AT89LV52

AT89LV52（共10篇）

AT89LV52 篇1

1 概述

无线呼叫系统的应用让人们的生活变得越来越方便。因此, 人们也是运用各种研究方法, 以便得到更好的呼叫系统。各种各样的呼叫系统的快速发展, 例如“伽利略计划”、“gps导航”、“北斗星导航”都是利用卫星构建了一个海天地一体化的综合信息服务网站, 实现了基于位置的信息服务。基于呼叫系统优点及其广泛的应用, 本论述设计了一种以AT89S52单片机为主控制器的无线呼叫系统。它的中央处理器采用价格低廉, 性能可靠的at89c52单片机。该无线呼叫系统的工作原理是从机按键 (a, b, c) 呼叫, 主机的led灯亮, 同时蜂鸣器响来报警, 1602显示呼叫的从机提示主机;主机通过按键回复从机。该系统的主要工作模块是:51单片机最小系统, 无线收发系统, 按键模块, 1602显示模块, 声光报警模块。该系统在使用过程中安全可靠, 可应用于医院、餐厅等。

2 无线呼叫系统总体方案设计

该系统主要由主机和从机两个部分组成。主机的主要模块是51单片机控制模块、液晶显示模块、声光报警模块、按键模块、无线收发模块。从机的主要模块是51单片机控制模块、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块。主要功能是从机按键向主机发射信号呼叫主机, 主机受到从机信号后, 声光报警启动, 同时在液晶屏上显示是按键的序号。然后, 主机再通过按键回复从机接收到信号, 并在从机液晶屏上显示。

整个无线呼叫系统分主机和从机俩个部分:主机由中央处理模块、液晶显示模块、声光报警模块、按键模块、无线收发模块, 见图1所示;从机由中央处理模块、液晶显示模块、按键模块、无线收发模块组成, 见图2所示。

通过几种方案的比较, 为了保证设计的稳定度及节约成本。中央处理模块选择STC89C52。无线收发模块选择pt2262/pt2272组成的模块, 为了达到更好的显示效果, 没有采用数码管而是采用液晶显示。通过串口通讯电路将电脑上的软件烧到单片机中。

3 系统硬件设计

为保证发射机发射载频的稳定度和保证整个系统的稳定性。本论述设计方案, 使用无线发射和接收模块, 采用315MHz的频率作为载波, 采用幅度键控 (ASK) 调制。

3.1 单片机最小系统电路

单片机的最小系统是由组成单片机系统必需的一些元件构成的, 除了单片机之外, 还需要包括电源供电电路、时钟电路、复位电路。本设计采用的是STC89C52单片机。STC89C52是宏晶科技生产的新一代增强型的8051单片机, 指令代码完全兼容传统的8051单片机, 12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择, 最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。STC89C52单片机最小系统见图3所示。

3.2 无线发射接收模块

无线发射接收模块采用的编码解码芯片是PT2262/PT2272。PT2262/PT2272芯片是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位的通用编解码电路, 编码芯片PT2262发出的编码信号由:地址码、数据码、同步码组成一个完整的码子, 解码芯片PT2272接收到信号后, 其地址码经过两次比较核对后, VT脚才输出高电平, 如果发送端一直按住按键, 编码芯片也会连续发射。当发射键没有按键按下时, PT2262不接通电源, 其17脚为低电平, 所以315MHz的高频发射电路不工作, 当有按键按下时, PT2262得电工作, 其第17脚输出经调制的串行数据信号, 当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号, 当17脚为低电平期间315MHz的高频发射电路停止震荡。所以高频发射电路完全受控于PT2262的17脚输出的数字信号, 从而对高频电路完成幅度键控 (ASK调制) , 相当于调幅度为100%的调幅。无线发射接收模块见图4所示。

3.3 声光报警模块

蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈, 使电磁线圈产生磁场来驱动震动膜发声的, 因此需要一定的电流才能驱动它, 单片机IO引脚输出的电流较小, 单片机输出的TTL的电平基本上驱动不了蜂鸣器, 因此需要增加一个电流放大的电路。文章采用ULN2003高耐压、大电流达林顿陈列, 由7个硅NPN达林顿管组成。ULN2003是大电流驱动阵列, 多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输入卡等控制电路中。可直接驱动蜂鸣器、继电器等负载。同时, 74ls14是六反向施密特触发器。不存在放大的功能。施密特触发电路功能。当输入电压由低向高变化时, 若电压超过正向阈值电压Vt+, 输出为低电平。当输入电压由高向低变化时, 输入要低于另一个阈值电压Vt-时, 输出为高电平。相当于一个带缓冲的反相器。声光报警模块见图5所示。

4 结束语

本设计的目的是设计一个可以远程通过无线电磁波发射信息的系统。系统硬件设计比较合理。主要分51单片机最小系统、无线收发模块、液晶显示模块、声光报警模块。经过具体实验测试。液晶显示稳定, 无线收发模块收发数据准确, 系统基本实现了设计要求, 具有较强的实用推广性。

摘要：随着通信产业的发展, 人类的生活变得越来越方便, 互联网、卫星通信等技术影响着人们生活的方方面面。尤其是无线通信技术, 不仅节约成本, 而且不受地域的限制, 拥有前所未有的美好前景。在人们的日常生产生活中, 对讲机、收音机等一些应用无线技术产品的使用, 使人们的生活品质有了很大提高。针对这个问题, 本论述提出了一种基于AT89S52无线呼叫系统, 解决了现有呼叫布线麻烦, 安装困难等问题, 且具有即安即用, 使用方便, 具有一定现实意义。

关键词：AT89C52,无线发射,无线接收,蜂鸣器

参考文献

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AT89LV52 篇2

时间：2009-08-17 09:42:12 来源：电子技术应用 作者：

一种以AT89S52单片机为核心，利用驻极体式声音传感器实现的心音数据采集系统，利用图形液晶模块实现显示的新型可视电子听诊器。介绍了电子听诊器的 系统结构图，给出了硬件电路原理和软件流程。该系统在进行常规心脏听诊的同时可通过液晶显示屏直观地显示心率和心音波形。

心音是能反映 心脏正常或者病理的音响，它是由于心脏搏动过程中各瓣膜的开闭以及心肌和血液运动所产生的震动形成的。心音听诊是诊断心脏疾病的重要依据。传统的方法是采 用听诊器听诊心音，诊断的依据主要是医师的经验。这种方法比较简单，但由于人耳对声音的感知是声强与频率的综合效应，因而有些病理特性难以捕捉，且准确性 较差。设计一种新的电子听诊器对听诊音进行定量、准确的分析很有必要。目前，国内电子听诊器产品的价格和功能与国外相比还存在较大差距，多数只是将心音采 集后放大，虽然在一定程度上改良了听诊器，但是还不能很好地反映心音波形。本文研制的可视听诊器实现了这一功能。它集听诊和心电信号监测功能于一体，可以 实时记录并显示心率及心音图，使诊断更准确，且便于医学教学。同时具有可存储、实时显示、简单易用、成本低、体积小等优点。本文对该可视听诊器的结构及工 作原理作了较详细的介绍。1 硬件设计

