【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以做為外部時(shí)鐘，或者外部定時(shí)脈沖使用。PORG為編程脈沖的輸入端： 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組成中，我們已知道，在8051單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)4KB或8KB的程序存儲(chǔ)器(ROM)，ROM的作用就是用來(lái)存放用戶需要執(zhí)行的程序的，那么我們是怎樣把編寫好的程序存入進(jìn)這個(gè)ROM中的呢？實(shí)際上是通過(guò)編程脈沖輸入才能寫進(jìn)去的，這個(gè)脈沖的輸入端口就是PROG。 PSEN 外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)：在讀外部ROM時(shí)PSEN低電平有效，以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。 (1)內(nèi)部ROM讀取時(shí)，PSEN不動(dòng)作； (2)外部ROM讀取時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期會(huì)動(dòng)作兩次； (3)外部RAM讀取時(shí)，兩個(gè)PSEN脈沖被跳過(guò)不會(huì)輸出； (4)外接ROM時(shí)，與ROM的OE腳相接。 /VPP： 訪問(wèn)和序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 XTAL1 和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。VCC：供電電壓。GND：接地。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：8位CPU片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路32根I/O線外部存貯器尋址范圍ROM、RAM64K2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)全雙工串行口布爾處理器 無(wú)線模塊設(shè)計(jì)SC2262四鍵遙控器采用超再生接收模塊采用LC振蕩電路，內(nèi)含放大整形，輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)為解碼后的高電平信號(hào)，使用極為方便，并且價(jià)格低廉，所以被廣泛使用。帶四路解碼輸出（同時(shí)也可改為六路點(diǎn)動(dòng)或互鎖輸出），使用方便；頻點(diǎn)調(diào)試容易，供貨周期短；產(chǎn)品質(zhì)量一致性好，性價(jià)比高。接收模塊有較寬的接收帶寬，一般為177。10MHz，（如有特殊要求可調(diào)整頻率，頻率的調(diào)整范圍為266MHz~433MHz。）。接收模塊一般采用DC5V供電，如有特殊要求可調(diào)整電壓范圍。性能特點(diǎn): (1) 工作電壓：5V左右， 推薦接近5V。(2) 工作在266433MHZ頻率段可任選。(3) 工作溫度在零下十度到七十?dāng)z氏度之間。(4) 可軟件修改波特率，功率，頻率等相關(guān)參數(shù)，方便客戶在不同條件下的使用要求高波特率：更快的數(shù)據(jù)傳輸速率但距離會(huì)相對(duì)近些低波特率：更強(qiáng)的抗干擾性和穿透能力，更遠(yuǎn)的傳輸距離(5) 高靈敏度（105DB）(6) 較低的電流消耗（）(7) 傳輸距離：開闊地傳輸300~500米（視具體環(huán)境和通信波特率設(shè)定情況等而定。無(wú)線模塊各引腳功能如表35所示。表35 SC2262引腳功能介紹編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VT輸出狀態(tài)指示2D3數(shù)據(jù)輸出3D2數(shù)據(jù)輸出4D1數(shù)據(jù)輸出5D0數(shù)據(jù)輸出6VCC電源輸入7GND電源地說(shuō)明：1．VCC腳接電壓范圍為 5V之間，不能低于5V太多，否則模塊將無(wú)法正常工作，也不能高于5V太多，否則芯片將燒毀2．除電源VCC和接地端，其余腳都可以直接和普通的5V單片機(jī)IO口直接相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。3．其他系列的單片機(jī)，如果是5V的，請(qǐng)參考該系列單片機(jī)IO口輸出電流大小，如果超過(guò)10mA，需要串聯(lián)電阻分壓，否則容易燒毀模塊! LCD1602液晶顯示模的介紹與設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用字符式LCD顯示器1602，該顯示器的顯示容量是162個(gè)字符。LCD1602液晶顯示器，具有功耗小，體積小，重量輕，超薄等許多其它顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子系統(tǒng)中，本系統(tǒng)主要是使用液晶來(lái)顯示鎖的初始狀態(tài)信息，開鎖狀態(tài)提示信息，錯(cuò)誤狀態(tài)信息等。