【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在 4個(gè)地址位被讀入地址寄存器后，這個(gè)輸 入端對(duì)后續(xù)的信號(hào)無效。 DATA OUT：用于 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出的 3態(tài)串行輸出端。 DATA OUT在 CS為高時(shí)處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，而當(dāng) CS為低時(shí)處于激活狀態(tài)， CS一旦有效， 按照前一次轉(zhuǎn)換結(jié)果的 MSB值將 DATA OUT從高阻抗態(tài)轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的邏輯電平。 I/O CLOCK的下一個(gè)下降沿將根據(jù) MSB的下一位將 DATA OUT驅(qū)動(dòng)成相應(yīng)的邏輯電平，剩下的各位依次移出，而 LSB在 I/O CLOCK的第九個(gè)下降沿出現(xiàn)。在 I/O CLOCK的第十個(gè)下降沿， DATA OUT端被驅(qū)動(dòng)為邏輯電平低，因此多于十個(gè)時(shí)鐘時(shí)串行接口傳送的 是一些“ 0” EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束端，在第十個(gè) I/O CLOCK該輸出端從邏輯高電平變?yōu)榈碗娖讲⒈３值椭钡睫D(zhuǎn)換完成及數(shù)據(jù)準(zhǔn)備傳輸。 GND：地。 GND是內(nèi)部電路的地回路端，除另有說明外，所以電壓測(cè)量都相對(duì)于 GND。 I/O CLOCK：輸入輸出時(shí)鐘端。 I/O CLOCK接收串行輸入并完成 4個(gè)功能：在前 4個(gè)上升沿，它將 4個(gè)輸入地址位鍵入地址寄存器，在低 4個(gè)上升沿之后多路器地址有效； 在第 4個(gè)下降沿，在選定的多路器輸入端上的模擬輸入電壓開始向電容器充電并繼續(xù)到第十個(gè)下降沿；它將前一次轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)的其余 9位移出 DATA 15 OUT端；在第十個(gè)下降沿它將轉(zhuǎn)換的控制信號(hào)傳送到內(nèi)部的狀態(tài)控制器。 REF+：正基準(zhǔn)電壓端。 REF：負(fù)基準(zhǔn)電壓端。 VCC： 正電源端。 (4)典型等效輸入 采樣 方式時(shí)的輸入電路阻抗： 圖 采樣等效電路 保持方式時(shí)的輸入電路阻抗： 圖 保持等效電路 (5)工作過程和時(shí)序圖 工作 過程如下： 選用的方式 1即快速方式， 10時(shí)鐘傳送，當(dāng)轉(zhuǎn)換周期時(shí) CS變 高 。在該方式下，串行 I/O CLOCK傳送之間 CS無效，并且每次傳送 10個(gè)時(shí)鐘。 CS的下降沿使DATA OUT引腳脫離高阻抗?fàn)?態(tài)并啟動(dòng)一次 I/O CLOCK的工作過程。 CS的上升沿終止這個(gè)過程并在規(guī)定的延遲時(shí)間內(nèi)使 DATA OUT回到高阻抗?fàn)顟B(tài)。同時(shí)， CS的上升沿在經(jīng)過一個(gè)設(shè)置時(shí)間加兩個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的下降沿后禁止 I/OCLOCK和 ADDRESS端。 時(shí)序圖如下 ： 16 圖 時(shí)序圖 注釋：為了減少由于 CS的噪聲引起的誤差，在 CS下降后內(nèi)部電路在響應(yīng)控制輸入信號(hào)之前等待一個(gè)設(shè)置時(shí)間加上 2個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘的下降沿。所以，在最小的設(shè)置時(shí)間消逝以前不要企圖輸入地址。 (6)相關(guān)數(shù)值計(jì)算 圖 驅(qū)動(dòng)源的等效輸 入電路 簡(jiǎn)化的模擬輸入分析如下： 采用圖 ，在 1/2LSB中將模擬輸入電容從 0充到 VS所需的時(shí)間可推導(dǎo)如下： 電容所充的電壓： Vc=Vs(1etc/RtCi) () 其中： Rt=Rs+ri () 1/2LSB達(dá)到的最終電壓： Vc(1/2LSB)=Vs(Vs/2048) () 將 ()代入 ()解出 tc： Vs(Vs/2048)= Vs(1etc/RtCi) () 17 可得： tc(1/2LSB)=Rt Ci㏑ (2048) () 所以， 在給定值的條件下，模擬輸入信號(hào)的建立時(shí)間是： tc(1/2LSB)=(Rs+1KΩ ) 60pF㏑ (2048) () VI=輸入端 A0A10的輸入電壓 Vs=外部驅(qū)動(dòng)源電壓 Rs=源電阻 ri=輸入電阻 Ci=輸入電容 對(duì)驅(qū)動(dòng)源的要求： *源的噪聲與失真必須與轉(zhuǎn)換器的分辨率同等； *在輸入頻率聲 Rs必須為實(shí)數(shù)。 LM358 雙運(yùn)算放大器 采用 DIP8封裝形式，有 8條功能引腳。 