【文章內(nèi)容簡介】 1單片機(jī)將會(huì)從 平，用來觸發(fā)可控硅，當(dāng)可控硅在觸發(fā)電流的作用下導(dǎo)通時(shí)，控制電路開始工作，此時(shí)繼電器的線圈通電，斷開加熱電路，電熱壺開始停止加熱。以達(dá)到智能控制的作用，以免用戶在未聽到報(bào)警聲，但是 電熱壺還在加熱，導(dǎo)致火災(zāi)等突發(fā)事件。有了智能控制系統(tǒng)以后可以很好的保證安全性能，同時(shí)還可以起到節(jié)能的作用，比較人性化。 報(bào)警 電路的實(shí)現(xiàn) 報(bào)警電路控制元件的選擇 (1)音頻放大模塊 LM386 是一種低電壓通用型音頻集成功率放大器， 廣泛應(yīng)用于收音機(jī)、對(duì)講機(jī)和信號(hào)發(fā)生器中； 內(nèi)部設(shè)定 增益為 20dB，當(dāng)在 1 與 8 引出端外接電容與電阻時(shí)， 其增益增加可達(dá) 200dB 以內(nèi)的任何值。 當(dāng)輸出自動(dòng)偏置到電源電壓一半，輸入端參考地。 6V 電源工作時(shí)靜態(tài)功率只有 24mW。 LM386 的外形與管腳圖 如圖 6 所示，它采用 8 腳雙列直插式塑料 圖 5： LM386 外形與管腳圖 12 圖 6： LM386 的管腳圖與內(nèi)部電路圖 13 表一： LM386 的電特性 （ 2） 揚(yáng)聲器 揚(yáng)聲器又稱 “喇叭 ”。是一種十分常用的 電聲 換能器件，在發(fā)聲的電子電氣設(shè)備 中都能見到它 ，如圖 7。 圖 7：揚(yáng)聲器。 揚(yáng)聲器的主要性能指標(biāo) ： 揚(yáng)聲器的主要性能指標(biāo)有：靈敏度、頻率響應(yīng)、額定功率、額定阻抗、指向性以及 失真度 等參數(shù)。 額定功率 ： 揚(yáng)聲器的功率有標(biāo)稱功率和最大功率之分。標(biāo)稱功率稱額定功率、不失真功率。它 1 是指揚(yáng)聲器 在額定不失真范圍內(nèi)容許的最大輸入功率，在揚(yáng)聲器的商標(biāo)、技術(shù)說明書上標(biāo)注的功率即為該功率值。最大功率是指揚(yáng)聲器在某一瞬間所能承受的 峰值功率 。為保證揚(yáng)揚(yáng)器工作的可靠性，要求揚(yáng)聲器的最大功率為標(biāo)稱功率的 2~3 倍。 額定阻抗 ： 揚(yáng)聲器的阻抗一般和頻率有關(guān)。額定阻抗是指音頻為 400Hz 時(shí)，從揚(yáng)聲器輸入端測(cè)得的阻抗。它一般是音圈直流電阻的 ~ 倍。一般動(dòng)圈式揚(yáng)聲器常見的阻抗有 4Ω、 8Ω、 16Ω、32Ω 等。 頻率響應(yīng) ： 給一只揚(yáng)聲器加上相同電壓而不同頻率的音頻信號(hào)時(shí)，其產(chǎn)生的聲壓將會(huì)產(chǎn)生變化。一般中音頻時(shí)產(chǎn)生的聲壓較大，而低音頻和高音頻時(shí)產(chǎn)生的聲壓較小。當(dāng)聲壓下降為中音頻的某一數(shù)值時(shí)的高、低音頻率范圍，叫該揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)特性。 理想的揚(yáng)聲器頻率特性應(yīng)為20~20KHz，這樣就能把全部音頻均勻地重放出來，然而 這是做不到的。每一只揚(yáng)聲器只能較好地重放音頻的某一部分。 失真 ： 揚(yáng)聲器不能把原來的聲音逼真地重放出來的現(xiàn)象叫失真。失真有兩種：頻率失真和非線性失真。頻率失真是由于對(duì)某些頻率的信號(hào)放音較強(qiáng) ，而對(duì)另一些頻率的信號(hào)放音較弱造成的，失真破壞了原來高低音響度的比例，改變了原聲音色。