【文章內(nèi)容簡介】 片機本身是不能進行自主復位11M0592Y2C1012PC912PXTAL1 XTAL2基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設計 6 的 ， 因此 其 務必 跟 對應的 外部電路 進行 相互協(xié)作這樣才 會發(fā)出復位信號，從而完成復位操作 。上電復位和按鍵復位 是復位操作的 二種 方式 。 a)上電復位： STC89 系列單片機的復位引腳 連接到電源端（ VCC）上串接個 電容器，然后連接到 地端（ GND） 上 加一個電阻 ， 這樣 一個 RC 充放電回路 便構(gòu)造好了 ，從而 確保 有 充足的 時間 使 單片機在上電時 復位（ RST）時引 腳上 存在 高電平 來 進行復位， 使系統(tǒng)再次回到低電平的正常工作狀態(tài) ， 電路設計中 所用 電阻和電容 通常選擇10K 和 10uF。 b)按鍵復位：按鍵復位 便是 在 上電復位的 電容上 并聯(lián)一個開關 ， 開關閉合 時電容 便開始 放電 ， 復位引腳（ RST） 將 處 于高電平 ， 由于 電容充電 ， 因此 高電平 的狀態(tài)會持續(xù) 一段時間用來確保 單片機 進行 復位。 本 設計 系統(tǒng) 選用 的是 上電 復位方式，其電路如圖 33 所示。 圖 33 STC89C52 上電復位 紅外線發(fā)射電路 紅外線發(fā)射管 選用了普遍使用的 TSAL6200。 紅外發(fā)射管也被稱為紅外發(fā)光二極管，屬于半導體類。 它是 發(fā)光 元件， 能 將 電能轉(zhuǎn)換成近紅外光（不可見光） 并發(fā)射出去 是其主要的 能力 ， 在 各種 光電開關 及 遙控電路中 被 泛所用 。紅外線發(fā)射管與普通發(fā)光二極管 沒有太大的區(qū)別特別在 結(jié)構(gòu)與 原理上 ， 紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鋁鎵， 砷化鎵這些材料 ， 并且用透明或黑色、 淺藍色的樹脂 進行 封裝。 工作原理：基于單片機來控制 紅外線發(fā)射管 ， 用不同的脈沖 間隔 時間來表示不同按鍵的 編 碼值 ，然后二次 調(diào)制成 38kHz 信號 由紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。 紅外線發(fā)射管 TSAL6200 如圖 34 所示： 圖 34 紅外線二極管 TSAL6200 實物圖 C310uFR 1010kV C C 5V 0鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 (20xx) 7 紅外線發(fā)射管 與單片機 接線 圖如圖 35 所示： 圖 35 紅外線發(fā)射管與單片機接線圖 獨立式鍵盤電路設計 用 I/O 線 組成 的單個按 鍵電路 被稱為 獨立式鍵盤 ， 其中 每個獨立式按鍵 都 分 派到 一根 I/O 口線， 每個 I/O 口線所接的按鍵工作狀態(tài) 都 保持 互不干擾、 獨立的工作狀態(tài)，由于其結(jié)構(gòu)簡單，易于設計 所以大多數(shù)設計都選擇獨立式鍵盤電路 。 單個輸入 比較適合用獨立式鍵盤 ， 每個按鍵都有與之對應的 I/O 口， 只要 查詢 I/O 口的高低電平 就可以 確定按鍵的狀態(tài)。 其由行線和列線構(gòu)成，按鍵安放的地方是行、列的交叉點，按鍵開關的兩端分別連接到行線、列線，按鍵個數(shù)等于行數(shù)乘以列數(shù) ， 這樣 的設計 可以大大節(jié)省使用的 I / O 端口 ，它一般 用于按鍵 數(shù)目較多的電路中 。常用行掃描法 、列掃描法和線翻轉(zhuǎn)法 來查詢按鍵的狀態(tài) 。 使用按鍵時，必須要考慮的消除按鍵抖動的影響，消除按鍵抖動簡稱按鍵消抖，主要方法分為硬件消抖和軟件消抖。 硬件消抖 涵蓋 RC 濾波電路， 單穩(wěn)態(tài)電路和雙穩(wěn)態(tài)電路 ,雙穩(wěn)態(tài)的 RS 觸發(fā)器電路 是目前 用的最多且效果最好的 。軟件消抖也就是延時消抖，節(jié)省硬 件資源， 使用廣泛。 此次設計選擇了軟件消抖。 