【文章內容簡介】 蔽[15]。主要技術參數(shù)如下：功能：Clock，Calendar，Alarm；封裝/箱體：eDIP；時間格式：HH：MM：SS，Binary；日期格式：DW：DM：M：Y，Binary；RTC存儲容量：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；安裝風格：ThroughHole；RTC總線接口：Multiplexed； 定時電路 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)了藍色和白色，時至今日能發(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步，發(fā)光二極管技術發(fā)展很快，其用途也由當初作為指示燈、顯示板等，現(xiàn)已被廣泛應用于顯示器、電視機采光裝飾和照明等，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只能往一個方向導通（通電），叫正向偏置（正向偏壓），當電流流過時，電子與空穴在其內復合而發(fā)出單色光，這叫電致發(fā)光效應，而光線的波長、顏色跟其所采用的半導體材料種類與摻入的元素雜質有關，具有效率高、壽命長、不易破損、開關速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點。它與普通的二極管一樣，由一個PN結組成，P為正極，N為負極。當正向連接時，即P接正極、N接負極時，二極管導通；反之，二極管截止。這就是二極管的單向導電特性。導通時，若有足夠的正向電流通過二極管，發(fā)光二極管便會亮。由于其體積小，耗電量低，常作為單片機應用系統(tǒng)的輸出指示器件，用以指示系統(tǒng)運行狀態(tài)。 指示燈電路 直流電機模塊目前，直流電機憑借其速度的可控性，穩(wěn)定的啟動、制動，平滑而經(jīng)濟的調速等特點，而在工業(yè)生產(chǎn)、城市建筑、農田水利等多方面得到了廣泛的應用。直流電機轉速的控制主要采用3種方法，即改變電樞總電阻、改變電樞的供電電壓、改變勵磁磁通。但是，通過調壓的方式進行電機調速，會將一部分電壓轉化成熱能，使得能源利用率降低，造成能源浪費。并且傳統(tǒng)調速方式還具有調節(jié)精度低、調速不穩(wěn)定、可控性較差、裝置繁雜等缺點。而采用脈寬調制的方式對電機進行調速，不僅實現(xiàn)了對電機速度的實時調節(jié)，而且還體現(xiàn)了節(jié)約能源、經(jīng)濟實用等特點。所以在這里我們使用脈寬調制（PWM）來實現(xiàn)調速。脈沖寬度調制(Pulse Width Modulator)，是指輸出固定的周期信號，通過調整一個周期內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，我們可以通過占空比實現(xiàn)改變有效電壓。在PWM驅動直流電機的系統(tǒng)過程中，通過改變直流電機上電樞的電壓占空比來改變平均電壓大小，從而控制直流電機的平均速度[16,17]。用單片機控制直流電機時，需要加驅動電路，以便為直流電動機提供足夠大的驅動電流。使用不同的直流電動機，其驅動電流也不同。通常有以下幾種驅動電路：三極管電流放大驅動電路、電動機專用驅動模塊（如L298）和達林頓驅動電路等。如果是驅動單個電動機，并且電動機的電流不大時，可選用三極管組成驅動電路。如果電動機所需的驅動電流較大，可直接選用市場上現(xiàn)成的電動機專用驅動模塊，接口簡單，操作方便，但價格較貴。而達林頓驅動器實際上是一個集成芯片，單塊芯片同時可驅動八個電動機，每個電動機由單片機的一個I/O口控制。當需要調節(jié)直流電動機轉速時，使單片機相應的I/O口輸出不同占空比的PWM波形即可實現(xiàn)。本設計采用三極管電流放大驅動電路，D端控制轉向，PWM端控制轉速。只要控制D和PWM的電平就可以控制直流電機的正轉、反轉和停轉，可以通過脈沖信號的占空比控制電動機轉速；占空比越大，電機速度越快。直流電機在電子設計中有著重要的應用，如何簡單、穩(wěn)定、高效地對直流電機的速度進行精確控制有著重要的意義[18]。 直流電機驅動電路 電源模塊，由于單片機I/O口輸出5V供電，接入一個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的標準封裝，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，電路內部還有過流、過熱及調整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號中的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9V。在實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩(wěn)壓溫度過高時，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的電感效應，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)軟件設計基于單片機的電風扇遙控開關的設計包括兩個子系統(tǒng)：紅外遙控器發(fā)射指令和紅外遙控接收指令，兩個子系統(tǒng)具有很強的互連性，但各個子系統(tǒng)的軟件設計還是有一定差別的，本設計的軟件分為發(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，當無按鍵按下時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)；當有按鍵按下時，系統(tǒng)檢查按鍵號，得其按鍵碼值。在發(fā)射過程中，將按鍵碼值與38KHZ載波進行調制，經(jīng)三極管9013放大后驅動紅外發(fā)射管發(fā)射經(jīng)調制的脈沖信號。發(fā)射信號采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的編碼。紅外編碼組成包括一個引導碼、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)信號用一個脈沖來表示。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位二進制碼，和38KHZ的載波進行調制，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。這樣做有兩點好處：第一，減少了有效的發(fā)射時間，有利于降低平均功耗，這對于采用干電池供電的發(fā)射器十分重要；第二，外部干擾信號多為緩變信號，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，當其為高電平時，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當其為低電平時，將啟動中斷服務程序，實現(xiàn)接收數(shù)據(jù)。需要說明的是：數(shù)據(jù)采用中斷方式進行接收，單片機在外部中斷0方式下工作，因為外部中斷0優(yōu)先級最高，這樣不至于信息的丟失[22]。紅外線接收時把遙控發(fā)送的數(shù)據(jù)（已調制信號）轉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，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轉換成數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)傳輸。當紅外線接收器輸出脈沖數(shù)據(jù)時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)接收時，先對第一位（起始位），即對引導碼的碼寬進行驗證[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；子程序是讓單片機等待按鍵按下發(fā)送編碼信號，如果檢測到信號就讓其按循序發(fā)射引導碼、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，如果接收到紅外信號就進入中斷，如果計數(shù)N小于等于“0”；如果計數(shù)N大于8，“1”；如果計數(shù)N大于30，[25]。 遙控接收程序流程圖 第5章 系統(tǒng)調試 系統(tǒng)調試結果本設計硬件電路包括發(fā)射和接收部分。發(fā)射部分由單片機最小系統(tǒng)、按鍵電路、LCD1286發(fā)射電路組成；接收部分由單片機最小系統(tǒng)、接收電路、定時電路、指示燈、直流電機以及驅動電路組成。 硬件電路圖當電源打開，液晶顯示“啟動”。按鍵按下，LCD顯示遙控開關狀態(tài)，指示燈顯示接收端（直流電機）相應狀態(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”；按下定時按鍵+1鍵或1鍵，液晶顯示“定時 XXX 分鐘”，然后按確定鍵，液晶顯示“確定 XXX 分鐘”，、此時直流電機按相應操作轉動，最終實現(xiàn)遙控開關對直流電機的控制。打開電源，液晶顯示“啟動”，： 啟動顯示 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 001 分鐘”，然后按下確定鍵，液晶顯示“確定 001 分鐘”，： 定時顯示 調試過程總體分析一個單片機應用系統(tǒng)經(jīng)過總體設計，包括硬件設計、軟件設計、元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲器中放入編制好的應用程序，系統(tǒng)即可運行。但一次性成功幾乎是不可能的，多少會出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯誤，這就需要通過調試來發(fā)現(xiàn)錯誤并加以改正。調試步驟如下：1. 調試前不加電源檢查對照電路圖和實際線路檢查連線是否正確，包括接錯、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，二極管、三極管、集成電