紅外風(fēng)淋控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　第一章:緒論</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。目前，單片機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。其中的AT89c2051單片機(jī)，在單塊芯片上組合通用的CPL1和FLASH存儲(chǔ)器，使AT89C2051成為一強(qiáng)

2、勁的微型計(jì)算機(jī)。它為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活合成本低的解決辦法。</p><p>　　本文介紹了一種工業(yè)用紅外風(fēng)淋控制系統(tǒng)，工業(yè)用智能紅外風(fēng)淋控制系統(tǒng)是在生物電子﹑食品﹑醫(yī)藥﹑醫(yī)療等現(xiàn)代生產(chǎn)﹑生活中,要求與自然環(huán)境嚴(yán)格隔離情況下,產(chǎn)生的通道控制設(shè)備.自動(dòng)檢測(cè),執(zhí)行,警示,節(jié)能等新興技術(shù)設(shè)計(jì)理念的引入,使得該單片機(jī)控制系統(tǒng)更具實(shí)用性和競(jìng)爭(zhēng)力。</p><p>　　本系統(tǒng)硬件主要采用A

3、T89c2051單片機(jī)，AT89c2051是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C2051單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合?；贗2C總線的簡(jiǎn)單實(shí)用性，單片機(jī)只用兩根線

4、就可以與EPROM進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，我們采用了I2C總線，使硬件的設(shè)計(jì)得到了最大的簡(jiǎn)化，同時(shí)系統(tǒng)的功能并沒有受到任何的影響。系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)硬件看門狗電路來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　論文的主要部分介紹了系統(tǒng)工作原理，硬件電路圖，以及各部分功能圖及相關(guān)的參數(shù)計(jì)算。</p><p>　　第二章：硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 硬件部分工作原理</p>

5、<p>　　2.1.1系統(tǒng)工作原理</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)典型的MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)（芯片采用AT89c2051）來控制風(fēng)淋通道的檢測(cè)﹑通道門的控制﹑風(fēng)淋的啟動(dòng)及風(fēng)淋時(shí)間和模式的控制。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)風(fēng)淋系統(tǒng)的智能控制，單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能包括：接收和處理檢測(cè)電路所給信號(hào)，并給出控制信號(hào)，設(shè)置風(fēng)淋系統(tǒng)的開啟和風(fēng)淋時(shí)間方式設(shè)置，以及控制著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。通道門電磁聯(lián)動(dòng)鎖控，接收到檢測(cè)電

6、路信號(hào)后單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通道門的電磁聯(lián)動(dòng)鎖控.。門的開關(guān)狀態(tài)采用可見光傳感器檢測(cè)，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)硬件看門狗電路。</p><p>　　2.1.2系統(tǒng)工作過程</p><p>　　設(shè)A門為普通空間進(jìn)入風(fēng)淋通道門，經(jīng)B門出通道進(jìn)入潔凈室。當(dāng)人走到A門時(shí)，打開A門進(jìn)入通道，關(guān)A門，由A門的可見光傳感器檢測(cè)門是否關(guān)好，未關(guān)好時(shí)間超過給定時(shí)間，聲音警示，關(guān)好A門。若為強(qiáng)制風(fēng)淋模式下，則不需要等待直接

7、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)風(fēng)淋；若為紅外感應(yīng)風(fēng)淋模式，則當(dāng)人走到紅外發(fā)射器前擋住紅外光線，產(chǎn)生信號(hào)啟動(dòng)風(fēng)淋，按預(yù)定設(shè)置風(fēng)淋，風(fēng)淋結(jié)束，開B門，走出B門，B門關(guān)上，同樣檢測(cè)B門是否關(guān)好，一次風(fēng)淋過程結(jié)束。</p><p>　　從B門進(jìn)入風(fēng)淋通道再出A門到普通空間如下圖：</p><p>　　2.1.3控制電路工作過程</p><p>　　按3鍵上電后進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，按1鍵設(shè)定工作模式，包

8、括紅外風(fēng)淋啟動(dòng)和強(qiáng)制風(fēng)淋兩種模式，按2健設(shè)定門未關(guān)好的聲音警示等待時(shí)間長(zhǎng)﹑短兩種情況。按3鍵設(shè)定風(fēng)淋時(shí)間，進(jìn)入風(fēng)淋時(shí)間設(shè)定時(shí)，1鍵加10，2鍵加1，3鍵確定。不按鍵上電后，進(jìn)入工作狀態(tài)，1鍵控制系統(tǒng)運(yùn)行開關(guān)，2鍵控制通道燈開關(guān)。</p><p>　　系統(tǒng)復(fù)位采用硬件看門狗復(fù)位，通道們狀態(tài)采用光敏二極管，并帶聲音提示電路，門開關(guān)采用繼電器家電磁鎖聯(lián)所控制，紅外監(jiān)測(cè)采用紅外對(duì)設(shè)式。</p><p&

9、gt;<b>　　2.2微處理器</b></p><p>　　2.2.1 at89c2051介紹</p><p>　　2.2.1.1功能特性：</p><p>　　·與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)相兼容</p><p>　　·2K字節(jié)可重擦寫閃速存儲(chǔ)器</p><p>　　

10、3;1000次擦寫周期</p><p>　　·工作電壓2.7V到6V</p><p>　　·全靜態(tài)操作：0 Hz到24 MHz</p><p>　　·兩級(jí)加密程序存貯器</p><p>　　·128×8位片內(nèi)RAM</p><p>　　·15個(gè)可編程I/O口&

11、lt;/p><p>　　·2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　·6個(gè)中斷源</b></p><p>　　·可編程UART串行通道</p><p>　　·可直接驅(qū)動(dòng)LED輸出端口</p><p>　　·內(nèi)置一個(gè)模擬比較器</p>

12、;<p>　　·低功耗空閑模式和掉電模式</p><p>　　2.2.1.2功能特性描述：</p><p>　　AT89C2051是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k字節(jié)的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和128字節(jié)的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令

13、系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位CPU和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p>　　AT89C2051提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：2K字節(jié)閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，15個(gè)可編程I/O口，2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工的串行通信端口，內(nèi)置一個(gè)精確的模擬比較器，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C2051降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種

14、軟件選擇的節(jié)電運(yùn)行模式。在空閑模式下，CPU停止工作，但允許RAM, 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串行通信端口和中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。在掉電模式下保存RAM中的數(shù)據(jù)，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直至外中斷激活或硬件復(fù)位。 </p><p>　　2.2.1.3 at89c2051的管腳說明</p><p><b>　　·Vcc：電源電壓</b></p>

