【正文】 內(nèi)部框圖如圖 所示： EM78P156單片機(jī)采用 8位數(shù)據(jù) /控制總線和 13位指令總線獨(dú)立分離的 Harvard結(jié)構(gòu)，流水線指令，即當(dāng)一條指令在執(zhí)行中，下一條指令已被從 ROM 取出放在指令寄存器等待執(zhí)行 ，如此 EM78 系列幾乎全部為單周期指令，執(zhí)行速度更快。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 26 P521P532TCC3RESET4VSS5P60/INT6P617P628P639P6410P6511P6612P6713VDD14OSCO15OSCI16P5017P5118U1EM78P156_1 圖 420 EM78P156E 單片機(jī) 表 5 EM78P156 管腳功能表 管腳名稱 I/O 功 能 P50～ P53 I/0 P50～ P53為雙向 I/O 口 ,P50、 P51 同時為 ROption功能腳， P50～ 52能通過軟件設(shè)置為下拉 P60～ P67 I/O P60～ P67為雙向 I/O 口，可通過軟件設(shè)置為上拉或開路輸出；另外， P60～ 63可設(shè)為下拉 INT0 I/O 外部中斷輸入腳，下降沿觸發(fā)中斷（ P60） OSCI I XTAL 型：晶體振蕩器或外部時鐘輸入腳 R C型 ： RC振蕩器輸入腳 OSCO I/O XTAL 型：晶體振蕩器輸出腳或外部時鐘輸入腳。 。 178。 178。 178。 178?？删幊套杂蛇\(yùn)行看門狗定時器（ WTD） 178。 3 個中斷源， TCC 溢出中斷；輸入引腳狀態(tài)變化中斷（從休眠模式中喚醒）以及外部中斷。 8 位實(shí)時定時 /計(jì)數(shù)器（ TCC） ,其信號源、觸發(fā)沿可編程選擇，溢出產(chǎn)生中斷。 5 級堆棧。 2 個雙向 I/O 端口。 8 位片內(nèi)寄存器（ SDRAM）。 178。 178。 178。 1KB179。在休眠模式下電流典型值為 1uA。低功耗。 178。 178。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 25 178。 EM78P156 簡介 主要功能特點(diǎn) 178。 主控制 模塊 單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制單元，它控制所有的輸入輸出，并根據(jù)用戶按鍵信息對暖風(fēng)機(jī)送風(fēng)方式和暖風(fēng)溫度進(jìn)行調(diào)整。由于 EM78P156E 有可編程的上、下拉電阻，先將 I/O 口設(shè)成內(nèi)部上拉輸入，則可檢測到拉到地的按鍵；再將 I/O口設(shè)為內(nèi)部下拉輸入，則可檢測到拉到電源的按鍵。 3v 高電平電源，由系統(tǒng)供電提供。 3 個限流電阻 RES，阻值為 100。 6 個接觸式按鍵， P62 連接的按鍵用于調(diào)節(jié)暖風(fēng)機(jī)溫度 (一個加溫，一個降溫 )；P63 連接的按鍵為 TIME(顯示時間 )和 HEAT(電熱絲加熱 )， P64 連接的按鍵為送風(fēng)速度 (一個加速，一個減速 )。 風(fēng)扇開關(guān)控制和搖頭開關(guān)控制的原理與電熱絲開關(guān)控制原理相同，采用三極管集電極電流驅(qū)動繼電器，并在繼電器兩端添加反向擊穿保護(hù)二極管 D3和 D4。 Q4 可形成 Q4 的 BE 偏壓，使 Q4 導(dǎo)通，其阻值為 2K 178。 178。 Q3R 可形成 Q3的 RE 偏壓，使 Q3導(dǎo)通，其 阻值為 2K 178。 Q3 的基極與單片機(jī) P50 管腳相連，因此，繼電器 K3的開啟電流實(shí)際是由單片機(jī)控制的。 178。 暖風(fēng)機(jī) 吹風(fēng)，搖頭 功能繼電器控制電路的基本組成包括： 178。這部分功能的實(shí)現(xiàn)也時由單片機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。由于繼電器在斷開的時候線圈有較大的感應(yīng)電動勢，為了防止擊穿三極管，應(yīng)在繼電器線圈兩端加續(xù)流二極管，即 D1 和 D2。 D D2 為保護(hù)二極管。 178。 Q2為 NPN 型三極管，其集電極與繼電器 K2 相連，提供開啟繼電器所必須的電流。 D1為一個保護(hù)二極管。 Q1R可形成 Q1 的 BE 偏壓，使 Q1 導(dǎo)通，其阻值為 2K 。 