而非線性失真是由于揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)和信號(hào)的波動(dòng)不夠完全一致造成的，在輸出的聲波中增加一新的頻率成分。 指向特性 ： 用來表征揚(yáng)聲器在空間各方向輻射的聲壓分布特性，頻率越高指向性越狹，紙盆越大指向性越強(qiáng)。 揚(yáng)聲器參數(shù) ： 揚(yáng)聲器的參數(shù)是指采用專用的揚(yáng)聲器測(cè)試系統(tǒng)所測(cè)試出來的揚(yáng)聲器具體的各種性能參數(shù)值 .其常用的參數(shù)主要包括： Z， Fo， η0， SPL， Qts， Qms， Qes， Vas， Mms， Cms， Sd， BL， Xmax， Gap 。 Z： 是指揚(yáng)聲器的電阻值，包括有：額定阻抗和直流阻抗 .(單位：歐姆 /ohm)，通常指額定阻抗。揚(yáng)聲器的額定阻抗 Z：即為阻抗曲線第一個(gè)極大值后面的最小阻抗模值，即圖 1 中點(diǎn) B 所對(duì)應(yīng)的阻抗值 。 它是計(jì)算揚(yáng)聲器電功率的基準(zhǔn)。 直流阻抗 DCR：是指在音圈線圈靜止的情況下，通以直流信號(hào)，而測(cè)試出的阻抗值 . 我們通常所說的 4 歐或者 8 歐是指額定阻抗。 (ACR 交流阻抗：音圈線圈動(dòng)態(tài)下所測(cè)出的阻值） Fo(最低共振頻率 )是指揚(yáng)聲器阻抗曲線第一個(gè)極大值對(duì)應(yīng)的頻率。 單位 ：赫茲 (Hz)揚(yáng)聲器的阻抗曲線圖是揚(yáng)聲器在正常工作條件下，用恒流法或恒壓法測(cè)得的揚(yáng)聲器阻抗模值隨頻率變化的曲線。 η0(揚(yáng)聲器的效率 )：是指揚(yáng)聲器輸出聲功率與輸入電功率的比率。 SPL(聲壓級(jí) )：是指喇叭在通以額定阻抗 1W 的電功率的電壓時(shí)。在參考軸上與喇叭相距 1m的點(diǎn)上。 單位 ：分貝 (dB)產(chǎn)生的聲壓。 Qts ：揚(yáng)聲器的總品質(zhì)因數(shù)值 。 Qms：揚(yáng)聲器的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)值。 Qes：揚(yáng)聲器的電品質(zhì)因數(shù)值。 Vas(喇叭的有效容積 )：是指密閉在剛性容器中空氣的聲順與 揚(yáng)聲器單元的聲順相等時(shí)的容積。 Mms(振動(dòng)質(zhì)量 )：是指揚(yáng)聲器在運(yùn)動(dòng)過程中參與振動(dòng)各部件的質(zhì)量總和，包括鼓紙部分，音圈，彈波以。 單位 ：克 (gram).及參與振動(dòng)的空氣質(zhì)量等。 Cms(力順 )：是指揚(yáng)聲器振動(dòng)系統(tǒng)的支撐部件的柔順度。其值越大，揚(yáng)聲器的整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)越軟。 單位 ：毫米 /牛頓 (mm/N) Sd(振動(dòng)面積 )：是指在揚(yáng)聲器的振動(dòng)過程中，鼓紙 /振膜的有效振動(dòng)面積。單位：平方米 (m2).。 BL(磁力 )：間隙磁感應(yīng)強(qiáng)度與有效音圈線長的乘積。單位： (T*M)。 2 Xmax：音圈在振動(dòng)過程中運(yùn)動(dòng)的線性行程。單位：毫米 (mm)。 Gap Gauss：間隙磁感應(yīng)強(qiáng)度值 .單位：特斯拉 (Tesla)。 