【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 紅外遙控接收電路遙控器使用方便，功能多，作單片機(jī)系統(tǒng)控制命令的輸入，解決了常規(guī)矩陣鍵盤(pán)輸入線路板過(guò)大、布線復(fù)雜、占用I／O口過(guò)多的弊病。接收端電路只需一個(gè)一體化集成紅外接收管，如果接收管信號(hào)弱，可加接三極管放大信號(hào)。 紅外遙控發(fā)送電路遙控器采用脈寬調(diào)制編碼。遙控器無(wú)鍵按下，紅外發(fā)射二極管不發(fā)出信號(hào)，遙控接收頭輸出信號(hào)1。有鍵按下時(shí)，0和1編碼的高電平經(jīng)遙控頭倒相后輸出信號(hào)0，引起單片機(jī)中斷(單片機(jī)預(yù)先設(shè)定為下降沿產(chǎn)生中斷)。單片機(jī)在中斷時(shí)關(guān)閉其中斷功能，使用輸入功能，通過(guò)軟件延時(shí)或計(jì)時(shí)器判斷高低電平時(shí)間，便可知接收到的是引導(dǎo)碼還是0和1。這里測(cè)的是高電平時(shí)間，接收到的是引導(dǎo)碼；，接收到的是編碼0；，接收到的是編碼1。在判斷時(shí)間時(shí)，應(yīng)考慮一定的誤差值。因?yàn)椴煌倪b控器由于晶振參數(shù)等原因，發(fā)射及接收到的時(shí)間也會(huì)有很小的誤差。2. LED顯示模塊LCD具有最強(qiáng)的顯示功能，然而可視距離有限，只有半米左右，成本較高，因此本設(shè)計(jì)使用4位LED數(shù)碼管顯示，顯示內(nèi)容有限，但足以滿(mǎn)足要求，可視距離遠(yuǎn)可達(dá)5米左右，成本低。 LED顯示效果顯示模塊由四位數(shù)碼管和74LS273鎖存器，一片74LS139組成，8個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，2根位選信號(hào)。顯示數(shù)據(jù)由P4口輸出。工作時(shí)，位選信號(hào)通過(guò)139選中第一位數(shù)碼管的273鎖存，數(shù)據(jù)信號(hào)送上該位上要顯示的數(shù)據(jù)，位選信號(hào)再切換到下一位數(shù)碼管，依此重復(fù)4次，便能完成一次顯示。顯示會(huì)在每次用戶(hù)發(fā)出控制命令后顯示系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)操作的響應(yīng)，沒(méi)有控制命令發(fā)出時(shí)，顯示會(huì)自動(dòng)顯示選定房間的溫度，濕度，光照三個(gè)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。 LED顯示電路3. 串口通信模塊PC機(jī)與247主機(jī)，247主機(jī)與各2274從機(jī)子系統(tǒng)間都使用RS—232串口通信。波特律統(tǒng)一設(shè)置為9600，247和2274的系統(tǒng)時(shí)鐘使用片內(nèi)數(shù)控振蕩器，頻率1M，波特率時(shí)鐘源選擇MCLK，即BRCLK=MCLK=1MHZ。波特率分頻系數(shù)計(jì)算公式為：N = fBRCLK/Baudrate即N=1M/9600=，分頻寄存器分為整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分，其計(jì)算公式為：整數(shù)部分：UCBRx = INT(N)分?jǐn)?shù)部分：UCBRSx = round( ( N – INT(N) ) * 8 )即UCBRx = INT()=104UCBRSx = round( ( – 104 ) * 8 )=1波特率設(shè)置沒(méi)有絕對(duì)正確值，這取決于波特率時(shí)鐘與理想掃描時(shí)鐘的時(shí)間誤差累積。公式僅作參考，用來(lái)大致確定寄存器的值的范圍，具體值需要在調(diào)試過(guò)程中實(shí)驗(yàn)。調(diào)試可使用串口調(diào)試助手，以能持續(xù)地正確傳送數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。下圖是一常用頻率下的波特率設(shè)置及其對(duì)應(yīng)的收/發(fā)誤碼率。圖中帶下劃線的一行為我們所使用的波特率時(shí)鐘和波特率。4. 