【正文】 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 42 頁(yè) 圖 報(bào)警電路 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 42 頁(yè) 。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成 PN 結(jié)的材料決定的。這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) ―PN 結(jié) ‖。其最重要的是半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端是負(fù)極，另一端是正極，并且需要環(huán)氧樹脂把整個(gè)晶封裝起來(lái)。 發(fā)光二極管 發(fā)光 二極管 簡(jiǎn)稱為 LED。無(wú)源蜂鳴器可以理解成與喇叭一樣，需要在其供電端上加上高低不斷變化的電信號(hào)才可以驅(qū)動(dòng)發(fā)出聲音。蜂鳴器按其是否帶有信號(hào)源又分為有源和無(wú)源兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母 ―H‖或 ―HA‖表示。 圖 電源電路 蜂鳴器 報(bào)警模塊 在測(cè)量轉(zhuǎn)速的 過(guò)程中，需要一個(gè)報(bào)警電路，當(dāng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度超過(guò)設(shè)定值時(shí)做出報(bào)警 ， 用蜂鳴器鳴響和發(fā)光二極管亮來(lái)顯示報(bào)警狀態(tài)， 單片機(jī)的 和 分別控制蜂鳴器與發(fā)光二極管，通過(guò)編程使傳感器數(shù)據(jù)與設(shè)定值比較，如果大于則報(bào)警，即蜂鳴器鳴叫，發(fā)光二極管閃爍。 在這邊我們選擇 7805 系列的穩(wěn)壓集成電路，它們是 最常用的線性降壓型 DC 轉(zhuǎn)換器 ，這一 系列簡(jiǎn)單易用、價(jià)格低廉， 到 現(xiàn)在 還在大多電路中采用 。每種類型由于內(nèi)部電流的限制以及過(guò)熱保護(hù)和安全工作區(qū)的保護(hù)，使它基本上不會(huì)損壞。該系列集成穩(wěn)壓 IC 型號(hào)中 78 或 79 后面的數(shù)字 是 代表該三端集 成穩(wěn)壓電路的輸出電壓 的 ，如 7806 表示 的 輸出電壓為正 6V， 7909 則 表示輸出電壓為負(fù) 9V。 我們看 它的樣子 很像 是普通的三極管， TO 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 42 頁(yè) 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝， 同時(shí)我們 也 可以看到 9013 樣子的 TO92 封裝。 圖 顯示電路 電源模塊 在 電 子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的 78 系列和負(fù)電壓輸出的 79系列。 P1 口與 D0D7 相連作為數(shù)據(jù)輸入輸出， 、 分別與 RS、 R/W 、 E 相連，作為控制信號(hào)。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。 第 15 腳：背光 的正極 5V。 第 6 腳： E 端為 使能信號(hào)輸入端，輸入 MPU時(shí)選擇讀 /寫模塊操作使能信號(hào)，讀操作時(shí)，高電平有效；寫操作時(shí)，低電平有效。 第 4 腳： RS 是選擇寄存器的，當(dāng)它是高電平時(shí)我們選擇數(shù)據(jù)寄存器，相反當(dāng)它是低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第 2 腳： VDD 接 5V正電源。 LCD1602 液晶顯示 （ 1）顯示特性 ① 單 5V 電源電壓 ， 低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠性 ② 內(nèi)置 192 種字符（ 160 個(gè) 5 7 點(diǎn)陣字符和 32 個(gè) 5 10 點(diǎn)陣字符） ③ 具有 64 個(gè)字節(jié)的自定義字符 RAM， 可自定義 8 個(gè) 5 8 點(diǎn)陣字符或四個(gè) ④ 5 11 點(diǎn)陣字符 ⑤ 顯示方式： STN、半透、正顯 ⑥ 驅(qū)動(dòng)方式： 1/16DUTY， 1/5BIAS ⑦ 視角方向： 6 點(diǎn) ⑧ 背光方式：底部 LED ⑨ 通訊方式： 4 位或 8 位并口可選 ⑩ 標(biāo)準(zhǔn)的接口特性 ， 適配 MC51 和 M6800 系列 MPU的操作時(shí)序。 本文選擇了 LCD 液晶顯示，相 比于 LED 數(shù)碼管顯示， LCD 顯示具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其他顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，它被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀儀表和低功耗電子產(chǎn)品中， LCD 智能顯示模塊不但可以顯示字符、漢字和圖像，同時(shí)還有可編程功能。 引腳 2與電機(jī)正極相連，引腳 3與電機(jī)負(fù)極相連， VSS 與外接電源相連， VS 與單片機(jī)接口處的 5V 穩(wěn)壓電路相連接。 