窗帘遥控装置电路系统设计-电子科学与技术毕业论文

窗帘遥控装置电路系统设计-电子科学与技术毕业论文内容摘要：

rst 引脚为高电平，使STC89C52 摆脱“跑飞”或“死锁”状态而重新启动 ［２ 2]。 MCS51单片机具有手动复位、上电复位和看门 狗复位等。 图 是复位电路图。 xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 9 图 复位电路 矩阵键盘电路 矩阵键盘的主要作用是通过按键向单片机输入命令。 其中主要包括设置定时时间，选择菜单功能，返回主菜单等功能。 在窗帘控制系统设计中的键盘采用的是 44矩阵键盘。 这 16个按键 没有全部用到，只是用到了其中的一部分。 当液晶处于主菜单界面时，此时的键盘功能是 功能选择，即当按下键盘的某个数字键的时候，液晶菜单相应数字指示的功能即被选中。 当处于定时设定时间的功能的时候，键盘上的数字键则被定义为设定时间的数字按键，设定的数字时间会被显示在液晶屏上。 当按下菜单返回键时，系统将返回到主菜单的界面。 由于按键比较多，单独设置按键会增加总体设计的复杂性，而且为了减少所占用的端口，可以将按键组成一个矩阵，如图 所示。 xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 10 图 矩阵键盘检测电路 矩阵键盘检测原理： 单片机上电的时候 IO 口的 初始值都是高电平，这里用到的是 P0 口作为矩阵键盘的 IO 口，即初始值 P0=0xff。 首先依次给 P0口赋值 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,即依次地将 P0口的低四位拉低，也就是矩阵键盘的行线的电平拉低。 当矩阵的某一位按键按下时，按键此时就导通，结果相应的列线就被拉为低电平。 例如：当 P0 口的值被赋予 0xfe 时，且此时按键 S1被按下，导致接到 口的列线也被拉至低电平，此时， P0 口的值就发生了变化，即为 0xee。 依次类推，将此检测函数放置一个 while 循环中，就可以不断的查询当前 P0 口 的值，从而检测到哪一个按键被按下。 在检测键盘是否被按下时，由于存在着键盘抖动的情况，影响着程序的判断结果，故应当去除抖动。 所以当检测有按键按下后，系统延时一段时间后再做下一步的检测判断。 红外遥控电路 （ 1）红外遥控的基本原理 红外遥控 的发射电路是采用 红外发光二极管 来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由 红外接收二极管 、 三极管 或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。 发射机一般由指令键 (或操作杆 )、指令编码系统、调制电路、 驱动电路 、发射电路等几部分组成。 当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。 接收电路一般由接收电路、放电大路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路 (机构 )等几部分组成。 接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。 指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种 指令的操作控制（机构）。 xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 11 (2)遥控发射器及其编码 遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本 NEC的 uPD6121G 组成发射电路为例说明编码原理。 当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。 这种遥控码具有以下特征： 采用脉宽调制的串行码，以脉宽为 、间隔 、周期为 的组合表示二进制的“ 0”； 以脉宽为 、间隔 、周期为 的组合表 示二进制的“ 1”，其波形如图。 图 (a) 遥控码的 “ 0” 和 “ 1” 上述 “ 0” 和 “ 1” 组成的 32 位二进制码经 38kHz 的载频进行二次调制以提高发射效率 ， 达到降低电 源功耗的目的。 然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射 ， 如图 所示。 图 (b) 遥控器编码波形图 图 (c) 遥控信号的周期性波形 xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 12 UPD6121G 产生的遥控编码是连续的 32 位二进制码组，其中前 16 位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。 该芯片的用户识别码固定为十六进制 01H；后 16位为 8位操作码（功能码）及其反码。 UPD6121G 最多额 128 种不同组合的编码。 遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种 32 位二进制码，周期约为 108ms。 一组码本身的持续时间随它包含的二进制“ 0”和“ 1”的个数不同而不同，大约在 45～63ms 之间，图。 当一个键按下超过 36ms， 振荡器使芯片激活，将发射一组 108ms 的编码脉冲 ,这 108ms 发射代码由一个起始码（ 9ms） ,一个结果码（ ） ,低 8 位地址码（ 9ms~18ms） ,高 8 位地址码（ 9ms~18ms） ,8 位数据码（ 9ms~18ms）和这 8 位数据的反码（ 9ms~18ms）组成。 如果键按下超过 108ms 仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（ 9ms）和结束码（ ）组成。 