【文章內(nèi)容簡介】 對(duì)其內(nèi)部的三路中斷通過軟件進(jìn)行屏蔽[15]。主要技術(shù)參數(shù)如下：功能：Clock，Calendar，Alarm；封裝/箱體：eDIP；時(shí)間格式：HH：MM：SS，Binary；日期格式：DW：DM：M：Y，Binary；RTC存儲(chǔ)容量：113B；電源電壓（最大值）：；電源電壓（最小值）：；最大工作溫度：+70C；最小工作溫度：0C；安裝風(fēng)格：ThroughHole；RTC總線接口：Multiplexed； 定時(shí)電路 指示燈模塊指示燈使用發(fā)光二極管，簡稱LED，是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件。這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能是低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，除了紅色、綠色、黃色外，還出現(xiàn)了藍(lán)色和白色，時(shí)至今日能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也有所提高，高亮度的發(fā)光二極管更是可以取代傳統(tǒng)燈泡。而隨著科技的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管技術(shù)發(fā)展很快，其用途也由當(dāng)初作為指示燈、顯示板等，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于顯示器、電視機(jī)采光裝飾和照明等，成為家用燈飾、交通燈等發(fā)光組件，就連汽車的尾燈，也開始使用發(fā)光二極管車燈了。LED只能往一個(gè)方向?qū)ǎㄍ姡?，叫正向偏置（正向偏壓），?dāng)電流流過時(shí)，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效應(yīng)，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導(dǎo)體材料種類與摻入的元素雜質(zhì)有關(guān)，具有效率高、壽命長、不易破損、開關(guān)速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點(diǎn)。它與普通的二極管一樣，由一個(gè)PN結(jié)組成，P為正極，N為負(fù)極。當(dāng)正向連接時(shí)，即P接正極、N接負(fù)極時(shí)，二極管導(dǎo)通；反之，二極管截止。這就是二極管的單向?qū)щ娞匦?。?dǎo)通時(shí)，若有足夠的正向電流通過二極管，發(fā)光二極管便會(huì)亮。由于其體積小，耗電量低，常作為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸出指示器件，用以指示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 指示燈電路 直流電機(jī)模塊目前，直流電機(jī)憑借其速度的可控性，穩(wěn)定的啟動(dòng)、制動(dòng)，平滑而經(jīng)濟(jì)的調(diào)速等特點(diǎn)，而在工業(yè)生產(chǎn)、城市建筑、農(nóng)田水利等多方面得到了廣泛的應(yīng)用。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制主要采用3種方法，即改變電樞總電阻、改變電樞的供電電壓、改變勵(lì)磁磁通。但是，通過調(diào)壓的方式進(jìn)行電機(jī)調(diào)速，會(huì)將一部分電壓轉(zhuǎn)化成熱能，使得能源利用率降低，造成能源浪費(fèi)。并且傳統(tǒng)調(diào)速方式還具有調(diào)節(jié)精度低、調(diào)速不穩(wěn)定、可控性較差、裝置繁雜等缺點(diǎn)。而采用脈寬調(diào)制的方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)速度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，而且還體現(xiàn)了節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。所以在這里我們使用脈寬調(diào)制（PWM）來實(shí)現(xiàn)調(diào)速。脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulator)，是指輸出固定的周期信號(hào)，通過調(diào)整一個(gè)周期內(nèi)工作周期的大小來控制輸出功率的方法。方波的有效電壓跟電壓幅值和占空比有關(guān)，我們可以通過占空比實(shí)現(xiàn)改變有效電壓。在PWM驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)的系統(tǒng)過程中，通過改變直流電機(jī)上電樞的電壓占空比來改變平均電壓大小，從而控制直流電機(jī)的平均速度[16,17]。用單片機(jī)控制直流電機(jī)時(shí)，需要加驅(qū)動(dòng)電路，以便為直流電動(dòng)機(jī)提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流。使用不同的直流電動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)電流也不同。通常有以下幾種驅(qū)動(dòng)電路：三極管電流放大驅(qū)動(dòng)電路、電動(dòng)機(jī)專用驅(qū)動(dòng)模塊（如L298）和達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路等。