導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇stc89c52單片機(jī)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞 stc89c52 紅外遙控 WD6122 FPS-4091 DS1302

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 設(shè)計(jì)背景和目的

隨著電子科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，各種新型器件，智能化電器及產(chǎn)品在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域和人民生活各個(gè)方面得到了日益廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，紅外遙控技術(shù)在日常生活中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本設(shè)計(jì)本著以人為本、經(jīng)濟(jì)安全的目的，采用紅外線遙控技術(shù)控制白熾燈，通過(guò)遙控和手動(dòng)雙重開(kāi)關(guān)，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足之處，而且適合老年人、殘疾人等人群使用。本設(shè)計(jì)可以推廣到冰箱、風(fēng)扇及窗簾等家用電器，在智能家居中應(yīng)用十分廣泛。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

以單片機(jī)STC89C52為核心、DS1302時(shí)鐘芯片、WD6122紅外發(fā)送模塊、FPS-4091接收模塊、繼電器等器件構(gòu)建模塊電路。硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，再結(jié)合軟件編程，能夠很好的滿(mǎn)足系統(tǒng)的各項(xiàng)功能要求，并且電路抗干擾能力強(qiáng)，線路簡(jiǎn)單，成本低。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

紅外遙控系統(tǒng)包括發(fā)射器和接受控制器兩大部分。發(fā)射器由24個(gè)獨(dú)立按鍵、主控芯片等組成，接收部分使用的是一體化接收模塊。發(fā)射部分完成信號(hào)的編碼和調(diào)制，接收部分完成對(duì)接收到的信號(hào)的解調(diào)和解碼。系統(tǒng)框圖如圖2所示。

3 硬件電路部分

3.1 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)

時(shí)鐘芯片采用DALLAS公司出品的DS1302，該時(shí)鐘芯片可提供年、月、星期、日、時(shí)、分、秒，并具有自動(dòng)調(diào)整和閏年補(bǔ)償功能。其一大特點(diǎn)是使用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，當(dāng)?shù)綦姷那闆r下，可使用備用電源充電，保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。與主控芯片的連接見(jiàn)圖3，外接11.0592MHZ晶振，時(shí)鐘信號(hào)SCLK由單片機(jī)P0.6口提供，復(fù)位/片選線與單片機(jī)P0.7口連接，串行輸入輸出接口I/O口與單片機(jī)P0.5口連接，根據(jù)時(shí)序圖能夠正確的進(jìn)行數(shù)據(jù)存取操作。

3.2 紅外接收頭FPS-4901

本設(shè)計(jì)中用到的成品紅外接收頭是FPS-4091。FPS-4901高靈敏紅外線接收器，外形尺寸：13.5mm ？14.4mm ？16.3mm。該紅外線接收器內(nèi)含一個(gè)紅外線接收管（PH302）和一個(gè)放大電路（CX20106），紅外線接收管產(chǎn)生的光電流有前置放大器放大。該接收器可以直接和紅外線發(fā)射管配合組合成各種遙控系統(tǒng)。

3.3 繼電器控制電路設(shè)計(jì)

該電路輸出部分由三極管和二極管組成，構(gòu)成共射放大電路和繼電器回路保護(hù)，見(jiàn)圖4，其中，由單片機(jī)P3.7口產(chǎn)生繼電器控制信號(hào)，并有工作指示燈反映信號(hào)的高低電平。如果P3.7口輸出高電平，指示燈亮，繼電器處于常閉狀態(tài)，受控?zé)袅?；反之，P3.7口輸出低電平，繼電器常開(kāi)狀態(tài)，并且指示燈熄滅。

4 軟件部分

4.1 程序流程圖（見(jiàn)圖5）

開(kāi)機(jī)時(shí)單片機(jī)進(jìn)行初始化操作，一切都回歸到原始位置，這時(shí)單片機(jī)開(kāi)始掃描是否有紅外遙控信號(hào)輸入，如果有，單片機(jī)則進(jìn)行接受信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的解碼，然后通過(guò)P3口輸出相應(yīng)的PWM脈沖波形給繼電器電路控制白熾燈的亮滅。其程序流程圖見(jiàn)如圖5所示。

4.2 按鍵設(shè)計(jì)

鍵碼識(shí)別是指矩陣結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)識(shí)別被按鍵的方法。一般有行掃描法、行列反轉(zhuǎn)法和行列掃描法。

在鍵盤(pán)設(shè)計(jì)中，通常采用行列掃描法，可以節(jié)省I/O，操作也方便、簡(jiǎn)單。除了識(shí)別有無(wú)鍵按下，按下鍵的行列掃描碼以外，還要解決抖動(dòng)和重鍵問(wèn)題。一個(gè)鍵按下和釋放的時(shí)候，按鍵開(kāi)關(guān)會(huì)在閉合和斷開(kāi)位置間跳動(dòng)幾次后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，這就是抖動(dòng)問(wèn)題。抖動(dòng)的存在會(huì)使得脈沖的開(kāi)頭和尾部出現(xiàn)一些毛刺波，持續(xù)時(shí)間一般小于10ms。如果不處理抖動(dòng)問(wèn)題，就可能被誤作多次按鍵。抖動(dòng)的消除可以通過(guò)硬件方法，采用RC濾波電路消除抖動(dòng)的波形。也可以采用軟件方法，在讀取鍵碼的時(shí)候延時(shí)一段時(shí)間，等信號(hào)穩(wěn)定后再去識(shí)別鍵碼。重鍵問(wèn)題是指由于誤操作，兩個(gè)或以上的鍵被同時(shí)按下，此時(shí)行列掃描碼中就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的行列值。重鍵處理的方法有連鎖法和順序法。連鎖法是不停地掃描鍵盤(pán)，僅承認(rèn)最后一個(gè)閉合鍵。順序法是識(shí)別到一個(gè)閉合鍵后，直到該鍵被釋放后再去識(shí)別其他按鍵。

4.3 中斷處理程序

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)總共采用了定時(shí)器T0和外部INT0兩種中斷。T0中斷精確用于定時(shí)，如圖6所示，定時(shí)器工作在方式1，初值設(shè)置為T(mén)H0=（65535-50000）/256，TL0=（65535-50000）%256，計(jì)數(shù)標(biāo)志設(shè)為10，即可達(dá)到設(shè)計(jì)目的。當(dāng)有按鍵按下，T0即啟動(dòng)，1ms后定時(shí)器0關(guān)閉。INT0用于紅外檢測(cè)。當(dāng)P3.2口發(fā)現(xiàn)下降沿，即進(jìn)入中斷。如圖6所示。

5 系統(tǒng)調(diào)試

采用模塊化調(diào)試和整體組合調(diào)試相結(jié)合的方法進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，經(jīng)過(guò)PROTEUS軟件仿真、硬件電路調(diào)試和組裝測(cè)試，最終實(shí)現(xiàn)了DS1302時(shí)鐘芯片數(shù)據(jù)無(wú)誤的讀取和調(diào)整、繼電器的開(kāi)與關(guān)、紅外遙控與鍵碼電路相融合等功能。最終，在接通電源的情況下，通過(guò)遙控器CH-鍵，實(shí)現(xiàn)每次無(wú)誤的對(duì)臺(tái)燈的控制，完成臺(tái)燈的亮或滅；可控制范圍在方圓10米之內(nèi)。

6 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)可否認(rèn)機(jī)械時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，電子時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。紅外線遙控是現(xiàn)代家電遙控的重要舉措，是近年來(lái)快速發(fā)展的一大熱點(diǎn)，它的迅速發(fā)展必然帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文所設(shè)計(jì)的紅外線遙控?zé)?，具有成本低、操作方便、電路?jiǎn)單、環(huán)保、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)接收發(fā)射端的控制信號(hào)，在接收部分實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的控制。與傳統(tǒng)的同類(lèi)產(chǎn)品相比，更為智能和穩(wěn)定，方便了廣大群眾。

參考文獻(xiàn)

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篇2

關(guān)鍵詞：ATM STC89C52單片機(jī) RC522 24C02

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（c）-0072-02

在信息化、科技化的推動(dòng)下，人們生活圈日漸趨于智能化、整體化，金融業(yè)成為其中必不可少的環(huán)節(jié)，界面簡(jiǎn)潔、操作方便、安全穩(wěn)定的ATM系統(tǒng)對(duì)于銀行業(yè)務(wù)的開(kāi)展和生活質(zhì)量的提高有著積極的推動(dòng)作用。

ATM自動(dòng)取款系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)控制的持卡人自我服務(wù)型的金融專(zhuān)用設(shè)備，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)于一體，可提供最基本的銀行服務(wù)，包括取鈔、存鈔、修改密碼、轉(zhuǎn)賬等功能，可大大減輕銀行工作人員的工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率。

文章設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的ATM系統(tǒng)，將單片機(jī)的強(qiáng)大數(shù)字處理能力和RC522讀卡功能有效結(jié)合，并綜合LCD12864、矩陣鍵盤(pán)以及24C02，可實(shí)現(xiàn)取款、改密、查余等功能，界面簡(jiǎn)潔、操作方便，可大大推動(dòng)金融業(yè)在生活圈內(nèi)的發(fā)展。

1 ATM系統(tǒng)功能分析

基于單片機(jī)的ATM系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)取款、查余、改密、賬戶(hù)凍結(jié)等功能，ATM系統(tǒng)啟動(dòng)后，顯示“中國(guó)農(nóng)業(yè)銀行歡迎您請(qǐng)插入銀行卡”，由MFRC522讀取磁片信息，用戶(hù)信息存儲(chǔ)于磁片內(nèi)，用戶(hù)通過(guò)矩陣鍵盤(pán)輸入密碼，輸入密碼與磁卡內(nèi)設(shè)定密碼一致時(shí)登錄成功，若密碼錯(cuò)誤次數(shù)大于3次則該用戶(hù)被凍結(jié)。用戶(hù)登錄成功后，可選擇查詢(xún)、改密、取款、退出等功能，分別由與單片機(jī)P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引腳相連的獨(dú)立按鍵控制實(shí)現(xiàn)，且每一功能屏都有退出按鍵可返回上一層目錄。