可视听诊器的系统结构图如图1所示。该可视听诊器由采集处理和波形显示二部分组成，具体由声音传感器、信号调理采样电路和键盘显示电路组成。

1.3 信号采样

心音频率f在20Hz～600Hz之间，根据香农（Shannon）采样定理，只要采样的频率高于或等于原来频率的2倍，就可以完整地重现原波形，因此选择的A/D转换器的转换速率应在1 200Hz以上，故设计中选用了串行A/D转换器TLC0831。

信号采样电路的工作原理：把调理电路的模拟输出信号用A/D转换器变成数字量后，再由单片机送到液晶显示屏显示。1.4 键盘显示 本系统选用了精电蓬远的QH12864T点阵式液晶显示(LCD)模块。该模块由控制器T6963C、列驱动器T6A39、行驱动器T6A40及与外部设备的接口等部分组成，它既能显示字符（中文和西文字符），又能显示图形，还能够将字符与图形混合显示。

LCD与单片机的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。直接访问方式是把液晶模块作为存储器接在CPU的数据线、地址线和控制线上，同时把它的数据总 线接在89S52的P0口上，片选以及寄存器选择信号线由P2口提供，读写操作由单片机的读写操作信号控制。这种方式是以访问存储器的方式来访问液晶显示 模块。间接控制方式不使用单片机的数据系统，而是利用它的I/O口来实现与显示模块的通信，即将液晶显示模块的数据线与单片机的P0口连接作为数据总线，另外3根时序控制信号线通常利用89S52的P3口中未被使用的I/O口来控制。这种访问方式不占用CPU的存储器空间，它的接口电路与时序无关，其时序 完全靠软件编程实现。间接控制方式的速度较直接访问方式快，所以本设计中采用的是间接控制方式，具体连接如图3所示。

一个正常人的心音图如图4所示，其中s1是第1心音，s2是第2心音；Systole代表心脏收缩期，Diastole代表心脏舒张期。

经过信号调理电路后的心音变成如图5所示的波形。3 系统软件设计

系统选用的LCD是在图形工作方式下，通过建立坐标系，利用位操作实现对心音波形的逼真显示。下面详细介绍液晶显示屏绘图编程的算法和波形连续显示。

3.1 绘图编程的算法

系统选用的是128×64点阵式图形液晶显示模块。要绘制心音波形只要根据A/D转换来的数据在液晶显示器的对应位置上绘点显示。首先在液晶平面上建立如图6所示的显示坐标系。

图中画出了液晶显示器在图形工作方式下液晶平面的每一处所对应的显示缓冲区地址情况，数据为十六进制，并建立以左下角为坐标原点的坐标系。这样坐标(X，Y)的值都为正值，简化了算法。其中X表示1～128个点，Y表示各个点所对应的幅值。由于A/D采样的数值为0~255，而LCD的行取值为 0～63，所以把幅值缩小一定的倍数，即Y=D/B，D为A/D采集的数字量，B为该数缩小的倍数。由图可以看出幅值Y加1，显示缓冲区地址K就减少 10H，从而得到缓冲区地址的表达式：K=X/8-10H*Y＋0BF0H。而缓冲区地址字节中对应X除以8的余数的位就正好是要绘点的位置。只要利用位 操作命令对它置位就可实现绘点。3.2 波形显示

把采集的数据存放在RAM中，RAM共存了8KB波形数据。而液晶显示器1次只能显示128个点，因此可以通过改变在RAM中读数间隔来控制波形的横向显示，即每显示完1个数据，RAM地址加N，通过改变N的大小来拉开或回缩信号波形，以便于观察。

如果相邻2个点的幅值稍有不同，2个点的距离就会分开，造成显示不连续，影响视觉效果。因而怎样使波形显示连续，是显示信号波形中一个很重要的问题。本系 统中对这一问题的解决方法：在LCD上每显示完1个点后，判断它与前1个点的幅值差距，即Y值值差，若大于8，就要在2点之间插入若干点(X值不变，只变 Y值)，使2点连续起来，然后再进行下1个点的显示。利用这种方法，可很好地实现心音波形的显示。波形显示程序流程图如图7所示。结束语

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【关键词】智能循迹；AT89C52；光电传感器；L298

1.引言

智能循迹小车在社会生产中具有广泛应用，如生产线物料自动运输车、物流配货自动运输车等。智能循迹技术主要包括路径检测技术、电机控制技术、智能控制技术等[1]。本文所设计的智能循迹小车采用红外传感器识别路径，通过单片机控制电机的转向、转速，从而实现小车快速稳定的循迹行驶。

2.智能循迹小车工作原理及硬件设计

2.1 智能循迹小车原理

本设计中，小车在白色地板上沿2CM（略大于两个光电管的间距）宽的黑线循迹。小车前端均匀安装五个光电传感器，从左到右依次为SEN1，SEN2，SEN3，SEN4，SEN5实时监测黑线位置，并将监测结果输送给单片机的P2口。SEN3主要用来监测黑线路径；SEN2、SES4分布于黑线两侧，监测是否发生偏离；SNE1、SEN5用于检测左右转向。AT89C52根据监测到的路况信息，通过P1口输出信号给电机驱动芯片L298，通过PWM波调整左右直流电机转速、转向，实现小车的智能循迹[1]。

2.2 硬件设计

本文基于模块化设计，主要包括电源模块、循迹模块、单片机控制模块、电机驱动模块。控制模块以AT89C52为核心，循迹模块选用5个红外反射式光电传感器，电机驱动模块选用L298驱动两个直流电机。原理框图如图1所示。

3.主要功能模块设计

3.1 电源

系统采用12V电源，经集成稳压器件LM2576-5.0得到5V电压给单片机供电。LM2576-5.0工作效率高，抗干扰能力强，具有3A的带负载能力。通过稳压电源7812给电机驱动器L298供电。电源电路如图2所示。

3.2 循迹模块

循迹模块由5个采用RPR220光电发射接收一体式传感器组成。RPR220是一种反射式光电探测器，发射器是一个砷化镓红外发光二极管，接收器是一个高灵敏度硅平面光电三极管。当二极管发出的光反射回来时，接收端三极管导通，反之三极管截止。为了增强输出端波形的稳定性，防止单片器误判，采用比较器LM393对输出信号进行调整。当检测到黑线时，由于大部分的光线被吸收，反射回来的很少，三极管截止，端口3为高电平，经比较器LM393比较后，端口1输出高电平；当检测到白线时，大部分的光线被反射回来，三极管饱和导通，端口3为低电平，经比较器LM393比较后，端口1输出低电平。因此可以根据输出端1的高低电平判断是否沿黑线行驶。电位器RV1用来调整不同室内光线下黑线的检测阈值[2]。单个检测电路如图3所示。

3.3 电机驱动模块

选用L298直接驱动两个直流电机，ENA、ENB、IN1、IN2、IN3、IN4六个控制端接单片机的P1口。ENA，ENB作为PWM波输入端，用来调整电机的转速，电机转速与占空比成正比。IN1、IN2控制电机的M1的正反转及停止；IN3、IN4控制电机M2的正反转及停止[3]。电机驱动模块如图4所示。

4.软件设计

本设计根据循迹需要，编写了延时、定时器中断、向左/右微调、左/右转向、直走等程序模块。调速在定时器中断中进行。循迹时检测到SEN1=1时向左转；SEN5=1时向右转；SEN2=1时向左微调；SEN4=1时向右微调；都为1时（即终点）停止；其他情况直行。程序流程图如图5所示。

5.小结

本设计在室内白色地板上粘上黑色车道，对小车进行了测试。测试结果表明，小车在直道上具有很好的稳定性，可以沿黑线高速行驶，在弯道上，只要控制好车速，小车可以平稳运行。

参考文献

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[2]吴建平，殷战国.红外反射式传感器在自主式寻迹小车导航中的应用[J].中国测试技术，2004，30（6）：21-23.

