【文章內(nèi)容簡介】 前我手中遙控器就是32位編碼，如圖1所示，接著是16位系統(tǒng)碼，系統(tǒng)碼能區(qū)別不同的電器設備，防止不同的遙控碼互相干擾，接下來是8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)反碼,間隔23ms的高電平后，再發(fā)一個結(jié)束碼，與啟始碼完全一樣的。發(fā)送波形如圖36所示。圖36 遙控碼波形接收電咱我們使用一化紅外接紅外接收管1838，不需要任何外接無件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，實物如圖37所示。圖37 紅外一體接收管 溫度傳感器的選擇在本設計中采用DS18B20作為溫度傳感器。省去了模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，直接讀取度數(shù)。 1）單線接口：僅需一根接口線與MCU連接；2）無需外圍元件；3）可由接口線提供能量，也可由5V電源供電；4）溫范圍－55℃～+125℃，在10～+85℃時精度為177?！妫?）9～12位溫度讀數(shù)；6）在使用12位分辨率時，A/D轉(zhuǎn)換最長為750ms，使用9位分辨率時，；7）用戶可以自設定溫度報警上下限，其值在斷電后仍可保存；8）報警搜索命令可識別哪片DS18B20超溫度限。 DS18B20的引腳如圖38。 DS18B20引腳定義： 1）I/O：數(shù)字信號輸入/輸出端； 2）GND：為接地端； 3）VDD：為外接電源輸入端。 圖38 DS18B20引腳圖 步進電機的選擇 本設計中選擇的步進電機為28BYJ48步進電機，如圖39簡單介紹一下步進電機的工作原理。步進電機脈沖轉(zhuǎn)化為角位移，就是說當步進驅(qū)動器每接收到一個脈沖時，步進電機按規(guī)定的方向轉(zhuǎn)動一個步進角。于是角位移量就可以通過控制脈沖個數(shù)來控制。從而準確定位。同時又可以通過調(diào)整脈沖頻率，從而達到調(diào)速的目的。圖39 28BYJ48步進電機 步進電機28BYJ48型四相八拍電機，電壓為DC5VDC12V。常見的通電方式有單（單相繞組通電）四拍（ABCDA。），雙（雙相繞組通電）四拍（ABBCCDDAAB。），八拍（AABBBCCCDDDAA。）。繞組通電方式如表31所示。表31 步進電機各繞組通電方式號線顏色123456785紅++++++++4橙+++3黃+++2粉+++1藍+++ 液晶顯示器的選擇本設計選用的1602工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符。（16列2行）。1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊它有若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符。每位之間有一個點距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以他不能顯示圖形。實物如圖310所示。圖310 1602液晶 1．工作參數(shù)如表32：表32工作參數(shù)顯示容量：16X2個字符工作電壓：工作電流：（）最優(yōu)電壓：字符尺寸：（WXH）mm：表33 接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data2VDD電源正極10D3Data3VL偏壓信號11D4Data4RSData命令選擇12D5Data5R/W讀寫選擇端（H/L）13D6Data6E使能信號14D7Data7D0Data I/O15BLA背光電源正極8D1Data I/O16BLK背光電源負極 光敏電阻的選擇對于室內(nèi)光線的采集，采用光敏電阻制成的一個對光線采集的傳感器電路。光敏電阻兩端的輸出電壓經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后輸出，其數(shù)值由單片機讀出。再送入液晶顯示或者經(jīng)串口發(fā)送。光敏電阻如圖311所示。圖311 光敏電阻外形 物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)硬件的選擇 單片機的選擇 在物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)中，單片機選擇Atmega128，因為在本次設計中，要在單片機里面嵌入實時操作系統(tǒng)。NUT/OS實時操作系統(tǒng)支持兩種AVR單片機，一種是Atmega128，一種是Atmega103，綜合考慮，選擇Atmega128。