常州机电职业技术学院
毕业设计（论文）作者：周辉学号：40811152
系部：电气工程系
专业：电气自动化技术
题目：智能遥控电动伸缩门控制系统设计
（行走控制部分）
指导者：孙天佑、薛文奎
评阅者：
2011年5月6日
智能遥控电动伸缩门控制系统设计（行走控制部分）摘要
智能遥控电动伸缩门控制系统设计主要是在人员进出流动较频繁的各个单位、住宅小区以及公园景点的入口处使用，虽然通过有线电缆控制电动伸缩门技术的实现已经是很久的事情，但是在使用过程中操作起来还是不太方便。基于有线电缆控制的电动门事实上我们需要一名专门的操作人员在大门旁边的控制室内操作大门的开关，出入人员较多时还需要至少有一名人员在大门前维持秩序，但是该人员并不能及时对大门操作还需要通过手势或者无线步话机通知室内操作人员，同时室内操作人员接收和反应还需要一个时间过程。在这种情况下对大门的遥控功能就变得非常必要，具有遥控功能的大门使得室外维持秩序的人员可以根据现场情况随时对大门控制操作。此外大门是公共的出入口，这里无疑是发布公共信息提示行人的理想之处，所以本电动伸缩门设计了LED点阵显示屏可以滚动显示一些重要信息。此外为了增加对大门控制的灵活性（如行走速度等）还专门对控制大门行走的电气控制电路进行了专门的设计。
该控制系统是采用AT89S52单片机来作为控制核心，利用专门的红外收发电路进行遥控指令的收发，采用专门的LED扩展控制电路来实现点阵LED的滚动显示，另有专用变频器控制大门驱动电机来实现大门的行走速度。本设计系统体现了框架式的结构设计，工作稳定可靠、安装调试以及使用方便等优点。
关键词：电动伸缩门 AT89S52 DS1302
目录
1 引言 (3)
2 智能遥控电动伸缩门控制系统的工作原理 (4)
3 硬件结构 (5)
3.1 AC/DC开关电源模块 (5)
3.2 行走位置控制电路 (6)
3.3 声光报警电路 (11)
3.4 电动伸缩门开度调节控制电路 (12)
3.5电动伸缩门开度显示电路 (12)
3.6继电器保护控制电路 (13)
3.7看门狗保护电路 (13)
3.8通信接口电路 (14)
4 元器件的选择 (15)
4.1 电源部分 (15)
4.2 变频调速控制器的选择 (15)
4.3 单片机 (17)
4.4看门狗监视芯片 (18)
4.5 声光报警 (18)
4.6 电动伸缩门速度调节控制电路 (19)
4.7通讯接口电路 (20)
5 软件设计 (22)
5.1 软件设计流程图 (22)
5.2 软件设计要求 (23)
5.3软件设计清单 (23)
结论 (32)
致谢 (33)
参考文献 (34)
1引言
智能遥控电动伸缩门是广泛使用在人员进出流动较频繁的各个单位、住宅小区以及公园景点的入口处，随着社会的不断发展，人们拥有自己的汽车的情况越来越普遍，无论到哪里都会乘车前往，这也给交通拥挤带来一定的问题，有了智能遥控电动伸缩门的帮助可以使得我们很容易对大量的车流进行限制，但是一般的电动门要在值班室内才能操作大门开关，这恰恰给门卫带来了诸多不便，具有智能遥控电动伸缩门可以大大的改善这种不便，它可以在门卫出值班室进行询问检查相关证件的同时随时控制大门的开关，大大提高了效率，使得在只有一名门卫的情况下仍然能够方便进行证件检查与放行的工作。本论文从实际角度出发，详细介绍了智能遥控电动伸缩门的设计原理和应用。
论文介绍了AT89C52单片机构成的单片机系统中红外发射与接收芯片的工作原理和使用方法、点阵LED的工作原理以及专用点阵字库存储芯片的工作原理和使用方法。从而实现对当前日期和时间以及重要公告信息的实时显示和设置。当电动伸缩门运行到两端的极限位置或者运行中卡住时系统能自动报警。电路具有自检和控制功能。
基本功能以及技术要求：
1、实时显示日期、时间以及重要的公告信息。
2、日期、时间可调整和公告信息内容重新设定。
3、具有红外命令的接收功能，并进行相应的动作。
4、具有大门正、反、停控制，以及快速开关的功能。
5、系统内部时钟校准。
6、故障检测及故障语音提示。
2智能遥控电动伸缩门控制系统的工作原理
由于本设计的智能遥控电动伸缩门为分可移动的便携式红外遥控器和固定移动电动伸缩门主体部分，工作时手持便携式遥控器可随时观察和控制大门，由于系统需要及时更新各种公告信息，所以设计了PC机放在值班室内通过电缆与电动伸缩门的显示控制端相连，通过通信可随时更新在电动伸缩门LED屏上显示的公告信息。本设计使用了专门的时钟日历芯片电路进行日期和时间的自动计时，它通过专用的串行接口和单片机交换实时的时钟日历信息，单片机可以读入一定格式时钟日历信息经过处理即可推算出当前的日期和时间值。本设计使用了专门的点阵字库信息芯片电路，使得电动门的LED屏可以显示各种汉字信息。当发现电动门到达极限位置或者电动门工作不正常时可以及时产生报警信息，如果发现时间有误差可以通过PC机的通信口统一进行校正。同理单片机也可定时将大门的工作状态和当前运行到的位置上传至PC机上显示。为了保证日历时钟芯片DS1302计时的连续性另外给其配备了备用电池。系统硬件设计连接图如图1所示。
系统硬件设计连接图如图2所示。
图2 系统硬件连接框图
3硬件结构
本章主要阐述了电动伸缩门行走控制系统硬件设计，包括单片机的选型、行走位置检测电路设计、变频器控制电路设计、通信端口电路设计和声、光报警电路设计，详细阐述了各部分的基本原理和设计过程。
电动伸缩门遥控器硬件设计框图如图3：
图3 系统硬件连接框图
3.1 AC/DC开关模块电源
容器水位监控仪表采用220V交流电压输入，通过集成开关模块AC/DC转换器变换，可以直接输出＋5V的直流电压直接供单片机系统供电，使用集成开关电源模块的优点为：第一、模块和用分立元件构成的电源相比较具有体积小结构紧凑的优点；第二、电源模块本身就已经考虑了抗干扰滤波和隔离设计，故其本身就可以滤除在工业现场中从交流电源中串入的干扰信号，不需我们再单独考虑设计具体，所以降低了开发的难度。其接线图非常简单如图2所示，我们在水位控制器的电源中使用了可以输出正负双电源的AC/DC开关电源模块，主要使考虑到在水位控制器的电路中要使用DAC数模转换器及其接口的运算放大电路需要使用正负双直流电源。
图3.1 AC/DC开关模块电源电路
3.2、行走位置检测电路
3.2.1．集成霍尔传感器简介
1．霍尔效应
1879年物理学家Hall首先观察到将一载流导体放在磁场中，若磁场方向与电流方向正交，则在与磁场和电流两者垂直的方向上将会出现横向电动势，这一现象称为霍尔效应，相应的电动势称为霍尔电动势。
霍尔效应对一切导电体（导体，半导体）都适应。如图15-1所示的有限尺寸的半导体，在Y 方向加一电场E X（一般是加一电流I X）、在Z方向加一磁场B，此时，半导体中的载流子（设为电子）将受电场力的作用向-X向运动。由于磁场B的作用对运动电子产生洛仑兹力F L，在电场力和洛仑兹力作用下，运动电子会改变运动轨迹而向-Y向偏转运动。结果在-Y平面（侧面）上堆积负电荷，而+Y侧面上就有多余正电荷，两种电荷使半导体内又产生一横向电场Ey。当电子受到的洛仑兹力和Ey电场力相平衡时，运动电子的偏转会停止而向-X向运动。稳定状态下，半导体两侧面（Y向）的负电荷与正电荷相对积累，形成电动势。这个电动势称为霍尔电动势。
霍尔电动势U H可用下式表示
U H=K H I C B=R H/d*I C B （15-1）
式中K H————霍尔元件灵敏度；
I C-------控制电流，A