查詢(xún)功能選定按鍵P1.2，可查詢(xún)磁卡余額；取款功能選定按鍵P1.3，系統(tǒng)為用戶(hù)提供了“100”“200”“300”3種可選金額，若卡中余額不夠取款所需的金額時(shí)，界面就會(huì)顯示“余額不足”，系統(tǒng)自動(dòng)回到原先的界面，若卡內(nèi)余額足夠支付取款余額，則直接在卡內(nèi)原余額基礎(chǔ)上扣除取款金額。

修改密碼功能選擇按鍵P1.0，用戶(hù)可修改磁卡密碼，修改后密碼存入卡內(nèi)，下次登錄時(shí)需用新密碼。退出時(shí)，選擇P1.1按鍵，進(jìn)入退出界面，系統(tǒng)延遲5 ms跳轉(zhuǎn)登錄界面，以供其他用戶(hù)使用。

2 ATM系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

ATM系統(tǒng)硬件部分主要包括單片機(jī)、24C02存儲(chǔ)芯片、RC522讀卡器、LCD12864顯示器以及矩陣鍵盤(pán)。

2.1 單片機(jī)控制電路

ATM系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)作為核心控制芯片，該芯片采用MCS-51內(nèi)核，具有8K在系統(tǒng)可編程閃存存儲(chǔ)器、512字節(jié)RAM、8k字節(jié)Flash、32個(gè)I/O口線、一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)、3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、MAX810復(fù)位電路，而且STC89C52進(jìn)行邏輯操作時(shí)可降至0 Hz靜態(tài)，提供兩種軟件選擇省電模式。主控單元采用12 MHz晶振，有利于系統(tǒng)時(shí)間計(jì)算。

2.2 存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器選擇24C02，該芯片為2048位的串行電可拆卸的ROM，256字節(jié)的內(nèi)部組織，每字節(jié)有8位，該芯片被普遍應(yīng)用于低電壓、低功耗的工業(yè)和商業(yè)部門(mén)，可靠性比較高。

24C02存儲(chǔ)器時(shí)鐘線與單片機(jī)P1.6引腳相連，24C02的數(shù)據(jù)線接P1.7引腳，24C02地址輸入端接地，以防在掉電情況下對(duì)信息進(jìn)行儲(chǔ)存并能保證將用戶(hù)新密碼存入磁卡內(nèi)。

2.3 LCD12864顯示電路

LCD12864是一種點(diǎn)陣式的液晶顯示器，分辨率為128×64，該顯示屏具備接口方式比較靈活，操作指令相對(duì)比較簡(jiǎn)單、方便的優(yōu)點(diǎn)，又可以構(gòu)成全中文的人機(jī)交互圖形界面。并且12864顯示屏所需要的電壓值較低，因此其功耗也比較小，相較于其他顯示器而言比較節(jié)能。

ATM系統(tǒng)中使用單片機(jī)P0口驅(qū)動(dòng)12864，因?yàn)镻0口為漏極接口，需通過(guò)1K上拉電阻驅(qū)動(dòng)顯示器，P2.0、P2.1、P2.2為數(shù)據(jù)控制端，同時(shí)顯示器CS1和CS2引腳置高，以便顯示全屏數(shù)據(jù)。

2.4 RC522讀卡模塊

MF RC522是采用13.56 MHz非接觸式通信的高度的讀寫(xiě)卡芯片集成的，雙向數(shù)據(jù)傳送速度可達(dá)424 kbit/s，使用SPI方式與主機(jī)通信，可以減少連接，減小PCB板的體積，還可以在一定程度上降低成本。

RC522的SDA、SCK與單片機(jī)I/O口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，MOSI（SPI接口主出從入）和MISO（SPI接口主入從出）分別接單片機(jī)的P2.5和P2.6。

2.5 矩陣鍵盤(pán)

鍵盤(pán)輸入模塊由3×4矩陣鍵盤(pán)和獨(dú)立按鍵構(gòu)成，矩陣鍵盤(pán)分別對(duì)應(yīng)與數(shù)字“1～9”“*”鍵和“#”鍵，由單片機(jī)P3.0～P3.6引腳控制數(shù)據(jù)傳輸。獨(dú)立按鍵分別對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)功能屏的各個(gè)功能選擇，由單片機(jī)P1.0～P1.5控制數(shù)據(jù)傳送。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

ATM系統(tǒng)硬件在軟件程序的支撐下能夠?qū)崿F(xiàn)取款、查余、改密、賬戶(hù)凍結(jié)、密碼保護(hù)等功能。

當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，RC522讀卡器判斷是否接收到IC卡發(fā)出的數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測(cè)到有卡插入時(shí)，LCD12864清屏，跳轉(zhuǎn)到“輸入密碼”的界面，輸入6位密碼，如果輸入錯(cuò)誤，可即時(shí)進(jìn)行修改，并且每輸一位密碼，之后都會(huì)以“*”顯示，起到保護(hù)密碼信息不外露的作用。

定義全局變量chakc，當(dāng)讀卡器讀取到磁卡數(shù)據(jù)時(shí)，chakc大于等于1，不同的chakc值對(duì)應(yīng)于不同的系統(tǒng)功能，具體見(jiàn)表1。

系統(tǒng)采用程序掃描法識(shí)別按鍵，選擇行掃描的方法。當(dāng)取款鍵keysanf_rk2（ ）子程序掃描到該鍵按下時(shí)，就跳轉(zhuǎn)到取款子程序，完成取款；當(dāng)查詢(xún)鍵keysanf_rk2（ ）子程序掃描到該鍵按下時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到查詢(xún)子程序完成相應(yīng)任務(wù)；當(dāng)修改密碼鍵keysanf_rk2（ ）子程序掃描到該鍵按下時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到修改密碼頁(yè)面，完成密碼修改任務(wù)。鍵在每一個(gè)頁(yè)面定義不同。

4 ATM系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果

ATM系統(tǒng)經(jīng)過(guò)仿真測(cè)試、硬件焊接調(diào)試能夠?qū)崿F(xiàn)取款、查詢(xún)余額、修改保護(hù)密碼、凍結(jié)賬戶(hù)等功能，系統(tǒng)硬件電路圖如圖1所示。

系統(tǒng)為單片機(jī)上電后，系統(tǒng)出現(xiàn)開(kāi)機(jī)界面，提示插入磁卡。當(dāng)讀卡器讀取磁卡數(shù)據(jù)后，提示用戶(hù)輸入密碼，若密碼正確則進(jìn)入功能界面，若密碼錯(cuò)誤則出現(xiàn)密碼錯(cuò)誤頁(yè)面，密碼輸入錯(cuò)誤次數(shù)超過(guò)3次，則提示該磁卡被凍結(jié)，以保護(hù)用戶(hù)信息安全。

系統(tǒng)頁(yè)面轉(zhuǎn)至業(yè)務(wù)功能界面后，選擇取款業(yè)務(wù)，則系統(tǒng)為用戶(hù)提供3種定額取款（100、200、300），選擇相應(yīng)取款金額后，系統(tǒng)會(huì)提示用戶(hù)正在準(zhǔn)備鈔票，鈔票準(zhǔn)備完畢后提示用戶(hù)取走鈔票，用戶(hù)即可按下相應(yīng)按鍵取走鈔票。

用戶(hù)在使用系統(tǒng)過(guò)程中，可隨時(shí)修改磁卡密碼，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中將“ininticcdate（） //E2PROM中數(shù)據(jù)的初始化”語(yǔ)句進(jìn)行備注，保證單片機(jī)對(duì)該命令只讀不寫(xiě)，即可保證FM24C02執(zhí)行其存儲(chǔ)記憶功能，將修改后密碼作為新密碼存入磁片內(nèi)，更符合實(shí)際用卡。

5 結(jié)語(yǔ)

此ATM系統(tǒng)以單片機(jī)作為核心控制模塊，有機(jī)結(jié)合RC522讀卡器、LCD12864顯示器、矩陣鍵盤(pán)、存儲(chǔ)器24C02等模塊電路，能夠有效完成自動(dòng)取款機(jī)的基本功能，包括磁卡信息讀取、密碼修改、保護(hù)賬戶(hù)、取款、查詢(xún)等，系統(tǒng)具有界面簡(jiǎn)潔、操作簡(jiǎn)單、安全穩(wěn)定等特點(diǎn)，有一定的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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篇3

【關(guān)鍵詞】智能小車(chē) STC89C52 LabVIEW 攝像頭

當(dāng)前智能小車(chē)發(fā)展快速，可實(shí)現(xiàn)循跡、避障等基本功能，隨著科技的快速發(fā)展智能小車(chē)逐漸趨于精準(zhǔn)化與實(shí)用化。以往智能小車(chē)功能單一，無(wú)法自動(dòng)操控與人為操控相結(jié)合，攝像頭固定，存在死角，與以往智能小車(chē)不同的是此智能小車(chē)分為自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，手動(dòng)模式下小車(chē)以STC89C52單片機(jī)為控制模塊，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊，超聲避障模塊，人體紅外感應(yīng)模塊等的控制可以在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)超聲避障，測(cè)速測(cè)距，生命探測(cè)功能。手動(dòng)模式下利用LabVIEW軟件編程，通過(guò)無(wú)線串口模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)電機(jī)和舵機(jī)的雙重控制和小車(chē)行進(jìn)速度、障礙物距離的數(shù)據(jù)顯示。此外，利用WIFI連接實(shí)現(xiàn)LabVIEW與云平臺(tái)攝像頭的通信，從而實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)傳輸與拍照存儲(chǔ)功能。攝像頭采用云平臺(tái)設(shè)計(jì)可360度無(wú)死角拍攝?？蓮V泛應(yīng)用于地形勘探，復(fù)雜環(huán)境下的救援等。

1 硬件設(shè)計(jì)思路

基于STC89C52單片機(jī)和LabVIEW控制的智能小車(chē)涉及到多個(gè)傳感器模塊以及無(wú)線傳輸模塊等，整體設(shè)計(jì)思路如下：