引腳如圖312所示。 引腳說明VCC 數(shù)字電路的電源。GND 地。端口A(PA7..PA0) 端口A 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復位發(fā)生時端口A 為三態(tài)。端口B(PB7..PB0) 端口B 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復位發(fā)生時端口B為三態(tài)。端口C(PC7..PC0) 端口C 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復位發(fā)生時端口C 為三態(tài)。在ATmega103 兼容模式下，端口C 只能作為輸出，而且在復位發(fā)生時不是三態(tài)。端口D(PD7..PD0) 端口D 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復位發(fā)生時端口D為三態(tài)。端口E(PE7..PE0) 端口E 為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。復位發(fā)生時端口E 為三態(tài)。端口F(PF7..PF0) 端口 F 為ADC 的模擬輸入引腳。如果不作為ADC 的模擬輸入，端口 F 可以作為8 位雙向I/O 口，并具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動特性，可以輸出和吸收大電流。作為輸入使用時，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時將輸出電流。端口G(PG4..PG0) 端口G 為5 位雙向I/O 口。RESET復位引腳。XTAL1：片內(nèi)時鐘和反向振蕩器放大器輸入。XTAL2：反向振蕩器放大器輸出。AVCC AVCC：為端口F以及ADC轉(zhuǎn)換器的電源。AREF AREF: 為ADC 的模擬基準輸入腳。PEN PEN：是SPI串行下載的使能引腳。圖312 tmega128引腳圖 網(wǎng)絡接口芯片的選擇網(wǎng)絡接口芯片選用RTL8019AS,RTL8019AS收發(fā)可達到10Mbps的速率，內(nèi)置16KB的SRAM，可以方便的與微處理器進行連接。 RTL8019AS采用100腳PQFP封裝，其主要引腳功能如下： 引腳1－4,97－100：中斷控制INT07引腳33：復位控制 引腳34：使能控制角AEN,低電平有效 引腳6,17,70,89：數(shù)字電源，+5V引腳14,28,83,86：數(shù)字地GND引腳47,57：模擬電源：+5V引腳44,52：模擬地 引腳5,7－13,15,16,18－27：ISA地址總線引腳36－43,87,88,90－95：ISA數(shù)據(jù)總線引腳31： ROM讀操作控制 引腳32： ROM寫操作控制引腳62：RX接收數(shù)據(jù)引腳63：TX發(fā)送數(shù)據(jù)引腳58,59：接收數(shù)據(jù) 引腳45,46：發(fā)送數(shù)據(jù)引腳50,51：外接晶體 引腳29：ISA I/O讀使能 引腳30：ISA I/O寫使能 引腳77：9346連續(xù)數(shù)據(jù)輸出引腳78：9346連續(xù)數(shù)據(jù)輸入 引腳79：9346連續(xù)數(shù)據(jù)時鐘如圖313所示： 圖313 RTL8019AS 鎖存器的選擇 這里選擇鎖存器的作用是擴展PA口，使其8個引腳既可以作為數(shù)據(jù)線使用也可以用作地址線使用。鎖存器選擇為74HC573。74HC573 跟LS/AL573 的管腳一樣，如圖314。器件的輸入是和標準CMOS 輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和LS/ALSTTL 輸出兼容。當鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存，具體功能如表34。其中X=不用關心，Z=高阻抗。輸出能直接接到CMOS，NMOS 和TTL 接口上操作電壓范圍：~低輸入電流：CMOS 器件的高噪聲抵抗特性圖314 74HC573表34 74hc573功能表輸入輸出輸出使能所存使能DQLHHHLHLLLLX不變HXXZ 引腳分配情況如表35。