|
2.3温度采集部分 能进行温度测量是本设计的创新部分，由于现在用品追求多样化，多功能化，所以我们决定给系统加上温度测量显示模块，方便人们的生活，使该设计具有人性化。 内容来自www.paper51.com 方案一：采用热敏电阻，可满足 40 摄氏度至 90 摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测小于 1 摄氏度的信号是不适用的。 copyright paper51.com 方案二：采用温度传感器DS18B20。DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，且DS18B20测量精度高，增值量为0.5摄氏度，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用方便。 copyright paper51.com
基于DS18b20的以上优点，我们决定选取DS18b20来测量温度。 copyright paper51.com
2.4芯片的选择 paper51.com 方案一：采取并口输入，占用大量I/O口资源 内容来自www.paper51.com 方案二：选取串口输入，使用较少。所以我们选用串口输入。串口输入我们可以选用芯片有74HC595、74LS164、TPIC6B595。但是74HC595和74LS164两种芯片必须加驱动才能驱动LED，而TI 公司的DMOS 器件TPIC6B595 , 除具有TTL 和CMOS 器件中移位寄存器595 的逻辑功能外, 其最大的特点是驱动功率大, 可直接用作LED的驱动。 http://www.paper51.com
综合以上比较，我们选取TPIC6B595来驱动LED点阵。 http://www.paper51.com
2.5闹铃方式的选择 内容来自www.paper51.com 方案一：采用蜂鸣器闹铃，当到设定时间时，单片机向蜂鸣器送出高电平，蜂鸣器发生。采用蜂鸣器闹铃结构简单，控制方便，但是发出的闹铃声音单一。 copyright paper51.com 方案二：采用录音放音芯片1420闹铃，先对录放音设备录入一段音乐，当到设定时间时，单片机控制录放音设备放音。采用录放音电路铃声可以自己预先设定一段自己喜欢的音乐，符合电器设备人性化的要求。且1420芯片可以分段录音，还具有语音报时功能。 http://www.paper51.com 基于录音放音芯片1420的以上优点，我们决定采用录放音设备闹铃。 copyright paper51.com 2.6止闹方式的选择 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
一般钟表都具有闹钟功能，到设定时间，便自动启动闹钟，发出音乐提醒人们，再由人按下止闹按钮停止闹钟工作。 一般每天只能设置一次闹钟、并要由人按下按钮止闹，使用不是很方便。 copyright paper51.com 智能处理器应用可改变这种状况，一天可按自己需要设置闹钟的开关、多次闹钟设置并可用非接触方式止闹。 内容来自www.paper51.com 方案一：采取远程红外遥控止闹，遥控器发出特定红外信号时，单片机接受到信号，向发音设备发出停止信号止闹。红外遥控止闹控制距离远，但是价格昂贵，增加了制造成本。 内容来自www.paper51.com 方案二：采取光电传感器，当用一物体遮挡光电传感光电传感器向单片机接口送出一个低电平，单片机立即向发音设备发出停止信号止闹。光电传感器价格便宜，线路简单，易于控制。 http://www.paper51.com 基于以上比较我们决定采用光电传感器止闹。 内容来自www.paper51.com 2.7串口通讯芯片的选择 copyright paper51.com AT89S52串行口采用的是TTL电平，因此必须的有电平转换电路，可以选择1488，1489，MAX232A. http://www.paper51.com 方案一：采用1488或1489芯片实现电平转换，但在使用中发现这两种芯片可靠性不高，且需要正负12V电源，使用麻烦。 copyright paper51.com 方案二：采用单电源电平转换芯片MAX232A可以使电路变得简单，可靠。 内容来自www.paper51.com 基于以上分析，我们选用方案二，选用芯片MAX232A 内容来自www.paper51.com 2.8 电源模块 paper51.com 方案一：采用干电池作为LED点阵系统的电源，由于点阵系统耗电量较大，使用干电池需经常换电池，不符合节约型社会的要求。点阵系统要悬挂在墙上，电池总量大，使用会有较大安全隐患。 http://www.paper51.com 方案二：采用200W/5V直流稳压电源作为系统电源，不仅功率上可以满足系统需要，不需要更换电源，并且比较轻便，使用更加安全可靠 内容来自www.paper51.com 基于以上分析，我们决定采用方案二 内容来自www.paper51.com
3、总体方案 http://www.paper51.com 3.1 工作原理: copyright paper51.com 利用单片机AT89S52单片机作为本系统的中控模块。单片机可把由DS18B20、DS1302读来的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现温度、日历的显示。点阵LED电子显示屏显示器为主要的显示模块，把单片机传来的数据显示出来,并且可以实现滚动显示。利用光电传感器来实现非接触止闹功能。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。 paper51.com
3.2 总体设计 内容来自www.paper51.com 设计总体框图如图1 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 4、系统硬件设计（单元电路设计及分析） paper51.com 4.1 AT89S52单片机最小系统： 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图2为AT89S52单片机的最小系统。 paper51.com
内容来自www.paper51.com 图2 最小系统电路图 内容来自www.paper51.com
4.2温度测量模块: 内容来自www.paper51.com 温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率达到0.0625℃，采用寄生电源工作方式， CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路。接口电路如图3所示。 内容来自www.paper51.com 图3 DS18B20测量电路 paper51.com 4.3时钟模块 http://www.paper51.com 时钟模块采用DS1302芯片，DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM 通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1 RES 复位2 I/O 数据线3 SCLK串行时钟时钟/RAM 的读/写数据以一个字节或多达31 个字节的字符组方式通信DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW，其接线电路如图4 内容来自论文无忧网 www.paper51.com paper51.com 图4 时钟电路 内容来自www.paper51.com 4.4键盘模块 http://www.paper51.com
键盘、状态显示模块：为了使软件编程简单，本设计利用可编程芯片8255。接法如表1所示。PA口接按键，PC口则用于控制状态显示所用LED点阵。每个按键都通过一个10K的上拉电阻接电源+Vcc,按键的另一端接地。当有键按下时，与该键相连的PA口的相应位变为低电平，单片机检测到该变化后即转到相应的键处理程序，同时在程序中点亮LED点阵。模块电路如图5 内容来自www.paper51.com
内容来自www.paper51.com 图5 键盘电路 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
内容来自论文无忧网 www.paper51.com
4.5LED显示模块 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 点阵数据串行输入, 器件为 移位寄存器TPIC6B595595, 门控和扫描信号常以16 点阵为一行进行并行处理。在点阵显示中以4×8个L ED 点阵构成一个L ED 显示单元, 采用行共阳列共阴的编排方式。其驱动分为行列两部分, 分别来自于行、列移位寄存器,行数据是扫描数据, 16 行中每次只有一行被驱动, 采用逐行扫描方式, 列数据则为汉字的点阵码。。对于字符和图形显示也可以用点阵处理, 其显示原理和方法相同.电路如图6 http://www.paper51.com
paper51.com 图6 LED显示电路 copyright paper51.com |