15、<p><b>　　·GND：地</b></p><p>　　·P1口： P0是一個(gè)8位雙向I/O端口。P1.2—P1.7提供內(nèi)部上拉電阻，P1.0和P1.1內(nèi)部無上拉式電阻，主要是考慮它們分別是內(nèi)部精確比較器的同相輸入端（AIN0）和反相輸入端(AIN1)，如果需要應(yīng)在外部接上拉電阻。</p><p>　　P1口輸出緩沖器可吸收20

16、mA 電流并直接驅(qū)動(dòng)LED。當(dāng)P1口引腳寫入“1”時(shí)可作輸入端，當(dāng)引腳P1.2—P1.7用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而輸出電流.</p><p>　　P1口還在Flash閃速編程和程序校驗(yàn)期間接收代碼數(shù)據(jù)。</p><p>　　·P3口： P3口的P3.0—P3.5、P3.7是帶有內(nèi)部上拉電阻的7位雙向I/O端口。P3.6沒有引出，它作為一個(gè)通用I/O口但不可訪

17、問，但可作為固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)，P3口緩沖器可吸收20 mA電流。當(dāng)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流.</p><p>　　P3口還用于實(shí)現(xiàn)AT89C2051特殊的功能，如下表所示：</p><p>　　P3口還接收一些用于在Flash閃速編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p&g

18、t;　　·RST: 復(fù)位輸入。RST引腳一旦出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平，</p><p>　　將使所有的I/O口都將復(fù)位到“1”（高電平）狀態(tài)，當(dāng)振蕩器正在工作時(shí)，持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平便可完成復(fù)位，每個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)振蕩時(shí)鐘周期。</p><p>　　·XTAL1：振蕩器反相放大器的內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　

19、83;XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　·振蕩器特征： XTAL1、XTAL2為片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入和輸出端，如下圖所示。可采用石英晶體或陶瓷振蕩器組成時(shí)鐘振蕩器，</p><p>　　如需從外部輸入時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)AT89C2051，時(shí)鐘信號(hào)從XTAL1輸入，XTAL2應(yīng)懸空。由于輸入到內(nèi)部電路是經(jīng)過一個(gè)2分頻觸發(fā)器，所以輸入的外部時(shí)鐘無需特殊要求，

20、但它必須符合電平的最大和最小值及時(shí)序規(guī)范。</p><p><b>　　圖1 振蕩器接線圖</b></p><p>　　石英晶體時(shí)：C1,C2=30pF ?10pF</p><p>　　陶瓷振蕩器：C1,C2=40pF?10pF</p><p>　　2.2.1.4 指令特性</p><p>　　某

21、些指令的約束條件：AT89C2051是經(jīng)濟(jì)型價(jià)位的微控制器，它含有2K字節(jié)的Flash閃速程序存儲(chǔ)器，指令系統(tǒng)與MCS-51完全兼容，可使用MCS-51指令系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行編程。但是在使用 些有關(guān)指令進(jìn)行編程時(shí)，程序員須注意一些事項(xiàng)。</p><p>　　和跳轉(zhuǎn)或分支有關(guān)的指令有一定的空間約束，使目的地址能安全落在AT89C2051的2K字節(jié)的物理程序存儲(chǔ)器空間內(nèi)，程序員須注意這一點(diǎn)。對(duì)于2K字節(jié)存儲(chǔ)器的AT89C2

22、051來說，LJMP 7E0H是一條有效指令，而LJMP 900H則為無效指令。</p><p><b>　　分支指令:</b></p><p>　　對(duì)于LCALL, LJMP, ACALL, AJMP, SJMP, JMP @A+DPTR 等指令，</p><p>　　只要程序員記住這些分支指令的目的地址在程序存儲(chǔ)器大小的物理范圍內(nèi)（AT8

23、9C2051程序地址空間為：0000H—7FFH單元），這些無條件分支指令就會(huì)正確執(zhí)行，超出物理空間的限制會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。CJNE[……],DJNZ[……],JB,JNB,JC,JNC,JBC,JZ,JNZ等這些條件轉(zhuǎn)移指令的適用與上述原則一樣，同樣，超出物理空間的限制也會(huì)引起不可預(yù)知的程序出錯(cuò)。至于中斷的使用，80C51系列硬件結(jié)構(gòu)中已保留標(biāo)準(zhǔn)中斷服務(wù)子程序的地址。</p><p>　　2.2.1.5

24、 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器</p><p>　　AT89C2051包含128字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這樣，AT89C2051的堆棧深度局限于內(nèi)部RAM的128字節(jié)范圍內(nèi)，它既不支持外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的訪問，也不支持外部程序存儲(chǔ)器的執(zhí)行，因此程序中不應(yīng)有MOVX[……]指令。</p><p>　　一般的80C51匯編器即使在違反上述指令約束而寫入指令時(shí)仍對(duì)指令進(jìn)行匯編，用戶應(yīng)了解正在使用的AT89C2051微控制器的

25、存儲(chǔ)器物理空間和約束范圍，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整所使用的指令尋址范圍以適應(yīng)AT89C2051。</p><p>　　2.2.1.6 AT89C2051的極限參數(shù)</p><p>　　2.2.1.8 產(chǎn)品序列信息</p><p>　　2.2.2 時(shí)鐘電路</p><p><b>　　時(shí)鐘電路</b></p><p&

26、gt;　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格的按時(shí)序工作。</p><p>　　在89C2051芯片內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，其輸入端為芯片的引腳XTAL1，輸出端為芯片引腳XTAL2。在芯片的外部通過這兩個(gè)引腳跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。其電路

27、連接如圖（一）所示。</p><p>　　圖（一） 圖（二）</p><p>　　單片機(jī)的時(shí)鐘產(chǎn)生方法有兩種：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式如上圖。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部時(shí)鐘方式：利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時(shí)元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，利用示波器可以觀察到XTAL2輸出的時(shí)鐘信號(hào)。最

28、常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路，即圖 所示。振蕩晶體可在1.2MHz～12MHz之間選擇。電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路的起振速度有少許影響，C1、C2可在20pF～100pF之間取值。本設(shè)計(jì)采用12MHz石英晶振，C1=C2=30pf+10pf。在設(shè)計(jì)印刷電路板的時(shí)候，晶體或陶瓷諧振器和電容應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠的工作。</p>

29、<p>　　2.2.3 復(fù)位電路</p><p>　　在設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，必須了解單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作時(shí)，會(huì)經(jīng)常進(jìn)入復(fù)位工作狀態(tài)。應(yīng)用系統(tǒng)的復(fù)位狀態(tài)與單片機(jī)的復(fù)位狀態(tài)密切相關(guān)。</p><p>　　單片機(jī)的復(fù)位都是靠外電路來實(shí)現(xiàn)的，在時(shí)鐘電路工作后，只要在REST引腳上出現(xiàn)10ms以上的高電平時(shí)，單片機(jī)便實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位

