【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8 位分辨率時(shí)為 156 kHz,10 位分辨率時(shí)為 39kHz。 ? 增強(qiáng)型 CCP 模塊具有標(biāo)準(zhǔn)型 CCP 模塊的所有 特性，但它在先進(jìn)的電機(jī)控制時(shí)還有如下特性： 1， 2， 4 路的 PWM 輸出。 可選擇 PWM 極性。 可編程的 PWM 死區(qū)時(shí)間。 ? 有 2 種工作方式的主同步串行通信（ MSSP）： 3 線 SPI 主控方式（去持所有 4 種 SPI 工作模式）。 IIC 主控 /從動(dòng)模式。 ? 可尋址的 USART 模塊：支持中斷地址位。 高級(jí)的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換特性 ? 10位，高達(dá) 8個(gè)通道的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ A/D）： 休眠時(shí)可以轉(zhuǎn)換； 8 個(gè)輸入通道可用。 ? 模擬比較模塊：可編程多路 輸入 /輸出技術(shù)。 ? 比較器參考電壓模塊。 ? 可編程的低電壓探測(cè)模塊（ LVD）：支持低電壓檢測(cè)時(shí)產(chǎn)生中斷。 ? 可編程的鎖定復(fù)位（ BOR）。 CAN 總線模塊特性 ? 符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO CAN。 ? 高達(dá) 1 Mbps 的通信速率。 ? 與 CAN 版本相一致： 29 位校驗(yàn)符； 8 字節(jié)信息長(zhǎng)度。 ? 3個(gè)帶優(yōu)先級(jí)的信息發(fā)送緩沖器。 ? 2個(gè)信息接收緩沖器。 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 ? 6個(gè)全 29 位接收過(guò)濾器。 ? 接收過(guò)濾器具有優(yōu)先級(jí)配置。 ? 為高優(yōu)先級(jí)信息配置的多路接收緩沖器，它可用于防止因溢出而造成的信息丟失。 ? 優(yōu)越的錯(cuò)誤處理特 性。 特殊的單片機(jī)特性 ? 上電復(fù)位電路（ POR）、上電延時(shí)定時(shí)器（ PWRT）和振蕩器起振定時(shí)器（ OST）。 ? 帶有片內(nèi) RC 振蕩器的監(jiān)視定時(shí)器 (WDT)。 ? 可編程代碼保護(hù)功能。 ? 休眠（ SLEEP）省電方式。 ? 可選擇不同的振蕩器工作方式，包括： 4 鎖相環(huán)（主振器）； 2 路振蕩器（ 32kHz）時(shí)鐘輸入。 ? 通過(guò) 2個(gè)引腳可進(jìn)行在線串行編程（ ICSP） FLASH 技術(shù) ? 低功耗、高速增強(qiáng)型 FLASH 技術(shù)。 ? 全靜態(tài)設(shè)計(jì)。 ? 寬范圍的工作電壓： ～ 。 ? 工業(yè)級(jí)和護(hù)展級(jí)溫度范 圍 [2] [3]。 本設(shè)計(jì)采用干簧管傳感器。這是目前應(yīng)用最多的一種形式，它的原理就是在普通轉(zhuǎn)盤計(jì)數(shù)的煤氣表中加干簧管和永磁鐵 ,干簧管固定安裝在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)盤附近 ,永磁鐵安裝在計(jì)數(shù)盤 m3 位上 ,當(dāng)轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周，永磁鐵經(jīng)過(guò)干簧管時(shí) ,干簧管的簧片開閉一次，由此輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 ,對(duì)應(yīng)為 m3,其最大優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需耗電 , 干簧管由于不需要供電，它對(duì)一般的電磁干擾不敏感 ,另外，雖然干簧管的機(jī)械觸點(diǎn)有疲勞壽命的問(wèn)題，但質(zhì)量較好的高性能觸點(diǎn)干簧管壽命可達(dá) 108 次 。目前用干簧管傳感 器的生產(chǎn)廠家普遍對(duì)干簧管進(jìn)行靈敏感和觸點(diǎn)導(dǎo)通檢測(cè)，檢測(cè)后其性能較為穩(wěn)定。所以由干簧管傳感組成的自動(dòng)抄表系統(tǒng)比較省電，同時(shí)電源本身不產(chǎn)生或接受干擾，比較其它傳感器所組成的自動(dòng)抄表系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的準(zhǔn)確率較好，運(yùn)行成本也較低廉 [4]。 只需將傳感器的信號(hào)輸出端接入單片機(jī)的 RB2 端即可， RB2 是單片機(jī)的外部中斷輸入引腳，通過(guò)脈沖觸發(fā)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而達(dá)到計(jì)量煤氣流量的目的。 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 漏氣檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 漏氣檢測(cè)采用 MQ2型氣敏傳感器作為檢測(cè)元件 ,其體電阻隨可燃性氣體或煙霧濃度的改變而改變。電路圖如圖 32 所示。平時(shí) ,可燃性氣體或煙霧濃度在允許范圍內(nèi) ,氣敏傳感器 C、 D 間電阻值較大 , 從 D 端輸出較低的電平。當(dāng)可燃性氣體或煙霧濃度達(dá)到一定值后 ,氣敏傳感器 C、 D 間電阻值迅速減小 ,從 D 端輸出較高的電平 [5]。得到的電平信號(hào)通過(guò) 393比較器與參考電壓相比，得出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào) 0或 1 [6]， 單片機(jī)檢測(cè)比較器的輸出電平為低時(shí)，說(shuō)明含量超標(biāo)，即作相應(yīng)處理，即：發(fā)信息，關(guān)閉電磁閥，開風(fēng)扇，開蜂鳴器和液晶顯示報(bào)警。 