主要分為單片機(jī)控制模塊，電源模塊，驅(qū)動(dòng)模塊，通信模塊，超聲避障模塊，人體紅外感應(yīng)模塊，光控小燈模塊等，各模塊由單片機(jī)統(tǒng)一控制。小車(chē)工作分為兩種模式，自動(dòng)模式和手動(dòng)模式。利用LabVIEW編程可實(shí)現(xiàn)兩種模式的自由切換，自動(dòng)模式下小車(chē)可實(shí)現(xiàn)超聲避障，紅外生命探測(cè)，測(cè)速測(cè)距以及光敏感應(yīng)等功能；手動(dòng)模式下利用LabVIEW界面實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的控制，運(yùn)動(dòng)路徑、路程速度的實(shí)時(shí)顯示，以及實(shí)現(xiàn)拍照存儲(chǔ)等功能。硬件整體設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)控制模塊

小車(chē)控制模塊我們選用了STC89C52單片機(jī)作為核心，通過(guò)I/O口與小車(chē)其他模塊連接。本設(shè)計(jì)以P1.0-P1.3為驅(qū)動(dòng)口，P3.0-P3.1為L(zhǎng)abVIEW與單片機(jī)的通信口，P2.4-P2.7為雙舵機(jī)與超聲波接口。此次設(shè)計(jì)共需I/O口 11個(gè)完全可以實(shí)現(xiàn)控制小車(chē)各個(gè)模塊運(yùn)行的功能。單片機(jī)最小系統(tǒng)仿真如圖2所示。

2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊

電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用 L298N 芯片，L298N 是一種雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其中每個(gè)H橋可以提供2A的電流，功率部分的供電電壓范圍是2.5-48v，邏輯部分5v供電?？梢灾苯域?qū)動(dòng)兩路 3-16V 直流電機(jī)，并提供了 5V 輸出接口可以直接給 5V 單片機(jī)電路系統(tǒng)供電，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)左右四個(gè)電機(jī)，使左邊兩個(gè)電機(jī)同步運(yùn)行，右邊兩個(gè)電機(jī)同步運(yùn)行。L298N原理圖仿真如圖3所示。

2.3 電源模塊

采用7.4V可充電鋰電池，經(jīng)驅(qū)動(dòng)模塊電壓變換后使得輸出得到一個(gè)穩(wěn)定的邏輯數(shù)字5V的直流電壓給伺服舵機(jī)、單片機(jī)以及各傳感器供電。

2.4 超聲避障測(cè)距模塊

超聲波模塊可實(shí)現(xiàn) 0～4.5m 的非接觸測(cè)距功能，擁有 2.4～5.5V 的寬電壓輸入范圍，靜態(tài)功耗低于 2mA。由于超聲避障感應(yīng)角度較小（15度左右），本次設(shè)計(jì)選擇與舵機(jī)云臺(tái)配合使用。

測(cè)距原理：測(cè)量時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)先給發(fā)射電路提供脈沖信號(hào)，單片機(jī)計(jì)數(shù)器處于等待狀態(tài)，不計(jì)數(shù)；當(dāng)信號(hào)發(fā)射一段時(shí)間后，由單片機(jī)發(fā)出信號(hào)使系統(tǒng)關(guān)閉發(fā)射信號(hào)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)起始時(shí)的同步；當(dāng)接收信號(hào)的最后一個(gè)脈沖到來(lái)后，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。

設(shè)避障距離為l（m），時(shí)間為t（s），則：

避障原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)先給發(fā)射電路提供脈沖信號(hào)，由反饋信號(hào)計(jì)算出的障礙物距離和避障條件相比較，若滿(mǎn)足條件則控制小車(chē)轉(zhuǎn)向（轉(zhuǎn)向距障礙物更遠(yuǎn)的方向）若不滿(mǎn)足避障條件則說(shuō)明小車(chē)不需避障小車(chē)?yán)^續(xù)直行，最遠(yuǎn)避障距離設(shè)置為30cm。

2.5 人體紅外感應(yīng)模塊

人體紅外感應(yīng)模塊配合以單片機(jī)使用，編程實(shí)現(xiàn)為探測(cè)到有人時(shí)會(huì)使蜂鳴器響同時(shí)彩燈閃爍。由于人體感應(yīng)模塊感應(yīng)角度較大（100度左右）所以本次設(shè)計(jì)采用固定式設(shè)計(jì)。

2.6 測(cè)速模塊

測(cè)速模塊我們采用光碼盤(pán)測(cè)速。

測(cè)速原理：由一個(gè)中心有軸的光電碼盤(pán)，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取，獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D，每個(gè)正弦波相差90度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360度），將C、D信號(hào)反向，疊加在A、B兩相上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z相脈沖以代表零位參考位。由于A、B兩相相差90度，可通過(guò)比較A相在前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過(guò)零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。

2.7 圖像傳輸模塊

圖像傳輸模塊通過(guò)wifi實(shí)現(xiàn)LabVIEW的連接。圖像傳輸模塊具有錄像和拍照的功能，可實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)傳輸和圖片的定時(shí)儲(chǔ)存，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有傳輸距離遠(yuǎn)，延時(shí)低，功耗低的優(yōu)點(diǎn)。此外我們采用雙舵機(jī)組成的云平臺(tái)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)360度無(wú)死角錄像與拍照。LabVIEW圖像顯示界面與小車(chē)運(yùn)動(dòng)控制界面結(jié)合使用，提高了小車(chē)采集信息與運(yùn)動(dòng)控制的效率。

3 軟件設(shè)計(jì)

采用C語(yǔ)言編程。主程序先從啟動(dòng)LabVIEW控制界面開(kāi)始，人體紅外感應(yīng)模塊一直處于開(kāi)啟狀態(tài)，通過(guò)flag變量來(lái)判斷運(yùn)行自動(dòng)避障程序還是運(yùn)行LabVIEW人為控制的程序。自動(dòng)避障程序通過(guò)定時(shí)器來(lái)計(jì)算障礙物的距離并使小車(chē)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。LabVIEW控制通過(guò)上位機(jī)發(fā)送串口協(xié)議，與下位機(jī)的控制電機(jī)、舵機(jī)程序相結(jié)合從而實(shí)現(xiàn)對(duì)小車(chē)的行進(jìn)以及攝像頭角度的控制。主程序流程圖如圖4所示。

4 結(jié)論

基于STC89C52單片機(jī)和LabVIEW控制的智能小車(chē)，通過(guò)模塊化的硬件設(shè)計(jì)以及軟件編程，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了超聲避障，生命探測(cè)以及圖像在LabVIEW界面的顯示與存儲(chǔ)功能。此外本設(shè)計(jì)的LabVIEW界面還實(shí)現(xiàn)了速度，距離的顯示功能。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

沈壯壯（1993-），男，河南省周口市人?，F(xiàn)為中國(guó)民航大學(xué)南苑航空自動(dòng)化學(xué)院大學(xué)本科學(xué)生。主要研究方向電氣工程及其自動(dòng)化。

賈瑞士（1996-），男，河南省延津縣人?，F(xiàn)為中國(guó)民航大學(xué)南苑航空自動(dòng)化學(xué)院大學(xué)本科學(xué)生。主要研究方向電子信息工程。

彭洪博（1995-），男，廣西壯族自治區(qū)玉林市人。現(xiàn)為中國(guó)民航大學(xué)南苑航空自動(dòng)化學(xué)院大學(xué)本科學(xué)生。主要研究方向自動(dòng)化。

劉亞洲（1996-），男，河北省唐山市人?，F(xiàn)為中國(guó)民航大學(xué)南苑航空自動(dòng)化學(xué)院大學(xué)本科學(xué)生。主要研究方向電子信息工程。

篇4

[關(guān)鍵詞]STC89C52 紅外 遙控 溫濕度控制器

中圖分類(lèi)號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）12-0108-03

Design and Realization of Temperature and Humidity Controller with Infrared Remote Control based on STC89C52

Huang Xiuli

（Guangdong Construction Vocational Technology Institute Guangzhou 510440）

[Abstract]The design and realization of temperature and humidity controller with Infrared Remote control based on STC89C52， gets temperature and humidity of the workshop with digital temperature and humidity sensor DHT11， sets and adjusts temperature and humidity directly through infrared receiving and processing module， display real time and set temperature and humidity by use digital tube display module， to human-machine interaction. The whole system is economical， stable performance. The prototype has been running experiment verified its effectiveness and practical value and has a good prospect of application and extension.

[Key words]STC89C52， infrared， remote control， temperature and humidity controller

1.引言

所周知，夏季炎熱的環(huán)境下，空氣的干/濕溫差較大，廠房車(chē)間內(nèi)常常比室外溫度高，太陽(yáng)輻射，燈光、人體散發(fā)的溫度滯留使溫度上升，廠房車(chē)間的高溫悶熱，空氣不流通，車(chē)間粉塵大等不良的工作環(huán)境也會(huì)導(dǎo)致員工流失率增高、生產(chǎn)力降低，質(zhì)量控制變差，這些將最終導(dǎo)致客戶(hù)流失。所以此時(shí)應(yīng)及時(shí)將室內(nèi)帶有異味、灰塵、溫度高的渾濁空氣排出室外，使室內(nèi)的溫度得到降低，改善空氣質(zhì)量。

同時(shí)，隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動(dòng)遙控系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活。而紅外線遙控就是目前使用很廣泛的一種通信和遙控技術(shù)[1]。紅外遙控是利用紅外線進(jìn)行傳遞信息的一種控制系統(tǒng)，紅外遙控具有抗干擾，電路簡(jiǎn)單，編碼及解碼容易，功耗小，成本低的優(yōu)點(diǎn)，在家用電器中，彩電、錄像機(jī)， 錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等產(chǎn)品中應(yīng)用非常廣泛。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。