B--------磁感应强度，T
d--------霍尔元件厚度。
式（15-1）表示传感器受磁面与所在磁场垂直的情况。如果收磁面与所加磁场夹角为θ，则式（15-1）为
U H=K H I C BSinθ (15-2) 霍尔系数R H是由材料性质所决定的一个常数。对N型半导体有
R H=1/nq (15-3)
式中n——单位体积电子数（也叫载流子浓度）；
q——电子的电荷量。
对P 型半导体
R H=1/Pq (15-4)
式中P——单位体积空穴数（载流子浓度）。
N型半导体的霍尔系数为负值表明在它上产生的霍尔电压极性与在P型半导体上产生的霍尔电压相反。
具有霍尔效应的半导体，在其相应的侧面装上电极后即构成霍尔元件。常用灵敏度K H 表征霍尔元件特性。由式（15-1）知K H=R H/d，可见灵敏度K H由霍尔系数与元件厚度决定。
因材料电阻率ρ与载流子浓度P，迁移率μ有关，即
ρ=1/Pqμ (15-5)
=1/Pq=ρμ (15-6)
因此 R
H
可见，要想霍尔效应强，R H就要大，也即材料的电阻率高而迁移率也大。一般金属的μ大，但ρ小，而绝缘体ρ大，而μ小。只有半导体才是二者兼优的制造Hall 元件的理想材料。
2.霍尔元件材料及特性
霍尔元件常用材料有N型锗（Ge）、锑化铟（InSb）、砷化铟（InAs
）、砷化镓（GaAs）等以前InSb材料霍尔元件用得较多，目前使用的主要是GaAs。两种材料的霍尔元件特性如图15-2所示。两种都有良好的线性特性。
（1）InSb材料霍尔元件特点。
1）稳定性好，受电压漂移影响较大。稳压工作时，受漂移电压影响小，稳定性好，噪
声小。因此，当磁场较低时，也有较高的S/N（信噪）比。
2）霍尔电压受温度变化影响较大。这是InSb霍尔元件的不足。输出电压的温度特性较差，恒流工作时其温度系数为0.2%/℃，他是GaAs元件温度系数的3-4倍。采用稳压工作方式可使温度系数降到1/10。
3）频率特性较差。InSb元件宽为几千赫兹到几十千赫兹，而GaAs元件理论上带宽为兆赫兹以上。但频率较高时di/dt效应影响，不能进行精确测量。
（2）GaAs材料霍尔元件特点。
1）霍尔电压温度系数较小。霍尔电压温度系数的最大值0.06%/℃，当温度变化10℃时，霍尔电压仅变化-0.6%（max）。温度系数的典型值为（0.003%～0.04%）/℃。
2）线性好。1KG（千高斯）时霍尔电压相对于5KG霍尔电压的最大误差只有2%，即线性好，满足一般用途的要求。
3）灵敏度低。
3．霍尔元件主要技术参数
（1）输入电阻R i和输出电阻R O。霍尔元件控制电流极间的电阻为R I，霍尔电压极间的电阻为R O。输入电阻与输出电阻一般为100～2000Ω，而且输入电阻大于输出电阻，但相差不太多。
（2）额定控制电流I C。额定控制电流I C为使霍尔元件在空气中产生10℃温升的控制电流。
I C大小与霍尔元件的尺寸有关，尺寸愈小，I C愈小。一般为几毫安～几十毫安。
（3）不等位电动势U O和不等位电阻R O。霍尔元件在额定控制电流作用下，不加外磁场时，其霍尔电压电极间的电动势为不等位电动势。它主要与两个电极不在同一等位面上及其小、材料电阻率不均等因素有关。可用输出电压表示，或空载霍尔电压U H的百分数表示，一般U O不大于10mV。
不等位电动势与额定控制电流之比称为不等位电阻R D，U O及R D越小越好。
（4）灵敏度K H。灵敏度是在单位磁感应强度下，通以单位控制电流所产生的霍尔电压。（5）寄生直流电动势U O。在不加外磁场时，交流控制电流通过霍尔元件而在霍尔电极间产生的直流电动势。他主要是由电极与基片之间的非完全欧姆接触所产生的整流效应造成的。（6）霍尔电压温度系数α。α为温度每变化1℃霍尔电压变化的百分率。这一参数对测量仪器很重要。若仪器要求精度高，要选择α值小的元件，必要时还要加温度补偿电路。
（7）电阻温度系数β。β为温度每变化1℃霍尔元件材料的电阻变化的百分率。
（8）灵敏度温度系数γ。γ为温度每变化1℃霍尔元件灵敏度变化率。
（9）霍尔电压对磁场的非线性。实际上霍尔元件的开路霍尔电压与相应的磁感应强度并非呈线性关系，而是有偏离，这种偏离程度用霍尔电压对磁场的非线性度来表示，有时也称非线性误差
(15-7)
式中U H(B)、U’H(B)————分别为在一定磁场B下，实际测量的霍尔电压和理论
4．霍尔元件的基本电路、误差补偿电路
（1）霍尔元件符号、基本电路。霍尔元件的符号和基本电路如图15-3所示。其中R A、R B 为偏置电阻。
（2）温度补偿电路。霍尔元件与其他半导体器件一样对温度的变化很敏感。因为半导体材料的电阻率、迁移率和载流子浓度随温度变化而变化。因此，使霍尔元件的霍尔电压及内阻也随温度变化。
在电路上可用恒流供电来控制电流不变，也可按图15-4所示外接一电阻方法进行温度补偿，并联电阻R的计算公式为
R=βR i/α（15-8）
式中α-----霍尔电压温度系数；
β----电阻温度系数；
R i-----霍尔元件输入电阻。
（3）不等位电动势U O 的补偿。不等位电动势U O是一个主要的零位误差。可以把霍尔元件等效成一电桥，如图15-5所示。电桥的四个电阻分别为r1,r2,r3,r4,当两个霍尔电压电极在同一等位面上时, r1 =r2= r3 =r4,则电桥完全平衡，U O=0；当两个电极不在同一等位面上时（如r3> r4）则有U O输出。可采用图15-6所示方法进行补偿，外接电阻R应大于霍尔元件的内阻，调整R P可使U O=0。
3.2.2、带光电耦合电路的位移脉冲采样电路
位移脉冲采样电路由两部分组成。其中传感器板安装在需要测量的旋转体的现场，传感器板上有集成霍尔开关传感器，该传感器是我们介绍的霍尔传感器进一步集成后的产品可以购买得到，此集成霍尔传感器可以根据其外围磁场的变化即高于或低于门槛值而输出标准的方波信号。因为测量行走部分距离主控板有一定的距离，所以两块电路板需要信号线连接和传输，如图3所示，我们采样用了电流环的传输方式即两根线传送一位信号目的就是为了增加信号在传输过程中的抗干扰措施。如图可知，电流环经高速光电耦合器6N137形成闭合回路返回传感器板，传感器板上的闭合回路的一端接电源和限流电阻，另一端接同相器U30。集成霍尔开关传感器的输出脉冲经同相器U30同相放大后输出，当U30输出低电平时电流环经光电耦合器回路中有电流，光电耦合器导通其输出端VOUT输出低电平，反之当U30输出高电平时电流环经光电耦合器回路中无电流，光电耦合器截至其输出端VOUT输出高电平。当旋转设备转动时导致集成霍尔开关传感器输出脉冲方波信号又使光电耦合器感应输出。由图可知光电耦合器的输出端VOUT与单片机的P1.0口相连，单片机可以通过P1.0口采样到光电耦合器输出的高低电平的变化，从而单片机可以推算出某一段时间内被测旋转体所转动的圈数即可以推算出当前所测的旋转设备的位移值。
图3.2 带光电耦合电路的位移脉冲采样电路
3.3、声光报警电路