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了很多不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”。因?yàn)?602識(shí)別的是ASCII碼，試驗(yàn)可以用ASCII碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值，如“A”。本系統(tǒng)液晶顯示電路設(shè)計(jì)如圖36所示。圖36　LCD1602顯示電路原理圖1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，各引腳功能如表37所示。第1腳：VSS為電源地第2腳：VDD接5V電源正極第3腳：VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。注：當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)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(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。表37　LCD1602引腳功能介紹編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明編號(hào)符號(hào)引腳說(shuō)明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極寄存器選擇功能及指令功能，如表38為寄存器選擇功能描述，應(yīng)當(dāng)注意的是當(dāng)忙標(biāo)志為“1”時(shí)，表明正在進(jìn)行內(nèi)部操作，此時(shí)不能輸入指令或數(shù)據(jù)，要等內(nèi)部操作結(jié)束，忙標(biāo)志為“0”時(shí)。表38　寄存器選擇功能描述RSR/W操作00指令寄存器(IR)寫入01忙標(biāo)志和地址計(jì)數(shù)器讀出10數(shù)據(jù)寄存器(DR)寫入11數(shù)據(jù)寄存器讀出指令格式：RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0LCD1602共有11種指令：清除，返回，輸入方式設(shè)置，顯示開關(guān)，控制，移位，功能設(shè)置，CGRAM（可自編數(shù)據(jù)區(qū)）地址設(shè)置，DDRAM（顯示緩沖區(qū)）地址設(shè)置，讀忙標(biāo)志，寫數(shù)據(jù)到CG/DDRAM，讀數(shù)據(jù)由CG/DDRAM。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成適用于控制步進(jìn)電機(jī)要用環(huán)形脈沖，功率放大等組成的控制系統(tǒng)，如圖39所示。脈沖信號(hào)信號(hào)分配功率放大步進(jìn)電機(jī)負(fù)載圖39　自動(dòng)門控制系統(tǒng)圖1．脈沖信號(hào)的分配與產(chǎn)生步進(jìn)電動(dòng)機(jī)根據(jù)控制信號(hào)的工作來(lái)驅(qū)動(dòng)電路。在步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制中，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生?？刂茡Q相順序，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的通電換相順序必須按照電動(dòng)機(jī)的工作方式執(zhí)行。一般把通電換相這個(gè)過(guò)程稱為脈沖分配。四相八拍步進(jìn)電機(jī)工作方式通電換相順序是AABBBCCCDDDAA。反序?yàn)锳ADDDCCCBBBAA。共有8個(gè)通電狀態(tài)P1口輸出控制信號(hào)，0表示繞子通電，1表示繞子斷電。2．功率放大器的作用功率放大器主要是將音源器材輸入的較微弱信號(hào)進(jìn)行放大后，產(chǎn)生足夠大的電流去推動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行聲音的重放。由于考慮功率、阻抗、失真、動(dòng)態(tài)以及不同的使用范圍和控制調(diào)節(jié)功能，不同的功放在內(nèi)部的信號(hào)處理、線路設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝上也各不相同。本論文主要講述與家庭生活相關(guān)較大的功率放大器。按器材分為：電子管/晶體/集成電路功放按電路所用的器材分類，功放可以分為電子管放大器、晶體放大器和集成電路放大器。按功能分為：前級(jí)功放，主要作用是對(duì)信號(hào)源傳輸過(guò)來(lái)的節(jié)目信號(hào)進(jìn)行必要的處理和電壓放大后，再輸出到后級(jí)功放。它就像鐵路岔道一樣，控制切換哪一路音源信號(hào)接入功放，哪一路音源信號(hào)與功放斷開。