30、兩種方式。復(fù)位時(shí)單片機(jī)的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)由于程序運(yùn)行出錯(cuò)或操作錯(cuò)誤而使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)時(shí)，為擺脫困境，也需要按復(fù)位鍵以重新啟動(dòng)。REST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，復(fù)位信號(hào)是高電平有效，其有效時(shí)間應(yīng)持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期(即2個(gè)機(jī)器周期)以上。本設(shè)計(jì)中采用外部看門狗電路實(shí)現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位。</p><p><

31、;b>　　IMP813L</b></p><p>　　2.2.3.1 一般說明</p><p>　　IMP813L等CMOS監(jiān)控電路能監(jiān)控電源及電池電壓和μP/μC的工作狀況。當(dāng)電源電壓降至4.65V以下（IMP705/707/813L）或4.40V以下（IMP706/708）時(shí)，即產(chǎn)生復(fù)位。每個(gè)器件在上電、掉電期間及在電壓降低的情況下可產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。此外，IMP81

32、3L帶有一個(gè)1.6秒的看門狗定時(shí)器。</p><p>　　2.2.3.2 特點(diǎn)</p><p><b>　　精確的電源監(jiān)控</b></p><p>　　——4.65V門限（IMP705/707/813L）</p><p>　　去抖動(dòng)的手動(dòng)復(fù)位輸入</p><p><b>　　電壓監(jiān)控&

33、lt;/b></p><p><b>　　——1.25V門限</b></p><p>　　——電池監(jiān)控/輔助電源監(jiān)控</p><p>　　2.2.3.3 應(yīng)用范圍</p><p><b>　　計(jì)算機(jī)和控制器</b></p><p><b>　　嵌入式控制器&

34、lt;/b></p><p><b>　　電池供電系統(tǒng)</b></p><p><b>　　智能儀表</b></p><p><b>　　無線通訊系統(tǒng)</b></p><p><b>　　PDAs及手持設(shè)備</b></p><p&

35、gt;　　2.2.3.4引腳說明圖及</p><p>　　2.2.3.5 極限參數(shù)</p><p><b>　　端電壓（相對(duì)于地）</b></p><p>　　Vcc -0.3V至6.0V</p><p>　　所有其它輸入 -0.3V至（Vcc+0.3V）</p><p>　　輸入電流：Vcc和

36、地 20mA</p><p>　　輸出電流：所有輸出端 20mA</p><p>　　Vcc的上升速率 100V/μs</p><p><b>　　功耗</b></p><p>　　塑料DIP（70℃以上按9mW/℃遞減） 700mW</p><p>　　SO（70℃以上按5.9mw/℃遞減） 4

37、70mW</p><p>　　MicroSO（70℃以上按4.1mW/℃遞減） 330mW</p><p><b>　　工作溫度范圍</b></p><p>　　IMP705E/706E/707E/708E/813LE -40℃至85℃</p><p>　　IMP706C/707C/708C/813LC 0℃至70℃&l

38、t;/p><p>　　儲(chǔ)存溫度范圍 -65℃至160℃</p><p>　　引線溫度（焊接，10秒） 300℃</p><p>　　強(qiáng)度超出所列的極限參數(shù)可能導(dǎo)致器件的永久性損壞。這些僅僅是極限參數(shù)，并不意味著在極限參數(shù)條</p><p>　　件下或在任何其它超出推薦工作條件所示參數(shù)的情況下器件能有效地工作。延長(zhǎng)在極限參數(shù)條件下的工作時(shí)</

39、p><p>　　間會(huì)影響器件的可靠性。</p><p><b>　　2.3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展</b></p><p>　　At24c02是串行電可改寫編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM,容量256k，封裝是8引腳PDIP方式，信息存取采用2線串行接口。</p><p><b>　　At24c02引腳</b></

40、p><p>　　Vcc引腳，電源+5V.</p><p><b>　　GND引腳，地線。</b></p><p>　　SCL引腳，串行時(shí)鐘輸入端。在時(shí)鐘的正跳沿即上升時(shí)把數(shù)據(jù)寫入EEPROM；在時(shí)鐘的負(fù)跳沿即下降沿是把數(shù)據(jù)從EEPROM中讀出來。</p><p>　　SDA引腳，串行數(shù)據(jù)I/O端，用于輸入和輸出串行數(shù)據(jù)。這個(gè)

41、引腳是漏極開路的端口，故可以組成“線或”結(jié)構(gòu)。</p><p>　　A0,A1,A2引腳，是芯片地址引腳。</p><p>　　WP引腳，謝保護(hù)端。當(dāng)把WP接地時(shí)，允許芯片執(zhí)行一般讀寫操作；當(dāng)把WP接到Vcc時(shí)，則對(duì)芯片實(shí)施寫保護(hù)。</p><p>　　2.3.2.存儲(chǔ)器的組織及運(yùn)行</p><p>　　2.3.2.1 存儲(chǔ)器的組織</

42、p><p>　　at2402內(nèi)部含有256個(gè)字節(jié)，故需要8位地址對(duì)其內(nèi)部字節(jié)進(jìn)行讀寫。</p><p>　　2.3.2.2運(yùn)行方式</p><p>　　對(duì)于時(shí)鐘及數(shù)據(jù)傳送，串行數(shù)據(jù)I/O端SDA一般需要用外部上拉電阻將其電平拉高。加到SDA的數(shù)據(jù)只有在串行時(shí)鐘SCL對(duì)于地點(diǎn)平的時(shí)間周期內(nèi)可以改變。當(dāng)串行時(shí)鐘SCL處于高電平，SDA的數(shù)據(jù)變化用于指明起始或停止?fàn)顟B(tài)。在S

43、CL為高電平期間，如果SDA從低電平上升到高電平，則表示起始狀態(tài)；如果SDA從高電平下降到低電平，則表示停止?fàn)顟B(tài)，如下圖：</p><p><b>　　起始及停止?fàn)顟B(tài)定義</b></p><p>　　起始狀態(tài)：當(dāng)SCL高電平時(shí)，SDA由高電平變到低電平則處于起始狀態(tài)。起始狀態(tài)應(yīng)處于任何其他命令之前。</p><p>　　停止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)SCL處于高

44、電平時(shí)，SDA從低電平變成高電平則處于停止?fàn)顟B(tài)。在執(zhí)行完讀序列信號(hào)之后，停止命令將把EEPROM置于低功耗的備用方式。</p><p>　　應(yīng)答信號(hào)：應(yīng)答信號(hào)是由接收數(shù)據(jù)的期間發(fā)出的。當(dāng)EEPROM接受完一個(gè)寫入數(shù)據(jù)之后，會(huì)在SDA上發(fā)一個(gè)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK。反之，當(dāng)單片機(jī)接收完來自EEPROM的數(shù)據(jù)后，單片機(jī)也應(yīng)向SDA發(fā)ACK信號(hào)。</p><p>　　備用方式：以保證在沒有讀寫操作

