【正文】 12D411D310D29D18D07E6RW5RS4VSS1VDD2VEE3L CD 1 6 0 22 3 4 5 6 7 8 91X11 2 MC13 0 p FC23 0 p FR20 .5 6 k復(fù)位按鍵R72 R 7 圖 34 顯示電路 雨滴傳感器電路設(shè)計(jì) 雨滴傳感器部分，由 555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器對(duì)紅外發(fā)射管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，再由接收管接收，這樣就構(gòu)成一個(gè)光電傳感器。把光電傳感器的信號(hào)經(jīng)帶通濾波器把信號(hào)頻率限制在 38KHz左右，再經(jīng)分頻器進(jìn)行 128分頻，使脈沖信號(hào)變?yōu)楹撩霐?shù)量級(jí)。如此構(gòu)成的硬件圖如圖 35所示： 第 24 頁 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J un 20 0 8 S he e t o f F i l e : G : \田野 .d db D r a w n B y :T R I G2O U T34C V O L T5T H O L D6D I S C H G781R E S E T V C CG N DU1 L M 5 55 C NR1R2R3R4R6 R7R5R8R9R 12R 16C6 C5C7C8C 121 023 0P FC9C 103 0P FQ1N P NQ2N P N32184AL F 3 53R 10R 14R 11D 104 .3vE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U28 0c 5 1Y1R 185 1KQ3R 191K發(fā)光二極管0 .22 k1 8k1 02 1 030 .22 k1k0 .22 k0 .05 1k0 .05 1k6 8k3 76 .84 .7k4 8 .00 00 33 F1 88 .74 0 .00 00 33 F+ 5vC D 4 02 4V D DQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7NCNCNCG N DR E S E TC L KU4D1 D2 D3 D4D8D7D6D5+ 12+5+5+5+52 2u fR 12+5r e s 1r e s 1+5D9D 148 .2kp p p p p p p p 雨滴傳感器信號(hào)輸出端 圖 35雨滴傳感器部分硬件圖 電機(jī)控制的硬件設(shè)計(jì) stc12c5a60s2單片機(jī)的 P0口的 、 、 74LS125和反向驅(qū)動(dòng)器 74LS04控制 4個(gè)光電隔離器和 4個(gè)大功率場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管 IRF640。 下面舉例說明此電路對(duì)電機(jī) A的控制過程 :當(dāng)單片機(jī)經(jīng) P0接口輸出 12H控制模型時(shí)，由于鎖存器 74LS125中的三態(tài)門 1是打開的，所以光電隔離器 LEI1 導(dǎo)通并發(fā)光，光敏三極管輸出為高電平，因而使大功率場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管 IRF640（ v1）導(dǎo)通。同理， 74LS125中的三態(tài)門 4輸出為高電平，因此光電隔離器 LEI4 發(fā)光并導(dǎo)通，因而使 v4導(dǎo)通。同理可分析，此時(shí) v2 和 v3 是關(guān)斷的。因此電流從左至右流過直流電機(jī)，使電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng) P0 接口輸出09H時(shí)，則鎖存器 74LS125中的 2， 3號(hào)三態(tài)門打開，使得 v2和 v3接通， v1和 v4關(guān)斷，電流由右向左流過電機(jī)，使電機(jī)反轉(zhuǎn)。 SA0為電機(jī)左到位開關(guān)，當(dāng) SA0 置一，則輸出正向代碼； SA1 為電機(jī)右到位開關(guān)，當(dāng) SA1 置一，則輸出反向代碼 [7]。電機(jī)復(fù)位端為兩電機(jī)各 第 25 頁 自的左到位開關(guān)。電機(jī)部分硬件圖如圖 36所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t leN u m be r R e v i s i onS i z eBD a t e : 19 J un 2 00 8 S he e t o f F i l e : H : \田野 .dd b D r a w n B y :C 1230 P FC 1130 P FE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U380 c 51Y2R 24R 34R 22R 23R 25D 1 2D 1 31G11A21Y34Y114A124G132G42A52Y63Y83A93G10U574 L S 12 512A74 L S 041274 L S 041274 L S 041274 L S 044N 25 4N 25 4N 25 4N 25R 35 R 36R 32R 37R 30R 28R 26R 33v1 v2R 385KR 395K v4R 405KR 415KR 27 R 29 R 3112 3 4R 501G11A21Y34Y114A124G132G42A52Y63Y83A93G10U674 