基于单片机的遥控数显控制系统_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的遥控数显控制系统_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

00000000 00110010 0032H + 00000000 00000001 0001H 11111111 11111111 FFFFH 25 11111111 11001110 FFCEH 55 11111111 10010010 FF92H （ 2） DS18B20 的外部结构 DS18B20 采用 3 脚 PR35 封装或 8 脚 SOIC 封装。 此设计中采用 3 脚封装形式，引脚排列如图 32所示。 I/O 为数据输入输出端（即单线总线）， 它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。 VDD 是可供选用的外部 +5V电源端，不用时需接地。 GND 为地。 （ 3） DS18B20 使用中注意事项 DS18B20 虽然具有测温系统简 单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在 9 实际应用中也应注意以下几方面的问题： A、较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于 DS18B20 与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对 DS18B20 进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。 在使用 PL/M、 C 等高级语言进行系统程序设计时，对 DS18B20 操作部分最好采用汇编语言实现。 图 32 DS18B20 的引脚排列图 B、在 DS18B20 的有关资料中均未提及单总线上所挂 DS18B20 数量问题，容易使 人误认为可以挂任意多个 DS18B20，在实际应用中并非如此。 当单总线上所挂 DS18B20 超过 8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。 C、连接 DS18B20 的总线电缆是有长度限制的。 试验中，当采用普通信号电缆传输长度超过 50m 时，读取的测温数据将发生错误。 当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常 12 位转化后得到的 12 位数据，存储在 18B20 的两个 8比特的 RAM 中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于 0，这 5 位位为只要将测到的数值乘于 即可得到 实际温度；如果温度小于 0，这 5 位为 1，测到的数值需要取反加 1再乘于 即可得到实际温度。 通讯距离可达 150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。 这种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。 因此，在用DS18B20 进行长距离测温系统设计时要充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。 D、在 DS18B20 测温程序设计中，向 DS18B20 发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20 的返回信号，一旦某个 DS18B20 接触不好或断线，当程序读该 DS18B20 时，将没 10 有 返回信号，程序进入死循环。 这一点在进行 DS18B20 硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽 4 芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接 VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。 红外对管传感器的特点 红外对管传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（如人体或其他遮挡物）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有 效距离范围 2～ 30cm，工作电压为。 该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于对障碍物或移动物体是否遮挡发光管的判定。 红外对管传感器是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。 物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。 光电管将输入电流转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 多数光电管选用的是波长接近可见光的红外线光波型。 （ 1）红外对管传感器的构成 红外对管是通过把光强度的变 化转换成电信号的变化来实现控制的。 红外对管传感器在一般情况下，由三部分构成，它们分为：发送器，接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管（ LED）和激光二极管。 光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。 接收器由光电二极管或光电三极管组成。 在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。 在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 此外，光电传感器的结构元件中还有发射板和光导纤维。 （ 2）分类和工作方式 a、槽光电开关 把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的 是槽形光电。 发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。 但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。 输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。 槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。 b、对射式光电开光 若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。 由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开光，简称对射式光电开关。 它的检测距离可达几米乃至几十米。 使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡 11 光路，收光器就动作 输出一个开关控制信号。 c、反光板反射式光电开关 把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。 正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器接收不到光信号时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。 