圖 32 煤氣含量超標(biāo)報(bào)警電路 開閥熄火檢測(cè)電路的設(shè) 計(jì) 開閥熄火檢測(cè)電路如圖 33 所示 ,選用了高精度負(fù)溫度系數(shù)的 NTC R101 作為檢測(cè)是否滅火的傳感器 ,將熱敏電阻安裝到煤氣爐接近火源、不易觸碰且方便的地方。出現(xiàn)開閥熄火后，因溫度變低 ,熱敏電阻 Rt 阻值高 ,A 點(diǎn)電位升高，為較高的電平 [5], 得到的電平信號(hào)通過(guò) 393 比較器與參考電壓相比，得出標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號(hào) 0 或 1， 單片機(jī)檢測(cè)比較器的輸出電平為低且持續(xù)超過(guò) 30 秒時(shí)，說(shuō)明出現(xiàn)開閥熄火，單片機(jī)會(huì)做相應(yīng)的處理，即：關(guān)閉電磁閥，打開通風(fēng)扇，開蜂鳴器和液晶顯示報(bào)警 [6]。 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 33 開閥熄火檢測(cè)報(bào)警電路 通風(fēng)扇控制電路 風(fēng)扇的供電電壓為 220V交流電，本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)排氣扇開閉的控制，采用了光電耦合和繼電器控制。如圖 34所示，當(dāng) 1端為高電平時(shí)， 4， 5 之間導(dǎo)通，從而控制繼電器閉合，排風(fēng)扇開始工作，風(fēng)扇指示燈亮，當(dāng) 1 端為低電平時(shí)， 4， 5 之間截止，繼電器斷開，排風(fēng)扇停止工作，指示燈熄滅。 圖 34 排風(fēng)扇控制電路 電磁氣閥控制電路 電磁閥的供電電壓為 220V 交流電，本設(shè)計(jì)要實(shí) 現(xiàn)單片機(jī)對(duì)電磁閥開閉的控制，采用了光電耦合和繼電器控制。如圖 35 所示，當(dāng) 1 端為高電平時(shí)， 4， 5山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 之間導(dǎo)通，從而控制繼電器閉合，電磁閥打開，電磁閥開關(guān)指示燈亮，當(dāng) 1 端為低電平時(shí)， 4， 5之間截止，繼電器斷開，電磁閥關(guān)閉，指示燈熄滅。 圖 35 電磁閥控制電路 紅外鍵盤模塊設(shè)計(jì) 通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編 /解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、 LED 紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。 圖 36 紅外遙控發(fā)射原理圖 圖 37 紅外遙控接收原理圖 發(fā)射硬件： 現(xiàn)以 LC7461 組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “0” ；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “1” ,見 圖 39。 矩陣鍵盤 編碼調(diào)制 紅外發(fā)射 光電 /放大 解調(diào) 解碼 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 上述 “0” 和 “1” 組成的 42位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射， 7461 產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的 42位二進(jìn)制碼組，其中前 26位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的紅外遙控設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。后 16 位為 8位的操作碼和 8 位的操作反碼用于核對(duì)數(shù)據(jù)是否接收準(zhǔn)確。 當(dāng)遙控器上任意一個(gè)按鍵按下超過(guò) 36ms 時(shí)， LC7461 芯片的振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對(duì)于接收端而言就是一個(gè) 9ms 的低電平 ,和一個(gè) 的高電平，這個(gè) 同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開始接收數(shù)據(jù)。 圖 38 LC7461 遙控器 圖 39 LC7461 時(shí)序圖 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 310 LC7461 發(fā)射電路 接收硬件 ： 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別 “0” 和 “1” ，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “0” 、“1” 均以 的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同， “0” 為,“1” 為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “0” 和 “1” 。如果從 低電平過(guò)后，開 始延時(shí)， 以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為 “0” ，反之則為 “1” ，為了可靠起見，延時(shí)必須比 長(zhǎng)些，但又不能超過(guò) ,否則如果該位為 “0” ，讀到的已是下一位的高電平，因此取（ +） /2= 最為可靠，一般取 左右即可。 根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待 9ms 的起始碼和 的結(jié)果碼完成后才能讀碼。 