后級(jí)功放是進(jìn)行單純功率放大的部分，它的作用就是盡可能原原本本地放大來(lái)自于前級(jí)的信號(hào)，我們對(duì)后級(jí)的要求是，放大倍數(shù)盡可能高，而放大后信號(hào)的失真程度應(yīng)盡可能低。除放大電路外，還設(shè)計(jì)有各種保護(hù)電路，如短路保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等。這兩類功放一般只在高檔機(jī)采用。合并式放大器，將前級(jí)放大器和后級(jí)放大器合并為一臺(tái)功放，兼有前二者的功能，通常所說(shuō)的放大器都是合并式的，應(yīng)用的范圍較廣。一般來(lái)看，合并式功放的功率較前、后級(jí)功放小，重放的效果也比前、后級(jí)功放差，但合并式功放價(jià)錢較便宜，且使用方便，完全能夠滿足一般的家庭需要。功率放大器的效率是一個(gè)突出的問(wèn)題，其效率的高低與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。高頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)小，可以采用諧振回路作負(fù)載，通過(guò)諧振回路的選頻功能，可以濾除放大器集電極電流中的諧波成分，選出基波分量從而基本消除了非線性失真。所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率，如圖310所示。圖310　步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制圖并且如果去改變通電順序，既按照遇上所述相反的方向通電，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向也會(huì)發(fā)生改變[12]。我們假設(shè)對(duì)繞組通電的操作成為一拍，那么前面所述的四相反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的流通點(diǎn)就要八拍。轉(zhuǎn)子每拍走一步。所以一個(gè)齒距需要四步完成。轉(zhuǎn)子走一步所轉(zhuǎn)的角度為一個(gè)步距角。下式可計(jì)算 式中N代表步進(jìn)電機(jī)工作拍數(shù)。自動(dòng)門選用的工作方式為三相六拍，即AABBBCCCDDDAA。反轉(zhuǎn)通電順序?yàn)椋?。通電需要換相8次，轉(zhuǎn)子才轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距角。根據(jù)上式，八拍工作時(shí)的步進(jìn)精度要高。在使用八拍工作方式時(shí)，有四拍是單相通電，有四拍是雙向通電；對(duì)任一相來(lái)說(shuō)，它的電壓波形是一個(gè)方波，周期為八拍。3．步進(jìn)電機(jī)模塊與驅(qū)動(dòng)將電脈沖信號(hào)變?yōu)榻俏灰苹蚓€性位移的開環(huán)控制元件就是步進(jìn)電機(jī)。在不超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，點(diǎn)擊則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期的誤差而沒(méi)有累積誤差的特點(diǎn)，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制變得非常實(shí)用、簡(jiǎn)潔。步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)：步進(jìn)電機(jī)分為定子與轉(zhuǎn)子兩部分。定子由硅鋼片疊成，裝上一定數(shù)的控制繞線；轉(zhuǎn)子用硅鋼片疊成或用軟磁性材料做成突擊結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子本身沒(méi)有勵(lì)磁繞組的叫做“反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)”。用永磁鐵做轉(zhuǎn)子的叫做“永磁式步進(jìn)電機(jī)”。用四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)為例如圖311所示。圖311　四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)電機(jī)結(jié)構(gòu)從圖中可知，它分成轉(zhuǎn)子和定子兩部分。每對(duì)磁極都纏有同一繞阻，同時(shí)形成一相，因此形成4相。如給錯(cuò)齒狀態(tài)的相通電，則轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下，將相磁導(dǎo)率最大的位置轉(zhuǎn)動(dòng)，既向趨于對(duì)齒的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是趨于這一原理轉(zhuǎn)動(dòng)的。每個(gè)磁極的內(nèi)表面分布著多個(gè)小齒，他們之間大小與間距都是一致的[8]。轉(zhuǎn)子與定子的齒角距有公式如下Qx=2π/Z式子中的Z是轉(zhuǎn)子齒數(shù) 電磁力是反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源。