基于单片机的智能电风扇毕业设计(5)

2025-08-06

毕业设计正文

输入,前8 位指定访问地址,命令字装入移位寄存器后,在之后的时钟周期,读操作时输出数据,写操作时输出数据。时钟脉冲的个数在单字节方式下为8+8(8 位地址+8 位数据),在多字节方式下为8 加最多可达248 的数据。

对DS1302 的操作就是对其内部寄存器的操作,DS1302 内部共有12 个寄存器,其中有7 个寄存器与日历、时钟相关,存放的数据位为BCD 码形式。此外,DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM 相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器以外的寄存器。日历、时间寄存器及控制字如表(1)所示。表中最后一位RD/W 为“0”时表示进行写操作,为“1”时表示读操作。

表3-1日历、时钟寄存器与控制字对照

3.7.3 实时时钟模块电路的设计

外部晶振接X1和X2引脚,VCC1接供电电源,VCC2接后备电源,SCLK、DSIO、CE接单片机引脚。电路如图3-14所示。

图3-14 实时时钟模块电路

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3.8 报警提示电路的设计

3.8.1 蜂鸣器简介

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器按工作方式主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型;按驱动方式主要分为有缘蜂鸣器和无源蜂鸣器两种类型。

3.8.2 有缘压电式蜂鸣器工作原理

(1)电磁式蜂鸣器:电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互缠绕蜂鸣器。

(2)有源蜂鸣器:蜂鸣器内部带震荡源,直接给它一定的电压就可以响。 3.8.3 电路的设计

由于单片机的驱动电流比较小,所以直接驱动蜂鸣器音声比较小,驱动LED比较暗淡,在蜂鸣器和LED正端加电源,负极接单片机,因为单片机有比较大的灌电流,所以能满足设计需求,无需加其他器件。电路如图3-15所示。

图3-15 蜂鸣器报警电路

3.9 感光模块的设计

3.9.1 光敏电阻简介

光敏电阻(photocell)又称光敏电阻器或光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

(1)组成

光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器,又称为光电导探测器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。还

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有另一种入射光弱,电阻减小,入射光强,电阻增大。

(2)功能

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.4~0.76)μm的响应很接近,只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。设计光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。

3.9.2 光敏电阻传感器模块 (1)LM393工作原理

光敏电阻传感器模块主要由光敏电阻、LM393电压比较器和电位器组成。光敏电阻感应光的强度,转化为模拟电压,并有模拟输出;模拟电压与电位器分压后的参考电压输入LM393比较器比较,若大于参考电压输出高电平(数字1),若小于输出低电平(数字0)。通过调节电位器,就可以调节光强度的阈值,当光的强度是否阈值,传感器感知输出。 (2)LM393使用特点

LM393是高增益,宽频带器件,像大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则很容易产生振荡。这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙,电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入—输出寄生电容耦合是有助的。减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量(滞回1.0~10mV)能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡,除非利用滞后,否则直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入—输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要;LM393偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围 2.0~30V无关,注意: 比较器的所有没有用的引脚必须接地。LM393内部电路如图3-16所示。

图3-16 LM393内部电路

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(3)模块参数

●可以检测周围环境的亮度和光强; ●灵敏度可调(数字电位器调节); ●工作电压3.3V-5V; ●模拟量电压输出; ●数字开关量输出(0和1)。 (4)接口说明

模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时,DO口输出高电平,当外界环境光强超过设定阈值时,模块D0输出低电平。通过调节R2电位器调节比较电压从而实现光照阈值调节。其中D2为电源指示,D1为输出信号指示,C1为电源滤波电容,C2为光敏电阻滤波电容。电路如图3-17所示。

●第1脚:VCC; ●第2脚:GND;

●第3脚:DO数字量输出接口(0和1); ●第4脚:AO模拟量输出接口。

图3-17 光敏电阻传感器电路

3.10 人体检测电路的设计

3.10.1 光电传感器原理简介

光电传感器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。光电传感器在一般情况下,有三部分构成,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)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射,或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面,装有光学元

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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。

3.10.2 红外避障传感器模块 (1)LM741简介

LM741是一种应用非常广泛的通用型8脚单通道运算放大器集成电路。单位增益带宽1MHz,输入失调电压6mV。由于采用了有源负载,所以只要两级放大就可以达到很高的电压增益和很宽的共模及差模输入电压范围。本电路采用内部补偿,电路比较简单不易自激,工作点稳定,使用方便,而且设计了完善的保护电路,不易损坏。

(2)LM567工作原理

LM567 为通用锁相环电路音调译码器,其基本功能概述如下:当LM567的③脚输入幅度≥25mV、频率在其带宽内的信号时,⑧脚由高电平变成低电平,②脚输出经频率/电压变换的调制信号;如果在器件的②脚输入音频信号,则在⑤脚输出受②脚输入调制信号调制的调频方波信号。用外接元件独立设定中心频率带宽和输出延迟。主要用于振荡、调制、解调、和遥控编、译码电路。如电力线载波通信,对讲机亚音频译码,遥控等。管脚功能描述: ①、②脚通常分别通过一电容器接地,形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽:电容值越大,环路带宽越窄。①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。③脚是输入端,要求输入信号≥25mV。⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2,且f2≈1/1.1RC。⑧脚是逻辑输出端,其内部是一个集电极开路的三极管,允许最大灌电流为100mA。内部电路如图3-18所示。

图3-18 LM567内部电路

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