L S 12 512A74 L S 0412A74 L S 0412A74 L S 0412A74 L S 044N 2514N 25 4N 25 4N 252R 51 R 53R 473R 54R 45R 434R 42R 49R 55 R 56R 57 R 58R 44 R 46 R 485 6 78v5 v6v8v75678電機(jī) B電機(jī) A接電機(jī) A 復(fù)位端 ( S A 0)接電機(jī) B 復(fù)位端 ( S A 2)A+M O T O R S E R V Ov3D I O D EA+M O T O R S E R V O+5+5G N D G N D G N D G N D+5+5G N D G N D G N DG N D+ 27 vR?E L E C T R O 1R 12+5r e s 1r e s 2S A 2 S A 3L E I 1 L E I 2 L E I 3 L E I 4I R F 64 0* 4I R F 64 0* 4S A 1S A 0+ 27 v1 2 3 45 6 7 85k 5k 5k 5kp1 .0p1 .1p1 .2p1 .3p1 .4p1 .5p1 .6p1 .7p0 .0p0 .1p0 .2p0 .312A74 L S 0412A74 L S 04D 1 4雨滴傳感器信號(hào)輸入端 圖 37 電機(jī)部分硬件圖 發(fā)射模塊 發(fā)射模塊的主要功能是為接收模塊 提供足夠的光輻射通量，本設(shè)計(jì)中光源定 為 紅外線，所以發(fā)射模塊由八個(gè)紅外發(fā)射器、一個(gè) 555定時(shí)器和電阻電容元件組成。八個(gè)紅外發(fā)射管采用 4個(gè)為一組，兩組并聯(lián)的方式，由 555定時(shí)器驅(qū)動(dòng)。 發(fā)射管 發(fā)射管采用西門子公司出產(chǎn)的 SFH421作為光源 。峰值波長(zhǎng)λ為 880 nm，帶寬 ? 80 nm。它具有高線性度、高可靠性、高脈沖處理能力等特點(diǎn)。采用 4個(gè)一組，兩組并聯(lián)的方式，由 555定時(shí)器驅(qū)動(dòng)，發(fā)出頻率為 38 kHz的紅外光。工作在 38 kHz的頻率下，采用這種方式可以減少 發(fā)射電路的功耗。 第 26 頁 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器 發(fā)射器的核心是振蕩器 ,多諧振蕩器是一種自激振蕩電路，該電路在接通電源后無需外接觸發(fā)信號(hào)就能產(chǎn)生一定頻率和幅值的矩形脈沖或方波?？捎杉呻娐贩聪嗥鳌⑴c非門、無穩(wěn)態(tài)電路 , 555定時(shí)器等組成 . 其中 555定時(shí)器組成的振蕩發(fā)射系統(tǒng)容易起振 ,本身的輸出功率較大 ,常用其組成發(fā)射系統(tǒng) ,其芯片圖如圖 ，原理圖如圖 ： C1 、 C2 的比較電壓分別為32Vcc 和31Vcc 。接通電源后，電容 C被充電， vc 上升，當(dāng) vc 上升到 32 vc c 時(shí)，觸發(fā)器被復(fù)位，同時(shí)放電 BJT T導(dǎo)通，此時(shí) v0 為低電平，電容 C通過 R2和 T放電，使 vc 下降。當(dāng) vc 降到 31 vc c 時(shí)，觸發(fā)器又被置位，v0 翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器 C放電所需的時(shí)間為： CRCRt PL 22 )2ln( ?? 式 () 當(dāng) C放電結(jié)束時(shí)， T截止， vc c 將通過 R1 、 R2向電容器 C充電， vc 由 31 vc c 上升到32 vc c 所需的時(shí)間為： CRRCRRt PH )()( 2121 ???? 式 () 當(dāng) vc 上升到 32 vc c 時(shí)，觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，在輸出端就得到一個(gè)周期性的方波，其頻率為 [2]： CRRttf PHPL )2( 21 ???? 式 () 第 27 頁 圖 38 多謝振蕩器電路圖 本文設(shè)計(jì)的發(fā)射模塊就是由 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，通過式 ()、()、 ()計(jì)算出 R1 、 R2 和 C的值，使 555電路發(fā)出頻率為 38 kHz的脈沖波，從而驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管工作在 38 kHz的頻率下。 由于 555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受 電壓和溫度變化的影響很小。所以電源電壓的變化 ,對(duì)發(fā)射頻率的影響可忽略 .但對(duì)紅外光發(fā)射強(qiáng)度的影響不容忽略 ,須采取提高穩(wěn)定發(fā)射強(qiáng)度的措施 ,方法是采取恒流源技術(shù)或窄脈沖發(fā)射的措施 ,能使紅外輻射強(qiáng)度保持不變 。本設(shè)計(jì)中采用的是恒流源技術(shù)。如圖 39所示。 接收模塊 接收模塊是由一個(gè)紅外接收管、帶通濾波器、分頻器及 51單片機(jī)組成。 紅外接收管 紅外接收管 SFH320是西門子公司生產(chǎn)的，外形圖如圖 33所示。它將接收到的紅外光脈沖信號(hào)變成電脈沖信號(hào)后送入帶通濾波器。 SFH320是 NPN型硅光電三極管。峰值 波長(zhǎng)λ為 880 nm，具有高線