在磁力的作用下，轉(zhuǎn)子被強(qiáng)行推動(dòng)道最大磁導(dǎo)率的位置，處于平衡狀態(tài)。對(duì)三相步電機(jī)來(lái)說(shuō)，當(dāng)某一相得磁極處于最大磁導(dǎo)位置時(shí)，另外兩相必須不在同一位置。4．步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載選用單片機(jī)STC89C52單片機(jī)做為步進(jìn)電機(jī)的控制器, 用它來(lái)實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的空載時(shí)的正反轉(zhuǎn)\帶負(fù)荷時(shí)的正反轉(zhuǎn)以及各自速度的控制,在設(shè)計(jì)的最后我們研究了在自動(dòng)門中單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制. 用脈沖信號(hào)控制的，步距角和轉(zhuǎn)速大小不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的影響，也不受各種環(huán)境條件諸如溫度、壓力、振動(dòng)、沖擊等影響，而僅僅與脈沖頻率成正比，通過(guò)改變脈沖頻率的高低可以大范圍地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并能實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)，而且有自鎖的能力，不需要機(jī)械制動(dòng)裝置，不經(jīng)減速器也可獲得低速運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)帶上負(fù)載運(yùn)行時(shí)情況有所改變。帶上負(fù)載后，轉(zhuǎn)子每走一步不再停留在穩(wěn)定平衡點(diǎn)，而是停留在靜轉(zhuǎn)矩T等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)上，如圖312中 、 、 、 處，轉(zhuǎn)子停止不動(dòng)。具體分析如下：當(dāng) 相通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到時(shí)電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)距，兩轉(zhuǎn)矩平衡，轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)，相斷電相通電，改變通電狀態(tài)的瞬間，因?yàn)閼T性轉(zhuǎn)子位置來(lái)不及變化，于是轉(zhuǎn)到曲線上的點(diǎn)，由于點(diǎn)的靜轉(zhuǎn)矩，故轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)到點(diǎn)，在點(diǎn)轉(zhuǎn)子停止，接下來(lái)相通電的運(yùn)轉(zhuǎn)情況類似。一個(gè)循環(huán)的過(guò)程為。圖312　步進(jìn)電機(jī)空載狀態(tài)圖 鍵盤電路設(shè)計(jì)在鑒于方便用戶使用，以免用戶因忘記攜帶遙控器而無(wú)法開門，所以本次設(shè)計(jì)采用采用二種方式進(jìn)行開鎖，當(dāng)用戶不方便用遙控器開門時(shí)我們可以使用鍵盤進(jìn)行開鎖。所以本次設(shè)計(jì)中，遙控開門和輸入密碼兩種方式只要有一種滿足，就可以實(shí)現(xiàn)開門的動(dòng)作。要想完成相應(yīng)的功能，本次設(shè)計(jì)必須使用13個(gè)按鍵，為了減少I/O口的占用，所以采用4*4矩陣式鍵盤設(shè)計(jì)。鍵盤電路原理圖如圖313所示。圖313　鍵盤電路原理圖 報(bào)警電路設(shè)計(jì)為了用戶的財(cái)產(chǎn)安全周全考慮，難免會(huì)有人試探性的開門，故此設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警電路，當(dāng)三次輸入密碼錯(cuò)誤的情況下，報(bào)警電路會(huì)自動(dòng)報(bào)警。報(bào)警電路原理圖如圖314所示。圖314　報(bào)警電路原理圖本系統(tǒng)采用蜂鳴器作為報(bào)警電路的主要器件，將蜂鳴器的正端連接到+5V電源上，負(fù)端連接到三級(jí)管的發(fā)射極，集電極連接到地端。當(dāng)給0時(shí)蜂鳴器響，當(dāng)給1時(shí)蜂鳴器不響。在本設(shè)計(jì)中，三級(jí)管起到放大作用，這是一個(gè)放大電路。 本章小結(jié)本章對(duì)電路的硬件設(shè)計(jì)中的各模塊進(jìn)行了說(shuō)明，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各種行業(yè)，在我們生活中就有深刻的體現(xiàn)，如：車輛監(jiān)控、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全防火系統(tǒng)等領(lǐng)域?？梢?，無(wú)