AT89LV52 篇4

本设计的目标是能够自动控制物体的升降, 并且上升时能在最高端自动停止;下降时, 在最低端自动停止。采用由步进电动机和单片机等组成的核心电路。综合考虑系统中各部分的逻辑关系与协调能力, 将该系统分为单片机控制部分、传动部分、显示部分等模块。

1.1 电动机模块

综合考虑, 电动机采用步进电动机。步进电动机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下, 电动机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数, 而不受负载变化的影响, 即给电动机加一个脉冲信号, 电动机则转过一个步距角。这一线性关系的存在, 加上步进电动机只有周期性的误差而无累积误差等特点, 使得在速度、位置等控制领域用步进电动机来控制则非常简单。它的定位性能非常优越, 可以和数字控制技术接轨, 不需要A/D转换, 能直接将数字脉冲信号转换为角位移。每当给步进电动机一个控制脉冲, 它就将转过一个角位移, 设计中所用的步进电动机每次转1.8°。

1.2 电动机驱动模块

采用的步进电动机型号为42BYG028, 是四相步进电动机, 需同时放大四路驱动信号。

控制芯片L0298是步进电动机专用的控制芯片。该芯片通过使能端同时控制四路三极管的工作状态。

四路三极管驱动制作过程简单, 稳定性良好, 而且价格低廉。因此采用自己手工制作的三极管驱动。

1.3 显示模块

采用点阵式液晶显示器 (LCD) 。点阵式液晶显示模块具有低功耗、稳定性良好, 能显示当前状态、当前高度、制定位置等一系列复杂显示, 从而使设计具有人性化、智能化等优点。

2 系统设计与主要参数的选择

系统分为若干模块, 其中以AT89S52单片机为控制核心, 以42BYG028为传动核心来完成诸如驱动电动机、运转方向与速度控制、物体所在位置和LCD显示的信息等。本系统的设计颇具人性化与智能化。整个系统正常运行需要+5V和+12V直流稳压电源供电, 设计中制作了这两种稳压电源。

2.1 步进电动机运动参数的计算

要保证步进电动机转速稳定, 就必须精确计算与步进电动机有关的各项参数。

1) 以43s匀速上升时, μ=4.186cm/s。所用的步进电动机为42BYG028, 当两相励磁时, 步进角为1.8°, 即200步转一圈, 因此4.186cm/s=20步/秒, 即步进速度为4.784ms。

2) 当以30s匀速上升和120s匀速上升时步进速度分别为3.333ms和13.333ms。

3) 通过以上计算结果, 可以得出步进电动机调速时的一个增量, 这个增量是不变的。

当43s——4.784ms;30s——3.333ms时:

得。

当43s——4.784ms;120s——13.333ms时;

得K3=111.0。

当30s——3.333ms;120s——13.333ms时;

得K3=111.1。

则。

2.2 步进电动机的驱动模块

步进电动机是一种自动化执行部件, 如果和数字系统相结合, 可把脉冲数转换为角位移, 实现其正转、反转和自动控制。使用、控制步进电动机必须由环形脉冲, 功率放大等组成的控制系统。

步进电动机是由脉冲驱动的, 驱动的控制信号来源于单片机的扩展I/O接口。脉冲的控制信号的类型决定步进电动机的工作方式。设计所采用的是4相步进电动机, 具有4个电极, 每个电极上均有绕组。4相电动机有A, B, C, D 4相绕组, 当4相定子绕组轮流接通驱动脉冲信号时, 就在4对电极上轮流产生磁场, 吸引转子转动。一相绕组每通一次电称为一拍, 转动相应的角度称为步距。

给4相绕组通电方式采用单4拍控制4相绕组通电的次序, 实现电动机的正转反转, 控制通电信号的频率, 控制电动机的转速。

1) 控制步进电动机的转向。

如果给定的工作方式为正序换向通电则步进电动机正转, 如果反向通电步进电动机就反转。

2) 转换顺序。

通电换向这一过程称为脉冲分配。正转时其各相通电顺序A-B-C-D, 脉冲顺序必须严格按照这一顺序分别控制A, B, C, D相的通电顺序以实现正转。

3) 步进电动机速度的控制。

步进电动机按其接到的脉冲频率的不同, 产生不同的转速, 调整单片机发出脉冲数的频率就可以让步进电动机具有不同的速度。

设计的驱动采用自制三极管式驱动。电路如图1所示。

2.3 LCD液晶显示器

液晶显示器 (LCD) 具有显示信息丰富、功耗低、体积小、质量轻、超薄等其他显示器无法比拟的优势, 广泛应用于单片机控制的智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。LCD分为段位式LCD, 字符式LCD, 和点阵式LCD。

设计采用点阵式液晶显示器OCMJX8C。OCMJX8C是一种C系列中文模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形, 具有绘图及文字画面混合显示功能。

2.4 键盘

键盘采用行列式键盘。单片机工作时, 并不经常需要键输入, 使CPU经常处在空扫描状态。为了提高CPU的效率, 可采用中断方式进行扫描, 但这样就会使外部中断源更加紧张, 因此采用了改进的键盘, 在列行加入了74LS08与门。图2为键盘电路的原理图。

2.5 单片机最小系统

单片机最小系统是电动机控制系统的核心, 其CPU采用AT89S52。其外部接口和功能介绍如下:

P0口:控制单片机的8位数据总线;

P2口:8位扫描键盘的数据总线;

P1.0～P1.3:控制电动机的信号线, 其每位控制电动机的一个相位;

P3.0, P3.1, P3.3, P3.4, P3.5接液晶屏的控制线;

P3.2:中断。

3 系统测试与分析

3.1 测试使用的仪器

测试使用的仪器设备如表1所示。

3.2 分析

1) 按上升键时, 能上升到最高端自动停止;按下降键时, 下降到最低端自动停止;

2) 当设定好上升或下降位置时, 能在指定位置自动停止;

3) 能即时显示高度信息, 误差1cm;

4) 可以实现任意位置的准确控制。

4 调试

调试过程分为三部分:硬件调试、软件调试和软硬件连调。

电路按模块调试, 各模块逐个调试通过后再连调。单片机软件先在最小系统板上无误后与硬件连调。

4.1 硬件调试

对于步进电动机的固定, 一定要牢固, 避免电动机震动带来的不必要的误差。整个系统只有两块稳压电源板、一块步进电动机驱动板和一块4×4矩阵键盘组成。

经测试, 各电路运行正常, 尤其是电动机驱动电路, 几乎不发热, 工作很稳定。整个硬件电路调试非常简单。

4.2 软件调试

全部程序用汇编语言编写。确认程序没有问题时, 直接下载到单片机进行调试。采取自下至上的调试方法, 即单独调好了每一个模块, 然后再将其他模块连接连调, 用这种方式降低了程序调试过程的难度与周期。使得修改