45、時(shí)芯片處于低功耗狀態(tài)。</p><p>　　2.3.2.3.At24c02的接口方法</p><p>　　at24c02時(shí)采用2線接口的存儲(chǔ)器芯片，因此89系列單片機(jī)和at24c02之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送只需要用兩條連線就可以。這兩條串行通信接口線分別稱串行時(shí)鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA，也稱2線串行總線。對(duì)at2402在2線串行總線上可以連接8片；在實(shí)際路邏輯電路中，SCL線和SDA線有時(shí)要產(chǎn)

46、生高電平。由于在EEPROM內(nèi)部，它們是漏極開路結(jié)構(gòu)，所以，需要外接上拉電阻。</p><p>　　2.4 功能實(shí)現(xiàn)電路</p><p>　　2.4.1 紅外發(fā)射接收電路</p><p>　　2.4.1.1.紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì)要求</p><p>　　一個(gè)性能良好的紅外發(fā)射電路，需要考慮三個(gè)方面的要求，第一是必須具有良好的環(huán)境抗干擾性能，第二是

47、能夠進(jìn)行遙控動(dòng)作的空間范圍必須達(dá)7米以上距離，第三是應(yīng)該避免不必要的誤控制，要想達(dá)到這三個(gè)要求，就必須對(duì)發(fā)出的編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制處理，這里采用38-42kHz的方波信號(hào)對(duì)編碼信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制，可以是接收電路采用選頻放大器來獲得良好的抗環(huán)境干擾性能。至于編碼信號(hào)，現(xiàn)在多采用具有數(shù)字含義的脈沖碼來與微處理配合使用。顯然，最簡(jiǎn)單的編碼信號(hào)是頻率單一的方波信號(hào)。不過由于受到調(diào)制頻率之間的倍率關(guān)系限制，采用頻率單一的方波信號(hào)作為編碼信號(hào)是，所能實(shí)現(xiàn)

48、的控制路數(shù)很有限。同時(shí)，用通用的電子器件制作這種編碼譯碼電路調(diào)試上也比較繁瑣，產(chǎn)品生產(chǎn)上需要采用已經(jīng)專門集成的紅外發(fā)射，接收IC來進(jìn)行設(shè)計(jì)才能保證質(zhì)量可靠。電子愛好者在業(yè)余條件下，當(dāng)然可以采用通用的電子器件來設(shè)計(jì)制作這種頻率單一的編碼紅外遙控電路。其最大的收獲就是可以提高自己的動(dòng)手能力。</p><p>　　2.4.1.2.555定時(shí)器及其應(yīng)用</p><p>　　圖6.5.1 CB555

49、的電路結(jié)構(gòu) </p><p>　　555定時(shí)器是一種集成電路[圖6.5.1]，因集成電路內(nèi)部含有三個(gè)5千歐電阻而得名。利用555定時(shí)器可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。 </p><p>　　圖6.5.6 用555定時(shí)器接成的多諧振蕩器 </p><p>　　電阻和電容構(gòu)成一個(gè)RC積分電路，其輸入端接施密特觸發(fā)器的輸出端，其輸出端接施密特觸發(fā)器的輸入端

50、。用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器就是這個(gè)思路。于是，我們先用555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)施密特觸發(fā)器，再把這個(gè)施密特觸發(fā)器改接成多諧振蕩器[圖6.5.6]。不過，我們這個(gè)施密特觸發(fā)器稍微復(fù)雜一些，除了“二六一搭”以外，又增加了一個(gè)電阻R1。R1與555定時(shí)器內(nèi)部的放電管Td構(gòu)成了一個(gè)反相器。邏輯上，這個(gè)反相器的輸出與555定時(shí)器的輸出完全相同。因此，這個(gè)施密特觸發(fā)器有兩個(gè)輸出端，分別為555定時(shí)器的3號(hào)腳和7號(hào)腳。我們看到，電阻R2和電容C構(gòu)成了

51、RC積分電路，施密特觸發(fā)器的一個(gè)輸出端（7號(hào)腳）接RC積分電路的輸入端，RC積分電路的輸出端接施密特觸發(fā)器的輸入端。這樣，一個(gè)多諧振蕩器就成了。也許有人會(huì)問，為什么要用兩個(gè)輸出端的施密特觸發(fā)器呢？一個(gè)輸出端的施密特觸發(fā)器也可以呀！因?yàn)槭┟芴赜|發(fā)器的另外一個(gè)輸出端（3號(hào)腳）專門作為多諧振蕩器的輸出，所以我們可以最大限度地保證多諧振蕩器的帶負(fù)載能力。這個(gè)多諧振蕩器可以驅(qū)動(dòng)小型繼電器！ </p><p>　　2.4.1

52、.3 參數(shù)計(jì)算</p><p>　　555構(gòu)成多諧振蕩器參數(shù)計(jì)算</p><p>　　設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)多諧振蕩器，產(chǎn)生38khz方波信號(hào)，及振蕩周期為26ms。輸出脈沖為5V , 輸出占空比為2:3 設(shè)計(jì)電路如下圖：</p><p>　　由q=(R5+R18)/(R5+2R18) 得：R5=R18；又 T=(R5+2R18)*C*In2=1；取C=0.01u,則代

53、入上式得到3R5*C*In18=1；R5=R18=1.3kΩ。</p><p><b>　　紅外接收電路</b></p><p>　　目前常用的紅外線遙控接收電路是一個(gè)三段器件（電源，地和輸出腳），內(nèi)含紅外就收管，前置放大，解調(diào)等幾部分電路，具有體積小，無需外接元件，接收角度寬，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。其調(diào)制頻率為38hz接受距離一般為十米左右。</p><

54、;p>　　上圖所示為cx20106A遙控接收電路圖，當(dāng)紅外遙控器發(fā)射的遙控信號(hào)（紅外光）照到紅外光接受二極管（又稱光電二極管）ph3028時(shí)，它將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，又1腳輸入，經(jīng)集成電路內(nèi)部放大約77~99db,再經(jīng)限幅放大器后變?yōu)榫匦蚊}沖，有濾波器進(jìn)行頻率選擇，慮出干擾信號(hào)，有檢波器濾掉載波檢出指令信號(hào)，在經(jīng)整形后，由7腳輸出。也就是說，當(dāng)接收到與cx20106A濾波器中心頻率相符的紅外光信號(hào)時(shí)，其輸出端7腳就輸出地電平。圖中

55、R1濾波器中心頻率調(diào)節(jié)電阻。R2位前置放大器的反饋電阻，改變R2的大小，可以調(diào)整放大器增益。R3為輸出端負(fù)載電阻。C2位檢波電容。C3為積分電容。。VD為紅外光接受二極管，也可以用紅外光接受三極管，具體接發(fā)是集電極接cx20106A的1腳，發(fā)射集接地。</p><p>　　Cx20106A的基本性能如下：（1）電源電壓典型值5V，最大17V。（2）電源電流1.1！2.5mA（典型值為1.8mA）。（3）輸出低電平