本設(shè)計(jì)本著以人為本、經(jīng)濟(jì)安全、方便實(shí)用為目的，以STC89C52單片機(jī)為控制中心， DHT11數(shù)字溫濕度傳感器采集廠房的溫濕度[2]，紅外線遙控技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫、濕度的設(shè)定和調(diào)節(jié)，當(dāng)超過(guò)設(shè)定的溫濕度時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)扇，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)，使用數(shù)碼管顯示模塊對(duì)采集的實(shí)時(shí)溫濕度、設(shè)定濕溫度進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于有高壓、有毒氣體、粉塵、高溫等環(huán)境的工業(yè)設(shè)備和廠房中，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足之處，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，對(duì)本設(shè)計(jì)稍加改變，就可以推廣到商場(chǎng)、超市、辦公室、賓館、醫(yī)院、車(chē)站、體育館、歌舞廳、禮堂、會(huì)議室、學(xué)校等場(chǎng)所，更可以用于冰箱、燈及窗簾等家用電器，而且在智能家居中應(yīng)用也十分廣泛。

2.基于STC89C52單片機(jī)的紅外遙控溫控器的設(shè)計(jì)方案

本設(shè)計(jì)采用8位單片機(jī)STC89C52作為溫、濕度控制器的核心，廠房的溫、濕度采集使用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器直接與單片機(jī)接口，并通過(guò)紅外線接收和處理模塊，直接對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定和調(diào)節(jié)，使用數(shù)碼管顯示模塊對(duì)采集的實(shí)時(shí)溫濕度、設(shè)定濕溫度進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。當(dāng)實(shí)時(shí)溫濕度超過(guò)設(shè)定溫度的上限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)排風(fēng)扇，進(jìn)行排風(fēng)。排風(fēng)扇采用交流220V電源，因此在實(shí)際使用時(shí)，采用繼電器進(jìn)行5V到220V電源的轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)的原理框圖如圖1所示。

2.1 主控制器電路設(shè)計(jì)

主控制器電路是由單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路、電源電路組成。單片機(jī)采用8位的STC89C52單片機(jī)；晶振電路是通過(guò)2個(gè)22pF的電容微調(diào)并采用11.0592MHz的振蕩頻率將時(shí)鐘信號(hào)傳給單片機(jī)STC89C52；復(fù)位電路的上電瞬間所產(chǎn)生的微分脈沖的寬度大于2個(gè)機(jī)器周期；電源電路采用USB接口供電模式，并通過(guò)CH340實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序的擦寫(xiě)[3]。圖2-1所示的是單片機(jī)最小系統(tǒng)圖，圖2-2所示的是工業(yè)級(jí)USB通信模塊和電源供電系統(tǒng)。

2.2 溫濕度檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的溫濕度檢測(cè)模塊電路采用了DHT11數(shù)字溫濕度傳感器[4]。DHT11是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器。它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。STC89C52單片機(jī)（主機(jī)）與DHT11數(shù)字溫濕度傳感器采用簡(jiǎn)化的單總線通信，通過(guò)外接一個(gè)約5.1kΩ的上拉電阻與單片機(jī)IO口直接相連。其電路原理圖如圖3所示。

1、單總線傳送數(shù)據(jù)位定義

DATA用于STC89C52單片機(jī)與DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次傳送40位數(shù)據(jù)，高位先出。數(shù)據(jù)格式：

8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度整數(shù)數(shù)據(jù) + 8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bit校驗(yàn)位。

2、數(shù)據(jù)時(shí)序圖

STC89C52單片機(jī)發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集。信號(hào)發(fā)送如圖4所示。

3、外設(shè)讀取步驟

STC89C52單片機(jī)可通過(guò)如下幾個(gè)步驟完成對(duì)DHT11的數(shù)據(jù)的讀取。

步驟一：

DHT11上電后，DATA數(shù)據(jù)線由上拉電阻拉高一直保持高電平，DATA 引腳處于輸入狀態(tài)，時(shí)刻檢測(cè)外部信號(hào)，測(cè)試并記錄環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)。

步驟二：

設(shè)置單片機(jī)的I/O輸出不小于18ms的低電平，然后將單片機(jī)的I/O設(shè)置為輸入狀態(tài)，由于上拉電阻，微處理器的I/O即DHT11的DATA數(shù)據(jù)線也隨之變高，等待DHT11做出回答信號(hào)，發(fā)送信號(hào)如圖5所示：

步驟三：

DHT11的DATA引腳檢測(cè)到單片機(jī)發(fā)出的不小于18ms的低電平信號(hào)時(shí)，等待低電平信號(hào)結(jié)束，延遲后，單片機(jī)的 I/O 此時(shí)處于輸入狀態(tài)，DHT11的DATA引腳處于輸出狀態(tài)。DHT11輸出 80微秒的低電平作為應(yīng)答信號(hào)，緊接著輸出 80 微秒的高電平通知單片機(jī)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)。單片機(jī)的 I/O檢測(cè)到 DHT11發(fā)出的80微秒的低電平回應(yīng)信號(hào)后，等待80微秒的高電平后開(kāi)始數(shù)據(jù)接收，發(fā)送信號(hào)如圖6所示：

步驟四：

由DHT11的DATA引腳輸出40位數(shù)據(jù)，單片機(jī)根據(jù)I/O電平的變化接收40位數(shù)據(jù)，位數(shù)據(jù)“0”的格式為：50 微秒的低電平和 26-28 微秒的高電平，位數(shù)據(jù)“1”的格式為： 50 微秒的低電平加70微秒的高電平。位數(shù)據(jù)“0”、“1”格式信號(hào)如圖7所示：

步驟五：結(jié)束信號(hào)

DHT11的DATA引腳輸出40位數(shù)據(jù)后，繼續(xù)輸出50微秒的低電平后轉(zhuǎn)為輸入狀態(tài)，由于上拉電阻隨之變?yōu)楦唠娖健５獶HT11內(nèi)部重測(cè)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)，并記錄數(shù)據(jù)，等待外部信號(hào)的到來(lái)，開(kāi)始新的循環(huán)。

2.3 紅外接收與處理模塊

紅外遙控系統(tǒng)一般由紅外發(fā)射裝置和紅外接收設(shè)備兩大部分組成，紅外發(fā)射裝置又可由鍵盤(pán)電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。紅外接收設(shè)備可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路組成[5]。本系統(tǒng)的發(fā)射裝置采用了基于TC9012編碼芯片的市場(chǎng)上較為廉價(jià)的萬(wàn)能遙控器，型號(hào)為HS-21其用戶(hù)識(shí)別碼為00FF。本設(shè)計(jì)中主要用到了數(shù)字鍵0-9、“+”、“-”、“EQ”，其中10個(gè)數(shù)字鍵用于直接設(shè)置所需要的溫度，“+”、“-”用于對(duì)設(shè)定的溫度遞增和遞減，“EQ”用于進(jìn)入設(shè)定溫度模式和確定，初始溫度設(shè)定為23°。

本設(shè)計(jì)的紅外線接收部分采用了紅外線一體化接頭，型號(hào)是TSOP1383。其內(nèi)部含有高頻的濾波電路，專(zhuān)門(mén)用來(lái)濾除紅外線合成信號(hào)的載波信號(hào)（38KH），并送出接收到的信號(hào)。當(dāng)紅外線合成信號(hào)進(jìn)入紅外接收模塊，在其輸出端便可以得到原先發(fā)射器發(fā)出的數(shù)字編碼，只要經(jīng)過(guò)單片機(jī)解碼程序進(jìn)行解碼，便可以得知按下了哪一個(gè)按鍵，而做出相應(yīng)的控制處理，完成紅外遙控的動(dòng)作。本設(shè)計(jì)中，利用單片機(jī)的P3.2口的第二功能（外部中斷0）接收紅外線的信號(hào)。當(dāng)紅外線的信號(hào)從遙控器傳輸過(guò)來(lái)，P3.2口電平被拉低，單片機(jī)立刻停止其他工作，瞬間轉(zhuǎn)移到接收并處理紅外線信號(hào)。如圖8所示，為紅外接收硬件電路圖。

2.4 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)溫、濕度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，由于數(shù)碼管自發(fā)光、亮度高等特點(diǎn)，本系統(tǒng)采用了價(jià)格廉價(jià)的數(shù)碼管顯示。為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示，本系統(tǒng)采用了兩片74HC573鎖存器驅(qū)動(dòng)段位、位選[6]，兩個(gè)573鎖存器IO口接P0.0～P0.7，數(shù)碼管的段ABCDEFGH對(duì)應(yīng)74HC573-1芯片，數(shù)碼管的位WE1～WE6對(duì)應(yīng)74HC573-2芯片，DU（P2.6）段選信號(hào)控制74HC573-1鎖存器，WE（P2.7）位選信號(hào)控制74HC573-2鎖存器。圖9所示為數(shù)碼管顯示電路原理圖。

2.5 風(fēng)扇控制電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中采用的風(fēng)扇是交流220V，而控制模塊是采用的5v電源，因此要進(jìn)行弱電控制強(qiáng)電的轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)采用的是繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。同時(shí)采用了三極管8550驅(qū)動(dòng)繼電器。當(dāng)溫濕度傳感器DHT11檢測(cè)到的溫濕度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，就由單片機(jī)P2.3口輸出高電平控制8550開(kāi)通，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)繼電器工作，接通220V電源，打開(kāi)風(fēng)扇。風(fēng)扇控制電路原理圖如圖10所示。

3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖

系統(tǒng)單片機(jī)每一次上電或復(fù)位時(shí)，數(shù)碼管顯示初始溫度和濕度，此時(shí)用通用遙控器進(jìn)行溫濕度的設(shè)定，此后數(shù)碼管顯示實(shí)時(shí)的溫濕度值。當(dāng)溫濕度傳感器DHT11檢測(cè)到的溫濕度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)P2.3口輸出高電平控制8550開(kāi)通，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)繼電器工作，接通220V交流電源，打開(kāi)風(fēng)扇。部分流程圖如圖11所示。

4.結(jié)論

本設(shè)計(jì)采用8位單片機(jī)STC89C52作為溫、濕度控制器的核心，廠房的溫、濕度采集使用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器直接與單片機(jī)接口，并通過(guò)紅外線接收和處理模塊，直接對(duì)溫度進(jìn)行設(shè)定和調(diào)節(jié)，使用數(shù)碼管顯示模塊對(duì)采集的實(shí)時(shí)溫濕度、設(shè)定濕溫度進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于有高壓、有毒氣體、粉塵、高溫等環(huán)境的工業(yè)設(shè)備和廠房中，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)產(chǎn)品的不足之處，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可以起到節(jié)約能源的作用，對(duì)本設(shè)計(jì)稍加改變，就可以推廣到商場(chǎng)、超市、辦公室、賓館、醫(yī)院、車(chē)站、體育館、歌舞廳、禮堂、會(huì)議室、學(xué)校等場(chǎng)所，更可以用于冰箱、燈及窗簾等家用電器，而且在智能家居中應(yīng)用也十分廣泛。

參考文獻(xiàn)

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[2] 任玲，翟旭軍，付東岳，衡.基于STC單片機(jī)的種苗催芽室溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)機(jī)化研究，2013，3：157-160.