Q1 的基極與單片機(jī) P52 管腳相連，因此，繼電器 K1的開啟電流實(shí)際是由單片機(jī)控制的。 178。 其電路圖如圖 418 所示， 由 P52 口控制高溫， P53 口控制低溫。 檔位的選擇由單片機(jī) 軟件實(shí)現(xiàn)。 兩檔加熱模塊 本設(shè)計(jì)要求用電阻絲加熱且能實(shí)現(xiàn)兩擋加熱，暖風(fēng)機(jī)的功率一般有 1500W和 800W兩種功率，本設(shè)計(jì)的的暖風(fēng)基的功率也分別是 1500W 和 800W。若 IO3 檢測到高電平，則讀出計(jì)數(shù)器的值；同理，利用電阻 Rf 對電容充電并讀出充電時間，這樣變可以計(jì)算出 Rx. RxRf10KCP60P61GNDP62測電阻電路圖 圖 416 測量電阻電路圖 圖 415 PTC熱敏電阻電阻 溫度特性 控制輸出模塊 控制輸出模塊主要包括 兩檔加熱模塊， 搖頭模塊及 吹風(fēng) 、調(diào)速 模塊 。 熱敏電阻阻值的測量采用 RC 充放電電路，其電路圖如圖 416示 假設(shè)這 3個 I/O 口均為輸出，置成低電平放電。 電阻 溫度特 性如 圖 415示 ： 因此，可以利用單片機(jī)的 I/O 口對標(biāo)準(zhǔn)電阻和待測電阻進(jìn)行充電，當(dāng)電壓為 I/O口高電壓閾值時，記錄它們的充電時間，通過計(jì)算公式即可得到電阻值，而充電時間可以利用單片機(jī)的定時器得到 . 本設(shè)計(jì)采用熱敏電阻檢測電阻絲的溫度。 Rf/Tf (1) PTC 熱敏電阻 (正溫 度系數(shù)熱敏電阻 )是一種具溫度敏感性的半導(dǎo)體電阻，一旦超過一定的溫度 (居里溫度 )時，它的電阻值隨著溫度的升高幾乎是呈階躍式的增高。由此可見，將電容電壓充電到 Uc 所需要的時間正比與電阻 R。合上開關(guān)，電源（電壓為 Ue）通過 R 對電容 C 充電，充電曲線如圖 414所示。這種方法一般用在 I/O 口具有推挽結(jié)構(gòu)的單片機(jī)上。 如果使用的單片機(jī)不帶 A/D轉(zhuǎn)換器，那么單片機(jī)無法得到用于測量暖風(fēng)機(jī)工作溫度的熱敏電阻阻值。精度過高，產(chǎn)品成本會上升很大；精度過低，系統(tǒng)不可靠 。環(huán)境溫度和器件溫度通過 I/O口以數(shù)值的形式輸入至單片機(jī)，單片機(jī)處理這些由特殊意義的數(shù)值，然后發(fā)送指令。 讀模式（ 110） \CS \WR \RD DATA 1 1 0 A5A4A3A2A1A0 D0D1D2D3 1 1 0 A5A4A3A2A1A0 D0D1D2D3 Memoryaddress1（ MA1） data（ MA1） memoryaddress2（ MA2） data（ MA2） （ a）讀模式 寫模式（ 101） \CS \WR DATA 1 0 1 A5… A0D0..D3 1 0 1 A5… A0 D0… D3 （ b） 寫模式 \CS \WR DATA 1 0 0 A5… A0 D0… .D3 D0… D3 D0… D3 D0… D3 D0 Mermory address Data（ MA） (MA+1) (MA+2) (MA+3) (c)連續(xù)寫模式 命令模式（ 100） CS WR DATA 1 0 0 C8C7C6C5C4C3C2C1C0 C8C7C6C5...,C0 Command 1 conmmand mand mand or Data Mode （ d）命令模式（ 100） 圖 412 主控制器與 HT1621的通信波形 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 20 溫度檢測模塊 暖風(fēng)機(jī)經(jīng)常工作在較高的溫度條件下，器件因過熱而 造成損壞的可能 性非常大，因?yàn)橄到y(tǒng)必須時刻檢測環(huán)境和器件的工作溫度，以保證器件在正常條件下工作。在 wR 上升沿時，管腳 DATA 上的數(shù)據(jù)、命令和地址被寫入 HTl621。 CS 管腳用于初 始化接口電路，結(jié)束主控制器與 HT1621 之間的通信： cs 為 1 時，主控制器和 HTl621 之間的數(shù)據(jù)無效，主控制器將初始化與 HTl621 之問的通信數(shù)據(jù)。主控制器與 HT1621 的通信有讀與模式、連續(xù)讀與模式、讀修改寫模式和命令模式 (如表 5 所示 )，更為常用的還是寫數(shù)據(jù)模式和命令模式。表 5 列出了常用命令模式和數(shù)據(jù)模式的代碼 。 