56、0.2V。（4）電壓增益77~79dB。（5）輸入阻抗為27kΩ。（6）濾波器中心頻率f0為30~60khz。未了減少外界光線的干擾，整個(gè)電路硬裝在一個(gè)屏蔽盒里。</p><p>　　2.4.2 可見光傳感器電路</p><p>　　在設(shè)計(jì)中用可見光傳感器來判斷門的開關(guān)狀態(tài)電路圖如下：</p><p>　　如上圖光電傳感器O1和O2的承受電壓：1.5-1.7V,當(dāng)有

57、光線照射時(shí)原邊電流允許電流：0.004A,原邊與副邊電流傳輸比：1：1，沒有光線照射時(shí)，原邊電流幾乎為0。所以R1=(5.0-1.5)V/0.004A=0.9kΩ,因?yàn)閍t89051的高電平要求不小于4.1V,低電平不大于1V,由于9013的放大倍數(shù)是203，所以有光照時(shí)原邊電流為0.004A，副邊電流為0.004*203=0.812A，R2=4/0.812=0.5,通過測(cè)試沒有光照時(shí)，低電平符合要求。</p><p

58、>　　2.4.3 門控電路</p><p>　　利用三極管開關(guān)控制門鎖互動(dòng)，高電平是三級(jí)管開關(guān)接通繼電器打開門，低電平開關(guān)關(guān)閉，繼電器不工作。參數(shù)計(jì)算如下</p><p>　　查閱資料可得通過繼電器k1和k2的電流約為50mA(電源5V);又有：9013的放大倍數(shù)β=203，Ib>50/203=0.25mA,R11=R14<(5-0.7)/0.25=17.2k。</

59、p><p>　　2.4.4 鍵盤設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，為啦有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，利用有限的資源，采用三鍵技術(shù)，及對(duì)開關(guān)鍵在不同狀態(tài)下定義不同的功能。在本設(shè)計(jì)中，設(shè)置三個(gè)開關(guān)鍵，1鍵、2鍵、3鍵。</p><p>　　參數(shù)計(jì)算如下：上拉電阻選擇10K-20k左右即可。</p><p>　　2.4.5 指示燈電路</p>

60、<p><b>　　指示燈功能</b></p><p><b>　　指示燈電路參數(shù)計(jì)算</b></p><p><b>　　電路圖如下</b></p><p>　　LED D1的承受電壓：1.5-1.7V 允許電流：0.004A</p><p>　　R12=R13

61、=(5-1.5)/ 0.004a=0.9kΩ。</p><p>　　2.4.6 警示電路</p><p>　　當(dāng)門沒有關(guān)好超過給定時(shí)間時(shí)，就產(chǎn)生聲音警示，警示電路如下：</p><p>　　查閱資料可得通過蜂鳴器的電流約為50mA(電源5V);又有：9013的放大倍數(shù)β=203，Ib>50/203=0.25mA,R<(5-0.7)/0.25=17.2k。

62、</p><p>　　第三章：原理圖和pcb圖</p><p>　　3.1 原理圖的設(shè)計(jì)</p><p>　　一、Protel99原理圖的設(shè)計(jì)（schematic）</p><p>　　原理圖編輯器實(shí)際上就是原理圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，用戶可以在該平臺(tái)下對(duì)電路圖進(jìn)行編輯與設(shè)計(jì)各修改。進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)窗口的步驟如下：</p><p>

63、;　?。?）、首先進(jìn)入Protel99系統(tǒng)，執(zhí)行File(文件)/New(新建)命令建立一個(gè)新的原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，或者打開一個(gè)已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫。如圖1-1所示。</p><p>　?。?）、建立或者打開一個(gè)文件后，執(zhí)行File(文件)/New(新建)命令</p><p>　?。?）、新建文件將會(huì)打包在當(dāng)前所創(chuàng)建的文件（原理圖設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件）中，系統(tǒng)把系統(tǒng)默認(rèn)文件名改為你所想生成文件名后，點(diǎn)

64、擊圖標(biāo)即可進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)平臺(tái)，進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)與編輯。</p><p>　　(4)、進(jìn)入設(shè)計(jì)窗口后，可以在首先執(zhí)行design(設(shè)計(jì))/Options(選項(xiàng))菜單下設(shè)置圖紙的風(fēng)格和大小尺寸等，具體參數(shù)設(shè)置如下： a、圖紙方向的設(shè)置。在執(zhí)行design/options后彈出的對(duì)話框中，選擇sheet options 選擇進(jìn)行設(shè)置。其中l(wèi)andscape是橫向，而portrait則是縱向圖紙?jiān)O(shè)置。 &

65、lt;/p><p>　　b、設(shè)置圖紙顏色（圖紙邊框底色）。Border選擇項(xiàng)用來設(shè)置邊框顏色，在選擇了此項(xiàng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)彈出顏色對(duì)話框，你只需選擇所需顏色后點(diǎn)擊OK鍵后即可。Sheet是設(shè)置圖紙底紋顏色。在選擇該選擇頁后同樣會(huì)彈出顏色對(duì)話框，設(shè)置方法同上。</p><p>　　c、系統(tǒng)字體的設(shè)置。在點(diǎn)擊Design/options后，選擇change system font 按鈕，則可彈出字體對(duì)話

66、框，您可以進(jìn)行字體設(shè)置了。</p><p>　　d、電氣節(jié)點(diǎn)的設(shè)置。在document options 對(duì)話框中，Electrical grid 單選項(xiàng)是對(duì)電氣節(jié)點(diǎn)的設(shè)置，如果選擇此項(xiàng)，則系統(tǒng)就會(huì)將光標(biāo)自動(dòng)移動(dòng)到它的搜索半徑內(nèi)，并且在該點(diǎn)上顯示一個(gè)圓點(diǎn)。</p><p>　　e、在document options 對(duì)話框中，選擇organization 則是進(jìn)行文檔屬性，名稱，設(shè)計(jì)單位等進(jìn)

67、行設(shè)置。</p><p>　　(5)、在設(shè)置好以上基本的內(nèi)容后，則對(duì)原理圖編輯平臺(tái)半截元件庫。（有些不同的元件可能半截不同的元件庫，要根據(jù)自己所設(shè)計(jì)的原理圖選擇所要加載的元件庫，具體參照本網(wǎng)站上有關(guān)具體說明。這里以基本元件庫加以說明）執(zhí)行design/Add/remove library菜單，來打開對(duì)話框，在彈出的對(duì)話框中，選擇Design Explorer 99\Library\sch文件夾下的文件類型為*.d