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[4] 曹昌勇，賈偉建.基于AT89C52和DHT11數(shù)字式糧庫(kù)溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J] .齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014， 30（1）：31-34.

篇5

[摘 要]單片機(jī) 動(dòng)態(tài)顯示 GPS

中圖分類(lèi)號(hào)：P235.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）06-0025-01

引言

GPS定位系統(tǒng)具有非常高的精度，使用非常靈活，現(xiàn)代生活的很多領(lǐng)域都需要用到定位，比如專(zhuān)業(yè)的地質(zhì)測(cè)試、勘探、地形測(cè)繪領(lǐng)域?qū)Ｓ玫母呔榷ㄎ幌到y(tǒng)，城市公交車(chē)的調(diào)度現(xiàn)在也都需要車(chē)輛位置信息，大多數(shù)的汽車(chē)、輪船、所有的飛機(jī)上都裝有GPS定位信息模塊，新一代的智能手機(jī)筆記本電腦中也都配置有GPS定位，現(xiàn)代生活幾乎離不開(kāi)位置信息。GPS定位還具有靈活性，不存在累積誤差，使用非常方便。

使用GPS信息，需要相應(yīng)的設(shè)備可以接受到GPS信號(hào)，并且能夠輸出顯示，

就是顯示UTC標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，當(dāng)前位置的經(jīng)緯度信息。針對(duì)大量GPS產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)定制高成本，本文利用GPS信號(hào)接收模塊，以STC89C52單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)了GPS定位顯示系統(tǒng)，在液晶顯示屏上顯示出當(dāng)前位置信息。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，效果良好。GPS接收模塊NEO-6M通過(guò)天線獲取定位衛(wèi)星信息，將定位信息傳至單片機(jī)，經(jīng)過(guò)處理后得到經(jīng)緯度最終在1602液晶顯示屏上顯示。

1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)通過(guò)單片機(jī)控制GPS器件實(shí)現(xiàn)定位信息顯示功能。設(shè)計(jì)中選擇的核心芯片STC89C52，GPS信息接收選擇模塊NEO-6M，通過(guò)單片機(jī)串口接收數(shù)據(jù)信號(hào)，在單片機(jī)中解析出位置信息后，在液晶顯示屏顯示出來(lái)。系統(tǒng)的硬件構(gòu)成如圖1所示，主要由以下的幾個(gè)部分組成： 以NEO-6M模塊為核心的GPS接收電路； 由STC89C52單片機(jī)作為微處理器控制GPS信號(hào)的主控電路；選用1602LCD液晶顯示電路；還必須要有供電電路，采用電池供電，用以提供系統(tǒng)工作時(shí)所必須的電壓。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

按系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，硬件主要有接收GPS信息的NEO-6M模塊，主控電路的單片機(jī)STC89C52，液晶顯示屏1602，電源電路。中控芯片STC89C52是一種高性能的8位單片機(jī)，集成有很多資源可以直接使用。

系統(tǒng)的電源電路如圖2所示，構(gòu)成主要采用干電池，使用三節(jié)，電壓大約為4.8V，基本滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求，電路中加電容是主要是為了起到穩(wěn)壓的作用。

GPS信息接收模塊采用NEO-6M，集成了RF射頻芯片、基帶芯片和核心CPU，是一種新一代GPS定位模塊，模塊的整體體積非常小，功耗非常低，靈敏度又非常高，有些智能手機(jī)內(nèi)置GPS模塊就是NEO-6M，成本也非常低。圖3為NEO-6M接收模塊的電路圖。

本設(shè)計(jì)的液晶顯示選擇LCD1602，與單片機(jī)連接方式如圖4所示，P2口，RS，RW，EN分別接單片機(jī)P0.0～P0.2，P0口使用中加上10K的上拉電阻。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)工作時(shí)，首先要進(jìn)行初始化，然后在單片機(jī)中設(shè)置一段緩沖區(qū)，從串口接收GPS數(shù)據(jù)信息，接收完成后單片機(jī)從數(shù)據(jù)包中的$GPRMC 和$GPGGA語(yǔ)句提取經(jīng)度、緯度和時(shí)間、日期，然后驅(qū)動(dòng)液晶，在LCD1602上進(jìn)行顯示。軟件工作流程如圖5所示。

4 結(jié)論

以STC89C52為主控制電路，設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)易的GPS信息顯示系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)GPS信息的顯示，運(yùn)行穩(wěn)定，有一定的實(shí)用價(jià)值。設(shè)計(jì)的電路系統(tǒng)體積小，易于攜帶，可以應(yīng)用于日常生活中的簡(jiǎn)單定位。

參考文獻(xiàn)

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[2]余燦基. 單片機(jī)編程魔法師之高級(jí)裸編程思想[M].電子工業(yè)出版社，2014

篇6

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機(jī)；可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)；數(shù)模轉(zhuǎn)換器；環(huán)境報(bào)警

中圖分類(lèi)號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引 言：隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)我們居室生活的安全要求也不斷提高，在日常的生活中安全防范中，有害氣體檢測(cè)是不可缺少的一個(gè)部分，這個(gè)參數(shù)關(guān)系到人們的生活財(cái)產(chǎn)安全

在國(guó)外，目前的有害氣體系統(tǒng)相對(duì)國(guó)內(nèi)而言相對(duì)先進(jìn)許多，國(guó)外的設(shè)計(jì)更注重系統(tǒng)的整體功能設(shè)計(jì)，而不去關(guān)心具體的有害氣體的采集方式，國(guó)外設(shè)計(jì)的系統(tǒng)就有很高的穩(wěn)定性，適應(yīng)性，僅需少許的設(shè)置即可將整套系統(tǒng)移植到不同的需求場(chǎng)所進(jìn)行穩(wěn)定報(bào)警工作。

本次設(shè)計(jì)的有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)，是一種新型的有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改變?cè)性O(shè)計(jì)的缺陷，提高檢測(cè)的實(shí)時(shí)性與可靠性。

1 系統(tǒng)構(gòu)思與設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)構(gòu)思

通過(guò)查詢(xún)相關(guān)的有害氣體可燃?xì)怏w采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，了解本次設(shè)計(jì)的功能需求，制訂了本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)功能指標(biāo)。

通過(guò)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要由7大功能模塊組成，每個(gè)模塊在整個(gè)有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)中發(fā)揮著各個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)功能職責(zé)，在后續(xù)中會(huì)進(jìn)行各大功能模塊的詳細(xì)介紹。

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行相關(guān)子系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行了中央處理器的方案設(shè)計(jì)、顯示設(shè)備的方案選擇、有害氣體采集設(shè)備的方案選擇、模數(shù)轉(zhuǎn)換的方案設(shè)計(jì)與選擇、按鍵的方案設(shè)計(jì)與選擇以及報(bào)警電路的方案設(shè)計(jì)與選擇。

中央處理器

本次設(shè)計(jì)中中央處理器選用由美國(guó)STC公司推出的STC89C52單片機(jī)。

STC89C52單片機(jī)是美國(guó)Atmel公司推出的新一代超強(qiáng)抗干擾、高速、低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8052單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可隨意選擇。STC89C52單片機(jī)是MCS-51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)基8052單片機(jī)完全兼容，DIP40封裝系列與8051為pin-to-pin兼容。STC89C52單片機(jī)高速，低功耗，不占用戶(hù)資源。因此基于本設(shè)計(jì)的需要，決定使用DIP40封裝的STC89C52RC型單片機(jī)進(jìn)行有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

1.2.2 顯示器

本次采用LCD1602進(jìn)行顯示設(shè)計(jì)。使用LCD1602進(jìn)行有害氣體可燃?xì)怏w等相關(guān)信息的顯示，優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行豐富的顯示內(nèi)容輸出顯示屏內(nèi)可以進(jìn)行32個(gè)字符的內(nèi)容輸出，硬件驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，軟件程序相對(duì)復(fù)雜，在距離較遠(yuǎn)時(shí)觀察效果較差。

1.2.3 有害氣體采集器

本次的有害氣體采集選擇MQ-7進(jìn)行設(shè)計(jì)。MQ-7是一款數(shù)字有害氣體傳感器，其采用電阻加熱原理進(jìn)行有害氣體檢測(cè)，當(dāng)期供電電壓一定是，有害氣體的濃度與輸出電壓成正比，即濃度越高輸出電壓越高。

1.2.4 可燃?xì)怏w采集

MQ-5可燃?xì)怏w傳感器是一款通過(guò)加熱原理進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)輸出的模擬信號(hào)的可燃?xì)怏w傳感器，此傳感器內(nèi)部具有加熱電阻，上電后加熱電阻加熱，是內(nèi)部可燃?xì)怏w升高，當(dāng)可燃?xì)怏w濃度加高時(shí)，傳感器內(nèi)部反應(yīng)就會(huì)相對(duì)劇烈，此時(shí)輸出電壓也會(huì)相對(duì)較高，通過(guò)電路檢測(cè)輸出電壓即可知道環(huán)境的可燃?xì)怏w濃度。

1.2.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換器

采用ADC0809進(jìn)行系統(tǒng)的模數(shù)采集工作。ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器支持差分輸入和單端輸入兩種模式，但參考源與供電電壓相同，不能進(jìn)行參考源設(shè)置，使用3線控制機(jī)制占用資源較少，適合1-2路模擬信號(hào)的采集狀況。