LT0038 是塑封一體化紅外線接收器，它是一種集紅外線接收、放大、整形于一體的集成電路，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與 TTL電平信號(hào)兼容的所有工作，沒有紅外遙控信號(hào)時(shí)為高電平，收到紅外信號(hào)時(shí)為低電平，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸 ，見圖 311。 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 311 LT0038 紅外接收頭 電源電路的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用太陽(yáng)能給蓄電池供電方案，太陽(yáng)能供電具有以下優(yōu)點(diǎn)： ； ； ； ； ； ； ，沒有易磨損的零部件，無(wú)污染，非常環(huán)保，轉(zhuǎn)換成電能中不產(chǎn)生其它 物質(zhì) ； 。 另外用太陽(yáng)能代替一般電源供電，可以大量節(jié)約能源， 符合創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)的要求，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 整流電路將交流電壓變換為脈動(dòng)的直流電壓；穩(wěn)壓電路的作用為在電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)保持輸出電壓基本不變；濾波電路可減少脈動(dòng)使直流電壓平滑 [4]。 本次設(shè)計(jì)的電源電路如圖 312。 瓷片電容 的作用是 濾 除 高頻干擾，電解電容 的作用是 濾低頻干擾 。 在 7085 前加一組，是為了抑制電源中的高頻和低頻成分，在 7805 后再加一組，是 為 了抑制 7085 在穩(wěn)壓過(guò)程中產(chǎn)生的高頻和低頻成分。 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 312 電源電路 時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片 DS1302 簡(jiǎn)介 DS1302是 DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31字節(jié)靜態(tài) RAM。 通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息。每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整時(shí)鐘操作。可通過(guò) AM/PM指示決定采用 24或 12小時(shí)格式。 DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線 1： RES 復(fù)位； 2： I/O 數(shù)據(jù)線； 3： SCLK 串行時(shí)鐘。時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31個(gè)字節(jié)的字符組方式通信 DS1302。 工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW。 DS1302是由 DS1202改進(jìn)而來(lái)增加了以下的特性： (1)實(shí)時(shí)時(shí)鐘具有能計(jì)算 2100年之前的秒分時(shí)日日期星期月年的能力還有閏年調(diào)整的能力。 (2)31個(gè) 8位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ) RAM。 (3)串行 I/O 口方式使得管腳數(shù)量最少。 (4)寬范圍工作電壓 。 (5)工作電流 時(shí) ,小于 300nA。 (6)讀 /寫時(shí)鐘或 RAM 數(shù)據(jù)時(shí)有兩種傳送方式單字。 節(jié)傳送和多字節(jié)傳送字符組方式。 (7)8 腳 DIP 封裝或可選的 8 腳 SOIC 封裝根據(jù)表面裝配。 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 (8) 簡(jiǎn)單 3 線接口。 (9) 與 TTL 兼容 Vcc=5V。 (10) 可選工業(yè)級(jí)溫度范圍 40 +85。 (11) 與 DS1202 兼容。 (12) 在 DS1202 基礎(chǔ)上增加的特性。 DS1302 硬件連接 除了正常的時(shí)鐘電路連接外，本設(shè)計(jì) 的硬件電路中加入了掉電保護(hù)以保證時(shí)鐘掉電后的正常運(yùn)行。 其接線電路如圖 314 圖 314 時(shí)鐘電路圖 LCD 液晶顯示電路 本設(shè)計(jì)采用金鵬 C系列 128*64 液晶顯示模塊 OCMJ4X8C 顯示煤氣用量、實(shí)時(shí)實(shí)鐘、號(hào)碼更改、鬧鈴設(shè)定、時(shí)鐘調(diào)整等功能。 設(shè)計(jì)采用液晶模塊的串行方式，如果用并行數(shù)據(jù)傳輸方式則需要 11條 I/O數(shù)據(jù)線、控制線，在本設(shè)計(jì)中會(huì)導(dǎo)致 I/O 口不夠用，或者需要擴(kuò)展，會(huì)使電路變的復(fù)雜，故設(shè)計(jì)采用串行方式，僅需要 3 條 I/O 口線，大大節(jié)省了單片機(jī) I/O資源，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化。 在 19 腳運(yùn)用三極管開關(guān)電路設(shè) 計(jì) 了背光控制 [7]。 電路圖如圖 315 所示 ： 山東輕工業(yè)學(xué)院 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 315 LCD 液晶顯示電路圖 OCMJ4X8C 中文模塊可以顯示字母、數(shù)字符號(hào)、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能。提供三種控制接口，分別是 8 位微處理器接口， 4位