68、db的庫元件文件，這里選擇 Miscellaneous Devices。加入元件庫后即可在編輯區(qū)內(nèi)進(jìn)行元件放置與元件屬性的修改了。</p><p>　　(6)、對(duì)元件庫進(jìn)行裝載以后，可通過place(放置)/part（元件）命令直接進(jìn)行元件的放置，也可以愛過工具條上的按鈕，打開所對(duì)應(yīng)的對(duì)話框進(jìn)行元件的放置。如果要修改元件的屬性，可以直接雙擊所要修改的元件，在彈出的對(duì)話框中對(duì)所要修改有項(xiàng)進(jìn)行修改。</p>

69、;<p>　?。?）、元件放置完以后，下一步工作即是對(duì)元件的位置進(jìn)行調(diào)整，元件的調(diào)整非常簡(jiǎn)單，只需要點(diǎn)擊所需移動(dòng)的元件，按住不放，然后拖放到所想要放置的位置放開即可了。</p><p>　　（8）、對(duì)元件位置調(diào)整好以后，即可以對(duì)元件進(jìn)行連線，放線可以直接點(diǎn)擊所想連接元件的管腳，然后按住不放，拖動(dòng)到另下個(gè)元件的所需連接的管腳上，線自然就連接上了。</p><p>　　(9)、作

70、完以上步驟以后，下一步則要對(duì)所設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行檢查。若要進(jìn)行電路圖錯(cuò)誤檢查，可以使用命令Tools/ERC打開對(duì)話框，進(jìn)行錯(cuò)誤檢查設(shè)置。 </p><p>　　a、setup選項(xiàng)的設(shè)置。1、ERC Options操作框的設(shè)置。multiple net names on net 是檢查同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上是否擁有多個(gè)不同名稱的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。Unconnected net labels 檢查繪圖頁中是否有不連接到其它電氣對(duì)象的

71、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)。Duplicate component designators 檢查圖紙中是否有元件編號(hào)重號(hào)的錯(cuò)誤。（若有重號(hào)，可以通過Tools/Annotate對(duì)元件進(jìn)行重新編號(hào)）。2、Options 選項(xiàng)框 create report file 設(shè)置列出全部ＥＲＣ 信息并產(chǎn)生一個(gè)文本報(bào)告。Ａdd error markers 設(shè)置圖紙上有錯(cuò)誤或獲情況的位置上放置錯(cuò)誤標(biāo)記。</p><p>　　b、rule matr

72、ix 選項(xiàng) setup electrical rule check 對(duì)話框是用來定義名種引腳、輸入與輸出及各端口間的連接情況是否構(gòu)成錯(cuò)誤或者警告。</p><p>　　（10）、如果通過以上的檢查，則可以生成網(wǎng)絡(luò)表。執(zhí)行design/create netlist命令，生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表。</p><p>　　3.2 電路板的印制</p><p>　　隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)

73、展和新型電子元器件的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代電子電路已經(jīng)變得愈來愈復(fù)雜。而另一方面，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為我們提供了一個(gè)進(jìn)行電路輔助設(shè)計(jì)的完美平臺(tái)。</p><p>　　設(shè)計(jì)中使用的protel99軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大的電路CAD軟件。Protel99被設(shè)計(jì)成為一個(gè)客戶/服務(wù)器應(yīng)用程序，它包含有數(shù)目眾多的服務(wù)器程序，原理圖設(shè)計(jì)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)生成服務(wù)器、電路仿真服務(wù)器、PCB設(shè)計(jì)服務(wù)器和自動(dòng)布線服務(wù)器等等。設(shè)計(jì)者可以運(yùn)行各

74、種服務(wù)器程序組件。而且，protel99有很強(qiáng)的兼容性，不論是protel99本身的組件，還是來自第三方的設(shè)計(jì)組件，都可以很容易地嵌入到protel99中，以增強(qiáng)其功能。Protel99的客戶程序還提供黑設(shè)計(jì)者一些基本的使用資源，如菜單、快捷鍵、工具欄、狀態(tài)欄、工具管理等，設(shè)計(jì)者對(duì)這些資源可以自由定義，建立便于自己使用的菜單、快捷鍵、工具欄等。Protel99強(qiáng)大的功能，可以使設(shè)計(jì)者隨心所欲的設(shè)計(jì)各種電子電路，是一個(gè)非常實(shí)用的CAD軟件

75、。</p><p>　　印刷電路板是整個(gè)通訊協(xié)議卡系統(tǒng)中器件、信號(hào)線、電源線的高密度集合體，印刷電路板設(shè)計(jì)的好壞與否對(duì)抗干擾能力有很大影響，所以印刷電路板設(shè)計(jì)決不單是器件、線路的簡(jiǎn)單布局安排，同時(shí)還必須符合抗干擾的設(shè)計(jì)原則。</p><p><b>　　3.2.1布局</b></p><p>　　本文中的電路設(shè)計(jì)采用手工布局。手工布局的優(yōu)點(diǎn)是：

76、設(shè)計(jì)者可以完全按照電路工作的實(shí)際要求來進(jìn)行元件的布局，所生成的元件布局可以符合實(shí)際要求，也利于后面的布線操作。同時(shí)，對(duì)于一個(gè)有著特殊要求的電路來講，手工布局將極大地體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者的構(gòu)思和靈感。</p><p>　　元件的布局首先要考慮PCB尺寸的大小。PCB尺寸過大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗干擾能力下降，成本也相應(yīng)的增加；PCB尺寸過小則不利于散熱，而且鄰近的線條也容易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的

77、位置。最后，根據(jù)電路的功能單元對(duì)電路的全部元件進(jìn)行布局。</p><p>　　在確定特殊元件的位置時(shí)要遵循以下的原則：</p><p>　　(1) 盡可能的縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和互相間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨的太緊，輸入和輸出元件盡量遠(yuǎn)離。 </p><p>　　(2) 一些元件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差

78、，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引起短路。</p><p>　　根據(jù)電路功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：</p><p>　　(1) 按電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持方向一致。</p><p>　　(2) 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡

79、量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。布局過程中，應(yīng)盡量將相關(guān)的元器件就近放置，以減少走線的長(zhǎng)度；時(shí)鐘電路、晶振、電容應(yīng)緊貼相接的芯片，這樣有利于抗干擾，提高電路工作的可靠性。</p><p>　　(3) 位于電路板邊緣的元器件，與電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。</p><p><b>　　3.2.2 布線</b></p><

80、;p>　　布線是重要的抗干擾措施，本設(shè)計(jì)中首先對(duì)電源線進(jìn)行手工布線，緊接著對(duì)電路板的其他部分進(jìn)行自動(dòng)布線，最后再對(duì)整個(gè)電路的布線進(jìn)行手工修改。在整個(gè)布線過程中，應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　(1) 輸入和輸出端的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋耦合。</p><p>　　(2) 印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。對(duì)