表 L298 芯片引腳邏輯關(guān)系 EN A（ B） IN1（ IN3） IN2（ IN4） 電機(jī)運(yùn)行情況 H H L 正轉(zhuǎn) H L H 反轉(zhuǎn) H 同 IN2（ IN4） 同 IN1（ IN3） 快速停止 L X X 停止 表 L298N 絕對(duì)最大額定值 Symbol 符號(hào) Parameter 參 數(shù) Value 數(shù)值 單位 VS Power Supply 電源 50 V VSS Logic Supply Voltage 電源電壓 7 V VI,Ven Input and Enable Voltage 輸入電壓和啟用 – to 7 V IO 峰值輸出電流 (每通道 ) A 非重復(fù)性 (t= 100ms) 3 重復(fù) (80% on –20% off。下表是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系 如下表 所示 。引腳 6 和 11 腳為電動(dòng)機(jī)的使能接線腳。18 . Not Connected 空 它的引腳 2， 3， 13， 14 為 L298N 芯片輸入到電動(dòng)機(jī)的輸出端，其中引腳 2 和 3 能控制兩相電機(jī)，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)，即可控制一個(gè)電動(dòng)機(jī)。17 Out 3。 Input 4 2A 2A2 輸入端， TTL 電平兼容 13。 12 13。 Enable B TTL 電平兼容輸入 1EN、 2EN 使能端，低電平禁止輸出 8 1,10, GND GND 地 9 12 VSS 邏輯電源電壓。11 8。9 Input 1。 Out 2 1Y 1Y2 輸出端 4 6 VS 功率電源電壓 ,此 引腳 與地必須連接 100nF 電容器 5。3 4。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 42 頁(yè) 圖 L298N 引腳圖 L298N 的引腳功能如下表 所示 。是一種二相 或者 四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，即內(nèi)含 兩 個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的電機(jī)。 從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié) 。其中， a=t/T（占空比）， Vcc 是電源電壓。按照?qǐng)D所示，若電路工作正常 ，電機(jī)不同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 則在圖中 R2的上端也就是 LM339 的 4 腳應(yīng)該有明顯的電壓變化，良好的情況下電壓變化可以達(dá)到34V。 信號(hào)經(jīng)過(guò)采集后 從 OUT1 送到單片機(jī)的 中。 與此同時(shí) 得到計(jì)數(shù)脈沖 送入到單片機(jī)中 ， 兩個(gè)輸入端電壓差別大于 10mV 就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)，因此，把 LM339 用在弱信號(hào)檢測(cè)等場(chǎng)合是比較理想的。當(dāng) “ +”端電壓高于“ ”端時(shí)，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。兩個(gè)輸入端一個(gè) 用“ +”表示稱為同相輸入端 ，另一個(gè) 用“ ”表示稱為反相輸入端 。 LM339 電壓比較器，與 增益不可調(diào)的運(yùn)算常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 42 頁(yè) 放大器 相似 。 LM339 還可以組成高壓數(shù)字邏輯門電路，并可直接與 TTL、 CMOS 電路接口 。利用 LM339 可以方便的組成各種電 壓比較器電路和振蕩器電路 。 另外，它采用雙列直插 14 腳塑料封裝（ DIP14）和微形的雙列 14 腳塑料封（ SOP14） 其引腳功能如表 所示。 18V；第二， 消耗電流小， Icc=；第三輸入失調(diào)電壓小， VIO=177。 它的主要特點(diǎn)第一，工作電源電壓范圍非常，單電源、雙電源均可工作，單電源： 2～ 36V，雙電源： 177。 隨著電路中電阻的變化，紅外光電管兩端的電壓也隨之變化。紅外的發(fā)射部分，給他通電后能夠產(chǎn)生不可見的紅外光，光線發(fā)射出去由所測(cè)轉(zhuǎn)子的黑白相間的表面反射 回 來(lái)， 并 由 紅外接收 的部分 接收 ，它的電阻會(huì)隨著接收到紅外光的 多少而變化 。 紅外線接收管 如圖 所示，它 是將紅外線光信 號(hào)變成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件，它的核心部件是一個(gè)特殊材料的 PN 結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上采取了大的改變，紅外線接收管為了更多更大面積的接收入，電流則隨之增大，紅外接收管分兩種，一種是二極管，一種是三極管 ，本設(shè)計(jì)采用二極管。根據(jù)波長(zhǎng)的特性運(yùn)用的產(chǎn)品也有很大的差異， 850NM 波長(zhǎng)的主要用于紅外線監(jiān)控設(shè)備， 875NM 主要用于醫(yī)療設(shè)備， 940NM 波段的主要用于紅外線控制設(shè)備。 紅外光電管芯片介紹 紅外對(duì)管是 紅外線 發(fā)射管與光敏接收管，或者 紅外線接收管 ，或者 紅外 線接收頭 配合在一起使用時(shí)候的總稱 。 紅外傳感器信號(hào)采集模塊 紅外采集模塊由紅外光電管， LM339 電壓比較器 等主要器件組成 。單片機(jī)的 P1 口用來(lái)連接 液晶顯示部分的數(shù)據(jù)輸出線 ， 口用來(lái) 控制電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電路， P3 口是整個(gè)系統(tǒng)的控制位 。這樣可以便于我們我們更好的控制和保護(hù)單片機(jī)以及各個(gè)芯片。