五邑大学本科毕业设计
图2-4 STC89C52封装
本设计采用STC89C52作为核心控制提供8K的ROM储存器,价格低廉,工作稳定度高,极具性价比。STC89C52可从网上查询到大量的资料数据,在应用设计的过程中,方便学习。
2.4.2 复位电路和晶振电路
电路图如下所示:
图2-5 复位电路和晶振电路
第 6页
五邑大学本科毕业设计
复位电路使用自动复位系统,电路上电时,RET端口瞬间高电平,单片机复位,然后RET端口回复低电平,单片机正常工作。电解电容C6和电阻R8使用典型值,C6的电容值为10uF,R8电阻值为10K。
根据单片机复位典型时间,需要维持10ms以上才有效,本设计取复位时间为100ms,RC振荡的时间常数计算公式为:
T?R?C (2-1)
若电容C的单位是uf(微法),那电阻R的单位是MΩ(兆欧),时间常数T的单位是s(秒)。如果取R为10K,公式计算整理如下:
0.1sC??C?10uF (2-2)
0.01??本设计为了能达到更高的精确度,确定使用外部晶振,如上图的晶振电路。晶振选用11.0592MHz插针式晶振,起振电容可选择10pF~30pF范围之间,本电路使用30pF瓷片电容。
2.5 液晶显示模块
液晶可以选择典型的LCD1602和LCD12864。
LCD1602带有数字式接口,体积小,重量轻,功率消耗也必将低,在显示效果方面,做到清晰,而且对比度、亮度都是可调。LCD1602的极限性在于只有两行显示,而且不能显示汉字,显然不符合本次设计的要求。
LCD12864横向可以显示128个点,纵向可以显示64个点,且可选择自带中文字库版本,相对LCD1602,LCD12864显示面积大,能够进行四行字符和中文字体显示,且自带大部分常用字体中文字库,对程序的编写提供了很大的方便,不但如此,自带字库还节省程序的代码量,提高程序的效率。经过多方面考虑,本设计决定采用LCD12864作为显示模块。
电路图如图所示
图2-6 液晶显示模块电路图
第 7页
五邑大学本科毕业设计
管脚1是液晶的电源地管脚,管脚2是液晶的正电压供电端口,3脚为液晶工作电压管脚。如上图接10K可调电阻作为液晶亮度的调节,管脚15/PSB是串并口选择端口,根据说明书资料,高电平为并口,低电平为串口,本设计液晶显示使用并行传输数据,故管脚15/PSB接+5V高电平。
2.6 无线收发模块
2.6.1 PT2262/PT2272编码解码芯片
图2-7 PT2262/PT2272管脚图
PT2262/PT2272的特点: 1、外围元件需求量少 2、起振使用RC振荡电阻
3.、使用功耗低,效率高的CMOS制作工艺 4、较宽的工作电压限度:2.6V-15V 5、可用数据最多有6位
6、任意组合地址码有531441种选择
表2-2 PT2262管脚功能说明 表2-3 PT2272管脚功能说明
第 8页
五邑大学本科毕业设计
表2-3 PT2272管脚功能说明
2.6.2 F05R/J05U超外差无线接收模块
本设计开始打算是用F05V/J05V作为无线接收模块,此接收芯片也是弱电器件,工作电流很小,一般在几毫安下即可正常工作。正常工作电压为+3V,一般情况下不准超过+3.5V,一旦超过+3.V,芯片会有被烧毁的危险。此芯片也可以使用+3V的锂电池进行供电,有315MHz和433MHz两个工作频率可以选择。配套的天线一般情况下使用螺旋状的金属铜线,直径为0.5mm左右,螺旋的半径一般为2.5mm左右大小。但因为此配套芯片在一般市面上难以买到,所以采用F05R/J05U代替。
为了搭配编码解码芯片使用,本设计采用F05R/J05U超外差无线接收模块。功耗低,灵敏度高,调制模式为ASK调制的超外差接收,有两个工作频段,包括315.0MHz和433.92MHz。该模块因为性能稳定,抗干扰能力强,具有连续发射功能。并且可以在较为恶劣的工作环境下运行,可以使用工业无线信息传输,家用产品无线遥控,自动化数据自动传输,而且此芯片通过欧美认证标准。
F05R的正常工作电压在+2.1~3.5V,传输速率极高,最高可以达到10K/s。在使用F05R时必须要注意输入电压的稳定,一旦电压超过3.5V,芯片很容易被高压烧毁,但在较为低的电压下也可正常工作,最低电压可以2.1V。J05U正常的工作电压在+2.1~5.5V之间,常用的典型电压为+3V或者使用+5V,接收灵敏极高,最高可达-110dBm。传输速率最高可达10K/s。J05U由CE端控制休眠和工作状态,如果是433MHz的芯片,则需要5ms来等待唤醒,若果是315MHz,则需要50ms来等待唤醒,然后才能进行正确的数据传输。为了方便使用,本设计使用的F05R/J05U芯片皆是433MHz的频率。
第 9页
五邑大学本科毕业设计
接收灵敏度的高低一个很关键的问题在于接收天线,F05R可以选择1mm的金属铜质天线,需要直线状的,弯曲状的会影响接收距离,天线可以竖直穿插于PCB板上,周围不需要铺铜,尽量远离电源线,还要避开地线,防止外部和内部耦合干扰。经过实物调试,使用6cm的直线天线效果最好,可以超过100m的发射距离。J05U也需要接入λ/4的偶极天线,经过调试测试,使用18cm的长度接收效果极好,配合F05R的正常工作可以达到200m以上。天线直径同样使用1mm,直接插进PCB板上,周围不要覆铜,远离地线和电源线。试过使用弯曲和过长过短的天线,经测试,接收效果较差,且受到干扰多,接收不稳定。
与PT2262/PT2272配合使用时,通过查询资料,如果PT2262接大于2M的振荡电阻时,配套的PT2272会发生不解码的现象。如果接的振荡电阻太小,比如
PT2262接1M的振荡电阻,那么PT2272的解码会很不稳定,时而正常工作,时而不正常工作,经过实物调试也确实如此。按照资料手册所写,PT2262芯片应该接2M振荡电阻,那么,PT2272就需要接240K的振荡电阻,振荡电阻过大或者过都会出现不解码现象。为了去除耦合干扰信号,编码解码芯片的电源接口最好接上0.1uF的瓷片电容,去除耦合干扰信号,防止出现不解码的现象,使PT2272能够正常的解码运行工作。
硬件电路图如图所示:
图2-8 无线发射电路图
第 10页