81、于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.02～0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是進(jìn)可能用寬線。尤其是電源線和地線。電源線和地線應(yīng)接成樹狀，盡量加粗，是它能通過三倍于印制板上的電流。如有可能，接地線應(yīng)在2～3mm以上。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，其間距最小可到0.5mm。</p><p>　　(3) 印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能

82、。此外，盡量避免使用大面積的銅箔，否則，長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，容易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須使用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。</p><p>　　(4) 數(shù)字的地和模擬的分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)，可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地，地線應(yīng)短而粗。</p>

83、<p><b>　　第四章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試工作是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的關(guān)鍵，是對(duì)前期設(shè)計(jì)工作的一次實(shí)質(zhì)性檢查。同時(shí)，調(diào)試工作的順利與否也可以一定程度上的反映出前期設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容很豐富，碰到的問題千變?nèi)f化，解決的方案也是多種多樣的，并沒有統(tǒng)一的一種或幾種模式。但大體上可以分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。</p><p><

84、b>　　硬件調(diào)試</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)中主要對(duì)單片機(jī)及周邊電路的調(diào)試，電源上電后，給系統(tǒng)上電，觀察單片機(jī)89C2051的晶振是否起振。晶振的頻率較高，應(yīng)將示波器的頻率調(diào)高，觀察是否有5V方波，如果能觀察到方波，則表示系統(tǒng)正常；在調(diào)試89C55的外圍電路時(shí)，檢測(cè)24c02﹑imp813l及開股開關(guān)電路是否能正常工作。如果不能，則檢查其電源輸入是否正常，如果正常但輸入輸出信號(hào)卻不正常，

85、波動(dòng)很大，則看是不是存儲(chǔ)器的接地腳是否沒有接好。</p><p><b>　　第五章：總結(jié)</b></p><p>　　在老師的精心指導(dǎo)下，經(jīng)過自己的努力，基本上完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求的內(nèi)容。在系統(tǒng)可行性分析、原理設(shè)計(jì)、硬件電路搭建和參數(shù)的計(jì)算等方面都做了許多實(shí)際工作，收到了較為滿意的結(jié)果。</p><p>　　經(jīng)過三個(gè)多月的學(xué)習(xí)和工作，我覺得這

86、次設(shè)計(jì)很好的把以前所學(xué)的理論知識(shí)結(jié)合到實(shí)踐中，特別是通過設(shè)計(jì)，充分理解啦單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，性能，功能等理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，加強(qiáng)了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。同時(shí)通過這次設(shè)計(jì)我也認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)與實(shí)踐之間有一定的差距，只有通過不斷的努力學(xué)習(xí)和實(shí)踐才能很好的把理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，也只有通過不斷的實(shí)踐才能加深對(duì)理論知識(shí)的理解。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)過程中遇到很多書本上沒有的問題，在老師的指導(dǎo)下，我學(xué)會(huì)了如何去查

87、找相關(guān)資料，擴(kuò)大了知識(shí)面，提高了知識(shí)水平；還學(xué)到很多寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。。</p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了自己的動(dòng)腦能力和動(dòng)手能力，也提高了我思考問題、分析問題和解決問題的能力，更重要的是學(xué)會(huì)用工程化的思想來解決問題。這在以前的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中是不曾學(xué)到的。</p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)我深切體會(huì)到嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)認(rèn)真得分析問題、解決問題的思想和態(tài)度是多么重要，只有擁有了科學(xué)的態(tài)度才能設(shè)

88、計(jì)出有用產(chǎn)品。另外通過本次設(shè)計(jì)，使我也認(rèn)識(shí)到自己理論知識(shí)和應(yīng)用能力有很大的欠缺，需要在以后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提高。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師師公社老師悉心指導(dǎo)下順利完成的。整個(gè)設(shè)計(jì)從課題選題、調(diào)研、信息收集和論文的撰寫等過程都是在精心指導(dǎo)下完成的。師老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，使我受益匪淺，終身難忘。求

89、實(shí)創(chuàng)新、嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高品質(zhì)對(duì)學(xué)生將是永遠(yuǎn)的鞭策。</p><p>　　感謝西安工業(yè)學(xué)院提供良好的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)環(huán)境，使我能順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　感謝我的同學(xué)們?cè)谡麄€(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中對(duì)我的熱情幫助。</p><p><b>　　附錄A 開題報(bào)告</b></p><p>　　工業(yè)用智能紅外風(fēng)淋控制系統(tǒng)

90、</p><p><b>　　硬件部分開題報(bào)告</b></p><p>　　工業(yè)用智能紅外風(fēng)淋控制系統(tǒng)是在生物電子﹑食品﹑醫(yī)藥﹑醫(yī)療等現(xiàn)代生產(chǎn)﹑生活中,要求與自然環(huán)境嚴(yán)格隔離情況下,產(chǎn)生的通道控制設(shè)備.自動(dòng)檢測(cè),執(zhí)行,警示,節(jié)能等新興技術(shù)設(shè)計(jì)理念的引入,使得該單片機(jī)控制系統(tǒng)更具實(shí)用性和競(jìng)爭(zhēng)力.</p><p>　　一 . 工業(yè)用智能紅外風(fēng)淋控制

91、系統(tǒng)的整體了解：設(shè)計(jì)一個(gè)典型的MCS-51系列單片機(jī)系統(tǒng)（芯片采用AT89c2051）。AT89c2051是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C2051單片機(jī)可為您提供許多

92、高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合。AT89C2051是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有20個(gè)引腳，15個(gè)雙向輸入/輸出（I/O）端口，其中P1是一個(gè)完整的8位雙向I/O口，兩個(gè)外中斷口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,兩個(gè)全雙向串行通信口，一個(gè)模擬比較放大器。同時(shí)AT89C2051的時(shí)鐘頻率可以為零，即具備可用軟件設(shè)置的睡眠省電功能，系統(tǒng)的喚醒方式有RAM、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行口和外中斷口，系統(tǒng)喚醒后即進(jìn)入繼續(xù)工作狀態(tài)。省電模式中，片內(nèi)RAM將被凍結(jié)，時(shí)鐘停

93、止振蕩，所有功能停止工作，直至系統(tǒng)被硬件復(fù)位方可繼續(xù)運(yùn)行.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制，紅外風(fēng)淋起動(dòng)及定時(shí)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)原理：</b></p><p>　　1.系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)風(fēng)淋控制，采用單片機(jī)（芯片采用AT89c2051）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能控制，單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能包括：接收和處理檢測(cè)電路所給信號(hào)，并給出控制信號(hào)，設(shè)置風(fēng)淋系統(tǒng)的開啟和風(fēng)淋時(shí)間方式設(shè)置，以及控制著整個(gè)系