声光报警电路由R20、R21、Q1、LED1、LED2、LED3、LED4、BU1组成。三极管Q1起功率放大作用。当水位控制器可以正常接收水位检测仪发送过来的水位信息值并且判定目前水位值调节正常在一定的限度内时，单片机对应引脚P1.3输出高电平，不报警；水位控制器不能正常接收水位检测仪发送过来的水位信息值（即水位监测仪表和水位控制仪表之间的通讯信息交换出现了问题）或者水位控制器判定目前水位值偏离正常值一定的限度时并且还在恶化时，单片机对应引脚P1.3输出周期和脉冲宽度可调的方波波形，三极管Q1导通或截止控制发光二极管导通点亮产生光信号和使蜂鸣器BU1发出声信号报警；当水位偏离设定值较大时短路或水位控制器自身监测有故障时，单片机对应引脚也输出脉冲波形但周期和脉冲宽度和正常报警有所不同，三极管Q1导通或截止，发出急促故障报警信号以便明显区别于正常的报警信号。由于水位控制器安装在现场，各种吵喳声和噪音交织在一起都比较大，所以声音报警的作用不会太明显，于是我们考虑加大光报警的强度，使我们在一定距离外就可以观察到报警信息的存在。具体的做法就是增加LED发光二极管的数量，这样在报警时会发出较为强的光信号。
图3.3 声光报警电路
3.4、电动伸缩门行走速度调节控制电路
有时情况紧急时需要及时将电动伸缩门在原有的开度的基础上快速开大或关小，以实现必要的人流控制。由于可以通过1－5V的模拟电压控制变频器输出频率进而控制行走电机的转速来达到改变门的行走速度，但是单片机本身只能输出数字量，所以这里使用了D/A转换器和相应的接口运算放大器电路来实现，如图3.4所示。
图3.4 电动伸缩门开度调节控制电路
3.5、电动伸缩门开度显示电路
图3.5电动伸缩门开度显示电路
3.6、继电器保护控制电路
图3.6 继电器保护控制电路
当检测到行走位置达到极限位置而无法停止时，单片机工作输出低电平，使的三极管V3、V4导通，1、3脚连通，控制电动伸缩门保护继电器动作，达到切断电源供电线路来实现紧急停车以免有不可预测事故发生。
3.7、看门狗保护电路
看门狗电路是实用单片机电路必不可少的保护部分。实际上没有看门狗保护电路的单片机系统是无法正常工作的。目前看门狗芯片主要包括以下几个功能：1、上电复位功能，有了看门狗芯片后电路中不再需要另加通用的阻容复位电路了；2、监视单片机的工作状况，当单片机的工作不正常时，如由于不可知的偶然因素导致程序跑飞，看门狗电路可以使单片机复位，即将跑飞的程序重新导入正途；3、常用的看门狗芯片还具有低电压保护引脚其功能和具体用法将在下面详细介绍。如图3.7所示，图中按钮开关S6是接在看门狗芯片上的手工复位单片机按钮，通过按下此按钮同样可以复位单片机，由此可见看门狗电路的作用非常的重要。
图3.7 看门狗保护电路图
3.8、通信接口电路
水位监控仪表实际上设计的是一组两个仪表，即水位监测仪表和水位控制器。其中水位监测仪表负责采集水位的高低的数据而水位控制器则要根据监测仪表传过来的数据控制向容器补水的电动阀门的开度以达到重新调整容器水位的目的。一般情况下，水位检测仪安装在集控室而水位控制器安装在现场容器补水阀旁边，两者之间可以通过通信的方式交换数据。
如图3.8所示，采用MAX485芯片，以485协议进行半双工通信。
图3.8 通信接口电路
4 元器件的选择
4.1 电源部分
采用开关电源模块供电，本设计共需要三个等级的电源电压。第一：单片机及其外围接口电路工作需要使用标准的＋5V直流电压；第二：系统出现故障的声光报警电路本设计采用了＋12V的直流电源供电；还有：采样电路中的运算放大电路等需要±12V双电源供电，目的就是为了提高声光报警的功率，加大声光报警作用的范围，使得操作人员在附近不远处询查时出现位移异常时也可以较清晰的听到或看到报警信息。
为了降低开发难度和成本，同时考虑到线路中的所需使用较大功耗仅在声光报警时，所以选用AC/DC模块为AC220V—DC±12V，将此开关电源模块的输出直接向声光报警电路提供电源，同时将一片LM7805的输入端与开关电源模块的输出端相连，这样开关电源模块输出的＋12V直流电压经LM7805变换成单片机及其外围接口电路需要的＋5V的直流电源电压。
4.2 变频调速控制器的选择
变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency）。变频器的控制对象三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配电机极数是2/4极，变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）如下。
1、平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全。
2、在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度。
3、无级调速，调速精度大大提高。
4、电机正反向无需通过接触器切换。
5、非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制。
变频器启动方式如下
1、从启动频率启动。变频器输出由0直接变化为启动频率对应的交流电压，而后在此基础上按照
2、加速曲线逐步提高输出频率和输出电压直到设定频率到达。启动频率不宜过大，否则会造成启动冲击或过流。
3、先制动后从启动频率再启动。变频器先给电机通脉冲直流，使电机保持在停止状态，然后再按照从启动。
4、频率方式直接启动。一般应用在负载初始状态不确定的场合
5、转速跟踪启动。直接将正在自由旋转的电机或负载由当前速度驱动到预定速度，非常适用于水泵的工频变频切换或重要设备的异常停机后的快速恢复。
变频器停车方式如下。
1、减速停车。变频器接到停止命令后按照减速时间对应曲线逐渐减小输出频率，到0后停机。这种方式最常用，当直流母线电压过高时会自动启动能耗制动，此时需配置制动单元，否则会报减速过电压。
2、自由停车。变频器接到运行停止命令后，立刻中止输出，负载靠自然阻力停止。变频器故障时的停车方式就是自由停车。
3、减速＋直流制动停车。变频器接到运行停止命令后，按照减速时间对应曲线逐渐减少输出频率，当到达某一预设频率，即开始直流制动（通脉冲直流）停车，防止电机爬行。对于大惯量负载或有定位要求的场合非常适用。
变频器的选型原则。
充分了解各变频器支持的选配件是正确选配的基础。对于变频器的选配件选配，必须要把握以下几个原则：
1、要选用交流输入电抗器、直流电抗器。如：宾馆中央空调、电机功率大于55KW以上。
2、电网品质恶劣或容量偏小的场合。如不选用可能会造成干扰、三相电流偏差大，变频器频繁炸机。
3、要选用交流输出电抗器。变频器到电机线路超过100米（一般原则）。
4、一般要选用制动单元和制动电阻。提升负载频繁快速加减速。大惯量（自由停车需要1min以上，恒速运行电流小于加速电流的设备）。
5、充分了解控制对象性能要求。一般来讲如对启动转矩、调速精度、调速范围要求较高的场合则需考虑选用矢量变频器，否则选用通用变频器即可。
6、了解负载特性，如是通用场合，则需确定变频器是G型还是P型。
7、了解所用电机主要铭牌参数：额定电压、额定电流。确定负载可能出现的最大电流，以此电流作为待选变频器的额定电流。如果该电流小于适配电机额定电流，则按适配电机选择对应变频器，考虑成本因素，如选用的是通用变频器。
智能型电动伸缩门变频电动受变频输出控制，而变频器输出频率受单片机控制的DAC控制器的模拟输出控制。这样在电动伸缩门行走速度调节过程中，电机运行转速变化与其运行速度是变化的密切相关且有一定的比例关系。在输入信号和实际转速反馈信号偏差较大时，
加速调节作用。但随着输入信号和阀位反馈信号偏差减小，行走电机速度会变慢，伸缩门的运动速度也会随之下降。越接近平衡点阀电机速度会越慢。在平衡点附近伸缩门会一点点打开或关闭，具有极强的微调作用，其结果是大大提高了阀门的控制精度。