以太網(wǎng)通信模塊本系統(tǒng)可以利用現(xiàn)在普遍連接的以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制命令的傳送，只需要配合現(xiàn)有建筑內(nèi)的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)或互聯(lián)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的適配器即可，系統(tǒng)預(yù)留接口。 MSP430常用波特率設(shè)置及其誤碼率 串口通信電路 控制輸出模塊對(duì)溫度和光照的控制是日常生活和工業(yè)控制中最常見(jiàn)的，建筑內(nèi)的空調(diào)系統(tǒng)，采光系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，都是這一類(lèi)的控制。本系統(tǒng)控制輸出模塊也分為溫控和光控部分。兩部分各有特點(diǎn)。 控制模塊電路1．溫度控制采用白熾燈模擬溫控調(diào)節(jié)裝置。單片機(jī)控制信號(hào)，經(jīng)隔離和放大后驅(qū)動(dòng)繼電器輸出。 溫度控制模塊對(duì)于空調(diào)等自帶溫度采集功能的空氣調(diào)節(jié)裝置，采用本監(jiān)控系統(tǒng)的溫度檢測(cè)器與空氣調(diào)節(jié)裝置自身的檢測(cè)器配合的方式，可以使空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)能耗降低，人的舒適程度增加，同時(shí)可以根據(jù)需要和實(shí)際環(huán)境情況擴(kuò)展對(duì)空氣調(diào)節(jié)裝置的控制方式和功能。溫度采集的值傳到監(jiān)控中心，由監(jiān)控中心進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令，由網(wǎng)絡(luò)將命令傳輸?shù)竭b控等操作設(shè)備上控制空調(diào)等的工作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)控制。2. 采光和照明控制在光照調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為到達(dá)節(jié)能目的，采用自然采光和燈光照明兩種方式相結(jié)合對(duì)光照強(qiáng)度進(jìn)行精確控制。系統(tǒng)對(duì)外界射入室內(nèi)的自然光照采樣，如果外界光照能滿(mǎn)足室內(nèi)照明需求，則關(guān)閉照明燈，打開(kāi)采光天窗。采光輸出采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模擬天窗來(lái)實(shí)現(xiàn)。采光效果達(dá)到設(shè)定光照要求時(shí)，電機(jī)會(huì)自動(dòng)停止。天窗滑動(dòng)槽兩端裝有紅外對(duì)射管ST150作天窗位置檢測(cè)。如果自然光不能滿(mǎn)足照明需求，再通過(guò)調(diào)節(jié)燈光亮度補(bǔ)償。 采光裝置照明輸出采用PWM方式對(duì)照明燈亮度進(jìn)行微調(diào)控制，247的計(jì)時(shí)器模塊具有PWM輸出功能。PWM信號(hào)從247的TA1，TA2口輸出，經(jīng)74LS244轉(zhuǎn)換成5V信號(hào)，分別送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N的兩個(gè)使能端，L298N的4個(gè)輸入信號(hào)兩兩接在VCC和GND上，4個(gè)輸出信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)照明燈炮并始終處于開(kāi)啟狀態(tài)。通過(guò)改變PWM信號(hào)的占空比，就可控制小燈亮暗。 照明精確控制電路四、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件流程系統(tǒng)的基本軟件流程為：首先，對(duì)各功能模塊和控制參數(shù)進(jìn)行初始化。然后，主機(jī)向從機(jī)子系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，收到相應(yīng)從機(jī)返饋回的數(shù)據(jù)后，判斷該從機(jī)當(dāng)前工作模式并將各從機(jī)的狀態(tài)參數(shù)發(fā)送給PC控制終端，實(shí)時(shí)顯示和保存數(shù)據(jù)。