于整流之后的直流電中均含有較大的交流分量，這樣將會對負載電路的造成一定的沖擊；例如，交流分量將混入輸入信號被放大電路放大，甚至在放大電路的 輸出端所混入的電源交流分量大于有用信號；因此不能將此直流電源電子電路的供電電源。 為了解決上述問題，需通過電容濾波電路濾波，將輸出的直流電趨于平滑。在理想情況下，交流分量應當全部濾除，使輸出的電壓就為穩(wěn)定的直流電。然而由于無源濾波電路的影響，所以負載對此濾波電路勢必會造成一定的影響。 交流電壓經過了上述的處理之后，雖然直流電壓中交流分量較小，但當市電波動或者負載變化時，其直流電壓還會隨之變化。此時需要接上一個穩(wěn)壓電路來使輸出的直流電壓基本不受市電或者負載變化的影響，從而使直流電源的穩(wěn)定性能大大提高。 D1Bridge1Vin1Vout3GND3L17805470uFC4104C6470uFC5104C7123P1Header 3GNDVCC 圖 16系統供電電路 14 系統