图4.2 变频控制电路
4.3 单片机
本模块采用的主要芯片是AT89C52，该单片机是ATMEL公司生产的低功耗、高性能的8位CMOS微处理器，它自带8K的快速擦写可编程的程序存储器，芯片的制造工艺采用了ATMEL 公司的高集成固定存储技术，在程序指令的设置与输出方面和工业标准80C52相兼容。可擦写的特性是程序存储器在系统中能被重写或者通过一种惯用的固化内存的设备来完成，通过结合一种通用8位CPU激光擦除功能整合在一个芯片中。AT89C52是一款功能强大的微处理器，给嵌入式系统提供了较强的灵活性和极为有效的解决方法。AT89C52内部包含有1个8位CPU、振荡器和时钟电路，8K字节的程序存储器，128字节的数据存储器，可寻址外部程序存储器和数据存储器（各64K字节），21个特殊功能寄存器，4个并行I/O口，1个全双工串行口，3个16位定时器/计数器，6个中断源，提供2个中断优先级，可实现二级中断优先级。具有位寻址功能，有较强的布尔处理能力。
考虑单片机的运行速度，选用常用的12M晶振频率。再此频率下，单片机一个机器周期为1微妙，运行速度较快。
4.4 看门狗监视芯片
本设计一般应用于工业现场需要监测设备转速的场合，外界干扰较多且必须要考虑，从系统可靠性角度出发，单片机选用同时具有上电复位方式和监视功能的看门狗监视芯片。其性能介绍如下。
监控芯片可为系统提供上电、掉电复位功能，也可提供其它功能，如后备电池管理，存储器保护、低电压告警或看门狗等。“看门狗”计时器电路英文名为Watch Dog Timer，简称WDT。其作用是监测单片机的运行，一旦发现“死机”就发出复位信号恢复程序的正常运行。WDT电路种类很多，但基本原理相同。MAX813L是美国MAXIUM公司生产的系统μP监控芯片，具有价格低、功能完善、低功耗的优点，而且工作温度范围宽（-40～+80℃），使用简单。它能在上电、掉电期间或手动情况下产生复位信号，它内含一个1.6s的看门狗定时器的4.40V的电源电压监视器。另外，还有一个1.25V门限的电源故障报警电路，可用于检测电池电压和非5V的电源。PFI为电源故障电压监控输入，当PFI小于1.25V时，PFO变为低电平，PFO为电源故障输出端，通过外接电阻R1﹑R2可组成不同门限电压监视网络。当电源电压低于容限电压时即视为报警输出。监控电路还具有上电复位输出和外部手动复位输出功能，芯片内部有一个上电比较器，当电源电压上升到可靠的工作电压后，即在 RESET 端输出一个200ms的复位信号，保持单片机系统的正常复位。芯片内有一个看门狗定时器WDT，WDI为看门狗输入，接单片机P1.7，其最短的状态改变周期为1.6秒，当WDI保持高电平或低电平达1.6s时可使内部定时器完成计数，并置WDO为低。WDO为看门狗输出，如果连接到MR将会触发复位信号使单片机系统复位。
4.5 声光报警
虽然单片机AT89C52的P1口、P3口低电平时的吸收电流可达20mA，不需要外接驱动电路，可直接驱动发光二极管，但是为了降低单片机本身的功耗提高其工作的稳定性我们仍使用＋12V电源加限流电阻经单片机引脚控制的三极管9012开启点亮数码管，。所以选用LED 共阳极发光二极管BT311057，经限流电阻直接连到三极管的集电极上。单片机高电平时，发光二极管不亮；低电平时点亮发光二极管。发光二极管的发光亮度强弱由流过它的电流决定，通常2mA以上就能保证发光二极管可靠发光，它的正常工作电流为8~10mA，发光二极管的压降为1.5V。所以，选择发光二极管的正常工作电流为10mA，则它的限流电阻可由以下公式计算：RL=（12-1.5×2）V/10mA=900Ω，取限流电阻为910Ω。
蜂鸣器用来作为报警指示，选用直流型FM12-12V型号。蜂鸣器工作电压为+12V，工作
电流在20mA以上。单片机的驱动电流不够，不能直接驱动，必须外接功率驱动。因此，选用PNP型三极管9012作为蜂鸣器的功率驱动，与基极相连的电阻取2K阻值，保证三极管工作在饱和状态。
4.6 电动伸缩门速度调节控制电路
电动伸缩门速度调节控制电路实际上是数字量到模拟量转换的电路，所以数模转换器是必不可少的，这里选择较常用的DAC0832这种数模转换器来实现相应的功能，其具体性能详述如下。
DAC0832是双列直插式8位D/A转换器。能完成数字量输入到模拟量(电流)输出的转换。图4.6为DAC0832的引脚图和内部结构图。其主要参数如下：分辨率为8位，转换时间为1μs，满量程误差为±1LSB，参考电压为(+10～-10)V，供电电源为(+5～+15)V，逻辑电平输入与TTL兼容。从图4.6中可见，在DAC0832中有两级锁存器，第一级锁存器称为输入寄存器，它的允许锁存信号为ILE，第二级锁存器称为DAC寄存器，它的锁存信号也称为通道控制信号/XFER。
图4.6 DAC0832内部结构图
图4.6中，当ILE为高电平，片选信号/CS 和写信号/WR1为低电平时，输入寄存器控制信号为1，这种情况下，输入寄存器的输出随输入而变化。此后，当/WR1由低电平变高时，控制信号成为低电平，此时，数据被锁存到输入寄存器中，这样输入寄存器的输出端不再随外部数据DB的变化而变化。对第二级锁存来说，传送控制信号/XFER 和写信号/WR2同时为低电平时，二级锁存控制信号为高电平，8位的DAC寄存器的输出随输入而变
XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
综合实训任务书
目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (3) 1.3 按键和LED模块 (5) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (6) 2 软件设计 (7) 2.1 ADC模块 (7) 2.1.1 ADC模块原理描述 (7) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (8) 2.2 SSI 模块 (8) 2.2.1 SSI模块原理描述 (9) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (10) 2.3 定时器模块 (10) 2.3.1 定时器模块原理描述 (10) 2.3.2 定时器模块流程图 (11) 2.4 DS18B20模块 (11) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (11) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (12) 2.5 按键模块 (13) 2.5.1 按键模块原理描述 (13) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (13) 2.6 PWM模块 (13) 2.6.1 PWM模块原理描述 (14) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (14) 2.6 主函数模块 (14) 2.6.1 主函数模块原理描述 (14) 2.6.2主函数模块程序设计流程图 (15)