在本設計系統(tǒng)中，由于不需要很多按鍵， I/O 口又有大量剩余，系統(tǒng)采用了一五個獨立按鍵開關 S S S S S9，每個按鍵 都有一個獨立的操作與之對應，即每個按鍵控制步進電機的一個狀態(tài)，其電路 如圖 所示。當鍵 S5 被按下時，對應的操作為“右轉(zhuǎn) ” （正轉(zhuǎn)），步進電機正轉(zhuǎn) ；當鍵 S6 被按下時，對應的操作為“左轉(zhuǎn) ”（反轉(zhuǎn)），步進電機反轉(zhuǎn) ；當鍵 S7 被按下時，對應的操作為“減速 ”， 步進電機減速 ；當鍵 S8 被按下時，對應的操作為“加速 ”， 步進電機加速 ；當鍵 S9 被按下時，對應的操作為“停止”， 步進電機停止 .獨立式鍵盤電路與單片機 連接 圖如圖 36 所示： (T2) P1. 01(T2 EX) P1. 12P1. 23P1. 34P1. 45(MOSI) P1. 56(MISO) P1. 67(SCK) P1. 78RST9(RXD) P3. 010(TXD) P3. 111(INT0) P3. 212(INT1) P3. 313(T0) P3. 414(T1) P3. 515(WR) P3. 616(RD) P3. 717XTAL218XTAL119GND20P2. 0 (A8)21P2. 1 (A9)22P2. 2 (A10)23P2. 3 (A11)24P2. 4 (A12)25P2. 5 (A13)26P2. 6 (A14)27P2. 7 (A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0. 7 (AD7)32P0. 6 (AD6)33P0. 5 (AD5)34P0. 4 (AD4)35P0. 3 (AD3)36P0. 2 (AD2)37P0. 1 (AD1)38P0. 0 (AD0)39Vcc40U6AT89C52R19 4k7R174k7R184k7R16 4k7R15 4k7R14 4k7R13 4k7R12 4k7VCC5V0C7100nD3TSAL6200Q1NPNVCC5V0R23220R22 1kR214k7基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設計 8 圖 36 獨立式鍵盤電路 與單片機連接圖 紅外線接收電路 紅外線接收頭 (又稱紅外線接收模組 ,IRM)是集成紅外線接收 PD二極管、放 大、濾波和比較器輸出等 IC 模塊。紅外線接收頭 可以接受的頻率有 36,40,這么幾種，用戶 可按 照 需求的不同 來 選擇使用不同 接受頻率的 紅外接收頭， 現(xiàn)如今紅外接收頭已經(jīng) 被 廣泛應用在 各種家用電器 中 了 ， 因為它 不 需要再 制作接收放大電路， 因此 很大程度上 簡化了電路。 常用的紅外接收頭的外形，均有三只引腳， 分別為 電源負 (GND) 、電源 正（ VDD）和數(shù)據(jù)輸出 (Out)。接收頭的引腳排列因型號 和外形的 不同而 有著一點點 小小的 區(qū)別。 普通的 紅外接收頭 主要參數(shù)如下： 工作電壓： ～ 工作電流： ～ 接收頻率： 峰值波長：940nm 靜態(tài)輸出：高電平 輸出低電平： ≤ 輸出高電平：接近工作電壓 。 紅外線引腳圖如圖 37 所示： 圖 37 紅外線 接收頭 引腳圖 紅外接收模塊采用基于 HS0038 紅外接收器為核心的設計系統(tǒng) 。 HS0038 是一種常用的紅外接收頭，因為 其集 接收電路，低通濾波，調(diào)制和解調(diào)電路，放大電路和控制電路作為一個整體，方便，簡單，實用。 HS0038 接收頭 一共有三個引腳輸出 分別是輸入、輸出、電源 ， 一目了然，大大的方便了我們的使用 。 HS0038 接收頭 內(nèi)部 構(gòu)造 如圖 38 所示 。 (T2) P1. 01(T2 EX) P1. 12P1. 23P1. 34P1. 45(MOSI) P1. 56(MISO) P1. 67(SCK) P1. 78RST9(RXD) P3. 010(TXD) P3. 111(INT0) P3. 212(INT1) P3. 313(T0) P3. 414(T1) P3. 515(WR) P3. 616(RD) P3. 717XTAL218XTAL119GND20P2. 0 (A8)21P2. 1 (A9)22P2. 2 (A10)23P2. 3 (A11)24P2. 4 (A12)25P2. 5 (A13)26P2. 