18 圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 示意圖 LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器 、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合 [5]。 相關(guān)參數(shù)值： 內(nèi)部頻率補(bǔ)償 ； 直流電壓增益高 (約 100dB)； 單位增益頻帶寬 (約 1MHz)； 電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?(3— 30V)； 雙電源 (177。 177。 15V) ； 低功耗電流，適合于電池供電 ； 低輸入偏流 ； 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流 ； 共模輸入電壓范圍寬，包括接地 ； 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍 ； 輸出電壓擺幅大 (0至 )。 19 LM234 四運(yùn)算放大器 采用 DIP14封裝形式，有 14條 功能引腳。 圖 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 示意圖 該 芯片價(jià)格便宜， 具有 [5]： 短路保護(hù)輸出； 真差動(dòng)輸入級(jí)； 單電源工作： 32V； 低輸入偏置電流最大為 100nA； 每一個(gè)封裝四個(gè)放大器； 內(nèi)部補(bǔ)償； 共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源； 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)引腳輸出； 工作溫度范圍為 0到 70度 串行接口 8 位 LED 顯示驅(qū)動(dòng)器 MAX7219 ⑴ MAX7219的介紹 MAX7219是一種高集成化的 的串行輸入 /輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器 , 可實(shí)現(xiàn)微處理器與 7段碼的接口 , 可以顯示 8 位或 64 位單一 LED 。芯 片上包括 BCD 碼譯碼器、多位掃描電路、段驅(qū)動(dòng)器、位驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)含 8 8 位靜態(tài) RAM ,用于存放顯示數(shù)據(jù)。只需外接一個(gè)電阻就可為所有的 LED 提供段電流。 20 MAX7219的三線串行接口適用于所有微處理器 ,單一位數(shù)據(jù)可被尋址和修正 ,無需重寫整個(gè)顯示器。 MAX7219 具有軟件譯碼和硬件譯碼兩種功能 , 軟件譯碼是根據(jù)各段筆劃與數(shù)據(jù)位的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行編碼 , 硬件譯碼采用 BCD碼 (簡(jiǎn)稱 B 碼 ) 譯碼。 MAX7219 工作模式包括 150μ A 低壓電源關(guān)閉模式、模擬數(shù)字亮度控制、限掃寄存器 (允許用戶從第 1位數(shù)字顯示到第 8位 ) 及測(cè)試模式(點(diǎn)亮所有 LED) 。 ⑵ MAX7219引腳功能和引腳排列 引腳排列如下： 圖 引腳 示意圖 采用 DIP封裝，有 24條引腳。其功能如下： DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端，時(shí)鐘上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)存入內(nèi)部的 16位移位寄存器。 DIG07：顯示器位驅(qū)動(dòng)線 8位。 GND：地線。 LOAD：輸入數(shù)據(jù)裝載端。在裝載的上升沿，串行輸入的最后一個(gè) 16位數(shù)據(jù)被鎖存。 CLK：時(shí)鐘輸入端。最大頻率 10MHZ，時(shí)鐘上升沿 時(shí)數(shù)據(jù)移入，時(shí)鐘下降沿時(shí)數(shù)據(jù)從串行數(shù)據(jù)輸出口輸出。 AG， DP：顯示器段驅(qū)動(dòng)線 8位 Iset:段電流輸入端。 通過連接在 V+端與 Iset端之間的電阻 Rset設(shè)置段電 21 流的大小。 V+：電源。 DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端。從 DIN端輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過 到 DOUT端。 ⑶ MAX7219控制字 MAX7219 有 14 個(gè)可尋址的控制字寄存器 (如表 1451) , 控制字寄存器由芯片的 8 8 雙端口 SRAM 識(shí)別 ,SRAM 直接尋址 , 這樣單一的 位能被更改或保留 , 條件是電源電壓明顯大于 2V ?？刂谱旨拇嫫靼ㄗg碼模式、顯示強(qiáng)度、掃描限制 (被掃描位的個(gè)數(shù) ) 、關(guān)閉模式、顯示測(cè)試 (點(diǎn)亮所有的 LED) 。另外還有一個(gè)空操作寄存器 , 該寄存器允許數(shù)據(jù)從 DIN 直送 DOUT , 在設(shè)備串接情況下 , 不會(huì)改變顯示或影響任何控制寄存器。串行數(shù)據(jù)格式 16位 (如表 1452)。 