表35 74HC573引腳分配情況引腳號符號名稱及功能1OE三態(tài)輸出使能輸入（低電平）9D0D7數(shù)據(jù)輸入111111119QOQ7三態(tài)鎖存輸出11LE鎖存使能輸入10GND接地（0V）20VCC電源電壓 存儲器的選擇 NUT/OS實時操作系統(tǒng)通常都被使用在需要創(chuàng)建嵌入式以太網(wǎng)或一些復雜且實時性要求較高的場合，一般需要擴展32k的SRAM，所以這里選擇62256。 62256是32k的低功耗靜態(tài)RAM存儲器，用PA和PC來擴展RAM。該芯片共有地址線15根，可提供32k的字節(jié)空間。 62256引腳功能如表36。 表36 62256引腳說明引腳號引腳說明A0A14地址總線D0D7輸入/輸出口CS端口選擇WE輸入使能OE輸出使能VCC電源使能VSS接地管腳圖如圖315所示。圖315 62256管腳圖 本章小結(jié) 上述元器件為設計中的主要元件，有核心控制器、設備驅(qū)動元件以及傳感器等等，原件根據(jù)設備的運作條件選取，皆符合設備的運轉(zhuǎn)要求，本章中注明了元件的各參數(shù)，元件管腳圖等等，為電路設計做了良好的鋪墊。第四章 硬件電路設計 智能終端硬件電路設計單片機芯片中的高增益反相放大器，其輸入端為引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2 。通過這兩個引腳在芯片外并接石英晶體振蕩器和兩只電容（通常取30pF）。石英晶體為一敏感元件，與電容構成振蕩回路，為片內(nèi)放大器提供正反饋和振蕩所需的相移條件，從而構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。電路如圖41所示。圖41 晶振電路復位電路用于產(chǎn)生復位信號，是單片機系統(tǒng)中有一不可或缺的部分。它通過RST引腳送入單片機，與單片機的第9引腳連接，進行復位操作。復位電路的好壞直接影響單片機系統(tǒng)工作的可靠性。復位方式有兩種：手動和加電復位。加電復位是指通過專用電路產(chǎn)生復位信號。它是系統(tǒng)的原始復位方式，發(fā)生在開機加電時，是系統(tǒng)自動完成的。加電復位是基本的、任何單片機系統(tǒng)都具有的功能。而手動復位也應通過專用電路實現(xiàn)。在單片機系統(tǒng)中，手動復位是必須具有的功能。在調(diào)試或運行程序時，若遇到死機、死循環(huán)等情況，手動復位是擺脫這種局面的最常用的方法。這時，手動復位所完成的是一次重新啟動操作。在實際系統(tǒng)中，總是把加電復位電路和手動復位電路結(jié)合在一起，形成一個既能加電復位又能手動復位的公用復位電路。本設計中采用手動復位，電路如圖42所示。圖42 復位電路 光強采集及AD轉(zhuǎn)換電路光強采集電路由光敏電阻和一個1K電阻組成，然后取光敏電阻兩端電壓接A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804。ADC0804的D0至D7腳于單片機AT89S52的P1口相接。在本設計中Vref/2接一個010K電位器作為A/D轉(zhuǎn)換器ADC0804調(diào)節(jié)輸入電壓，從而一定程度上調(diào)整測量精確度。如圖43光強采集電路。圖43 光強采集及AD轉(zhuǎn)換電路 串口通信電路采集的光強信號參數(shù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，在單片機中進行處理。 TTL電平從單片機的TXD端發(fā)出，經(jīng)過MAX232轉(zhuǎn)換為RS232電平后從MAX232的14腳T1OUT發(fā)出，連接至PC機的串口座的第2腳RXD端，至此計算機接收到數(shù)據(jù)。MAX232的13腳連接PC機串口座的第3腳TXD端，PC機發(fā)送數(shù)據(jù)。串口通信電路如圖44所示。圖44 串口通信電路 步進電機驅(qū)動電路 在Proteus中，選擇motorstepper，這是四相步進電機，六個端子，其中兩個公共端與ULN2003A的COM端相連接，并且一同連接到+5V電源上，ULN2003的ABCD四相與P2口相連接。具體接線如圖45所示。圖45 步進電機驅(qū)動電路 液晶驅(qū)動電路 液晶顯示電路主要有YJD1602A1組成，其中D0D7連接至單片機的P1口，,，具體的液晶驅(qū)動電路如圖46所示。圖46 液晶驅(qū)動電路 紅外接收電路 紅外接收電路采用紅外一體化接收頭，其中三個引腳，一個接地，一個接電源，還有一個數(shù)據(jù)輸出引腳接外部中斷0，采用中斷的方式對紅外波形進行解碼。其紅外電路如圖47所示。圖47 紅外接收電路 智能終端系統(tǒng)總圖 智能終端系統(tǒng)總圖由溫度采集電路、光強采集電路