6 (A14)27P2. 7 (A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0. 7 (AD7)32P0. 6 (AD6)33P0. 5 (AD5)34P0. 4 (AD4)35P0. 3 (AD3)36P0. 2 (AD2)37P0. 1 (AD1)38P0. 0 (AD0)39Vcc40U6AT89C52S5S6S7S8C810uFR2010kVCC5V0RSTP1. 5P1. 6P1. 7XTAL1XTAL2S9鹽城工學院本科生畢業(yè)設計說明書 (20xx) 9 圖 38 HS0038 紅外接收頭內(nèi)部 構(gòu)造 圖 因為 HS0038 集成了 巨大 的信號處理功能， 所以本設計 中只需 直接將它與單片機連接便 OK 了 ， 具體應用電路圖如圖 39 所示。 圖 39 HS0038 應用電路圖 本設計主要是采用 HS0038 紅外接收頭 實物 如圖 310。 圖 310 紅外接收頭 HS0038 實物圖 LCD1602 液晶顯示屏模塊 電路 在這個系統(tǒng)中，我用 LCD1602 字符液晶顯示模塊 來 顯示步進電機 各種運動狀態(tài) 。液晶顯示屏 （ LCD） 具有很多優(yōu)點， 如 體積小、微 功耗、 小巧輕薄 、 顯示的內(nèi)容豐富等 ， 廣泛的應用各個領域中 ，特別是在低功耗和便攜式儀表系統(tǒng) 。 LCD1602 有 16 個標準的引腳接口 ，其中 VDD 接 5V電源正極 ， VSS 接地端 ，液晶顯示器 調(diào)節(jié)對比度的端口為 V0，接地電源時對比度最高，接正電源時對比度最弱，對比度過高的時候顯示屏會產(chǎn)生“鬼影”，為使顯示屏的顯示達到最佳效果，顯示電路可以 通過在 V0 與VCC之間 加 一 個 10K的電位器進行對比度調(diào)節(jié)從而使顯示可以調(diào)節(jié)到自己想要的那個最佳顯示狀態(tài)。 VSS 與 BLK 之間可以接三極管 NPN，讓三極管 NPN 做開 關，控制液晶顯示屏的開關，可以用于省電模式。 LCD1602 實物 引腳圖如圖 311 所示。 基于單片機紅外發(fā)射步進電機控制系統(tǒng)設計 10 圖 311 LCD1602 實物 引腳圖 LCD1602 與單片機 連接 圖如圖 312 所示。 圖 312 LCD1602 與單片機連接圖 步進電機電路 步進電機介紹 步進電機可以將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榫€位移或角位移。當它處于非超載的情況下時，電機停止的位置、速度僅依賴于脈沖和脈沖頻率信號的數(shù)目，它獨立于負載的變化，每當步進電機驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，步進電機就向 設定的方向旋轉(zhuǎn)一個固定的角度，稱為“步距角”。由于存在的這種線性關系，而且步進電機具有不累計誤差只有周期性誤差等特點。使得在速度、位置等領域用步進電機來控制將會變得非常容易。雖然步進電機已被廣泛所用，但它不能在常規(guī)下使用就像普通的直流電機、交流電機那樣。它僅可以在雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成系統(tǒng)中使用。步進電機多用于數(shù)字式計算機的外部設備，以及打印機、繪圖機和磁盤等裝置。步進電機實物圖如圖 313 所示。 (T2) P1. 01(T2 EX) P1. 12P1. 23P1. 34P1. 45(MOSI) P1. 56(MISO) P1. 67(SCK) P1. 78RST9(RXD) P3. 010(TXD) P3. 111(INT0) P3. 212(INT1) P3. 313(T0) P3. 414(T1) P3. 515(WR) P3. 616(RD) P3. 717XTAL218XTAL119GND20P2. 0 (A8)21P2. 1 (A9)22P2. 2 (A10)23P2. 3 (A11)24P2. 4 (A12)25P2. 5 (A13)26P2. 6 (A14)27P2. 7 (A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0. 7 (AD7)32P0. 6 (A