從機(jī)根據(jù)采集參數(shù)和監(jiān)控中心的命令，進(jìn)行控制運(yùn)算，根據(jù)控制命令執(zhí)行控制輸出。 系統(tǒng)軟件流程圖 系統(tǒng)工作頻率系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不要求CPU進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算，使用1M的片內(nèi)數(shù)控振蕩器作為系統(tǒng)時(shí)鐘已經(jīng)能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)的要求。系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置如下：WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD。 //關(guān)看門(mén)狗BCSCTL1=CALBC1_1MHZ。 //設(shè)定DCO為1MHZDCOCTL CALBC1_1MHZ。 A/D采集模塊247系統(tǒng)P6口有8個(gè)外部12位A/D口，2274系統(tǒng)有9個(gè)外部10位A/D口，分散在各個(gè)端口上，并且都是端口復(fù)用。顯示模塊上顯示的最低位為個(gè)位，需要用到A/D采集的環(huán)境參數(shù)每個(gè)房間有3個(gè)，所以無(wú)論是A/D精度還是數(shù)量都已經(jīng)能夠滿(mǎn)足要求。247每一個(gè)A/D通道都有各自的存儲(chǔ)寄存器，相互獨(dú)立，便于操作和讀取。,1,2三個(gè)A/D口為例，參考電壓選為AVCC和AVSS，多通道單次順序采樣，設(shè)置如下：P6SEL=0x07。 //選擇A/D功能ADC12CTL0=ADC12ON+MSC+SHT0_8。 //打開(kāi)A/D內(nèi)核,單次觸發(fā)，連續(xù)轉(zhuǎn)換ADC12CTL1=SHP+CONSEQ_1。 //多通道單次轉(zhuǎn)換ADC12MCTL0=INCH_0。ADC12MCTL1=INCH_1。ADC12MCTL2=INCH_2+EOS。 //轉(zhuǎn)換結(jié)束//此處加入更多通道ADC12IE=0x04。 //ADC12CTL0|=ENC。 //打開(kāi)A/D內(nèi)核2274的9路A/D共用一個(gè)存儲(chǔ)寄存器AD10MEM，每個(gè)通道完成轉(zhuǎn)換后的A/D值都會(huì)送往AD10MEM，單通道單次采樣相對(duì)更容易實(shí)現(xiàn)，只需在A/D功能函數(shù)中三次觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換即可，觸發(fā)前應(yīng)先選擇好A/D通道。10位A/D滿(mǎn)量程為3FF，即1023，在確定正，負(fù)參考電壓后，其AD轉(zhuǎn)換值計(jì)算公式如下： 紅外解碼模塊MSP430外部中斷口豐富，共有16個(gè)外部中斷口。紅外信號(hào)解碼利用MSP430的外部中斷功能。整個(gè)解碼工作全部由P1口中斷服務(wù)程序完成。 紅外解碼程序流程圖一個(gè)完整的紅外編碼共33位，分別是1位引導(dǎo)碼，8位用戶(hù)碼，8位用戶(hù)碼，8位數(shù)據(jù)碼，8位數(shù)據(jù)反碼。同一遙控器大多只有一種地址碼，不同遙控器使用不同地址碼，萬(wàn)能遙控除外。這取決于編碼芯片。本設(shè)計(jì)采用TC9012，它提供了8種用戶(hù)碼，用戶(hù)編碼一共有8種，是利用“SEL”腳與“KO0～KO7”中的任一腳相連接來(lái)進(jìn)行選擇的。本遙控系統(tǒng)用戶(hù)碼為010。 紅外編碼格式因?yàn)槿梭w會(huì)發(fā)出10mm左右特定波長(zhǎng)的紅外線，實(shí)際也是一個(gè)干擾源，所以抗干擾很有必要。為了簡(jiǎn)化電路，加強(qiáng)穩(wěn)定性，這里使用相對(duì)簡(jiǎn)單并效果較好的軟件慮波。，一般的干擾脈沖不會(huì)超過(guò)一個(gè)毫秒。只需在中斷程序中延時(shí)23個(gè)毫秒，然后讀取信號(hào)的電位，高電平為干擾，低電平為信號(hào)。這樣能基本濾除干擾。如要更好濾波效果。同樣，用戶(hù)碼也可用來(lái)抗干擾，只需先對(duì)用戶(hù)碼驗(yàn)證，再?zèng)Q定是否讀取數(shù)據(jù)。 紅外接收軟件濾波方法軟件濾波程序如下：P1IE amp。= ～0x08。