【文章內容簡介】 . 1u FV C CV C CO U T 圖 26 紅外 對射 電路 如圖 26 所示，紅外線發(fā)射電路以時鐘定時集成芯片 LM393AD 為核心 ，可以將模擬量轉化為數字量 。 LM393 是由兩個獨立的、高精度電壓比較器組成的集成電路，失調電壓低，最大為 。它專為獲得寬電壓范圍、單電源供電而設計，也可以以雙電源供電；而且無論電源電壓大小，電源消耗的電流都很低。它還有一個特性：即使是單電源供電，比較 器的共模輸入電壓范圍接近地電平 。 主要應用于限幅器、簡單的模 /數轉換器、脈沖發(fā)生器、延時發(fā)生器、寬頻壓控振蕩器、MOS 時鐘計時器、多頻振蕩器和高電平數字邏輯門電路。 393 被設計成能直接連接 TTL和 CMOS；當用雙電源供電時，它能兼容 MOS 邏輯電路 —— 這是低功耗的 393 相較于標準比較器的獨特優(yōu)勢。 其 管腳圖 ，如圖 27 所 示： 管腳排列圖解（頂視） 管腳排列圖解（ 俯視 ） 圖 27 LM393 管腳圖 表 23 管腳功能表 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 引出端序號 符號 功能 1 OUT A 輸出 A 2 IN A 反相輸入 A 3 IN A+ 同相輸入 A 4 GND 接地端 5 IN B+ 同相輸入 B 6 IN B 反相輸入 B 7 OUT B 輸出 B 8 Vcc 電源電壓 管腳功能，如表 23： 應用說 明： LM393 是高增益 ， 寬頻帶器件 ， 象大多數比較器一樣 ， 如果輸出端到輸入端有寄生電容而產生耦合 ， 則很容易產生振蕩 。 這種現象僅僅出現在當比較器改變狀態(tài)時 ， 輸出電壓過渡的間隙 。 電源加旁路濾波并不能解決這個問題 ， 標準 PC 板的設計對減小輸入 — 輸出寄生 電容耦合 是有助的 。 減小 輸入電阻至小于 10K 將減小反饋信號 ， 而且增加甚至很小的正反饋量 (滯回 ~10mV)能導致快速轉換 ， 使得不可能產生由于寄生電容引起的振蕩 。 除非利用滯后 ， 否則直接插入 IC 并在引腳上加上電阻將引起輸入 — 輸出在很短的轉換周期內振蕩 ， 如果輸入信號是脈沖波形 ， 并且上升和下降時間相當快 ,則滯回將不需要。比較器的所有沒有用的引腳必須接地。 LM393 偏置網絡確立了其靜態(tài)電流與電源電 壓范圍 ~30V 無關。 通常電源不需要加旁路電容。 差分輸入電壓可以大于 Vcc 并不損壞器件 .保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過。 LM393 的輸出部分是集電極開路，發(fā)射極接地的 NPN 輸出晶體管 ,可以用多集電極輸出提供。 功能 ： 輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內的任何電源電壓上，不受 Vcc端電壓值的限制 .此輸出能作為一個簡單的對地 SPS 開路 (當不用負載電阻沒被運用 ),輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制，當達到極限電流 (16mA)時 ,輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快 上升，輸出飽和電壓被輸出晶體管大約 60ohm 的γ SAT 限制。當負載電流很小時 ,輸出晶體管的低失調電壓 (約 )允許 輸出箝位在零電平。 第 液晶 顯示 電路設計 液晶顯示屏的英文名稱是 Liquid Crystal Display(Device)，簡稱 LCD。根據 LCD 所采用的材料構造，可把液晶分為 TN、 STN、 TFT 等三大類，而據目前的技術原理又可以將它們再次分為 TN、 STN、 FSTN、 DSTN、 TFT 等諸多類別： 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 LCD 的特點是體積小、形狀薄、重量輕、耗能少（ 1～ 10 微瓦 /平方厘米）、低發(fā)熱、工作電壓低（ ～ 6 伏）、無污染，無輻射、無靜電感應，尤其是視域寬、顯示信息量大、無閃爍，并能直接與 CMOS 集成電路相匹配，同時還是真正的“平板”式顯示設備。