更加容易, 降低了出错率。

4.3 硬件连调

软件和硬件之间联系紧密。首先, 对软件和硬件分别单独调试, 软件部分的调试和结果由仿真验证。在软硬件都基本调试好的情况下, 系统的软、硬件连调问题不是很大。

5 总结

设计以单片机AT89S52和42BYG028步进电动机为核心部件, 整个控制系统由单片机控制部分、传动部分、显示部分等组成, 通过键盘指令控制物体的匀速升降。经测试, 该设计还能够实现物体的自动停止与升降时间范围的准确控制, 该设计还能达到任意位置状态的控制。

参考文献

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AT89LV52 篇5

收稿日期： 20131114

基金项目： 郑州市嵌入式系统应用技术重点实验室建设项目(121PYFZX177)

摘要： 目前市场上的智力竞赛抢答器已经相当成熟,但由很多电路组成,线路复杂,可靠性不高,功能也比较简单,特别是抢答器路数很多时,实现起来比较困难。因此设计以单片机为核心的新型智能抢答器,利用AT89S52单片机及外围接口实现抢答系统,结合单片机的定时器/计数器的功能,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,使数码管能够正确地显示时间。所设计的系统具有反应快、操作简单、实用性强的特点。

关键词： 抢答器; AT89S52单片机; 设计

中图分类号： TN 710文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.02.014

Design of eightway rushanswer system based on

AT89S52 singlechip microcomputer

XUE Chunling, CAI Xiaoyan

(Huanghe Science and Technology College, Zhengzhou 450063, China)

Abstract： The rushanswer system for quiz has been quite mature in the market at present, but it is composed of many complex circuits, the reliability is not stable and the function is simpler. It is more difficult to implement when the system involves multichannel. So we designed a new intelligent rushanswer system based on singlechip microcomputer, which uses AT89S52 singlechip microcomputer and peripheral interface. This system combined the software and hardware organically with singlechip microcomputer timer/counter, which enables the system to time accurately and the digital tube to display the time correctly, at the same time, it has many characteristics like quick reaction, simple operation, and strong practicability.

Key words： rushanswer system; AT89S52 singlechip microcomputer; design

引言抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛中,能迅速、客观、公正地给出最先抢答的选手。答题一般分为必答和抢答两种，必答有时间限制,到时要告警;抢答则要求参赛者做好充分准备,由主持人宣读完题目后,参赛者开始抢答,谁先按下按钮,就由谁答题。针对目前市场上抢答器电路复杂,功能简单等问题,设计了基于AT89S52单片机的8路抢答器,该抢答器电路简单,制作方便,操作简单,性能可靠,适用于多种智力竞赛活动［1］。该抢答器能供8人使用,它主要实现以下功能:(1)为8位参赛选手各提供一个抢答按钮,分别编号S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8;(2)电路具有清零和抢答开关;(3)电路具有锁存和显示功能;(4)电路具有定时抢答和报警功能。抢答器设计基本满足了实际比赛应用中的各种需要。图1抢答器系统设计框图

Fig.1Rushanswer system design diagram１抢答器系统总体设计采用AT89S52单片机为核心控制元件,发光二极管、数码管、蜂鸣器等构成8路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键时钟电路、复位电路、报警电路、显示电路、控制电路和抢答电路。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间,重新开始新一轮抢答竞赛的特点,同时利用C语言编程,使其实现一些基本的功能。抢答器系统设计框图如图1所示。光学仪器第36卷

第2期薛春玲，等：基于AT89S52单片机的8路抢答器的设计

２系统硬件设计系统采用单片机作为整个控制核心,其四个模块分别为:显示模块、控制模块、报警模块和抢答模块［2］。工作时,该系统通过矩阵键盘输入抢答信号,经单片机的处理,输出控制信号,利用一个4位数码管来完成显示功能并伴随蜂鸣器报警,用按键来让选手进行抢答,在数码管上显示哪一组先答题的,从而实现整个抢答过程。当主持人按下开始键时,向单片机P3.2引脚输入一个低电平信号,表示整个电路开始工作,此时数码管前两位显示选手编号(无人抢答显示00),后两位显示倒计时剩余时间。若在25 s内仍然无人抢答,蜂鸣器在最后5 s发出连续报警,提示抢答时间即将结束;若在30 s内有人抢答,并且抢答成功,则将选手编号显示在数码管前两位上,后两位显示抢答剩余时间,同时蜂鸣器发出一声报警,提示其他没有抢答的选手此题已被人抢答成功。若在抢答过程中遇到特殊情况,主持人则可以通过时间加,时间减按键来进行时间调节。若要开始新一轮抢答,主持人按下复位键再按开始键即可。

２．１控制器模块控制器主要用于各模块控制对显示、抢答等。采用ATMEL公司的AT89S52作为系统控制器的CPU方案。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛。

２．２显示模块显示模块如图2所示。它包括显示和驱动,显示采用4位7段共阴数码管,驱动用P0的低四位,违规

图2显示与显示驱动电路

Fig.2Display and display driver circuit

者编号、抢答30 s倒计时、正常抢答者编号和回答问题时间60 s倒计时,数码管采用动态显示。驱动电路P2口,查询显示程序利用P0口做段选码口输出P2低3位做位选码输出,当为低电平则能驱动数码管使其显示数字。在+5 V电压下接10 kΩ的电阻,保证正常压降。

图3报警电路

Fig.3Warning circuit

图4选手抢答电路

Fig.4Rushanswer in the competitor circuit

２．３报警模块 通过控制不同频率的矩形脉冲来控制蜂鸣器发声［3］。设计中只需要简单的提示声音和稍微显眼的灯控,有抢答违规,开始抢答,抢答时间结束和回答时间到的提示声和亮灯提醒。报警电路如图3所示。

２．４抢答电路AT89S52的P1口作为选手抢答的输入按键引脚,P1.0至P1.7轮流输出低电位,给每一个选手编号1至8,当选手按下按钮时,P1口端口的电平变化从P1口输入,经单片机处理后从P0输出由数码管显示抢答者编号。选手抢答电路如图4所示。

nlc202309040401

２．５抢答器硬件电路图基于用单片机AT89S52设计的抢答器思路简单明了,可操作性强,可靠性高,扩展功能强,能够完全实现普通抢答器的基本功能。抢答器原理图如5所示。３软件设计

３．１定时中断模块抢答器中需要显示倒计时来提示选手在规定时间内作答,需要有定时中断模块。当时间小于6 s时,抢答器需要提供警告,以及当抢答时间结束时,要关闭外部中断,表示抢答结束,此时再有键按下抢答器也不会做出反应。

３．２外部中断模块抢答器主要外部中断来自于选手的抢答,当选手抢答时,抢答器同时判断被按下的键号并显示在数码管之上,然后在数码管上显示剩余时间,同时关闭中断,表示抢答结束,此时再有键按下抢答器也不会做出反应。

３．３控制模块控制模块主要作用是对抢答器的开始和复位功能进行控制,主要由主持人来实现其功能［4］。当开始键被按下时,抢答器开始正常工作;当抢答器停止工作时,可以按下复位键使抢答器处于初始化状态。

３．４报警模块报警模块主要作用,一是当时间还剩5 s时,蜂鸣器发出报警,提示选手抢答时间将要结束;二是当有选手第一时间抢答成功时发出报警声,提示其他选手不必再抢答。