单片机红外遥控系统设计 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。 本设计主要应用了AT89C51单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点，设计了一个红外线遥控系统。本系统包含发射和接收两大部分，利用编码/解码芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外线发射器；接收部分包括红外线接收芯片、光电转换器、调解电路。其优点硬件电路 简单，软件功能完善，性价比较高等特点，具有一定的使用和参考价值。 关键词：单片机AT89C51；LED红外线发射器
目录 目录 (2) 1 绪论 (2) 1.1研究背景 (2) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究目的与意义 (3) 2系统方案设计论证 (5) 2.1单片机红外遥控发射器设计原理 (5) 2.2单片机红外遥控接收器设计原理 (5) 2.3方案选择和论证 (6) 3红外解码硬件电路设计 (8) 3.1红外解码系统设计 (8) 3.2单片机及其硬件电路设计 (8) 3.3红外发射电路设计 (10) 3.4红外接收电路设计 (11) 3.5本章小结 (13) 4红外解码程序设计 (14) 4.1红外接收电路主程序流程图 (14) 4.2红外接收电路子程序流程图 (14) 4.3本章小结 (15) 5 联机与调试 (16) 结论和展望 (23) 附录A：系统原理图 (24) 附录B：系统PCB图 (25) 附录C：系统仿真图 (26) 附录D：系统源程序 (27) 1 绪论 1.1研究背景 目前市场上采用的一般是遥控编码及解码集成的电路。此方案的特点是制作简单、容
智能家居控制系统-课程设计报告
XXXXXXXXXXXXXX 嵌入式系统原理及应用实践 —智能家居控制系统（无操作系统） 学生姓名XXX 学号XXXXXXXXXX 所在学院XXXXXXXXXXX 专业名称XXXXXXXXXXX 班级XXXXXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXXXXXXXX 成绩 XXXXXXXXXXXXX 二○XX年XX月
综合实训任务书
目录 前言 (1) 1 硬件设计 (1) 1.1 ADC转换 (3) 1.2 SSI控制数码管显示 (4) 1.3 按键和LED模块 (6) 1.4 PWM驱动蜂鸣器 (7) 2 软件设计 (8) 2.1 ADC模块 (8) 2.1.1 ADC模块原理描述 (8) 2.1.2 ADC模块程序设计流程图 (9) 2.2 SSI 模块 (9) 2.2.1 SSI模块原理描述 (10) 2.2.2 SSI模块程序设计流程图 (11) 2.3 定时器模块 (11) 2.3.1 定时器模块原理描述 (11) 2.3.2 定时器模块流程图 (12) 2.4 DS18B20模块 (12) 2.4.1 DS18B20模块原理描述 (13) 2.4.2 DS18B20模块程序设计流程图 (13) 2.5 按键模块 (14) 2.5.1 按键模块原理描述 (14) 2.5.2 按键模块程序设计流程图 (14) 2.6 PWM模块 (15)
2.6.1 PWM模块原理描述 (15) 2.6.2 PWM模块程序设计流程图 (16) 2.6 主函数模块 (16) 2.6.1 主函数模块原理描述 (16) 2.6.2........................... 主函数模块程序设计流程图16 3．验证结果.. (17) 操作步骤和结果描述 (17) 总结 (18)
交通信号控制系统解决方案 1概述 交通信号控制系统，是智能交通系统（ITS）在交通管理工作中的基本应用，也是城市智能交通管控系统中最直接、最基础的应用系统。通过建设信号控制系统，实现信号路口联网远程控制、交通流量的采集、路口自适应控制、绿波协调控制以及区域的自适应控制，有效减少车辆的停车次数，节省旅行时间；后台实时调整信号配时，采取多时段控制方式，必要时，可通过智能交通管理中心人工干预，直接控制路口交通信号机执行指定相位，有效的疏导交通，减少行车延误，提高通行能力，缓解日益严峻的城区道路交通拥堵压力，提高城区交通综合管理能力，减少汽车尾气排放，美化环境，提升城区形象。 2系统结构设计 系统结构划分为3级：分别为中心控制级设备、区域控制级设备以及路口控制级设备。交通信号控制系统设备主要包括中心设备、前段设备和通信设备。
（1）中心控制级设备 中心控制级设备作用主要是： ?监控整个系统的运行。 ?协调区域控制级的运行。 ?具备区域控制级的所有功能。（2）区域控制级设备 区域控制级设备作用主要是： ?监控受控区域的运行。
?对路口交通信号进行协调控制。 ?对路口交通信号机的工作状态和故障情况进行监视。 ?通过人机回话对路口交通信号机进行人工干预。 ?监视和控制区域级外部设备的运行。 ?进行交通流量统计处理。 （3）路口控制级设备 路口控制级设备即信号机，其作用主要是： ?控制路口交通信号灯。 ?接收处理来自车辆检测器的交通流信息，并定时向区域计算机发送。 ?接收处理来自区域计算机的命令，并向区域计算机反馈工作状态和故障信息。 ?具有单点优化能力。 3系统功能设计 3.1基础功能 （1）区域自适应控制 系统以控制子区作为基本控制单元，综合考虑子区内的交通运行状态（如交通阻塞、交通拥挤、交通顺畅）、交叉口的关联性大小、交叉口的实际交通量，确定公共信号周期与相位差的决策模型，并运用智能优化算法实时优化子区协调控制配时参数，实现控制子区交叉口的协调控制功能。 系统的区域交叉口协调控制能够确保控制区域内的交通流时刻处于最佳运行状态，相邻交叉口之间协调方向的行驶车流可以获得尽可能不停顿的通行权，大大降低车辆在交叉口频繁加减速所产生的交通污染，减少区域交通总的车辆燃油
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行实时监控，或接入以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成
诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
系统结构图
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有
单片机与接口技术课程设计 题目: 基于单片机红外线遥控控制 LED灯显示系统设计与制作班级：电子科学与技术1101 姓名：李婷 学号：110803025 2013年12月11日
目录 第一章设计要求 (3) 第二章硬件系统设计 (3) 2.1基于单片机红外线遥控控制LED灯显示系统框架图 (3) 2.2单片机控制系统及其基本电路 (4) 2. 2.1 单片机最小系统 (4) 2.2.2时钟电路 (5) 2.2.3复位电路 (5) 2.3基于单片机红外遥控控制LED系统的设计原理 (6) 2.3.1单片机红外遥控控制LED显示系统原理 (6) 2.3.2单片机红外遥控控制LED系统码分制原理 (7) 2.4红外遥控发射系统电路设计 (8) 2.4.1指令按键电路 (8) 2.4.2 发射电路 (9) 2.4.3 显示模块 (9) 2.5红外遥控接收系统电路设计 (11) 2.5.1接收电路 (11) 2.5.2 LED灯显示电路 (11) 2.6硬件原理图 (12) 第三章软件系统设计 (12) 3.1 红外线发射电路程序流程图设计 (13) 3.2 红外线接收电路程序流程图设计 (13) 第四章系统测试与分析 (14) 4.1 利用Proteus和keil进行仿真调试 (14) 4.2 仿真图 (16) 第五章总结 (18) 附录1 (18) 附录2 (22) 参考文献 (25)