這些特點正在使顯示領域從傳統(tǒng) CRT 走向 LCD。本設計選擇的是諾基亞 5110 液晶顯示器，其原理圖如圖 28 所示， 各個引腳功能說明 如表 24 所示： 1234567891011121314 1516 17 1819J1諾基亞 51 10 L C DV D DC L KD I ND /CCSO C SG N DV O U TR S TL E D 1AL E D 1KL E D 2AL E D 2KF1X3F1X4NC1F1X1F1X2N C 2V C CCC A PC L D R S TC L KDID /CL C SV C CR11KR21K 圖 28 諾基亞 5110 液晶顯示器原理圖 表 24 各個引腳功能說明 引腳號 引腳名 功能 備注 1 VDD 電源輸入腳 (推薦使用 )，導電膠連接 2 CLK 同步時鐘輸入 最高可達 4Mbps 3 DIN 數據輸入 時鐘上升沿采樣 4 D/C 數據 /命令切換 0：命令 1：數據 5 CS 片選信號 低電平有效 6 OSC 外部時鐘輸入 如果使用片內振蕩器該腳接 VDD 7 GND 接地 8 VOUT LCD 供電電路使用 需外接電容，試驗證明 均可，電容越大，掉電的時候屏幕上出現的黑線消失的就越慢。 9 RST LCD 復位信號輸入 低電平有效 1013 LEDX 兩個背光 LED 需要選用高亮側面發(fā)光的 LED，同時如果對背光要求較高可使用 4 個 LED，背光板上留有位置 。 1417 FIXn 4 個金屬框固定孔 推薦使用 1mm 厚的 PCB 1819 NCn 2 個定位孔 對應背光板上 2 個定位柱 該 液晶 具有以下特點： ● 84x48 的點陣 LCD，可以顯示 4 行漢字， ● 采用串行接口與主處理器進行通信，接口信號線數量大幅度減少，包括電源和地在內的信號線僅有 9 條。支持多種串行通信協(xié)議（如 AVR 單片機的ＳＰ I、 MCS51 的串口蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 模式０等），傳輸速率高達 4Mbps，可全速寫入顯示數據，無等待時間。 ● 可通過導電膠連接模塊與印制版，而不用連接電纜，用模塊上的金屬鉤可將模塊固定 到印制板上，因而非常便于安裝和更換。 ● LCD 控制器／驅動器芯片已綁定到 LCD 晶片上，模塊的體積很小。 ● 采用低電壓供電，正常顯示時的工作電流在 200μ A 以下，且具有掉電模式。 連線圖如圖 29 所示： LEDGND RESTSCE D/CDA CLK3.3V諾基亞 51 00V C C12345678 圖 29 諾基亞 5110 液晶顯示器 連線 圖 第 繼電器 開關電路與報警電路的設計 . 74LS245 芯片 介紹 74LS245 是我們常用的芯片， 本設計采 用來驅動 繼電器和蜂鳴器 ，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數據。 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數據。 當 單片機 的 P0 口總線負載達到或超過 P0 最大負載能力時，必須接入 74LS245 等總線驅動器。 G19D I R1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U7 4L S2 45 圖 210 74LS245 引腳圖 如圖 210 所示， 當片選端 /CE 低電平有效時， DIR=“ 0” ，信號由 B 向 A 傳輸；（接收） 。 DIR=“ 1” ，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當 /CE 為高電平時， A、 B 均為高阻態(tài) 。蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁 由于 P2 口始終輸出地址的高 8 位，接口時 74LS245 的三態(tài)控制端 /1G 和 /2G 接地， P2 口與驅動器輸入線對應 相連。 P0 口與 74LS245 輸入端相連 ,/E 端接地，保證數據現暢通。 8051 的 /RD 和 /PSEN 相與后接 DIR，使得 /RD 或 /PSEN 有效時， 74LS245 輸入（ ← Di），其它時間處于輸出（ → Di）。 . 繼電器開關 電路 設計 為了驅動繼電器導通時線圈有足夠的磁力，在繼電器之前加了 74LS245 驅動 。 繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點 與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的 “ 常開、常閉 ” 觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為 “ 常開觸點 ” ；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 “ 常閉觸點 ” 。繼電器一般有兩股電路，為低 壓控制電路和高壓工作電路 ， 其 原理圖如圖 211 所示， 繼電器 A1 恒為高電平，當 74LS245 的 relay 為低電平時，繼電器的 A2 為低電平，繼電器處于 通電狀態(tài)，開關閉合， B0、 B1 處于導通狀態(tài)，發(fā)光二級管點亮。 DL E DDL E DA1B0A2B1B2J繼電器 1A1B0A2B1B2J繼電器 2G19D I R1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U17 4 L S 2 4 5R1KR1KV C C繼電器 1繼電器 2 圖 211 繼電器連線圖 . 蜂鳴器報警電路 設計 為了保證蜂鳴器足夠的響亮，在蜂鳴器之前也加了 74LS245 驅動。 本設計采 用 軟件處理報警，利用有源蜂鳴器進行報警輸出，采用直流供電。 蜂鳴器的 A0 也恒為高電平，當74LS245 的 buzzer 為低電平時，蜂鳴器的 A1 為低電平，此時蜂鳴器報警。 報警電路硬件連接見下圖 212 所示 ： 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁 G19D I R1A12B118A23B217A34B316A45B415A56B514A67B613A78B712A89B811U74 L S24 5UB U Z Z E RV C CA1A0B U Z Z E R 圖 212 蜂鳴器電路連接圖 第 按鍵電路設計 為了 使設計操作更加方便 ， 設計 了按鍵電路，這樣就可以人為設定 車輛進出值 。 圖 213為設計 的按鍵電路圖。 S S2 按鍵 按下，車輛加 、 減” 1”； S3 按鍵 按 一 次， S S2 按鍵按下，車輛數加 、 減“ 10”； S3 按鍵 按 二 次， S S2 按鍵 按下，車輛數加 、 減“ 100”； S3按鍵 按 三 次，系統(tǒng)復位。 S3 按鍵按四次，恢復 到 復位前的車輛數，開始接著計數。 圖 213 按鍵電路 圖 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 第 3章 系統(tǒng) 的 程序 設計 第 主程序設計 STC89C52RC 單片機可以用匯編語言和 C 語言進行編程。匯編語言與機器指令一一對應，所以用匯編語言編寫的程序在單片機里運行起來效率較高，而且對于對射式紅外計數器數據的讀寫上，所用到的語句比較簡單易懂。 而 C 語言程序可讀性高，更便于理解。 本設計使用 C 語言編程。 第一次開機，系統(tǒng)進行初始化， LCD 顯示初始數字，對停車場內的車輛數進行設定一個初值 N，并開始運行。如果有物體通過進入對射式紅外傳感器時，繼電器開關打開， LED燈點亮 ， LCD 的最后一位開始累加。如果這個時候有物體通過駛出 紅外 對射式傳感器時，另一繼電器開關打開， LED 點亮 ， LCD 的最后一位開始累 減 。如果這個時候有兩個物體同時通過 駛出和駛入對射式紅外傳感器時，兩個繼電器開關同時打開 ，兩個發(fā)光二極管 LED同時點亮， LCD 的最后一位開始累加。當此 停車場車輛數大 于 500 時 ， 蜂鳴器報警， 等待復位 命令重新進行計數 。 蘇州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 圖 31 主程序流程圖 第 數據采集 模塊程序設計 數據采集模塊主要是指在系統(tǒng)開始運行時， 當 有車輛 經過 紅外對射式傳感器時，紅外傳感器的