图5抢答器原理图

Fig.5Principle diagram of the rushanswer system

３．５主程序模块主程序主要完成硬件初始化,子程序调用和程序间的切换,由于本设计要求抢答器具有开始、复位、抢答三种方式切换功能［4］,所以主程序除了要进行硬件部分的初始化以外还要进行各个程序之间的调用和切换。主程序流程图如图6所示。程序:void main()图6抢答器主程序流程图

Fig.6Flow chart of rushanswer

system main program{huang=0;red=0;EA=1;TMOD=0x11;T2CON=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-5000)/256;TL1=(65536-5000)%256;TH2=(65536-50000)/256;TL2=(65536-50000)%256;ET0=1;TR0=0;ET1=1;TR1=1;ET2=1;TR2=0;IT0=1;EX0=1;IT1=1;EX1=1;aa=0;bb=0;shijian=30;while(1){keyscan();}４系统的仿真采用Proteus软件进行仿真,仿真如图7所示:

图7抢答器的Proteus仿真图

Fig.7Proteus simulation diagram of rushanswer system

５结论该系统利用AT89S52单片机及外围接口实现的抢答系统,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。实际应用表明该系统稳定可靠,达到了设计要求。参考文献：

［1］王冬梅,张建秋.基于单片机的八路抢答器的设计与实现［J］.佳木斯大学学报,2009,27(3):350352.

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［4］邹显圣.基于单片机控制的智能抢答器研究［J］.电子设计工程,2011,19(13):138140.

［5］康丽杰,康迪.基于单片机的8路抢答器简单设计［J］.信息系统工程,2010(2):6061.

［6］宋春华,刘江涛,王贵恩,等.基于单片机控制的数字抢答器［J］.河南机电高等专科学校学报,2005,13(5):2829.第36卷第2期2014年4月光学仪器OPTICAL INSTRUMENTSVol.36, No.2April, 2014

AT89LV52 篇6

关键词：灾报警系统,单片机AT89S52,温度传感器DS18B20,烟雾传感器MQ-2

引言

温度作为一个工程变量在控制和测量方面均起到了不可忽略的作用。伴随着人们的生活环境的改变和工农业经济的发展控制和测量温度成为了重要的参考依据。本文温度报警器的控制中心为AT89S52单片机, 检测元件为数字温度传感器DS18B20和烟雾传感器MQ-2进行检测。AT89S52单片机接收温度信号和烟雾信号, 温度显示和烟雾显示用单片机控制液晶屏显示, 报警信号在温度高于设定范围时或者烟雾高度设定浓度时由蜂鸣器自行发起呼叫, 具有高稳定性和灵敏度且成本较低, 可有效避免突发火灾事件, 其实际用途和发展前景非常广阔。

一、系统总体硬件设计

本系统的硬件设计框图如图1所示。系统工作时, 温度传感器DS18B20检测环境温度, 将采集到的环境参数通过单总线接口传输方式输送给单片机, 单片机对参数进行处理, 并做出相应判断。若环境温度超过所设置的温度上限, 则单片机做出报警判断, 输出报警信号。烟雾传感器MQ-2在工作时, 其探头能将探测到的物理信号转化为电压信号。电压信号经过放大处理后传输至单片机, 单片机对信号进行处理与判断。若所测量的浓度超过设置浓度上限, 单片机做出报警判断, 输送出报警信号。单片机控制显示电路域报警电路, 显示电路能实时监控当前环境参数。

1.1单片机小系统。单片机小系统电路如图2所示。图中X1端口、电容C1和电容C2共同构成单片机的时钟电路, 为单片机的工作提供精准的12MHz的工作时钟。X1端口为石英晶体振荡器, 振荡器的频率范转通常选择在1.2MHz~12MHz之间。C1和C2为微调电容, 其典型值为33p F。图3-4中按键S1、电容C3、电阻R1和电阻R2共同构成单片机的复位电路。复位是将单片机初始化, 给单片机的RST端口加上2个机器周期上的高电平信号, 就可以使单片机复位。通过斯密特触发器将复位端口RST与复位电路相连接, 斯密特触发器输出与复位电路采用一致的电平, 传输给单片机复位端口使单片机进行复位。此设计复位电路实现上电自动复位与手动复位相结合。上电自动复位通过电容C3实现。手动控制:通过RC微分电路所产生的正脉冲, 由按键S1控制实现对单片机的复位操作。

1.2烟雾传感器控制电路。在烟雾检测电路中传感器使用的是汉威电子的MQ-2型烟雾传感器。其基本电路如图3所示。图3中1、2引脚为热加热器电压与供电电压。其中引脚2用于为传感器提供特定的工作温度。引脚1则是用于测定与传感器串联的负载电阻RL上的电压VRL。这种传感器具有轻微的极性, VC需用直流电源。在满足传感器电性能要求的前提下, VC和VH可以共用同一个电源电路。为更好利用传感器的性能, 需要选择恰当的RL值。

1.3温度传感器控制电路。温度传感器DS18B20是基于单总线设计的数字温度传感器, 由于单总线通信技术温度传感器DS18B20可以将采集到的温度信号直接转换成数字信号输送给单片机, 以供单片机处理使用。该传感器适用于多点检测巡回系统使用。理论上, 每一块DS18B20均有唯一的产品编号, 所以在一条串行数据总线上可以使用多个DS18B20芯片。DS18B20的读出与写入信息可以通过一根串口线实现。DS18B20与单片机连接电路图如图4所示。

1.4报警电路设计。本设计中采用蜂鸣器报警。由于单片机输出电压较小, 用三极管9013放大。如图5所示。

1.5总体电路设计。系统总体电路主要由传感器数据采集电路、声光报警电路、按键控制电路和显示电路等组成。基于单片机的火灾报警系统总体电路图如图6所示。

图6中, LCD用于实时显示被测环境中的温度并显示当前的报警信息;开关S3用于测试系统的工作状态, 当按下S3后, 系统便会发出声光报警信号;开关S4用于清除系统的报警状态。

当系统正常运行时, 发光二极管LED2常亮, LCD显示器实时的显示被检测系统的温度。当温度传感器或烟雾传感器检测到被检测环境有异常时, 便会启动报警系统, 并通过LCD显示器显示出报警信息, 同时扬声器发出响亮的报警声, 发光二极管LED3闪烁, 以提醒值班人员注意。

二、主控程序设计

火灾报警系统软件的基本功能如下: (1) 要能够对每个火灾探测器进行管理, 在软件运行过程中, 可以随时在界面上观察火灾探测器的工作状态。 (2) 准确判断出是否发生火灾, 如果发生了火灾, 系统除了在屏幕上显示出报警信息, 并发出声光报警信号。 (3) 软件还具有人工手动测试按键, 当按下此按键时, 可以对系统的工作状态进行测试。

主控程序采用模块化程序设计, 不仅便于系统的维护与功能扩展, 也便于其他人对于本系统的升级或改造。模块具体功能均采用调用子程序实现。系统程序主要包括主体框架程序、温度数据采集子程序 (温度传感器控制程序) 、烟雾数据采集子程序 (烟雾传感器控制程序) 、火灾判断与报警子程序 (蜂鸣器控制程序) 、1602调用程序等。主程序的流程图如图7所示。