所選用的揚(yáng)聲器相關(guān)參數(shù)： 品牌 JM 型號(hào) 4070 種類 紙盆式 (直接輻射 ) 用途 擴(kuò)音 外形 橢圓形 組成方式 組合式 額定功率 2（ W） 額定阻抗 8（ Ω） 頻率響應(yīng) 2300（ kHz） 指向性 全指向 靈敏度 85（ dB/W） 性噪比 95（ dB） 諧波失真 3（ TMD%） 報(bào)警電路的工作原理 報(bào)警電路的電路設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)方法 ： (1) 把 “單片機(jī)系統(tǒng) ”區(qū)域中的 端口用導(dǎo)線連接到 “音頻放大模塊 ”區(qū)域中的 SPK IN 端口上； (2) 在“音頻放大模塊”區(qū)域中的 SPK OUT 端口上接上一個(gè) 8 歐或者是 16 歐的喇叭； 程序設(shè)計(jì)方法 (1) 我們用單片機(jī)實(shí)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來產(chǎn)生 700HZ 和 500HZ 的頻率，根據(jù)定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0， 我們?nèi)《〞r(shí) 250us，因此， 700HZ 的頻率要經(jīng)過 3 次 250us 的定時(shí)，而 500HZ 的頻率要經(jīng) 過 4 次 250us 的定時(shí)； (2) 在設(shè)計(jì)過程，只有當(dāng)按下 SP1 之后，才啟動(dòng) T0 開始工作，當(dāng) T0 工作完畢，回到最初狀態(tài)； (3) “?！焙汀斑恕甭曇舾髡加? 秒，因此定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 要完成 秒的定時(shí)，對(duì)于以 3 250us 為基準(zhǔn)定時(shí) 2021 次才可以。 圖 5：智能電熱壺的報(bào)警電路 LCD12864 在市面上主要分為兩種，一種是采用 ST7920 控制器 ， 另一種是采用 KS0108 控制器，對(duì)于本設(shè)計(jì)到底采用哪種控制器，我們就有了兩種方案。 方案一： 4 我們采用 ST7920控制器， ST7920 控制器系列中文圖形液晶模塊的軟件特性主要由 ST7920 控制驅(qū)動(dòng)器決定。 ST7920 同時(shí)作為控制器和驅(qū)動(dòng)器，它可提供 33 路 mon 輸出和 64 路 segment輸出。 ST7920 可以分別控制顯示三種字型，分別是 CGROM（自帶字庫）， HCGROM 和 CGRAM（自編字庫）的字型。在液晶屏上顯示 8 16 點(diǎn)陣的字符和 16 16 點(diǎn)陣的漢字時(shí)，首先要按照系統(tǒng)的要求完成顯示光標(biāo)的位置和顯示方式等功能設(shè)置，這由指令寄存器完成；然后向數(shù)據(jù)寄存器（ DDRAM）中寫入相應(yīng)字符或漢字的位元資料（可認(rèn)為是字符地址）以便在 LCD 上顯示。 具體說來，顯示半寬字型的數(shù)字、英文、符號(hào)等 ASCII 時(shí)，先根據(jù)功能需要向指令寄存器寫功能設(shè)置，再將 8 位的位元資料寫入到 DDRAM 即可，范圍為 00H～ 07FH 的編碼。顯示中文字型時(shí)，也是先向指令寄存器寫功能設(shè)置，將 16 位的位元資料寫入到 DDRAM 中，在寫入位元資料的時(shí)候，先寫高八 位，再寫低八位，并且是連續(xù)輸入。起首地址應(yīng)該是個(gè)半寬數(shù)字字符的偶數(shù)倍，否則系統(tǒng)將把半寬的數(shù)字字符的編碼默認(rèn)為漢字的高位元組，使顯示產(chǎn)生錯(cuò)誤。所以，在半寬字型和中文字型混合顯示的時(shí)候，如果遇到在奇數(shù)個(gè)半寬地址顯示時(shí)，通常是用占半寬字節(jié)的空格來跳過。由于它 帶有中文字庫字模，價(jià)格略高一點(diǎn)。 當(dāng)顯示漢字信息時(shí)，只需調(diào)用其字庫內(nèi)的字碼 [9]。 