【文章內(nèi)容簡介】 見光線中的一種，由德國科學(xué)家霍胥爾于 1800 年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射,他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，試圖測量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的那支溫度計升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒界。 太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為 ～ 之間；中紅外線，波長為 ～ 之間；遠(yuǎn)紅外線，波長為 ～l000μm 之間。見圖 39圖 39 紅外遙控器及編碼一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大整形于一體，不需要任何外接元件，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，而體積又很小巧，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸，廣泛用于電視機、衛(wèi)星接收機、VCD、DVD、音響、. .. . ..學(xué)習(xí)參考空調(diào)等家用電器中接收紅外信號。見圖 310圖 310 紅外接收電路 DS1302 時鐘DS1302 時鐘芯片內(nèi)主要包括移位寄存器、控制邏輯電路、振蕩器。DS1302 與單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送依靠 RST，I/O，SCLK 三根端線即可完成。其工作過程可概括為：首先系統(tǒng) RST 引腳驅(qū)動至高電平，然后在 SCLK 時鐘脈沖的作用下，通過 I/O 引腳向 DS1302 輸入地址/命令字節(jié)，隨后再在 SCLK 時鐘脈沖的配合下，從 I/O 引腳寫入或讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)。因此,其與單片機之間的數(shù)據(jù)傳送是十分容易實現(xiàn)的，DS1302 的引腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見圖 311：DS1302 引腳說明： X1，X2 晶振引腳GND 地線RST 復(fù)位端I/O 數(shù)據(jù)輸入/輸出端口SCLK 串行時鐘端口VCC1 慢速充電引腳VCC2 電源引腳 時鐘芯片 DS1302 的接口電路及工作原理見圖 312： 圖 311 DS1302 管腳圖. .. . ..學(xué)習(xí)參考BT1BATTERYR310KR410KR510KY2VCC21X12X23GND4 CE 5IO 6SCLK 7VCC1 8U4DS1302+5GND+5GND圖 312 DS1302 與 MCU 接口電路上圖為 DS1302 的接口電路，其中 VCC1 為后備電源，VCC2 為主電源。VCC1 在單電源與電池供電的系統(tǒng)中提供低電源并提供低功率的電池備份。VCC2 在雙電源系統(tǒng)中提供主電源，在這種運用方式中 VCC1 連接到備份電源，以便在沒有主電源的情況下能保存時間信息以及數(shù)據(jù)。 LCD 液晶顯示電路在單片機系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個優(yōu)點：由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點。液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。 相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動 IC 上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。 （1）引腳說明：第 1 腳：VSS 為地電源。 第 2 腳：VDD 接 5V 正電源。 第 3 腳：VL 為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個 10K 的電位器調(diào)整對比度。 第 4 腳：RS 為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第 5 腳：R/W 為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平R/W 為高電平時可以讀忙信號，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳：E 端為使能端，當(dāng) E 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 . .. . ..學(xué)習(xí)參考第 7～14 腳：D0～D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光源正極。 第 16 腳：背光源負(fù)極。（2）1602LCD 的 RAM 地址映射以及標(biāo)準(zhǔn)字庫表LCD1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器已經(jīng)存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字符圖有：阿拉伯?dāng)?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，比如大寫的英文字母“A”的代碼是 01000001B（41H），顯示時模塊把地址 41H 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母。它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實現(xiàn)的（說明：1 為高電平，0 為低電平）。指令 1：清顯示，指令碼 01H，光標(biāo)復(fù)位到地址 00H 位置。指令 2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H 。指令 3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動方向，高電平右移，低電平左移 。S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效 。指令 4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示。 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo)。 B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍 。指令 5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光標(biāo) 。指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線。 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示。 F：低電平時顯示 5X7 的點陣字符，高電平時顯示5x10 的點陣字符 （有些模塊是 DL：高電平時為 8 位總線，低電平時為 4 位總線）。指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置 。指令 8：DDRAM 地址設(shè)置 。指令 9：讀出忙信號和光標(biāo)地址。 