三、系统调试

烧写程序后系统仿真图如图8所示。

经过仿真测试, 电路显示正常。

实物分析:通电后1602显示如图8所示。包括以下参数:当前环境烟雾浓度、当前环境温度、烟雾浓度警报上限、温度警报范围。以上参数均正常显示。测试烟雾报警器灵敏度与温度报警灵敏度。用打火机靠近传感器, 温度逐渐升高, 可燃气体浓度上升, 传感器正常运行。超过预设的报警范围, 报警器 (蜂鸣器与指示灯) 发出报警信号。按下复位键, 电路复位。测试手动报警按键。按下手动报警按键, 报警器直接发出报警信号

四、结束语

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本文给出了一种利用单片机的通信、控制技术和D/A转换器内部的R-2R梯型网络,及其电压输出模式设计的程序控制电源。该程控电源既能方便输入和选择预设电压值又具有较高精度和稳定性,同时还实现了对电源输出的可编程控制。

1 程控电源硬件系统

程控电源硬件系统由3部分组成:控制显示电路模块,+5V供电模块和高压电源模块。其中控制显示电路模块包括RS232串行接口,单片机,DA转换器,键盘以及数码显示管。整个系统对外接口有3个:12V直流供电接口,高压电源输出和串行通信接口。程控电源的输出电压设定由外接键盘或者通过串行通信接口RS232连接的上位机实现。程控电源硬件系统的系统框图如图1所示。

1.1硬件系统主要模块

单片机选用Atmel公司的AT89S52,8KB Flash片内程序存储器,256 Bytes的随机存储数据存储器(RAM),2个全双工串行通信接口,看门狗(WDT)电路。完全可以适应本场合对控制和数据处理的要求,而且价格便宜获取方便。DA转换器选用DAC0832,它是一个8位DA转换器,可工作于电流输出模式或电压输出模式。串口电平转换器件使用MAX232。由LM7808,LM7805稳压器组成的电路可以将+12 V电压转换输出为一个+5 V的电压,减少了输入电源种类。高压模块输入电压为(12±1) V,输出电压+4 000 V[4]。

1.2工作在电压输出模式的DA转换器

单片机AT89S52通过RS232串口与上位机相连,所有的命令都通过串口发送给程控电源,由单片机负责对收到的预设电压命令进行解释和执行,并将输出电压通过数码管显示出来。同时,系统还提供了键盘输入,可以在没有上位机接入的情况下使用。

DA转换器DAC0832将数字量转化为模拟低电压信号来控制高压模块输出相应电压。在实际的工程设计中,对DAC0832芯片的设计使用主要关注两个方面:芯片锁存器的工作方式和芯片输出模式的选定。

DAC0832有输入寄存器和DAC寄存器两个锁存器,可以工作在双缓冲或单缓冲方式。本设计中将DAC0832的undefined引脚接低电平,使DAC寄存器工作在直通方式;undefined和ILE引脚分别与P27和P26相连,这样保证了整个DAC0832芯片工作于单缓冲方式。

DAC0832有两种输出模式:电压输出模式和电流输出模式。经过反复地实验和仔细地比较,在本设计中使DAC0832工作于电压输出模式。这样的选择基于以下考虑[3]:

首先,在电压输出模式下,由于输出量是电压,后级无需再接运算放大器,简化了硬件系统。同时应当注意,由于DAC的输出电阻较大,当对输出电阻有要求时,可以外加一个同相放大或电压跟随器来提高带负载的能力。

其次,在电流输出模式下,外接运算放大器将电流量转为电压量后,电压会发生反相,系统将需要一个负电源供电。而如果工作在电压输出模式下就不会发生电压反相,这样系统就无需负电源供电,简化了电源电路。

在将DAC0832应用于电压输出模式时要注意:

第一,DAC的参考电压vref 必须为正。

第二,参考电压vref 要小于+5 V,同时器件电源电压VCC端要比VREF端的输出电压至少高出9 V。

第三,实验中发现,如果发给DAC的数字量为零时,电源模块会输出一个大约+5 V的电压值。这是由于运算放大器的输出饱和电流造成的。如果在运算放大器输出端接入一个2 000 kΩ的电阻可以有效减小这个电压。

单片机与DAC的接口如图2所示。

2程控电源软件系统

本软件系统由上位机软件和下位机软件构成。

上位机软件是利用Microsoft Visual C++6.0提供的MSComm控件开发的串口通信程序,实现计算机与单片机之间的串行通信。程序实现简单,结构清晰。

下位机软件的主要作用是操纵单片机将键盘输入或由上位机发来的数字电压值输出给DA转换器[6]。软件每次都会将新输出的电压值与上一次的输出电压值进行比较:若发现电压值上升,则以电压渐升的方式输出本次电压,以避免对负载的电压冲击;若未发现电压上升,则直接输出新电压值。输出电压值通过数码管显示出来。每次系统开机时电压输出值都被自动设定为零。程序流程图如图3所示。

在软件抗干扰方面,系统利用了AT89S52自带的看门狗电路,它由一个14位计数器(WDT)和一个看门狗定时器复位存储器(WDTRST)构成。只要依次向WDTRST中写入0X1E和0XE1即可启动计数器WDT,之后必须在16383个机器周期内写入01EH和0E1H来复位计数器,避免计数器溢出而复位单片机。C语言代码如下:

3小结

本文提出了一个利用AT89S52单片机和DAC0832实现的程控电源设计。该程控电源系统不仅可作为常规的科研实验电源使用,还可以通过软件编程的方法使稳压电源产生连续变化的输出电压。该系统性能稳定、操控方便、结构简洁、具有较高的性价比。本设计已在实际的产品中使用,取得了良好的使用效果。

摘要：给出一种能够方便的由程序控制的高压电源系统。该系统以AT89S52单片机为核心来实现这种程控电源的方法。在AT89S52单片机的控制下,使工作于电压输出模式的DAC0832能够以减速步进的方式实现升压输出。

关键词：程序控制电源,AT89S52,DAC0832,电压输出模式

参考文献

[1]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社,1996

[2]DAC0830/DAC08328-bit uP Compatible,Double-Buffered D to A Converters.Corp National Semiconductor,USA,2002,3

[3]何乐生,黄惟一.利用数模转换器R-2R梯型网络.现代电子技术,2002;5(30～32):

[4]黄珍贵,张玘,刘国福,等.基于D/A转换器的程控电源设计.沈阳工业学院学报,2004;3

[5]周邦雄.实用电源技术手册(三、四).长春:吉林电子出版社,1996

[6]王增福.新编线形直流稳压电源.北京:电子工业出版社,2004

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当今社会发展迅速, 人们也越发追求生活的质量。盆景养护作为当今生活中广为人们所喜爱的娱乐, 不仅是因其能启到修身养性的作用, 丰富生活, 更重要的是盆景能够利用光合作用净化空气, 吸收人们排出的废气和一些有害气体。然而生活的快节奏也为人们带来了烦恼, 如工作、旅游、照顾家庭等原因, 使原本珍爱的盆景枯萎凋零, 对此, 设计出一种盆花自动浇水系统, 该系统即可对土壤温湿度以及光照强度进行检测, 还可自动浇水, 使人们忙碌时也不会使盆景枯竭。