方案二： 另一種 就 是采用 KS0108控制器， KS0108的主要特點(diǎn)是 : 1)內(nèi)藏 64 64 = 4 096位顯示 RAM, RAM中每位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) LCD屏上一個(gè)點(diǎn)的亮、暗狀態(tài) 。 2) KS0108具有 64路列驅(qū)動(dòng)輸出 。 3) KS0108的讀寫操作時(shí)序與 51單片機(jī)相容 ,可直接與 51單片機(jī)接口相連 。 4) KS0108及其兼容控制驅(qū)動(dòng)器的占空比為 1 /32～ 1 /64。 KS0108控制器不帶字庫 ， 8 位并行數(shù)據(jù)接口，適配 M6800 系列時(shí)序。擁有 64 64 位（ 512 字節(jié)）的顯示存儲(chǔ)器，其數(shù)據(jù)直接作為顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 在顯示數(shù)據(jù)時(shí)，需要將顯示目標(biāo)的點(diǎn)陣信息輸入DDRAM，然后通過讀寫命令將這些點(diǎn)陣信息按一定的規(guī)則顯示在液晶面板上。對(duì)應(yīng)的液晶屏點(diǎn)陣 上方為低位，下方為高位。因此在橫向上 (也 就是 Y)就一共是 128列數(shù)據(jù)。分為 CS1和 CS2兩個(gè) 64列來寫入。在豎方向上 (也就是 X)一字節(jié)數(shù)據(jù)顯示 8個(gè)點(diǎn)，豎向 64個(gè)點(diǎn)分為 8個(gè)字節(jié)，稱做 8頁 (X=07)。 通過上述簡單的比較，我們不難發(fā)現(xiàn)這兩種控制器的驅(qū)動(dòng)能力相差不大，也都能完成我們的設(shè)計(jì)。其中 ST7920自帶中文字庫，相對(duì)于 KS0108將會(huì)使設(shè)計(jì)更簡單。但是，通常我們不需要顯示大量的漢字，加之帶字庫的控制器它價(jià)格較高，并且不帶字庫的控制器更有利于我們對(duì)液晶顯示的規(guī)則的理解，因此，我們選擇 KS0108控制器 控制電路的實(shí)現(xiàn) 控制電路 控制元件的選擇 （ 1）可控硅 可控硅 (Silicon Controlled Rectifier)簡稱 SCR，是一種大功率電器元件，也稱晶閘管。它具有體積小，效率高，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，可作為大功率驅(qū)動(dòng)器件，實(shí)現(xiàn)用小功率控件控制大功率設(shè)備。它在交直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、調(diào)功系統(tǒng)以及隨動(dòng)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用?？煽毓璺謫蜗蚩煽毓韬碗p向可控硅兩種。 本次設(shè)計(jì)的控制電路中將采用 單向可控硅 ， 單向可控硅的表示符號(hào)，如圖 4． 21(a)所示。它有 3 個(gè)引腳，其中A為陽極， K為陰極， O為控制極。它由 4層半導(dǎo)體材料組成，可等效于和兩個(gè)三極 ,如圖所示。從圖 中 所示看出，它的符號(hào)基本上與前面介紹過的大功率場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管的符號(hào)相同，但它們的工作原理卻有所不同。當(dāng)陽極電位高 5 于陰極電位且控制極電流增大到一定值 (觸發(fā)電流 )時(shí)，可控硅由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。一旦導(dǎo)通后，即使為零，可控硅仍保持導(dǎo)通狀態(tài)，直到陽極電位小于或等于陰極電位時(shí)為止。即陽極電流