赣南师范学院 2013 — 2014 学年第_1_学期课程论文行政班级：电子科学与技术1101 学号：110803025 姓名：李婷
图2-1 系统的设计总框图 2.2单片机控制系统及其基本电路 2.2.1单片机最小系统 单片机晶振电路：对于MSC-51一般的晶振频率可以在1.2MHz—12MHz 之间选择，这是电容C可以对应的选择10pF—30pF。当使用89C55时晶振频率可以提高到24MHZ。对于本设计的电容C用30pF，晶振选用11.0592MHz。晶振电路如下图3-1所示，一条引脚接在XTAL1，另一条接在XTAL2。单片机的复位电路：为了防止程序执行过程中失步或运行紊乱，此处采用了上电复位及手动复位电路，电路图如下图2-1所示： 图2-2-1 单片机最小系统图
智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】
智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图
xx家电控制系统设计说明 一、定义 智能家居又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（HomeAutomation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（DigitalFamily）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭/建筑 （IntelligentHome/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。 智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。 智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。 智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。 二、表述 智能家居其实有两种表述的语意，定义中描述的，以及我们通常所指的都是智能家居这一住宅环境，既包括单个住宅中的智能家居，也包括在房地产小
编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日
德州学院毕业论文（设计）中期检查表
目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。
引言 随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段在各级各类学校都得到了广泛应用。近年来，在多媒体教学系统的使用、开发和研制中，经常遇到同时使用多种设备，如：数字投影机、DVD、VCD、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得使用多种遥控器，给使用者带来了诸多不便。本次毕业设计的主题就是红外遥控电路设计。红外遥控的特点是利用红外线进行点对点通信的技术，不影响周边环境，不干扰其他电器设备。室内近距离（小于10米），信号无干扰、传输准确度高、体积小、功率低的特点,遥控中得到了广泛的应用。通过基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，可以选择不同的按键来控制不同的设备。从而方便快捷的实现远程控制。 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样；用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定，而业余条件下只能用拉锯法来粗略判判定。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作，亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用，这样才能获得较高的灵敏度。红外发光二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率一般都较小，所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱，因此就要增加高增益放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种：一种采用铁皮屏蔽；一种是塑料封装。均有三只引脚，即电源正（VDD）、电源负（GND）和数据输出（VO或OUT）。 红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来如同一只三极管，非常方便。
基于物联网技术的智能家居控制系统设计方案 随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。 家庭智能化即智能化家居 (Smart Home)，亦称数字家园(Digital Family )、家庭自动化(Home Automation )、电子家庭(E-home)、智能化住宅(Intelligent Home )、网络家居(Network Home )、智能屋(Wise House, WH)、智能建筑(Intelligent Building、等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。其从控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。 1智能家居系统体系结构 家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对 讲系统、远程监控系统、远程医疗监护系统等组成，框图如图1所示。 图1智能家居系统结构框图 2系统主要模块设计 2.1照明及设备控制 智能家居控制系统的总体目标是通过采用计算机、网络、自动控制和集成技术建立一个 由家庭到小区乃至整个城市的综合信息服务和管理系统。系统中照明及设备控制可以通过智 能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主从机两大模块，当主机触 发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触 发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主