1 总体方案

本设计是通过设计出有控制自动浇水语言的单片机, 以达到室内盆花自动浇水的目的。该盆花浇水自动化系统能够对盆景生活要素 (包括土壤温湿度、光照强度) 进行检测, 并对其进行适量、适时的浇水。该系统的主要构造有单片机、光强度以及温湿度的传感器、由浇水驱动电路构成的检测控制部分。本次设计主要是对浇灌控制技术、系统的软硬件情况以及土壤湿度与浇水量的关系进行研究。其中, AT89C52单片机作为检测部分所选用的单片机, 温湿度传感器选用DHT11温湿度传感器, 土壤温湿度传感器和光传感器可将检测到的土壤温湿度模拟量和光强度模拟量放大转换成数字量通过单片机内程序控制精确的将温度、湿度、光强度分别显示在LCD显示屏上, 同时在判断盆花是否浇水可通过单片机内部的中断服务程序进行分辨, 当需要浇水时, 单片机系统会发出浇水信号, 同时会通过放大驱动设备使电磁阀开启, 进而进行浇水, 反之, 则进入下一次循环。并判断花是否需要旋转。蓄水箱水位报警部分采用纯硬件控制。

2 系统硬件设计

2.1 控制系统确定

本设计选用AT89C51单片机。该单片机是一款8位单片机, 具有I/0接口更丰富、处理速度更快、性价比高等特点。它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。其强大的功能、较低的功耗等功能均符合本次设计的要求。

2.2 传感器的选用

(1) 温湿度传感器所采用的DHT11数字温湿度传感器是一款温湿度复合传感器, 其含有已校准的数字信号输出, 其特点在于通过应用专有的温湿度传感技术以及数字模块采集技术, 使产品确保拥有很好的长期稳定性和极高的可靠性。同时, 传感器的主要组成包括电阻式感湿元件、NTC测温元件, 连接于一个高性能的8位单片机, 因此该产品还具有响应迅速、性价比高、品质极佳、抗干扰能力强等优点。DHT11数字温湿度传感的校准均是在极精准的校验室中进行, 校准系数会在传感器内部进行检测型号的处理时被调用, 因而以程序的形式存放在OTP内存中。

DHT11数据输出端连接单片机P2^7管口, 用于接收数据;液晶显示器rs端接单片机P2^7管口, wr端接单片机P2^1管口, 使能端en接单片机P2^2管口, 单片机接收到的数据会通过1602显示器显示出来, 表达直观。

3 结束语

本次设计的盆花自动浇水系统以电子类的自动浇花器的工作原理为参考, 运用现代传感器技术及单片机控制技术构成一个土壤温湿度, 光照强度采集与控制系统。再用数字电路控制自动给水系统。整个盆花自动浇水系统包括土壤温湿度的检测和显示、光照强度的检测与显示水位报警三个部分。

通过本次设计, 让我进一步了解了微电脑控制的智能系统。也使我真正接触到了检测控制系统的设计, 虽然是一个人们日常生活中的小系统, 但也让我明白了很多设计上应该注意的问题。比如实用性、经济性以及安装条件等。

摘要：本文所研究的盆花自动浇水系统包括土壤温湿度的检测与控制和光强度的检测以及水位报警三大部分。由AT89C52单片机作为控制核心, 实现盆花等绿植的环境温度、光照度、土壤湿度监测, 以及自动浇水和旋转角度, 保证盆花的日照均匀度和及时为花儿补充水分, 并能根据花儿的种类自动调整受水量, 以及实现花儿的健康状态评价, 保证盆花生活在智能、安全和舒适的环境。

关键词：AT89C52,水量控制,光照强度,检测

参考文献

[1]李泉溪.单片机原理与应用实例仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2009 (08) .

[2]曾光宇等.现代传感器技术与应用基础[M].北京:北京理工大学出版社, 2006 (03) .

AT89LV52 篇9

1电路结构

该电路由水位探测、水深选择、单片机、数字显示、继电器控制等5部分组成。四个常开型干簧管H1-H4分别置于水箱里的四个不同的位置,作为水位探测电路;三个开关S1,S2,S3为功能选择开关,作为可控水深选择电路;S1的功能是设置水位在H1-H4之间进行高水位自动检测控制;S2的功能是设置水位在H1-H3之间进行中水位自动检测控制;S3的功能是设置水位在H1-H2之间进行低水位自动检测控制。将AT89C52的p1口通过限流电阻与一个共阳极数码管相连,用来显示水位的高低,p3.6.做为继电器控制端,继电器的常开触点作水泵的电源控制开关,常开触点闭合时,水泵通电给水箱灌水。

2电路的工作原理

上电后,芯片自动复位并从0000H单元开始执行程序。初始化以后,芯片循环检测P3.4,P3.5,P3.7口,即检测功能开关S1-S3的状态,若哪个端口被检测为低电平,则执行相应的水位检测程序。功能开关S1-S3的闭合和断开会出现如下几种情况:

1)当用水人数很多时,闭合S1,程序循环检测水箱里不同高度的四只常开型干簧管H1-H4的状态。当水位降低到最低位置时,H1闭合,数码管显示“1”,P3.6口输出低电平,三极管导通,继电器线圈得电,常开触点闭合,水泵得电开始抽水;当水位上升到H2的位置时,H2闭合,数码管显示“2”,P3.6口保持低电平,继电器触点保持闭合,水泵继续抽水;当水位上升到H3的位置时,H3闭合,数码管显示“3”,P3.6口保持低电平,继电器触点保持闭合,水泵继续抽水;当水位上升到H4的位置时,H4闭合,数码管显示“4”,P3.6口输出高电平,继电器触点断开,水泵停止抽水。水箱里的水位下降时与上述情况相反。即水位下降在H4与H1之间时,P3.6口输出高电平,水泵不抽水,直到水位下降到H1时,P3.6口才输出低电平,三极管导通,继电器线圈得电,常开触点闭合,水泵得电开始抽水。

2)当用水人数比较多时,闭合S2,程序循环检测水箱里不同高度的三只常开型干簧管H1-H3的状态。与S1闭合时相似,当水位降低到最低位置时,H1闭合,数码管显示“1”,P3.6口输出低电平,水泵得电开始抽水;此后水泵继续抽水,直到水位上升到H3的位置时,H3闭合,数码管显示“3”,P3.6口输出高电平,继电器触点断开,水泵停止抽水。水箱里的水位下降时与上述情况相反。

3)当用水人数比较少时,闭合S3,程序循环检测水箱里不同高度的两只常开型干簧管H1-H2的状态。当水位降低到最低位置时,H1闭合,数码管显示“1”,P3.6口输出低电平,水泵得电开始抽水;当水位上升到H2的位置时,H2闭合,数码管显示“2”,P3.6口输出高电平,水泵停止抽水。水箱里的水位下降时与上述情况相反。

4)当S1,S2,S3中有两个或三个闭合,则属于误操作,数码管显示“E”,P3.6口输出高电平,继电器触点断开,水泵不抽水。

参考文献

[1]蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北京:高教出版社,2004.