1.2.6 報(bào)警器

通過(guò)分析系統(tǒng)的使用場(chǎng)合和相關(guān)的報(bào)警要求決定再設(shè)計(jì)中采用訊響器進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。訊響器就是通過(guò)頻率震蕩輸出高頻信號(hào)控制壓電陶瓷震動(dòng)發(fā)出報(bào)警聲音進(jìn)行報(bào)警的設(shè)備，其特點(diǎn)是報(bào)警效果好，價(jià)格低廉。

1.2.7 日歷時(shí)鐘電路

根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的需要，要保持時(shí)間的可靠性，本次設(shè)計(jì)選用DS1302進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。采用專(zhuān)用時(shí)間芯片進(jìn)行時(shí)間的設(shè)定，本次實(shí)際預(yù)計(jì)使用DS1302進(jìn)行時(shí)間的記錄，其特點(diǎn)是占用系統(tǒng)資源少，并且可以進(jìn)行掉電保持，通過(guò)兩個(gè)I/O進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，完成時(shí)間的讀取功能。

系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)說(shuō)明

系統(tǒng)接通電源后屏幕顯示初始值，進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，單片機(jī)控制ADC0809進(jìn)入采集狀態(tài)，通過(guò)控制ADC0809選擇相應(yīng)的ADC信道進(jìn)行MQ-5的實(shí)時(shí)信號(hào)采集，通過(guò)單片機(jī)處理ADC0809的信號(hào)值進(jìn)行LCD顯示，通過(guò)單總線通信的方式完成MQ-7的有害氣體采集功能，并將有害氣體信息輸出顯示的LCD1602，LCD1602還進(jìn)行實(shí)時(shí)的閥值顯示。

時(shí)間顯示功能：在系統(tǒng)默認(rèn)狀況下顯示實(shí)時(shí)的系統(tǒng)時(shí)間。

有害氣體檢測(cè)系統(tǒng)顯示功能：當(dāng)LCD1602顯示的實(shí)時(shí)采集值，當(dāng)采集值高于設(shè)定的有害氣體上限與可燃?xì)怏w上限則進(jìn)行報(bào)警。

系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案

通過(guò)上述的系統(tǒng)功能需求分析、系統(tǒng)相關(guān)的硬件系統(tǒng)選擇與相關(guān)功能參數(shù)的確定最終得到如下設(shè)計(jì)指標(biāo)：

1) 采用STC89C52進(jìn)行系統(tǒng)核心設(shè)計(jì)；

2) 采用MQ-7進(jìn)行有害氣體采集設(shè)計(jì)；

3) 采用MQ-5傳感器進(jìn)行可燃?xì)怏w檢測(cè)；

4) 通過(guò)ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換采集工作；

5) 使用按鍵完成設(shè)計(jì)的功能設(shè)計(jì)和修改功能；

6) 使用LCD1602進(jìn)行顯示設(shè)計(jì)；

7) 就有閥值報(bào)警功能。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于本設(shè)計(jì)在系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)時(shí)，把系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分成了4個(gè)部分，因此在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，要求對(duì)這3部分都有一定的考慮。本部分在通過(guò)需求分析后，認(rèn)為軟件部分要完成如下的功能：

（1）對(duì)LCD1602的數(shù)據(jù)顯示和報(bào)警值顯示進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)；

（2）對(duì)按鍵的處理進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)；

（3）對(duì)報(bào)警值進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；

實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化程序設(shè)計(jì)方案，用以降低設(shè)計(jì)難度。程序方面大致分為4個(gè)模塊：主程序模塊、有害氣體可燃?xì)怏w采集模塊、液晶顯示模塊及報(bào)警模塊。對(duì)于報(bào)警部分的程序，本系統(tǒng)使用單片機(jī)GPIO進(jìn)行聲音的控制輸出，因?yàn)榇瞬糠值某绦蛟O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在此不再進(jìn)行多余地贅訴。

3 結(jié)論

本課題的研究工作已經(jīng)基本達(dá)到預(yù)期的要求.歸納起來(lái)有以下幾點(diǎn)：

1) 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)重點(diǎn)使用的芯片有STC89C52單片機(jī)，主要完成系統(tǒng)的整體控制電路，是本次設(shè)計(jì)的核心元件、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，主要完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，將MQ2傳感器的模擬參數(shù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字參數(shù)輸出、MQ-7有害氣體傳感器，主要進(jìn)行傳感器的有害氣體采集，使用單總線的有害氣體傳感器可以增強(qiáng)系統(tǒng)的擴(kuò)展性、MQ-5可燃?xì)怏w傳感器進(jìn)行可燃?xì)怏w采集以及LCD1602液晶顯示屏等芯片設(shè)計(jì)了包括電源電路、顯示電路、有害氣體采集電路、氣體濃度采集電路、報(bào)警電路、復(fù)位電路、晶振電路等系統(tǒng)硬件電路。

2) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括程序初始化，主要完成LCD初始化，MQ-7初始化以及相關(guān)全局變量的賦值、按鍵檢測(cè)子函數(shù)，主要進(jìn)行按鍵掃描識(shí)別按鍵、LCD液晶顯示子函數(shù)，主要進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的顯示，如有害氣體、可燃?xì)怏w濃度等、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換子函數(shù)進(jìn)行模擬電壓到數(shù)字輸出的轉(zhuǎn)換、報(bào)警的電路子函數(shù)以及MQ-7子函數(shù)等模塊，軟件設(shè)計(jì)中采用模塊的編程設(shè)計(jì)方式，特點(diǎn)是操作方便和容易修改。

參考文獻(xiàn)

篇7

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 時(shí)鐘芯片 液晶顯示器 溫度傳感器

微型計(jì)算機(jī)向兩個(gè)不同的方向發(fā)展，一個(gè)是向高速度、大容量、高性能的高檔微機(jī)方向發(fā)展，另一個(gè)則是向單片機(jī)方向發(fā)展。單片機(jī)功能完善、體積小、價(jià)格廉、易于嵌入，非常適合于對(duì)家用電器的控制。嵌入單片機(jī)的家用電器實(shí)現(xiàn)了智能化，是傳統(tǒng)型家用電器的更新?lián)Q代，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種智能電子鐘等。單片機(jī)萬(wàn)年歷就是其中的應(yīng)用之一。它使用STC89C52單片機(jī)控制時(shí)鐘芯片DS1302，對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，采用溫度傳感器DS18B20檢測(cè)實(shí)時(shí)溫度，通過(guò)液晶顯示器LCD1602同時(shí)顯示年、月、日、星期、鬧鈴時(shí)間、時(shí)、分、秒和當(dāng)前實(shí)時(shí)溫度等信息（圖1）。

圖1 系統(tǒng)框圖

一、系統(tǒng)功能

一是時(shí)間設(shè)定由按鍵電路完成。第一次按下功能鍵S3后，使用加1鍵S4、減1鍵S5鍵可以調(diào)年，第二次按下功能鍵后調(diào)月，第三次按下功能鍵后調(diào)日，第四次按下功能鍵后調(diào)星期，第五次按下功能鍵后調(diào)溫度上限，第六次按下功能鍵后調(diào)溫度下限，第七次按下功能鍵后調(diào)時(shí)，第八次按下功能鍵后調(diào)分，第九次按下功能鍵后調(diào)秒，第十次按下功能鍵后調(diào)時(shí)結(jié)束，顯示時(shí)間，萬(wàn)年歷開(kāi)始工作。

二是在LCD1602液晶顯示器上同時(shí)顯示：年、月、日、星期、鬧鈴時(shí)間、時(shí)、分、秒及實(shí)時(shí)溫度。鬧鐘時(shí)間到或溫度超過(guò)設(shè)定范圍，蜂鳴器報(bào)警。

三是S2為鬧鐘開(kāi)啟鍵，按一次開(kāi)啟，液晶上有個(gè)開(kāi)啟的圖標(biāo)，再按一次，鬧鐘關(guān)閉。在鬧鐘開(kāi)啟的狀態(tài)下，按S5調(diào)節(jié)鬧鐘的時(shí)，按S4調(diào)節(jié)鬧鐘的分。在鬧鐘關(guān)閉狀態(tài)下，按S4和S5不起作用。

四是萬(wàn)年歷在運(yùn)行時(shí)按下S4、S5無(wú)效，按下S3可重新設(shè)定時(shí)間。

二、主要硬件

1.DS1302

DS1302 是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，還具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5～5.5V。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。

2.DS18B20

DS18B20是智能溫度傳感器，它的輸入、輸出采用數(shù)字量，通過(guò)單總線，接收主機(jī)發(fā)送的命令，根據(jù)DS18B20內(nèi)部的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度數(shù)值以串口形式發(fā)給主機(jī)，主機(jī)按照通訊協(xié)議用一個(gè)I/O口模擬DS18B20時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、ROM命令、功能命令）給DS18B20，并讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，用字符型液晶顯示模塊顯示溫度值。在系統(tǒng)啟動(dòng)之時(shí)，它可以通過(guò)按鍵設(shè)置溫度的上限值和下限值。當(dāng)某地方溫度超過(guò)設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開(kāi)始報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.LCD1602液晶顯示器

系統(tǒng)的顯示部分采用LCD1602字符顯示模塊，與數(shù)碼管相比，在硬件連接和軟件調(diào)試上都有優(yōu)勢(shì)。只要把要顯示的內(nèi)容放進(jìn)液晶模塊的顯示存儲(chǔ)器里，它就可以直觀地顯示出指定的內(nèi)容，因此使操作方便。LCD1602與單片機(jī)的連接非常方便，在系統(tǒng)中將STC9C52的P0.0-P0.7引腳與LCD1602的7-14引腳相連，因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)的P0口沒(méi)有上位電阻，所以在它們中間接一個(gè)10kΩ的電阻，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。單片機(jī)的P2.5-P2.7引腳與LCD1602的4-6引腳相連，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)與操作。