BF 為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙，模塊就能接收相應(yīng)的命令或者數(shù)據(jù)。指令 10：寫數(shù)據(jù) 。指令 11：讀數(shù)據(jù) 。液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。. .. . ..學(xué)習(xí)參考液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性， 通過電壓對其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動、易于實現(xiàn)全彩色顯示的特點，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機、PDA移動通信工具等眾多領(lǐng)域。本 設(shè) 計 的 灰 度 調(diào) 節(jié) 是 采 用 10k 電 阻 和 1k 電 阻 分 壓 的 形 式 ， 灰 度 適 中 。 液晶顯示電路見圖 313圖 313 液晶顯示電路 風(fēng)扇驅(qū)動風(fēng)扇的驅(qū)動采用的是 TIP122 達(dá)林頓三極管，三極管的放大倍數(shù)采用的是光耦，這樣就可以通過單片機的 pwm 間接的控制風(fēng)扇，而風(fēng)扇的電壓也不會局限于 5V，此設(shè)計選用的風(fēng)扇是 5~12V。見圖 31412J4CON2出出出出U6 521R810k R9220Q1TIP122GNDGNDD11n4007 +512349vP13圖 314 風(fēng)扇驅(qū)動電路TLP521 是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測量儀器，影印機，自動售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器等 電路之間的信號傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計。達(dá)林頓管 IC，一般都是用來驅(qū)動功率稍微大一點的被動器件的，而驅(qū)動的被動器件. .. . ..學(xué)習(xí)參考里，有很大一部分是感性的，如繼電器、馬達(dá)、電磁閥等，這些感性器件在關(guān)斷瞬間會產(chǎn)生很高的自感電動勢（自感電壓），低的 10 多伏，高的幾十伏，甚至幾百伏，這么高的電壓很容易把達(dá)林頓管打壞，甚至打壞電路中的其它元器件，所以需要在感性器件上并聯(lián)一個二極管，用來續(xù)流（就是把那個自感高壓放掉），保護(hù) IC 和其它器件不受破壞，此續(xù)流二極管正極接 2803 輸出端(即電感器件的一端），負(fù)極接驅(qū)動電源（也就是電感器件的另一端）。在內(nèi)部設(shè)計了二極管以后，用戶在使用的時候不需要外接二極管，在同時驅(qū)動多路器件的時候可以節(jié)省 PCB 空間，節(jié)約成本、方便走線。見圖 315圖 315 TIP122 內(nèi)部電路并聯(lián)電阻 R1，R2 起分流作用，使對溫度敏感的穿透電流多了一個通路，就不會全部進(jìn)入下一級的基極，同時并聯(lián)電阻降低了發(fā)射結(jié)反向電阻，管子截止時發(fā)射極不易被反向電壓擊穿，但是電阻也增加了前級的負(fù)載。 . .. . ..學(xué)習(xí)參考 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 軟件介紹用 Keil C51 開發(fā)系統(tǒng)和 Protel99SE 進(jìn)行軟件設(shè)計。 主程序流程圖首先將定時器、IIC 控制總線、DS1302 時鐘、1602LCD 液晶顯示器初始化，讀取 IIC控制總線內(nèi)的數(shù)據(jù)和溫度值。然后進(jìn)入 while 循環(huán)，繼續(xù)讀取溫度值，判斷是否有人，如果沒有人則風(fēng)扇關(guān)閉，如果有人則開啟風(fēng)扇，從而根據(jù)溫度來控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。然后讀取時鐘芯片的時鐘數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送到 DS1302 時鐘顯示，判斷是否到達(dá)定時時間，如果沒到時間，則直接到紅外信號處理，如果到達(dá)時間，則轉(zhuǎn)到自動控制模式，然后到紅外信號處理。見圖 41 所示圖 41 主程序框圖 DS18B20 子程序流程圖先對 DS18B20 初始化，再進(jìn)行 ROM 操作命令，最后才能對存儲器操作，數(shù)據(jù)操作。DS18B20 每一步操作都要遵循嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議。如主機控制 DS18B20 完成溫度轉(zhuǎn)換這一過程，根據(jù) DS18B20 的通訊協(xié)議，須經(jīng)三個步驟：每一次讀寫之前都要對. .. . ..學(xué)習(xí)參考DS18B20 進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條 ROM 指令，最后發(fā)送 RAM 指令，這樣才能對DS18B20 進(jìn)行預(yù)定的操作。 見圖 42 所示圖 42 DS18B20 程序流程圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)子程序流程圖首先的前提是有人才會執(zhí)行，然后判斷溫度，當(dāng)溫度小于 30 度時占空比是百分之零，風(fēng)扇的檔位為 0 檔。當(dāng)溫度是大于 30 度小于 32 度時占空比是百分之五十風(fēng)扇的檔位是 1檔。當(dāng)溫度大于 32 小于 34 時占空比是百分之九十，風(fēng)扇的檔位為 2 檔。檔溫度大于 34度時占空比是百分之百，風(fēng)扇的檔位為 3 檔。見圖 43 所示. .. . ..學(xué)習(xí)參考圖 43 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)子程序流程圖. .. . ..學(xué)習(xí)參考第五章 系統(tǒng)調(diào)試 傳感器 DS18B20 溫度采集部分調(diào)試由于數(shù)字式集成溫度傳感器 DS18B20 的高度集成化，為軟件的設(shè)計和調(diào)試帶來了極大的簡便，小體積、低功耗、高精度為控制電機的精度和穩(wěn)定提供了可能。軟件設(shè)計采用 口為數(shù)字溫度輸入口，但是需要對輸入的數(shù)字信號進(jìn)行處理后才能顯示，從而多了溫度轉(zhuǎn)換程序。通過軟件設(shè)計，實現(xiàn)了對環(huán)境溫度的連續(xù)檢測。在溫度轉(zhuǎn)換程序中，為了能夠正確的檢測并顯示溫度的小數(shù)位，程序中把檢測的溫度與 10 相乘后，再按一個三位的整數(shù)來處理。如把 變?yōu)?245 來處理，這樣為程序的編寫帶來了方便。系統(tǒng)調(diào)試中為驗證 DS18B20 是否能在系統(tǒng)板上工作，將手心靠攏或者捏住芯片，即可發(fā)現(xiàn)溫度顯示的前兩位溫度也迅速升高，驗證了 DS18B20 能在系統(tǒng)板上工作。由于DS18B20 為 3 個引腳，因此在調(diào)試過程中因注意其各個引腳的對應(yīng)位置，以免將其接反而是芯片不能工作甚至燒毀芯片。見圖 51,52圖 51 總體實物圖圖 52 LED 顯示. .. . ..學(xué)習(xí)參考 風(fēng)扇調(diào)速電路部分調(diào)試在本設(shè)計中，采用了三極管驅(qū)動風(fēng)扇，軟件設(shè)置了 口輸出不同的