HTl621 的功能模式可以通過軟件設(shè)置，它完成兩 大功能，配置HT1621 和傳送 LCD 的顯示數(shù)據(jù)。 LCD 用來顯示內(nèi)容，它只需要寫信號而個存在讀信號，所以 RD和 INT 可以省略 (置空，不連接 )。圖 410所示為 HT162l 芯片的原理映 像 圖 Com3 2 1 0 SEG0 SEG1 SEG2 SEG3 . . . . SEG31 圖 410 HT162l芯片 的原理映像圖 SEG 為段 ,COM 為相應(yīng)段的公共端， 尤 如上一節(jié)所 述的 X0， Y0 如果需點(diǎn)亮液晶點(diǎn)，只要將相應(yīng)的 COM數(shù)據(jù)送到段地址即可，例如要點(diǎn)亮對應(yīng)圖 49右 上角的點(diǎn)，那么只需要將數(shù)據(jù) 1送到地址 O就可以了：若要點(diǎn)亮第 2行全部的點(diǎn)，則只需要將數(shù)據(jù)0B1111 送到地址 01 可。這里 選用了一種常用的驅(qū)動芯片 HTl621，它是一款非常 實(shí)用 的液晶驅(qū)動芯片。由于材料和模式的限制， LcD 電光曲線陡度總是有限的，因此就必須要求 Von、 Voff 之間的差異越大越好，即比值 Von/Voff 越大越好。 為了使選通像素之間 、非選通像素之間顯示狀態(tài)一致，必須要求選通 電壓 Von一致，非選通 電壓 Voff 也要一致。多路驅(qū)動時，不僅選通像素上施加有電壓，非選通像素上也施加了電壓。如果 x、 y 方向上的選通信號均有效，那么坐標(biāo)為 (x， y)的液晶點(diǎn)像素處在選通狀態(tài)，否則處在非選通狀態(tài)驅(qū)動 x 電極從第一行到最后一行所需的時間稱為幀周期，記做 Tf(頻率為幀頻 )。若矩形濃電壓高出液晶閾位很多時， LCD 處于選通狀態(tài)，其波形如圖 48所示。 控制方波的頻率一般為 25 一 I00Hz，并保證它為對稱方波，從而加在 LcD 兩極電壓的平均值為 0。 如圖 47所示，液晶的靜態(tài)驅(qū)動將導(dǎo)通斷開信號與共用波形 (時鐘 )連接異或門，間接得到筆段波形，該波形在 LCD 的一個電極上產(chǎn)生筆段電極電位 。 液晶顯示驅(qū) 動通過調(diào)整施加在液晶顯示 器件電極上的電位信號的相位、峰值、頻率等，建立驅(qū)動電場，以實(shí)現(xiàn)液晶顯示器件的顯示效果。在實(shí)際應(yīng)用中，由于采用了數(shù)字電路驅(qū)動，所以這種交流電場是通過脈沖電壓信號來建立的。在顯示像素上建立直流電場是非常容易的，但過強(qiáng)的直流電場會導(dǎo)致液晶材料的化學(xué)反應(yīng)以及電極老化，迅速降低液晶的顯示壽命，因此必須建立交流驅(qū)動電場。自然光線是發(fā)散的，因此利用偏光片形成一張網(wǎng)，阻斷不與這些線平行的所有光線，如果兩張偏 光片的線正好垂直，就能完全阻斷那些已經(jīng)極化的光線。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn) 90176。夾在導(dǎo)電玻璃電極間的液晶經(jīng)過加工，內(nèi)部分子呈組曲：若一個平面上的分了南北方向排列，則另一平面上的分子?xùn)|西方向排列，位于兩個平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種 90176。 LCD 顯示原理 液晶 顯示器 (LCD)是 — 種低功耗顯示器，應(yīng)用極為廣泛。這使得 HT1621 適用于多種 LCD應(yīng)用。 LCD 驅(qū)動與顯示模塊 LCD 驅(qū)動 HT1621 為 128（ 32*4）段、存儲器映射的多功能 LCD 驅(qū)動。 PH3021uFC1330pF C3C4 479C2220KR2510R112345678KA2184KA218422KR35VGNDGNDP521P532TCC3RESET4VSS5P60/INT6P617P628P639P6410P6511P6612P6713VDD14OSCO15OSCI16P5017P5118U1EM78P156_1圖 46 紅外收電路 PH303 紅外接收管接收紅外信號，放大后信號送入單片機(jī) EM78P156 的 6 腳，產(chǎn)生中斷信號。PPM 調(diào)制原理在已經(jīng)介紹過。 這樣 ,當(dāng)接收系統(tǒng)是微處理器構(gòu)成的時候 ,能更有效地處理碼的接收、檢測及各項(xiàng)控制之間的時序關(guān)系 。 鍵數(shù)據(jù)碼的反碼也同時被傳送 。紅外 D2SC6121 的輸出波形 如圖 44 所示