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第2章 硬件电路的框图
本次设计采用单片机为电路的核心器件,以及外围电路对单片机内部的控制。这些外围电路的控制方法各自不同,下面就各部分进行方案的选择和模块的分析
2.1 方案选择
2.1.1 单片机芯片的选择方案和论证:
方案一:
采用89C51芯片作为硬件核心,采用Flash ROM,内部具有4KB ROM 存储空间,能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术, 当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
方案二:
采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM;能以3V的超底压工作;同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间,同样具有89C51的功能,且具有在线编程可擦除技术,当在对电路进行调试时,由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时,不需要对芯片多次拔插,所以不会对芯片造成损坏。
所以选择采用AT89S52作为主控制系统。
2.1.2 显示模块选择方案和论证:
方案一:
采用LED液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,但是价格昂贵,需要的接口线多,所以在此设计中不采用LED液晶显示屏。
方案二:
采用点阵式数码管显示,点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成,对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。
方案三:
采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格适中,对于显示数字最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少,所以采用了LED数码管作为显示。
2.1.3 信号输入的选择方和论证:
方案一:
采用键盘矩阵进行信号输入,键盘矩阵可以由复位按键来组成,然后直接接到单片机上,进行信号的输入,但这种方式电路的焊接相对来说比较麻烦,且方式老套没有新意,故不采用此种作为信号的输入。
方案二:
采用彩色电视机遥控器进行信号输入,由于家用彩色电视机遥控器如今使用较为广泛,也无需再焊接拿来即可用,价格也一般,并且能够实现远距离进行控制,省去了有线信号输入的繁琐,所以采用此种作为信号的输入。
2.2 电路设计最终方案决定
综上各方案所述,对此次作品的方案选定: 采用AT89S52作为主控制系统;彩色电视机遥控器提供控制信号;HS0038红外接收模块接收控制信号传给单片机;LED发光二极管显示彩灯图案;LED数码管动态扫描作为显示。
2.3 硬件框图设计
本电路的实现主要由四部分组成,核心器件是AT89S52单片机、数码管显示电路、彩灯显示电路、红外接收模块。
图2-1 电路基本框图
2. 4 系统硬件概述
本作品采用8位AT89S52单片机作为控制核心,以H S 0 0 3 8红外信号接收模块作为红外接收头,当遥控器发射出控制信号后,用红外接收模块来接收遥控器发出的控制信号,然后输入到单片机中,单片机解码程序开始解码判断遥控器的按键值,由数码管显示出来,然后调用相应的执行子程序,最后去控制由发光二极管所组成的七彩蝴蝶彩灯,从而完成通过遥控器实现对单片机彩灯系统的遥控。
本章小结
第3章 单元电路设计和整机电路功能
电路功能的实现,首先利用单片机输入、输出的工作原理,外部中断工作方式的选择,设计整机电路的系统,再通过外围电路对软件的控制来实现电路的功能,下面介绍部分硬件电路和整机电路的工作原理。
3.1 主要单元电路的设计
3.1.1AT89S52单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O口P0,P1,P2,P3, MCS-51单片机共有4个8位的I/O口(P0、P1、P2、P3),每一条I/O线都能独立地作输出或输入。
单片机的最小系统如下图所示,18引脚和19引脚接时钟电路,XTAL1接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出.第9引脚为复位输入端,接上电容,电阻及开关后够上电复位电路,20引脚为接地端,40引脚为电源端. 如图3-1 所示:
图3-1 主控制系统
3.2 振荡电路
单片机的定时控制功能是由片内的时钟电路和定时电路来完成的,时钟是单片机的心脏,单片机各功能部件的运行都是以时钟频率为基准,有条不紊的一拍一拍的工作,因此时钟频率直接影响单片机的速度,时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性,常用的单片机时钟电路有两种方式:内部时钟方式和外部时钟方式,如图3-2(a)、(b)所示。
采用内部时钟方式时,如图3-2(a)所示。MCS-51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放
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