电子电路综合设计总结报告 题目：红外遥控器信号接收和显示的设计 摘要： 随着电子技术的发展，红外遥控器越来越多的使用到电器设备中，但各种型号遥控器的大量使用带来的遥控器大批量多品种的生产，使得检测成为难题，因此智能的红外遥控器检测装置成为一种迫切的需要。在该红外遥控器信号的接收和显示电路以单片机和一体化红外接收器为核心技术，具体由单片机最小系统、单片机和PC机间的通信模块、红外接收模块、数码管显示模块和流水灯模块组成。在本系统的设计中，利用红外接收器接收遥控器发出的控制信号，并通过软件编程将接收信号存储、处理、比较，并将数据处理送至数码管显示模块。总之，通过对电路的设计和实际调试，可以实现红外遥控器信号的接收和显示功能。根据比较接收信号的不同，在数码管显示电路及流水灯电路上显示相应的按键数字或闪烁变化功能，并可实现单片机及PC机之间的通信功能，使得控制信号能在PC机上显示。
关键词：单片机红外接收器HS0038 解码串口调试
设计任务 结合单片机最小电路和红外线接收接口电路共同设计一个基于单片机的红外遥控信号接收和转发系统，用普通电视机遥控器控制该系统，使用数码管显示信号的接收结果。 1、实现单片机最小系统的设计。 2、当遥控器按下数字键时，在数码管上显示其键值。如按下数字键1，则在数码管上显示 号码01。 3、当遥控器按下音量△及音量▽时，用两位数码的周围段实现顺时针或者逆时针旋转的流 水灯功能。（为使得音量的增减清晰显示，试验中在单片机的P1口外接一排流水灯，具体功能的实现见方案的可行性论证） * 运用串口调试助手，在遥控器有按键按下时，将其键值显示在PC机上。 * 当遥控器按下频道△及频道▽时，在数码管上显示加1或减1后的数值。 一、系统方案比较和论证 1、方案比较和选择 为了实现系统整体功能，红外解码部分是核心，红外解码是指将遥控发射器所产生的红外遥控编码脉冲所对应的键值翻译出来的过程。下面将系统方案做一论证，通常有硬件解码和软件解码两种方案。 方案一：此方案中，使用专用遥控器作为控制信号发出装置，当按下遥控器的按键后，一体化红外接收装置接收到遥控器发出的设置控制信号，然后将信号送到专用的解码芯片中进行解码，解码后将信号送到单片机，由单片机查表判断这个信号是按键数值信号或控制音量、频道等信号，当确认是何种信号后，启动子程序，然后进行查询。每次红外接收头接收到红外信号传到解码器中，解码器解码完毕后送到单片机，单片机再通过查表确定这些数值并进行相应功能的控制。设计原理图如图1所示。 图1、方案一设计原理图 方案二：此方案中，采用普通的家用遥控器作为控制信号发出装置，当按下遥控器的按键后，一体化红外接收装置接收到遥控器发出的红外线控制信号，然后把这个信号转换成电信号，传到单片机中，利用单片机对这个信号进行解码，解码完成后查表确定是按键数值信号或控制音量、频道等信号，启动子程序，进行相应的显示数字等功能。然后查询，重复上述流程。设计原理图如图2所示。
基于单片机的智能交通灯控制系统设计 与实现
诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
基于单片机的智能交通灯控制系统设计与实现 摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。交通信号灯控制方式很多。本系统采用STC89C52RC单片机以及单片机最小系统和74HC245电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。 关键词：交通灯；单片机；显示；计时；车流量
Design and implementation of intelligent traffic lights control based on MCU Abstract In recent years along with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, and promote the traditional control detection technology is updated. In real-time detection and automatic control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, only SCM knowledge is not enough, should be based on specific hardware structure of hardware and software combination, to be perfect. Crossroads shuttle vehicles, pedestrians bustling, car dealership traffic lane, people walkways, everything in good order and well arranged. So what to rely on to realize it in order? Is the traffic lights on the automatic command system. A lot of traffic signal control. This system uses STC89C52RC and 74HC245 system and the smallest transistor driving circuit and a periphery of the keys and digital tube display and other parts, a design based on the single chip design of traffic lights. Design through one of two common cathode nixie tube display, and can be key to regular set. This system is practical, simple operation, strong expanding function. Keywords: Traffic light，SCM，Display，Timing，Traffic flow
智能生活智慧人生智能家居控制系统解决方案 广东领航者科技有限公司
一、概述 本方案设计采用witlife智能家居控制系统。 维德莱夫品牌源自澳大利亚，始创于1989年， Witlife维德莱夫—智能生活·智慧人生，系智能化酒店，智能化家居的领航者，在大洋洲和大中华地区设有研发和业务机构。在全球40多个国家和地区设有经销商和代表处。为智能化生活的进一步发展奠定了厚实的基础，为智能化领航起到了决定性作用。公司自创立以来始终不变的核心理念：为智能生活，提供人性化、专业化的全程智能服务，实现超乎客户满意的惊喜。 Witlife维德莱夫大中华地区总部成立于2010年，Wit life维德莱夫是一家专业从事家庭智能化控制产品与解决方案的研发、生产、销售和服务的全球知名企业，是全球知名的智能家居公司。 Witlife维德莱夫智能家居系统，是采用自动化控制系统、计算机网络系统、网络通讯技术、无线射频(RF)技术于一体的智能控制系统。具有实时显示、即时控制、预设控制、远程控制等功能，可以用家用电脑、手机、平板电脑、RF遥控器、触控面板等多种方式进行控制。通过网络可以完全掌控家庭、酒店所有的灯光、空调、电视、音响、热水器、饮水机、电饭煲、房门、窗帘、供养、浇花等。 Witlife维德莱夫，智能生活，智慧人生，一切尽在掌握之中。 推出的世界上最先进的网络家居控制系统，广泛应用于现代住宅中的安防监控、灯光窗帘、温度湿度、音乐影院等智能控制，并能无
