电子技能训练(1-1)2014.9.2讲述.ppt

设计实例--简易智能电动车 2、发挥部分(10分) （1）电动车在“直道区”行驶过程中，存储并显示每个薄铁片（中心线）至起跑线间的距离。 （2）电动车进入停车区域后，能进一步准确驶入车库中，要求电动车的车身完全进入车库。 （3）停车后，能准确显示电动车全程行驶时间。 （4）其它。 设计实例--简易智能电动车 设计方案论证： 单片机选择：89C51为控制核心，价格低、使用简单、运算速度低、功能单一、 如扩展功能需外扩芯片。SPCE061A为控制核心，资源丰富、指令周期短、工作速度快、功耗低、电压低、可编程语音处理，在线下载。 电机驱动模块：步进电机，精确调速、控制较复杂、价格不菲。数字电位器调整电动机控制电压，达到调速目的，价格贵。用大功率管构成PWM和H型电机电路，速度快、正反向控制方便。 路面黑线探索模块：采用一组探测头对路面信息进行控制。 设计实例--简易智能电动车 车速及路程计算模块：采用断续式光电开关，在车轮上均匀分布遮光条，车轮转动产生脉冲。 躲避障碍物模块：采用超声波测距，由于障碍物随机放置，测试后躲避障碍物的模糊控制较为复杂。由于障碍物在两个方形障碍区内，可依靠光源指示行走。 电源模块：单一电源供电，由于电机启动瞬间电流大，将造成电源系统的不稳定，可能会影响系统正常工作。双电源供电，将电机驱动电源与单片机、传感器等电路的供电系统隔离，提高系统的可靠性。 设计实例—数字电子定时器 数字定时器的应用—消费类电子产品 数字闹钟 智能微波炉 全自动洗衣机 设计实例—数字电子定时器 功能要求 ： （1）定时时间的设置范围为1-99分，开机上电后的隐含值为10分，采用LED数码管显示，定时时间可任意设置。 （2）定时器控制一个交流220V、1A的用电设备，上电时不允许用电设备瞬间通电。 （3）定时时间设定后，启动计时，用电设备通电，同时显示器逐分倒计时。其间，分个位数码管的小数点每秒闪亮一次；计时到0分时，切断用电设备电源。 （4）计时误差：100分误差±10s。 设计实例—数字电子定时器 整体方案调研： 在明确设计系统的性能要求的基础上进行调研，吸收前人经验，开阔自己的思路。 利用“中文科技期刊数据库”、“中国期刊全文数据库”等数据库进行网络查询，并对资料进行搜集筛选。 设计实例—数字电子定时器 整体方案论证 采用自顶向下的拼凑法构成系统方框图 设计实例—数字电子定时器 方案1：中、小规模集成电路构成的数字定时器 本方案的优点： 各器件的功能清晰；易于设计。 本方案的缺点： 可靠性不高，价格不菲。 设计实例—数字电子定时器 方案2：基于CPLD/FPGA的数字定时器 本方案的优点： 电路大为简化，系统可靠性高。 本方案的缺点： CPLD/FPGA成本高，用于低端产品其价格 难以接受。 设计实例—数字电子定时器 方案3：基于MCU的数字定时器 本方案的优点： （1）性能可靠性高； （2）MCU选型得当，则成本相当低廉。 确定方案的原则： （1）宁软勿硬； （2）性价比。 设计实例—数字电子定时器 器件选型 MCU的选型 主要考虑三个问题： （1）单片机速度是否满足系统要求？ （2）单片机片内FLASH容量是否足够？ （3）单片机I/O口线是否满足系统需求？ 设计实例—数字电子定时器 LED数码显示管选型 实物图 引脚图 设计实例—数字电子定时器 继电器选型 固态继电器（SSR）性能虽好，但价格也较高，性价比不高，最终弃用 设计实例—数字电子定时器 6、硬件设计——总体电路图 设计实例—数字电子定时器 上电复位电路 电源电路 时钟电路 系统构成： 单片机最小系统+按键电路+共阴LED显示电路+继电器驱动电路 P1.1 P3.0 P3.1 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P3.4 P3.2 P3.3 VCC RST XTAL1 XTAL2 P1.0 AT89C2051 22u 1K 2*10K S + 2K 7805 0.1u Q1 5.1K Q2 J IN4001 0.1u 220u +12V 6MHz 30PF 30PF a b c d e f g dp K1 K2 +5V . . . . 设计实例—数字电子定时器 问题 1、电源电路中采用三端稳压器LM7805将+12V直流电压转变为+5V直流电压，相较于直接采用+5V直流电压供电有何好处？ 2、从抗干扰的角度出发，继电器的驱动电路还有其它更好的设计方法吗？ 3、电路图中的继电器线圈两端并联的二极管的作用？ 4、RST引脚在上电后的波形图是怎样的？ 5、数码管驱动方式？ 设计实例—数字电子定时器 程序设计——整体架构确定 本程序宜采用以系统时钟为核心的程序结构，本设计要用到以下