4.按鍵電路

本系統(tǒng)有5個(gè)按鍵，S1為系統(tǒng)的復(fù)位鍵、S2-S5依次為時(shí)鐘調(diào)整鍵、加1鍵、減1鍵和鬧鐘開(kāi)啟鍵。復(fù)位鍵S1連接到STC89C52單片機(jī)的9腳RST上，S2-S5按鍵分別連接到STC89C52的P1.0-P1.3，由CPU檢測(cè)這四個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，有鍵按下輸入為低電平，無(wú)鍵按下輸入為高電平。

三、結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)已設(shè)計(jì)安裝調(diào)試成功，并將其應(yīng)用于五年制大專(zhuān)班的課程設(shè)計(jì)，效果良好。

參考文獻(xiàn)：

篇8

關(guān)鍵詞 STC89C52；脈搏信號(hào)；信號(hào)調(diào)理電路；HK-2000B

中圖分類(lèi)號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）05-0031-02

當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)把追求自身和家人的健康作為一種時(shí)尚。但是由于人們的飲食結(jié)構(gòu)和生活起居習(xí)慣的不合理，導(dǎo)致心血管疾病等慢性病成為威脅人類(lèi)健康的高發(fā)病，如何監(jiān)測(cè)和預(yù)防心血管疾病已成為日常保健不可缺少的重要部分。

傳統(tǒng)中醫(yī)的脈搏診斷主要依賴(lài)于醫(yī)生各自的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷，使得醫(yī)生對(duì)脈象的辨識(shí)缺乏客觀、統(tǒng)一、精確的標(biāo)準(zhǔn)。因此，采集脈搏波并在PC機(jī)上對(duì)脈搏波進(jìn)行客觀處理對(duì)更好的診斷和預(yù)防心腦血管疾病有著很強(qiáng)的社會(huì)意義和研究?jī)r(jià)值。

1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)由單片機(jī)、脈搏傳感器、信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器和串口通信電路等主要模塊組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

脈搏傳感器對(duì)人體脈搏波信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行放大、濾波等預(yù)處理，再將預(yù)處理后的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算并顯示，最后由串行通信電路傳至上位機(jī)，為更加詳盡的病理分析做準(zhǔn)備。

2 硬件電路設(shè)計(jì)

2.1 傳感器的選取

本設(shè)計(jì)所選取的脈搏傳感器是華科電子生產(chǎn)的HK-2000B型壓電脈搏傳感器。其內(nèi)部將力敏元件（PVDF壓電膜）、靈敏度溫度補(bǔ)償元件、溫感元件、簡(jiǎn)單信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)高度集成化工藝集成在傳感器里，是一種軟接觸式的無(wú)創(chuàng)傷脈搏傳感器，能將脈搏的壓力轉(zhuǎn)換為和脈壓對(duì)應(yīng)模擬電壓信號(hào)。另外，傳感器的采樣頻率為200 Hz，完全能滿(mǎn)足脈搏信號(hào)采集需要。

2.2 信號(hào)調(diào)理電路

由脈搏傳感器所提取的脈壓信號(hào)幅值微小、頻率低、隨機(jī)性強(qiáng)。另外，采集過(guò)程不可避免地要引入一些干擾信號(hào)，如：檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)很多電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)的干擾噪聲、電子線路固有的熱噪聲和散粒噪聲等，這些噪聲會(huì)疊加在微弱的脈搏信號(hào)上，削弱和影響了脈搏信號(hào)的真實(shí)性，因此在數(shù)據(jù)正式使用之前要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。本設(shè)計(jì)主要通過(guò)信號(hào)放大、濾波等方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，以達(dá)到提高有效信號(hào)幅值，濾除干擾信號(hào)的目的。

1）放大電路的設(shè)計(jì)。因?yàn)閭鞲衅鞑蓸虞敵鲭妷菏?0.1 V～0.6 V，幅值微小且有負(fù)電壓存在，而A/D轉(zhuǎn)換器MAX1240定義的最低轉(zhuǎn)換極限為0V。因此需要放大電路提升信號(hào)幅值。本設(shè)計(jì)選用LM358構(gòu)成放大電路如圖2所示。滿(mǎn)足A/D轉(zhuǎn)換采樣電壓要求。

圖2 放大電路

2）濾波電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)，人體脈搏通常在40～180次/min，其頻率約為0.6 Hz～3 Hz，脈搏波的絕大部分能量集中在30 Hz以下，另外，為了避免工頻50 Hz的干擾。LPF的轉(zhuǎn)折頻率取40 Hz，HPF的轉(zhuǎn)折頻率取0.1 Hz。則HPF的通帶頻率范圍為0.1 Hz～40 Hz。濾波電路如圖3所示。

圖3 濾波電路

2.3 A/D轉(zhuǎn)換電路

本設(shè)計(jì)要求所采集的信號(hào)具有較高的分辨率，選用MAXIM公司生產(chǎn)的單通道12位逐次逼近型串行A/D轉(zhuǎn)換器。它電路簡(jiǎn)單，共有8個(gè)管腳，模擬信號(hào)由AIN管腳輸入，DOUT、CS、SOLK管腳分別與單片機(jī)P1.2、P1.1、P1.0相連。經(jīng)使用，其轉(zhuǎn)換速度快，工作可靠，適用于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。

2.4 主控芯片

本設(shè)計(jì)選用單片機(jī)STC89C52作為主控芯片，主要完成信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換、測(cè)量數(shù)據(jù)顯示及與上位機(jī)的串口通信功能。STC89C52系列單片機(jī)是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，指令代碼與傳統(tǒng)8051單片機(jī)完全兼容但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。滿(mǎn)足本設(shè)計(jì)需要和日后擴(kuò)展的需求。

2.5串口與上位機(jī)連接電路

串口通信的由于其線路簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)成本較低，在速度要求不高的近距離數(shù)據(jù)傳送中應(yīng)用廣泛。單片機(jī)將從MAX1240采集到的12位數(shù)據(jù)經(jīng)處理分成兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)后，再經(jīng)過(guò)串口通信電路發(fā)送到COM，可以連接電腦等常規(guī)D型串行接口。MAX232是美信公司為RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的接口電路，TXD與RXD分別與單片機(jī)的RXD與TXD相連，右下角的DB9 插頭連接計(jì)算機(jī)的串行口。本設(shè)計(jì)采用此連接方式，除作串口通信外，本電路也是ISP程序下載電路。

3 軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)所進(jìn)行的處理相對(duì)簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)脈搏波采集系統(tǒng)硬件和軟件詳細(xì)的介紹，完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。經(jīng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試，采集到的信號(hào)清晰平穩(wěn)，噪聲基本濾除，整個(gè)系統(tǒng)具有一定的穩(wěn)定性，并能在PC機(jī)上顯示波形?？蓱?yīng)用于中老年人或心腦血管疾病患者的監(jiān)護(hù)以及日常的健康檢測(cè)。

圖4 程序設(shè)計(jì)總流程圖

參考文獻(xiàn)

[1]景軍，牛英勃，景桂芳，等.基于無(wú)線傳輸技術(shù)的人體脈搏采集分析系統(tǒng)[J].微處理機(jī)，2009，30（6）.

[2]張洪潤(rùn)，張亞凡.傳感器技術(shù)與應(yīng)用教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

篇9

Abstract： With the rapidly development of electronic technology， the intelligent technology is getting matured. The technology takes the computer and electronic as foundation with communication technology to achieve the transportation intelligent. This paper elaborates the design philosophy and operation principle of vehicles influx notice system in mountainous road blind crook in hardware and software. The system mainly treats STC89C52 MCU as host controller to coordinate each part of the operation. On-Chip Radio Transceiver nRF905 is wireless transceiver used for data transmission between two MCU. The paper established clear main program flow chart and receiving and sending data flow diagram of On-Chip Radio Transceiver nRF905. The system tests vehicle accurately and transmits data stably， increasing the safety of vehicles influx.

關(guān)鍵詞： 電子技術(shù)；彎道匯車(chē)；STC89C52；nRF905

Key words： electronic technology；vehicles influx；STC89C52；nRF905

中圖分類(lèi)號(hào)：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2013）05-0202-02

0 引言

汽車(chē)在通過(guò)山區(qū)公路盲區(qū)彎道時(shí)，當(dāng)看清對(duì)面來(lái)車(chē)時(shí)，大多為時(shí)已晚，經(jīng)常會(huì)引發(fā)交通事故，由于大山的阻擋，司機(jī)很難看到對(duì)面駛來(lái)的車(chē)輛，加之雨霧天氣對(duì)山路路況的影響，夜晚行車(chē)，駕駛員易產(chǎn)生疲勞，就容易發(fā)生事故。它增加了在山區(qū)公路上彎道匯車(chē)的危險(xiǎn)性，在U型彎較急的盲區(qū)彎道若不能及時(shí)辨認(rèn)對(duì)面來(lái)車(chē)的燈光，是很危險(xiǎn)的一件事。本文設(shè)計(jì)的山路盲區(qū)彎道匯車(chē)提示系統(tǒng)，是確保山路彎道匯車(chē)安全是問(wèn)題的關(guān)鍵。它增加了山區(qū)公路盲區(qū)彎道匯車(chē)的安全性，避免了事故的發(fā)生。能及時(shí)地將來(lái)車(chē)信息傳輸給對(duì)面匯車(chē)的司機(jī)。

1 系統(tǒng)的組成和工作原理

盲區(qū)彎道匯車(chē)提示系統(tǒng)由傳感器、單片機(jī)控制模塊、nRF905無(wú)線傳輸模塊、顯示模塊組成。系統(tǒng)連接框圖如圖1所示。