94、統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。通道門電磁聯(lián)動(dòng)鎖控，接收到檢測(cè)電路信號(hào)后單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通道門的電磁聯(lián)動(dòng)鎖控.。由普通空間進(jìn)風(fēng)淋室前的檢測(cè)采用紅外傳感，門的開關(guān)狀態(tài)采用可見光傳感檢測(cè)。</p><p><b>　　三.各部分電路：</b></p><p>　　檢測(cè)電路：特點(diǎn)：?jiǎn)瓮ǖ篱T開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)(可見光傳感器),聲音提示等.</p><p>　　功能: 實(shí)現(xiàn)由外

95、到內(nèi),由內(nèi)到外,由內(nèi)到內(nèi),由外到外四種情況的判斷檢測(cè)以及檢測(cè)的時(shí)效性和穩(wěn)定性.</p><p>　　技術(shù)： 由普通空間是進(jìn)風(fēng)淋室前的檢測(cè)采用紅外傳感，門的開關(guān)狀態(tài)采用可見光傳感檢測(cè)。</p><p>　　通道門控制電路: 特點(diǎn): 通道門電磁聯(lián)動(dòng)鎖控(低電平動(dòng)作,節(jié) </p><p>　　能模式).即每次只能一個(gè)門開。</p><p>

96、　　功能: 接收到檢測(cè)電路信號(hào)后單片機(jī)實(shí)現(xiàn)通道門的電磁聯(lián)動(dòng)鎖控. </p><p>　　技術(shù)：電磁互鎖聯(lián)動(dòng)電路。</p><p>　　風(fēng)淋啟動(dòng)電路: 特點(diǎn):風(fēng)淋啟動(dòng)及定時(shí)控制和模式控制.</p><p>　　功能:在通道門關(guān)閉狀態(tài)下設(shè)置風(fēng)淋的控制模式</p><p>　　啟動(dòng)風(fēng)淋系統(tǒng),并設(shè)置風(fēng)淋時(shí)間.控制模式可采用控制風(fēng)淋和強(qiáng)制風(fēng)淋兩種。&l

97、t;/p><p>　　穩(wěn)定性電路: 特點(diǎn):看門狗電路.</p><p>　　功能: 防止死循環(huán)出現(xiàn)確保各部分電路運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性.有整體復(fù)位和部分復(fù)位。</p><p><b>　　原理框圖</b></p><p>　　假設(shè)A門是從普通空間進(jìn)入風(fēng)淋室的入口，B門是從風(fēng)淋室走到潔凈室的出口。則：系統(tǒng)原理框圖如下：當(dāng)人從B門

98、進(jìn)入時(shí)流程和A門基本一樣。人離開通道時(shí)門兩門自動(dòng)關(guān)閉，強(qiáng)制風(fēng)淋。</p><p><b>　　附錄B 中期報(bào)告</b></p><p>　　在一個(gè)多月的學(xué)習(xí)過程中，我對(duì)工業(yè)用智能紅歪風(fēng)淋控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)有了進(jìn)一步的心得體會(huì)。對(duì)各部分電路的功能及其實(shí)現(xiàn)方法以及所需芯片都有了全面認(rèn)識(shí)，對(duì)所用的芯片的性能和芯片接的連接已經(jīng)基本掌握，并對(duì)系統(tǒng)原理的總體認(rèn)識(shí)，細(xì)節(jié)功能部分

99、的實(shí)現(xiàn)都有具體的了解。下一步我將著手具體的電路的設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備將其按功能快分別完成，包括時(shí)鐘電路﹑復(fù)位電路﹑存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路﹑紅外發(fā)射接收電路﹑可見光傳感器電路﹑門控電路﹑ 鍵盤設(shè)計(jì)﹑指示燈電路的設(shè)計(jì)并繪制電路原理圖和PCB板布線圖。</p><p>　　在接下來的時(shí)間里，我將按照設(shè)計(jì)要求一步一步的把設(shè)計(jì)內(nèi)容完成。我相信，在老師的精心指導(dǎo)下和我自己的努力下，這次設(shè)計(jì)任務(wù)一定會(huì)圓滿完成。</p><p

100、><b>　　附錄C 系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　附錄 D PCB圖</b></p><p><b>　　附錄 E 英文資料</b></p><p>　　1. AT89C2051</p><p>　　8-bit Microcontroller with

101、 2K Bytes Flash AT89C2051</p><p><b>　　Features</b></p><p>　　? Compatible with MCS-51? Products</p><p>　　? 2K Bytes of Reprogrammable Flash Memory</p><p>　　–

102、 Endurance: 1,000 Write/Erase Cycles</p><p>　　? 2.7V to 6V Operating Range</p><p>　　? Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz</p><p>　　? Two-level Program Memory Lock</p><

103、p>　　? 128 x 8-bit Internal RAM</p><p>　　? 15 Programmable I/O Lines</p><p>　　? Two 16-bit Timer/Counters</p><p>　　? Six Interrupt Sources</p><p>　　? Programmable Ser

104、ial UART Channel</p><p>　　? Direct LED Drive Outputs</p><p>　　? On-chip Analog Comparator</p><p>　　? Low-power Idle and Power-down Modes</p><p>　　Description</p>

105、<p>　　The AT89C2051 is a low-voltage, high-performance CMOS 8-bit microcomputer with</p><p>　　2K bytes of Flash programmable and erasable read only memory (PEROM). The</p><p>　　device is m

106、anufactured using Atmel’s high-density nonvolatile memory technology</p><p>　　and is compatible with the industry-standard MCS-51 instruction set. By combining a</p><p>　　versatile 8-bit CPU wit

107、h Flash on a monolithic chip, the Atmel AT89C2051 is a powerful</p><p>　　microcomputer which provides a highly-flexible and cost-effective solution to many</p><p>　　embedded control applications

108、.</p><p>　　The AT89C2051 provides the following standard features: 2K bytes of Flash, 128</p><p>　　bytes of RAM, 15 I/O lines, two 16-bit timer/counters, a five vector two-level interrupt</p&

109、gt;<p>　　architecture, a full duplex serial port, a precision analog comparator, on-chip oscillator</p><p>　　and clock circuitry. In addition, the AT89C2051 is designed with static logic for operation

110、</p><p>　　down to zero frequency and supports two software selectable power saving</p><p>　　modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM, timer/counters, serial</p><p>

111、　　port and interrupt system to continue functioning. The power-down mode saves the</p><p>　　RAM contents but freezes the oscillator disabling all other chip functions until the next</p><p>　　har

112、dware reset.</p><p>　　Pin Configuration</p><p>　　Pin Description</p><p><b>　　Port 1 </b></p><p>　　Port 1 is an 8-bit bi-irectional I/O port. Port pins P1.2