表 1451 控制寄存器 寄存器 地址 D15D12 D11 D10 D9 D8 16進(jìn)制碼 空操作 0 0 0 0 0 Bit 0 0 0 0 1 1 Bit 1 0 0 1 0 2 Bit 2 0 0 1 1 3 Bit 3 0 1 0 0 4 Bit 4 0 1 0 1 5 Bit 5 0 1 1 0 6 Bit 6 0 1 1 1 7 Bit 7 1 0 0 0 8 譯碼模式 1 0 0 1 9 強(qiáng)度 1 0 1 0 A 限掃 1 0 1 1 B 關(guān)閉 1 1 0 0 C 顯示測(cè)試 1 1 1 1 F 表 1452 數(shù)據(jù)格式 D15D14D13D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 地址 數(shù)據(jù) 本設(shè)計(jì)中 MAX7219的 應(yīng)用 關(guān)鍵 代碼 如下： 。測(cè)試寄存器地址為 0FH,數(shù)據(jù) 01H為測(cè)試 ,00H為正常工作 。7219的 8個(gè)數(shù)碼管的地址為 01H(最低位 )到 08H(最高位 ) 。發(fā)送子程序 ,數(shù)據(jù)由 R3(地址 )和 R4(數(shù)據(jù) )帶來 ,共發(fā) 16位 22 。B譯碼為 BCD碼 ,0AH~0EH為 ,E,H,L,P,OFH為消隱 ,小數(shù)點(diǎn)為 8XH 。f7219為送顯示數(shù)據(jù)函數(shù) mov a7219,0ch 。封鎖寄存器地址 mov d7219,01h 。數(shù)據(jù) ,解鎖 ,轉(zhuǎn)正常工作 acall f7219 。去發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)到 7219 mov a7219,09h 。譯碼方式寄存器地址 mov d7219,0ffh 。8位數(shù)碼均為 B譯碼 acall f7219 mov a7219,0bh 。掃描范圍寄存器地址 mov d7219,07h 。8位全掃 acall f7219 mov a7219,0ah 。亮度寄存器地址 mov d7219,02h 。最大亮度為 0FH,此為較低亮度 acall f7219 。寫亮度 mov a7219,0fh 。測(cè)試地址 mov d7219,00h 。不測(cè)試，正常工作 acall f7219 紅外遙控 原理 ⑴ 基本原理 一個(gè)紅外接收頭，非常簡(jiǎn)單好用，只有三個(gè)引腳： +5V，地，信號(hào)輸出。其引導(dǎo)信號(hào) 圖 紅外遙控信號(hào)經(jīng)解調(diào)后的波形 間隔 用戶識(shí)別碼 00000010 鍵數(shù)據(jù)碼（“ 6”鍵） 00010101 間隔 8ms 4ms 數(shù)字“ 0” 14ms“ 1” 4ms 空閑 空閑 23 輸出的信號(hào)已經(jīng)是經(jīng)過解調(diào)濾波還原了的數(shù)字信號(hào)，直接用數(shù)字存儲(chǔ)示波器觀察信號(hào)波形。發(fā)現(xiàn)其一幀信號(hào)的波形可分為三個(gè)部分：引導(dǎo)碼，用戶識(shí)別碼和鍵數(shù)據(jù)碼，三個(gè)部分之間有 4ms的間隔寬度， 無信號(hào)（即空閑時(shí)）為高電平。引導(dǎo)碼為 8ms寬的低電平；用戶識(shí)別碼為 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，以正脈沖的寬度區(qū)別“ 0”和“ 1”，窄脈沖為 ，寬脈沖為 ，傳送順序?yàn)橄葌鞯臀缓髠鞲呶?，用戶識(shí)別碼數(shù)據(jù)為“ 00000010”，表為 16進(jìn)制為“ 02H”；鍵數(shù)據(jù)碼編碼與用戶識(shí)別碼的編碼方法相同，不同的鍵對(duì)應(yīng)不同的數(shù)據(jù) 。 ⑵ 載波波形 使用 455KHZ晶體，經(jīng)內(nèi)部分頻電路，信號(hào)被調(diào)制為 ，占空比約為 1/3。 圖 波形 示意圖 由 FCAR=1/TC=FOSC/12得： FCAR=38KHZ FOSC是晶振頻率 [10] 占空比 =T1/TC=1/3 ⑶ 數(shù)據(jù)格式 數(shù)據(jù)格式為每一幀數(shù)據(jù)包括 8位自定義碼和 8位數(shù)據(jù)碼，共 16位，自定義碼和數(shù)據(jù)碼后還有同步位 .[10] 圖 數(shù)據(jù)格式 24 紅外線傳感器 ⑴ 紅外線的介紹 紅外線它是太陽(yáng)光譜中的一部分光線，不在人類的視覺范圍之內(nèi)，屬于一種不可見光線。它的最大的特點(diǎn)是具有光熱效應(yīng)，輻射熱量，具有反射，折射，干涉，吸收等光的性質(zhì)，在真空中的傳播速度為 3 108m/s。在空氣中傳播會(huì)產(chǎn)生衰減， 紅外輻射能透過大部分半導(dǎo)體和一些塑料 ，并且很多液體能對(duì)紅外輻射吸收很大。 [8]根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析表明，對(duì)于波長(zhǎng)為 15微米和 814微米區(qū)域的紅外光具有較大的“透明度”等。 本設(shè)計(jì)中采 用的是 TX05D型號(hào)的紅外線反射 和直射 開關(guān)傳感器 ，運(yùn)用了紅外線的一個(gè)反射特性 。