代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向） ① 位定义 xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 13 图 （ d) 位定义 ② 单发代码格式 图 (e) 单发代码格式 ③ 连发代码格式 图 (f) 单发代码格式 16位地址码的最短宽度： 16=18ms16位地址码的最长宽度： xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 14 16=36ms 易知 8 位数据代码及其 8 位反代码的宽度和不变：（ +）8=27ms ，所以 32 位代码的宽度为（ 18ms+27ms） ~(36ms+27ms)。 解码的关键是如何识别“ 0”和“ 1”，从位的定义我们可以发现“ 0”、“ 1”均以 的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“ 0”为 ,“ 1”为 ,所以必须根据高电平的宽度区别“ 0”和“ 1”。 如果从 低电平过后，开始延时， 以后，若读到的电平为低，说明该位为“ 0”，反之则为“ 1”，为了可靠起见，延时必须比 长些，但又不能超 过 ,否则如果该位为“ 0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（ +） /2= 最为可靠，一般取 左右均可。 根据码的格式，应该等待 9ms 的起始码和 的结果码完成后才能读码 【 12】。 液晶显示电路 由于本系统需要显示有关窗帘的状态信息，涉及到数字，中文和图片，而LCD12864正好可以满足以上要求，故采用 LCD12864液晶来作为该系统的显示模块。 （ 1） LCD12864液晶简介 该模块使由 JHD529M1液晶显示器件组成，其器件带中文库是一种 128*64显示模式，具有 4位 /8位并行， 2线或 3线串行多种接口方式，内部含有国标一级、二级简体中文库的点阵图形液晶显示模块：其显示分辨率为 128*64，内置 8192个 16*16点汉字，和 128个 16*8点 ASCII 字符集，利用该模块灵活地接口方式，和简单方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。 可以显示 8*4行 16*16点阵的汉字，也可以完成图形显示，低电压低功耗又是其一显著的特点。 其功能引脚为： 管脚 1 :VSS 模块的电源地 ， 2： VDD 模块的电源 正端 3： V0 LCD 驱动电压输入端 4： RS 并行的指令 /数据选择信号。 串行的片选信号 5： R/W 并行的读写选择信号。 串行的数据口 6: E 并行的使能信号，串行的同步时钟。 7~14：DB0~DB7 数据口 15： PSB 并 /串行接口选择， H：并行 L：串行 16： NULL 17：RST 复位 低电平有效 18： NC 19： BLA：背光源正极 20： BLK 背光源负极。 图 (a)为 LCD12864实物图： xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 15 图 (a) LCD12864实物图 以下是 LCD12864模块的时序图： 从 MCU 写资料到模块： MCU从模块读取资料： xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 16 图形显示坐标： 水平方向 X—— 以字节为单位 垂直方向 Y—— 以位为单位 xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 17 （ 2） LCD12864液晶显示电路图 图 (b) LCD12864液晶显示电路图 蓝牙遥控电路 （ 1） 蓝牙模块简介 蓝牙实物图如图 (a)、 (b)所示，图 (a)（左）为蓝牙从模块，图(b)（右）为蓝牙主从一体模块： 图 (a) HC06 蓝牙从模块 图 (b) HC05蓝牙主从一体 模块 本设计用到了两款蓝牙模块，分别是 HC05，和 HC06蓝牙模块。 HC05主从一体蓝牙模块，具有两种工作模式：命令响应工作模式和自动连接工作模式，在自动连接xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 18 工作模式下模块又可分为主（ Master）、从（ Slave）和回环（ Loopback）三种工作角色。 当模块处于自动连接工作模式时，将自动根据事先设定的方式连接的数据传输；当模块处于命令响应工作模式时能执行下述所有 AT 命令，用户可向模块发送各种 AT指令，为模块设定控制参数或发布控制命令。 通过控制模块外部引脚（ PIO11）输入电平，可以实现模块工作状 态的动态转换。 而 HC06蓝牙模块只能工作在从模式状态，可以实现对它进行设置，设置其串行通信的波特率以及进行配对时的配对码等； 蓝牙的主从模块之分确定了它们的通信方向。 当模块为蓝牙从模块时，它只能与装有主机模式的蓝牙模块进行配对，而不能与从机模块进行配对。 当模块为主从模块时，它可以和从模块进行配对。 可以对蓝牙主从模块进行设定，将其设置为主模块。 HC05蓝牙主从一体模块用到的引脚定义： PIO8连接 LED，指示模块工作状态，模块上电后闪烁，不同的状态闪烁间隔不同。 PIO9连接 LED，指示模 块连接成功，蓝牙串口匹配连接成功后， LED 长亮。 PIO11模块状态切换脚，高电平 AT 命令响应工作状态，低电平或悬空 蓝牙常规工作状态。 模块上已带有复位电路，重新上电即完成复位。 设置为主模块的步骤： PIO11置高 上电，模块进入 AT命令响应状态 超级终端或其他串口工具，设置波特率 38400，数据位 8位，停止位 1位，无校验位，无流控制。 串口发送字符 “ AT+ROLE=1\r\n”， 成功返回 “ OK\r\n”， 其中 \r\n 为回车换行。 PIO 置低 ， 重新上电 ， 模块为主模块 ， 自动搜索从模块 ， 建立连接。 （ 2） 常用 AT命令 ： 指令 1:修改蓝牙模块名字 :AT+NAME=name回车 例如 :AT+NAME=Beetle回车 模块返回 :0K xx航空大学科技学院 2020届学士学位论文 19 指令 2:查看当前蓝牙模块名字 :AT+NAME。 回车 例如 :AT+NAME。 回车 模块返回 : +NAME:名字 OK 指令 3:修改通讯波特率设置 : AT+UART=PARM1,PARM2,PARM3回车 PARM1为波特率 ， 可选 ： 4800、 9600、 19200、 38400、 57600、 115200、 230400、 460800、 921。