d、 扩散反射式光电开关 它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。 正常情况下发光器发出的光收光器是收不到的；当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信 号，输出一个开关控制信号。 e、光纤式光电开关 把发光器发出的光用光纤引导到检测点，再把检测到的光信号用光纤引导到光接收器就组成光纤式光电开关。 按动作方式的不同，光纤式光电开关也可分成对射式、反光板反射式、扩散反射式等多种类型。 （ 3）术语 a、距离滞后：指的是测量板接近或者移去时开关偏移的距离。 距离滞后用开关距离的百分比来表示。 b、参考轴：发送器和接收器（对射型光电传感器），或者发送器和目标 /反射板（反射型，反射板型光电传感器）之间构成的相对的理想轴线。 在对射型光电传感器的情况下，参考轴是透镜的光轴。 在反射型和反射板型光电传感器的情况下，参考轴是发送器和接收器透镜的光轴之间的中线。 c、反射板盲区：光束在反射的过程中，有一段区域是不能识别反射板的区域，这段区域就是反射板的盲区。 d、 暗通（ ）：是指当接收装置无光束射入时光电传感器的开关接通；当反射型光电传感器接收反射光束，如果无物体出现，则开关接通，而当有物体出现在光束射线的中间时，开关就断开。 e、亮动（ ）：是指当光学接收器受到光照的时候，传感器的输出接通。 对射型和反射板型光电传感器是在光线遮住的时候，输出接通。 反射型光电传感 器，是在目标足够接近的时候，输出接通。 f、盲区：是指反射型光电传感器不能识别目标的范围。 g、 NAMUR：是化工行业检测和控制技术的标准；要求仪表坚固可靠，适宜在易爆环境中工作。 12 遥控传感器的特点 要实现无线报警组网，对组成的无线报警探头和主机有一定的技术要求：比如无线发射接收的工作频率相同，这里提供的设备都是工作在 315M Hz 的，并且都用声表谐振器稳频，频率稳定度非常好，而且需要采用相同的编码解码芯片，这里都用 PT2262/PT2272，而且芯片的振荡电阻相一致，振荡电阻的大小决 定了编码波形高低电平的宽度。 PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路， PT2262/PT2272 最多可有 12 位 (A0A11) 三态地址端管脚 (悬空 , 接高电平 , 接低电平 )，任意组合可提供 531441 地址码， PT2262 最多可有 6 位 (D0D5) 数据端管脚，设定的地址码和数据码从 17 管脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。 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字，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，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。 当发射机没有按键按下时， 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 脚为低平期间 315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于 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）相当于调制度为 100 ％的调幅。 PT2262 发射模块的原理图如 图 33所示。 13 图 33 PT2262 模块电路原理图 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m b e r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 3 N o v 2 0 1 3 S h e e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n g s \ A d m i n i s t r a t o r \ 桌面 \ 新建文件夹 1 \ M y D e s i g n . d d bD r a w n B y :123456789 1011121314151617181 0 0 n2 7 k4 7 k1 0 k4 k 71 0 k1k1 0 u1 0 k4 7 k 1 8 k1 5 0 k4 1 4 87 k 52 2 0 0 p1 0 u1k2 2 0 0 p9 0 1 82p1 0 p1pV C CP T 2 7 2 2 图 34 PT2272 电路原理图 PT2272 解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有 L4/M4/L6/M6 之分，其中 L 表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。 M 表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应， 14 可以用于类似点动的控制。 后缀的 6 和 4 表示有几路并行的 控制通道，当采用 4 路并行数据时（ PT2272M4)，对应的地址编码应该是 8 位，如果采用 6 路的并行数据时(PT2272M6) ，对应的地址编码应该是 6 位。 要组成一个无线报警网最重要的是要正确设置各个无线探头和主机编解码芯片的地址码和数据码。 PT2262/PT2272（ SC2262/SC2272）的第 1～ 8脚是芯片的地址码设置脚，地址码有三个状态：悬空、接高电平、接低电平，地址码就好比是一张身份识别的证书，只有发射端和接收端的地址码设置成完全相同，才能互相确认通过。 所以在同一个无线报警网中 ，地址码必须相同，如果在同一个环境中有几个无线报警网时，只要地址码能互相区分就不会互相干扰。 PT2262/PT2272（ SC2262/SC2272）的第 10～ 14 脚是数据码设置端，数据端可以是高电平 1或者是低电平 0，一共有 4个通道，所以从 0000～ 1111 一共有 16个。 数据码在无线报警网中主要的作用是区别不同的无线探头，最多可以区分 16 个，有些主机出于成本和实用性的考虑，只用了其中的 8 个，表示 8 路报警通道。 接收模块使用超再生接收技术，采用 LC 振荡电路，内含放大整形，输出的数据信号为解码后的高电平信号， 使用极为方便，并且价格低廉，所以被广泛使用。 接收模块有较宽的接收带宽，一般为177。 10MHz，中心频率一般在 315MHz 或 （如有特殊要求可调整频率，频率的调整范围为 266MHz~433MHz。 ）。 接收模块一般采用直流 5V 电源供电，如有特殊要求可调整电压范围。 单片机单元设计 单片机应用系统中主机电路是核心，单片机当然就应该是核心的核心了，在选择单片机时，需考虑其字长和指令功能，寻址范围与寻址方式，位处理和中断处理功能，定时计数和通讯功能，内部 RAM 的大小及芯片价格等。 在内存容量要求不大 ，外部设备要求不多的应用系统中，采用 8 位微处理机较为合适。 如应用系统比较复杂，运算功能较强，处理粘度高，运算速度快，则采用 16 位单片微机。 在本次设计中，报警系统的功能是及时的对一些事件的早期预报，不需要完成很复杂的功能，因此选用 8 位的 STC89C52 单片机就能满足本报警器的要求。 STC89C52 单片机介绍 STC89C52 是一种低功耗高性能 CMOS 8 位单片机，它除了具有与 STC89C52 完全兼容的若干特性外，还增加。