單片機(jī)在接通電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位 信號(hào)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)，同時(shí)手動(dòng)按鍵也能產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)完成單片機(jī)的啟動(dòng)。 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 該圖中分別有 AT89S52 單片機(jī)，復(fù)位電路，時(shí)鐘電路組成。增加放電回路的 RC 復(fù)位電路 使用比較電路， 不但可以解決電源毛刺 造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且電源緩慢下降也能可靠復(fù)位。這樣可以便于我們我們更好的控制和保護(hù)單片機(jī)以及各個(gè)芯片。單片機(jī)在接通 電源時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)，同時(shí)手動(dòng)按鍵也能產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)完成單片機(jī)的啟動(dòng)。 該圖中分別有 AT89S52 單片機(jī)，復(fù)位電路，時(shí)鐘電路組成。 常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 42 頁(yè) 內(nèi)部振蕩就晶振電路 外部振蕩晶振電路 （ 4）本設(shè)計(jì) 采用的是硬件復(fù)位， AT89S52 復(fù)位是高電平有效，有效復(fù)位要保證 RST 端至少 10ms 的高電平， 單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位管腳一般接成上電復(fù)位方式，系統(tǒng)上電后，單片機(jī)就復(fù)位。 我們還可以采用外部時(shí)鐘，電路如圖 所示。10pF，如果石英陶瓷諧振器則選擇40pF177。這個(gè)放大器和石英晶體 （反饋元件）或陶瓷諧振器一起構(gòu)成了自激振蕩器，振蕩電路圖參見圖 ，外接石英晶體與 C1， C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成了并聯(lián)振蕩電路。M1M0=01 為方式 1； 表 M M0 為工作方式選擇位 MO M1 工作方式 方式說(shuō)明 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 2 3 13 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 8 位自動(dòng)重置定時(shí) /計(jì)數(shù)器 兩個(gè) 8 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器（只有 T0 有） （ 3）時(shí)鐘晶振電路 時(shí)鐘電路是單片機(jī)的心臟，它控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。 ◆ C/T：定時(shí)或計(jì)數(shù)方式選擇位，當(dāng) C/T=1 時(shí)工作于計(jì)數(shù)方式；當(dāng) C/T=0 時(shí)工作于定時(shí)方式。 定時(shí)器有 4 種工作方式：方式 0、方式 方式 2 和方式 3，在此對(duì)工作方式不做具體介紹。定時(shí)器工作時(shí)，每接收到 1 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖（或機(jī)器周期）則在設(shè)定的初值基礎(chǔ)上自動(dòng)加 1，當(dāng)所有位都位 1時(shí)，再加 1 就會(huì)產(chǎn)生溢出，將向 CPU提出定時(shí)器溢出中斷身請(qǐng)。計(jì)數(shù)器的功能是對(duì) T0 或 T1 外來(lái)脈沖的進(jìn)行計(jì)數(shù)，外部輸入脈沖負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器進(jìn)行加 1。在給出地址 ―1‖時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 （ 3） P2 口 ： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 ―1‖時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸 入口，當(dāng) FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。當(dāng)P0 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為 高阻 輸入。 具體對(duì)單片機(jī)的引腳 和功能 進(jìn)行說(shuō)明。常州大學(xué) 本科 生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 42 頁(yè) 空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷 繼續(xù)工 作。 圖 AT89S52 引腳排列 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 線，定時(shí)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu) ，二 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路 。 AT89S52 單片機(jī)介紹 AT89S52 單片機(jī) 由 數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 等三大總線組成， 中央處理 器