如圖2所示，超前山路彎道入口一定距離前后分別設(shè)置兩個(gè)紅外光電傳感器，顯示屏設(shè)置在彎道的兩個(gè)入口處。傳感器檢測(cè)距離覆蓋整個(gè)路面寬度，顯示板設(shè)置在彎道的兩個(gè)入口處。這樣設(shè)置傳感器和顯示板能夠使系統(tǒng)提前檢測(cè)到車(chē)輛，使數(shù)據(jù)及時(shí)，司機(jī)能夠在進(jìn)入彎道匯車(chē)之前就得到信息提示。在彎道入口處，由于駛?cè)霃澋篮婉偝鰪澋赖钠?chē)經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電傳感器先后次序的不同，引起兩個(gè)傳感器信號(hào)端口高低電平的變化，由STC89C52單片機(jī)來(lái)識(shí)別出駛?cè)霃澋赖能?chē)輛和駛出彎道的車(chē)輛。當(dāng)一輛汽車(chē)從彎道入口駛?cè)霑r(shí)，彎道入口的單片機(jī)識(shí)別出是駛?cè)霃澋赖能?chē)輛后，由PTR8000無(wú)線傳輸模塊傳輸數(shù)據(jù)包，在彎道出口的單片機(jī)在接到數(shù)據(jù)包后，通過(guò)編程，計(jì)數(shù)器在之前駛?cè)霃澋廊肟诘能?chē)輛數(shù)量上加1，得到此刻駛?cè)霃澋廊肟谲?chē)輛的總數(shù)量，由顯示電路在彎道出口的顯示屏上顯示“對(duì)面來(lái)車(chē)X輛”。當(dāng)該車(chē)輛駛出彎道出口時(shí)，通過(guò)光電傳感器檢測(cè)，彎道出口的單片機(jī)判斷出是駛出彎道車(chē)輛，計(jì)數(shù)器在駛?cè)霃澋廊肟诘能?chē)輛數(shù)量上減1，由顯示屏的顯示“對(duì)面來(lái)車(chē)X-1輛”。當(dāng)山路可以來(lái)往兩輛車(chē)并行時(shí)，彎道出口處的司機(jī)在得到信息提示后，可以減速慢行，當(dāng)山路僅允許一輛車(chē)通過(guò)時(shí)，彎道出口處的司機(jī)在得到信息提示后可以停車(chē)等待，待駛?cè)霃澋赖能?chē)輛駛出彎道出口后，再啟動(dòng)車(chē)輛進(jìn)入彎道。[1]

2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

接口電路由晶振、復(fù)位電路以及MAX232電平轉(zhuǎn)換電路組成?？刂剖瞻l(fā)模塊發(fā)送信息、接收信息和負(fù)責(zé)檢測(cè)傳感器信號(hào)，是由系統(tǒng)控制芯片選用STC89C52單片機(jī)決定的。

傳感器選用PS-CN33型光電傳感器，傳感器引出三個(gè)端口，分別是VCC、GND、信號(hào)端，當(dāng)有物體進(jìn)入有效范圍內(nèi)，信號(hào)端由高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

無(wú)線傳輸芯片選用nRF905。nRF905芯片是挪威Nordic公司推出的單片射頻收發(fā)器。工作于433MHz/868 MHz/915MHz三個(gè)ISM頻段，頻段轉(zhuǎn)換時(shí)間小于650us，最大數(shù)據(jù)傳輸速率為100Kb/s。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和GFSK調(diào)制器組成，無(wú)需外加表面濾波器。nRF905模塊具有兩種工作模式和兩種節(jié)電模式。工作模式包括：ShockBurst接收模式和 ShockBurst發(fā)射模式；節(jié)電模式包括：掉電與SPI編程模式和待機(jī)與SPI編程模式。ShockBurst工作模式可以自動(dòng)處理前導(dǎo)碼和CRC（循環(huán)冗余檢驗(yàn)），可以使用SPI接口和微控制器通信，配置十分方便。該芯片功耗低，收發(fā)可靠，使用方便。[2]

電源轉(zhuǎn)換電路采用LD1117L3.3芯片，在芯片輸入端和輸出端，分別接100nF和10μF濾波電容與負(fù)極相連，可以將5V電源電壓轉(zhuǎn)換成3V電壓輸出，給nRF905模塊供電。

硬件系統(tǒng)由一對(duì)配置nRF905模塊的通信底板構(gòu)成，光電傳感器信號(hào)輸出端與單片機(jī)I/O端口相連，SPI接口、nRF905模塊的模式接口和狀態(tài)接口均由I/O端口控制，單片機(jī)與nRF905無(wú)線收發(fā)模塊相連接，為實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)單片機(jī)系統(tǒng)之間的雙向數(shù)據(jù)收發(fā)，無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)采用半雙工的通信模式。

液晶顯示屏采用JM12864F漢字圖形點(diǎn)陣液晶屏，它的數(shù)據(jù)/命令選擇段、讀/寫(xiě)選擇端、使能信號(hào)端分別與單片機(jī)I/O口相連[3]。系統(tǒng)硬件連接圖如圖3所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

計(jì)算車(chē)輛的數(shù)量后顯示數(shù)據(jù)。采用掃描I/O口的方式檢測(cè)車(chē)輛，若沒(méi)有數(shù)據(jù)傳入轉(zhuǎn)為判定駛?cè)胲?chē)輛和駛出車(chē)輛。通過(guò)判定與I/O口兩個(gè)引腳連接的光電傳感器信號(hào)端高電平1和低電平0的不同排列識(shí)別駛?cè)胲?chē)輛和駛出車(chē)輛，系統(tǒng)軟件程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，首先進(jìn)行系統(tǒng)的初始設(shè)置，包括SPI接口和狀態(tài)輸出口、nRF905模塊的配置口的設(shè)置，液晶顯示屏初始化，傳感器信號(hào)端口定義。初始化之后，若有數(shù)據(jù)包傳入，接收數(shù)據(jù)，首先要判斷對(duì)面的單片機(jī)是否有數(shù)據(jù)包傳入，若為駛?cè)胲?chē)輛則發(fā)送數(shù)據(jù)包到對(duì)面單片機(jī)，若為駛出車(chē)輛則重新計(jì)算車(chē)輛數(shù)進(jìn)行顯示。參照J(rèn)M12864F液晶顯示屏手冊(cè)編寫(xiě)顯示程序，參照nRF905芯片手冊(cè)中的發(fā)送流程和接收流程[4]。系統(tǒng)程序流程圖如圖5所示。

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 本系統(tǒng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能夠準(zhǔn)確識(shí)別駛?cè)霃澋儡?chē)輛和駛出彎道車(chē)輛。

4.2 顯示電路能夠準(zhǔn)確顯示提示信息。

4.3 nRF905模塊接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)穩(wěn)定，通信可靠。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃智偉.無(wú)線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004：46-58.

[2]唐繼賢.51單片機(jī)工程應(yīng)用實(shí)例[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009：235-240.

篇10

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1．1生產(chǎn)實(shí)例要求某齒輪廠一流水線，有21個(gè)工位，每個(gè)工位有三種工作狀況，分別為:欠件，故障，通過(guò)。該生產(chǎn)管理控制面板需滿(mǎn)足能顯示時(shí)間、日期、生產(chǎn)的計(jì)劃數(shù)、基準(zhǔn)數(shù)、實(shí)際數(shù)及各個(gè)工位的工作狀況。其中計(jì)劃數(shù)由人工設(shè)定，基準(zhǔn)數(shù)是在理想狀態(tài)下截止當(dāng)天某一時(shí)間所應(yīng)該完成的工作量，實(shí)際數(shù)是指截止當(dāng)天某一時(shí)間所完成的工作量。

1．2系統(tǒng)的硬件構(gòu)成系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)作為核心控制器件，主要有液晶顯示LCD1602、數(shù)碼管、獨(dú)立按鍵、LED、紅外遙控器和蜂鳴器，均為串行通信器件，使得系統(tǒng)線路簡(jiǎn)單可靠性高。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

1．2．1單片機(jī)主控模塊STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8k可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，同時(shí)做了很多技術(shù)上的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供靈活、有效的解決方案。它主要負(fù)責(zé)各個(gè)模塊的初始化工作;設(shè)置定時(shí)器、寄存器的初值;讀取并處理來(lái)自紅外遙控的信號(hào);處理按鍵響應(yīng);控制液晶數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示;蜂鳴器響應(yīng)等。

1．2．2輸入模塊系統(tǒng)主要有兩種輸入方式，一種是代表各個(gè)工位按鈕的矩陣鍵盤(pán)，一種是用來(lái)設(shè)定計(jì)劃數(shù)的紅外遙控。其中紅外遙控的接收部分采用的是1838紅外接收頭。其接線圖如圖3所示。

1．2．3輸出模塊系統(tǒng)中采用LCD1602作為主要顯示器件輸出信息。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等優(yōu)點(diǎn)，而且不需要外加驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中最常用的顯示器件了。LCD1602可以顯示2行16個(gè)字符，具有8位數(shù)據(jù)總線D0-D7，和RS、R/W、E三個(gè)控制端口，工作電壓為5V，并且?guī)в凶址麑?duì)比度調(diào)節(jié)和背光設(shè)置。系統(tǒng)采用蜂鳴器作為提示音的輸出，蜂鳴器的電路連接圖如圖4所示。電路中采用PNP管8550做為信號(hào)功率放大來(lái)驅(qū)動(dòng)喇叭鬧鈴，由圖4可以看出PNP管8550的集電極接電源正5V。過(guò)溫時(shí)從STC89C52的P2．3腳輸出頻率約為低頻的方波信號(hào)使蜂鳴器報(bào)警。

1．3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求確定系統(tǒng)程序的完整結(jié)構(gòu)，盡可能采用模塊化程序設(shè)計(jì)方法，將任務(wù)劃分為相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，明確各模塊的功能、時(shí)間順序和相互關(guān)系，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可以分為幾個(gè)部分，首先是各個(gè)模塊的底層驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)，而后是系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試，編寫(xiě)上層系統(tǒng)程序。本系統(tǒng)軟件程序主要包括:液晶LCD1602的底層驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵掃描模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊等。

1．3．1主程序主程序如圖5所示。系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行對(duì)液晶顯示等進(jìn)行初始化，等待中斷響應(yīng)，(掃描鍵盤(pán)，讀取鍵值)，實(shí)時(shí)的將工位上的信息反映出來(lái)。

1．3．2子程序系統(tǒng)在初始化后，收到中斷指令，接收來(lái)自紅外遙控的信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行判斷，將合理的結(jié)果送液晶屏顯示。如圖6所示。

2總結(jié)