如果是驅(qū)動(dòng)單個(gè)電動(dòng)機(jī)，并且電動(dòng)機(jī)的電流不大時(shí)，可選用三極管組成驅(qū)動(dòng)電路。如果電動(dòng)機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)電流較大，可直接選用市場上現(xiàn)成的電動(dòng)機(jī)專用驅(qū)動(dòng)模塊，接口簡單，操作方便，但價(jià)格較貴。而達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)器實(shí)際上是一個(gè)集成芯片，單塊芯片同時(shí)可驅(qū)動(dòng)八個(gè)電動(dòng)機(jī)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)由單片機(jī)的一個(gè)I/O口控制。當(dāng)需要調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，使單片機(jī)相應(yīng)的I/O口輸出不同占空比的PWM波形即可實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)采用三極管電流放大驅(qū)動(dòng)電路，D端控制轉(zhuǎn)向，PWM端控制轉(zhuǎn)速。只要控制D和PWM的電平就可以控制直流電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，可以通過脈沖信號(hào)的占空比控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；占空比越大，電機(jī)速度越快。直流電機(jī)在電子設(shè)計(jì)中有著重要的應(yīng)用，如何簡單、穩(wěn)定、高效地對(duì)直流電機(jī)的速度進(jìn)行精確控制有著重要的意義[18]。 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 電源模塊，由于單片機(jī)I/O口輸出5V供電，接入一個(gè)7805穩(wěn)壓電路，輸出電壓和最大輸出電流決定于所選三端穩(wěn)壓器系列。電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出78xx和負(fù)電壓輸出 79xx系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子像是普通的三極管，TO220的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO92封裝。用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的78/79后面的數(shù)字代表該三端穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7805表示輸出電壓為5V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當(dāng)然小功率的條件下不用）。當(dāng)穩(wěn)壓溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。圖中電容Ci用于抵消輸入線較長時(shí)的電感效應(yīng)，以防止電路產(chǎn)生自激振蕩，其容量較小，一般小于1uF；電容C0用于消除輸出電壓中的高頻噪聲，可取小于1uF的電容，也可取幾微法甚至幾十微法的電容，以便輸出較大的脈沖電流[19]。圖 7805穩(wěn)壓電路 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電風(fēng)扇遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)子系統(tǒng)：紅外遙控器發(fā)射指令和紅外遙控接收指令，兩個(gè)子系統(tǒng)具有很強(qiáng)的互連性，但各個(gè)子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)還是有一定差別的，本設(shè)計(jì)的軟件分為發(fā)射部分和接收部分。 使用C語言編寫程序，調(diào)用的庫函數(shù)多，易于移植，編程簡單。 紅外發(fā)射及接收的工作原理 紅外發(fā)射工作原理系統(tǒng)上電初始化，當(dāng)無按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當(dāng)有按鍵按下時(shí)，系統(tǒng)檢查按鍵號(hào)，得其按鍵碼值。在發(fā)射過程中，將按鍵碼值與38KHZ載波進(jìn)行調(diào)制，經(jīng)三極管9013放大后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射經(jīng)調(diào)制的脈沖信號(hào)。發(fā)射信號(hào)采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的編碼。紅外編碼組成包括一個(gè)引導(dǎo)碼、兩組8位用戶碼、一組8位數(shù)據(jù)碼以及一組8位數(shù)據(jù)碼的反碼。紅外通訊數(shù)據(jù)采用脈沖編碼，所謂脈沖編碼，就是將每一位數(shù)據(jù)信號(hào)用一個(gè)脈沖來表示。數(shù)據(jù)“0”，高低電平比約為1:1，；數(shù)據(jù)“1”，高低電平比約為1:3。