AT89LV52 篇10

煤气的主要成分为一氧化碳、氢气和甲烷等可燃性气体, 它们都是无色无味的气体。家庭煤气中毒主要指一氧化碳、液化石油气和天然气中毒等。液化石油气和天然气中毒多见于液化灶具泄漏或煤气管道泄漏, 一氧化碳中毒除见于灶具或煤气管道泄漏外, 冬天用煤炉取暖, 门窗紧闭, 排烟不良时, 也常发生。煤气中毒时病人最初感觉为头痛、头昏、恶心、呕吐、软弱无力, 当他意识到中毒时, 常挣扎下床开门、开窗, 但一般仅有少数人能打开门, 大部分病人迅速发生抽痉、昏迷, 如救治不及时, 很快因严重缺氧窒息造成死亡。煤气中毒中一氧化碳中毒最为严重, 其表现依吸入空气中所含一氧化碳的浓度、中毒时间的长短而不同。当居室内一氧化碳体积达0.06%时, 人会感到头晕、头痛、恶心、呕吐、四肢乏力等症;超过0.1%时, 吸入半小时, 人即会昏睡, 进而昏迷;达到0.4%时, 只要吸入1小时就可致人于死亡。另外, 煤气泄漏引发的火灾也屡见不鲜。虽然煤气厂在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体, 目的是为了当煤气泄漏时能闻到并及时发现, 但是当家中无人值守或者晚上人们睡觉时往往不能察觉。本文介绍的报警器可以用来检测一氧化碳在空气中的浓度, 当它们的浓度超过设定值时会发出警报。

2 系统框图

整个系统由气敏传感器、模数转换、主控、显示报警等单元电路组成。气敏传感器用于检测一氧化碳气体的浓度, 并将检测到的浓度信号转换为电信号送给A/D转换电路。A/D转换电路将气敏传感器输出的模拟信号转换为数字信号后送到下一级电路。主控电路用单片机来实现, 它是整个控制系统的核心, 它输出的数字量信号可以直接显示, 当浓度值达到设定值并持续较短时间后发出持续的报警声。

3 硬件电路设计

3.1 气敏传感器采用MQ-7, 它适宜检测一氧化碳气体的浓度。

MQ-7使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡 (Sn O2) , 它的电导率随空气中一氧化碳气体浓度增加而增大, 使其表面电阻值减小。它工作时须处于200℃~300℃环境中, 加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢制成的腔体内, 封装好的气敏元件有6只针状管脚, 其中4个用于信号取出, 2个用于提供加热电流。其检测CO浓度的线性范围为10ppm~10000ppm。

测试电路如图2所示。加热器和敏感元件共用5V直流电源电压。为更好利用传感器的性能, 需要选择恰当的RL值, 此处为10KΩ。传感器输出的模拟电压UAO为:

UAO=UC*R2/ (R2+RP1+RS) =50/ (10+RP1+RS) 。其中:UAO为传感器输出的模拟电压, UC为传感器电源, RS为传感器表面电阻。由上式可知传感器输出的模拟电压UAO随着RS为传感器电阻的减小而增大, 该电压被送往ADC08062的IN1引脚。调整RP1的值, 使CO的浓度在100ppm时输出的UAO=30m V。同时, 该信号经过LM324A放大后送入LM324B同相输入端与参考电压比较后输出矩形波信号, 调整RP2的值, 使CO的浓度达到100ppm时UDO翻转变为高电平, 发光二极管发光报警。

3.2 模数转换电路使用ADC08062, 它是逐次逼近式的8位A/D转换器, 可以和单片机接口直接连接。

ADC08062由一个3Bit电压比较器、一个3Bit Flash A/D转换器、解码器和一个输出锁存与三态缓冲器组成。ADC08062内置S/H电路, 可直接对模拟量变化较快的输入信号进行A/D转换。ADC08062对模拟量要求为-50 m V≤VINPUT≤+50 m V, 可直接用UAO作为其输入信号而不需要再进行放大。ADC08062有两路模拟量输入, 通过A0端子进行控制和选择, A0端为0时IN1选通, 为1时IN2选通, 浓度信号采集电路传送来的模拟信号UAO送入其1脚IN1, IN2引脚备用。实际使用时取UCC=5V, VREF+=5V, VREF-=GND。

读、写模式通过MODE引脚控制, 低电平为读模式, 高电平为写模式。WR有效时开始A/D转换, 转换结果滤波后将存入输出锁存器, RD有效时转换结果出现在DB0~DB7中。INT为转换结束标志, 转换结束时INT变为低电平, 表示A/D转换结束, 等待取用。

3.3 单片机采用AT89C52, 其与ADC08062芯片的接线见图3。

AT89C52的P0/AD口作为AD转换后的数据输入口, 其P3.1控制ADC08062的A0脚, 以控制UAO信号能送入IN1。ADC08062的INT脚与AT89C52的P3.0脚连接, 以保证MCU能检测到是否A/D转换结束, 以便读取数据, 当RD为高电平时该引脚会自动复位。

3.4 这里采用的显示器是北京精电蓬远显示技术有限公司生产的MDLS-16265B点阵字符型液晶显示模块, 其价格便宜, 且对于本系统已经足够使用。

它内嵌HD44780字符集, 具有字符发生器ROM可显示192种字符 (160个5×7点阵字符和32个5×10点阵字符) 和64个字节的自定义字符RAM (可自定义8个5×8点阵字符或4个5×11点阵字符) , 标准的接口特性51系列MCU的操作时序, 模块结构紧凑轻巧装配容易, 单+5V电源供电, 低功耗、长寿命和高可靠性是其特点。其与AT89C52的接线图见图3。RS引脚为输入寄存器选择, 1:数据, 0:指令;R/W为输入读、写操作选择, 1时选择读, 0时表示写;E为输入使能信号端, 高电平有效。DB0~DB7为其8条数据总线, 这里利用其间接控制方式接口电路, 可充分利用HD44780具有的4位数据总线功能, 简化接口电路。MCU与显示器之间的读写操作和数据指令传送选择功能由AT89C52的P3.5、P3.6和P3.7引脚控制。

3.5 报警器采用蜂鸣器及其驱动电路组成, 见图3所示。

当CO浓度达到设定值 (100ppm) 时, 会触发MCU的P2.0引脚产生高电平, 9013饱和导通, 蜂鸣器发出警报声。系统的其他设施主要有复位按键、电源指示灯和故障诊断电路等。当报警声响起, 按下复位按键可解除警报;R1作为故障自诊断电路, 用于检测传感器电源连接情况。

4 软件部分设计

由主程序、信号采集、看门狗和延时子程序等构成。主程序流程图见图4。

5 系统仿真及调试

按照图2和图3所示电路在Protues软件中设计硬件电路图, 并在Keil C51软件中编写程序, 将生成的.hex文件装载入Protues的AT89C52芯片中, 电气规则检测无误后进行仿真和调试。图5为常温下正常情况下室内的检测结果。由于条件限制, 用热敏电阻模拟CO浓度达到100ppm的情况, 当温度升高到一定程度时二极管VD1会发出红色光, 同时蜂鸣器报警声响起。

本装置以MQ-7为输入探头, 经ADC08062数模转换后送入AT89C52中进行数据处理与分析, 并用MDLS-16265B进行夜晶显示, 浓度达到设定值时声、光报警, 经过仿真, 电路实现了预定要求, 所用分立元件很少, 电路结构简洁可靠, 有一定的使用价值。

参考文献

[1]杨术明, 翟晓华.单片机原理及接口技术[M].武汉:华中科技大学出版社, 2013.2。

[2]ADC08061/ADC08062500ns A/D Converter with S/H Function and Input Multiplexer[EB/OL].National Semiconductor., June1999

[3]点阵字符型液晶显示模块[EB/OL].北京精电蓬远显示技术有限公司, 2001.7