缝接入小区网络对讲、家庭物联网。 二、网络家居控制系统的设计标准 本设计方案主要参照以下设计标准： 1、JGJ/T16-92 （民用建筑电气设计规范） 2、EN50090 （欧洲电工标准） 三、智能家居系统结构原理 智能家居控制系统采用目前最先进的网络架构，分散控制各个子系统，最适合现代家居的应用，其结构如下： 智能家居控制系统结构 智能家居控制系统的基本构成是网络点，网络点通过网络线接入路由器构成的家庭局域网。可以高速双向传输控制、信息、视频、音频等。 由上图可看出，智能家居控制系统平台能够搭载各种控制子系统，除了继电器控制信号，它能控制任何控制协议，传输任何音频、视频、信息数据，并能双向反馈。 智能家居控制系统具有： ?居家安防控制 ?居家监控系统 ?灯光智能控制
目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)
有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。
河南科技学院机电学院单片机课程设计报告 题目：红外遥控控制系统设计 专业班级：电气工程及其自动化103 姓名：张明军 时间：2012.12.15 ～2012.12.28 指导教师：田丰庆邵锋张素君完成日期：2012年12月28 日
红外遥控控制课程设计任务书 1.设计目的与要求 设计出一个用于红外遥控控制的控制器。准确地理解有关要求，独立完 成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能： （1）有效遥控距离大于10米。 （2）遥控控制的路数在5路以上。 （3）采用数码管显示当前工作的控制电路。 （4）通过遥控器可以任意设置用户密码（1-16位长度），只有合法用户才能有修改电路控制的功能，同时系统掉电后能自动记忆和存储密码在系统中。 （5）密码的输入时间超过12秒或者连续3次输入失败，声音报警同时锁定系统，不让再次输入密码。此时只有使用管理员密码方能对系统解锁。 2．设计内容 （1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出； 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。 4．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。 论文结构清晰，层次分明，理论严谨
目录 1引言 (1) 2总体设计方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2设计方框图 (3) 3设计原理分析 (4) 3.1发射电路设计 (4) 3.2接收电路设计 (7) 3.3 软件设计 (9) 4 结束语 (12) 参考文献 (13) 附录一 (14) 附录二 (15)
红外遥控控制系统 摘要：本设计由发射器和接收器两部分组成。指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外线发射器组成。当指令键被按下时，指令信号产生电路便产生所需要的控制信号，控制指令信号经调制电路调制后，最终由驱动电路驱动红外线发射器，发出红外线遥控指令信号。 接收器由红外线接收器件、前置放大电路、解调电路、指令信号检出电路、记忆及驱动电路、执行电路组成。当红外接收器件收到发射器的红外指令信号时，它将红外光信号变成电信号并送到前置放大电路进行放大，再经过解调器后，由信号检出电路将指令信号检出，最后由记忆电路和驱动电路驱动执行电路，实现各种操作。 控制信号一般以某些不同的特征来区分，常用的区分指令信号的特征是频率和码组特征，即用不同的频率或者编码的电信号代表不同的指令信号来实现遥控。所以红外遥控系统通常按照产生和区分控制指令信号的方式和特征分类，常分为频分制红外线遥控和码分制红外线遥控。 关键词：4×4矩阵键盘；AT89C51；接收器件；震荡特性 1 引言 红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可*而且能有效地隔离电气干扰。 远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。红外线又称红外光波，在电磁波谱中，光波的波长范围为 0.01um~1000um 。根据波长的不同可分为可见光和不可见光，波长为0.38um~0.76um 的光波可为可见光，红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的，波长为0.76um~1.5um 。用近红外作为遥控光源，是因为目前红外发射器件( 红外发光管 ) 与红外接收器件 ( 光敏二极管、三极管及光电池 ) 的发光与受光峰值波长一般为 0.8um~0.94um ，在近红外光波段内，二者的光谱正好重合，可获得较高的传输效率及较高的可靠性。随着远程教育系统的不断发展和日趋完善，利用多媒体作为教学手段各级各类学校都得到了广泛应用。但经常会遇到同时使用多种设备，如： DVD 、 VCD 、录像机、电视机等，由于各种设备都自带遥控器，而且不同的设备所遵循的红外传输规约也不尽相同，操纵这些设备得用多种控器，给使用者带来了诸多不便。基于单片机的控制指令来对多种设备进行远程控制，从而方便快捷的实现远程控制。红外遥控的特点是不影响周边环境的、于10 米）遥控中得到了广泛的应用。
智能交通灯控制系统的设计
前言 1.1 概述 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制日新月益的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。 随着微控技术的日益完善和发展，单片机的应用在不断走向深入。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。也就是说单片机应用的出现是对传统控制技术的革命。它在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领路得到了广泛应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化控制。因此单片机的开发应用已成为高技术工程领域的一项重大课题。因此了解单片机知识，掌握单片机的应用技术具有重大的意义。 1.2 基于单片机的智能交通灯控制系统设计的意义 国内的交通灯一般设在十字路口，在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯。加上一个倒计时的显示计时器来控制行车。对于一般情况下的安全行车，车辆分流尚能发挥作用，但根据实际行车过程中出现的情况，还存在以下缺点：1.经常出现的情况是某一车道车辆较多，放行时间应该长一些，另一车道车辆较少，放行时间应该短些。2.没有考虑紧急车通过时，两车道应采取的措施，例如，消防车执行紧急任务通过时，两车道的车都应停止，让紧急车通过。 基于传统交通灯控制系统设计过于死板，红绿灯交替是间过于程式化的缺点，智能交通灯控制系统的设计就更显示出了它的研究意义，它能根据道路交通拥护，交叉路口经常出现拥堵的情况。利用单片机控制技术．提出了软件和硬件设计方案，能够实现道路的最大通行效率。