正是由上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼，和38KHZ的載波進(jìn)行調(diào)制，然后再通過紅外發(fā)光二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。這樣做有兩點(diǎn)好處：第一，減少了有效的發(fā)射時(shí)間，有利于降低平均功耗，這對(duì)于采用干電池供電的發(fā)射器十分重要；第二，外部干擾信號(hào)多為緩變信號(hào)，這樣做也有利于抗干擾[20,21]。 編碼方式組成 數(shù)據(jù)參數(shù)示意圖 紅外接收工作原理系統(tǒng)上電初始化，當(dāng)其為高電平時(shí)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當(dāng)其為低電平時(shí)，將啟動(dòng)中斷服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)接收數(shù)據(jù)。需要說明的是：數(shù)據(jù)采用中斷方式進(jìn)行接收，單片機(jī)在外部中斷0方式下工作，因?yàn)橥獠恐袛?優(yōu)先級(jí)最高，這樣不至于信息的丟失[22]。紅外線接收時(shí)把遙控發(fā)送的數(shù)據(jù)（已調(diào)制信號(hào)）轉(zhuǎn)換成一定格式的控制指令脈沖，即完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，這些工作由一體化紅外接收頭完成，輸出TTL兼容電平。最后通過解碼把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)傳輸。當(dāng)紅外線接收器輸出脈沖數(shù)據(jù)時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)接收時(shí)，先對(duì)第一位（起始位），即對(duì)引導(dǎo)碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證[23,24]。 紅外發(fā)射及接收程序流程圖 紅外發(fā)射程序流程圖主程序首先是初始化鍵盤和紅外發(fā)射端口，然后判斷按鍵是否按下，如果有按鍵按下就讓其相應(yīng)的按鍵編碼通過紅外發(fā)射管發(fā)射出去；子程序是讓單片機(jī)等待按鍵按下發(fā)送編碼信號(hào)，如果檢測到信號(hào)就讓其按循序發(fā)射引導(dǎo)碼、用戶碼、用戶碼、數(shù)據(jù)碼以及數(shù)據(jù)碼的反碼。 遙控發(fā)射程序流程圖 紅外接收程序流程圖主程序首先是初始化紅外接收端口，然后檢測是否接收到紅外信號(hào)，如果接收到紅外信號(hào)就進(jìn)入中斷，如果計(jì)數(shù)N小于等于“0”；如果計(jì)數(shù)N大于8，“1”；如果計(jì)數(shù)N大于30，[25]。 遙控接收程序流程圖 第5章 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果本設(shè)計(jì)硬件電路包括發(fā)射和接收部分。發(fā)射部分由單片機(jī)最小系統(tǒng)、按鍵電路、LCD1286發(fā)射電路組成；接收部分由單片機(jī)最小系統(tǒng)、接收電路、定時(shí)電路、指示燈、直流電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電路組成。 硬件電路圖當(dāng)電源打開，液晶顯示“啟動(dòng)”。按鍵按下，LCD顯示遙控開關(guān)狀態(tài)，指示燈顯示接收端（直流電機(jī)）相應(yīng)狀態(tài)，即液晶顯示“1檔或2檔或3檔或4檔或停止”，指示燈分別“第1盞燈亮或第2盞燈亮或第3盞燈亮或第4盞燈亮或全滅”；按下定時(shí)按鍵+1鍵或1鍵，液晶顯示“定時(shí) XXX 分鐘”，然后按確定鍵，液晶顯示“確定 XXX 分鐘”，、此時(shí)直流電機(jī)按相應(yīng)操作轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)遙控開關(guān)對(duì)直流電機(jī)的控制。打開電源，液晶顯示“啟動(dòng)”，： 啟動(dòng)顯示 按下按鍵選擇所需檔數(shù)，液晶顯示“1檔或2檔或3檔或4檔”，指示燈分別“第1盞燈亮或第2盞燈亮或第3盞燈亮或第4盞燈亮”，： 檔數(shù)顯示按下停止鍵，液晶顯示停止，指示燈全滅，： 停止顯示按一下+1鍵，液晶顯示“定時(shí) 001 分鐘”，然后按下確定鍵，液晶顯示“確定 001 分鐘”，： 定時(shí)顯示 調(diào)試過程總體分析一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)過總體設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中放入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。但一次性成功幾乎是不可能的，多少會(huì)出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯(cuò)誤，這就需要通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正。調(diào)試步驟如下：1. 調(diào)試前不加電源檢查對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括接錯(cuò)、少接、多接等；用萬用表檢查焊接和連接處是否良好：元器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二