辽工大电子设计
倍增管、光敏电阻等。
光敏电阻又称光导管,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。
VCCR141KD4PHOTO光采样电路VCC8R1510KVCCU2A312LM3584R191KAD0C447pR164.7KR1710KR1810K图3-4 光敏传感器
当光敏电阻受到脉冲光照射时,光电流要经过一段时间才能达到稳定值,而在停止光照后,光电流也不立刻为零,这就是光敏电阻的时延特性。由于不同材料的光敏,电阻时延特性不同,所以它们的频率特性也不同,硫化铅的使用频率比硫化镉高得多,但多数光敏电阻的时延都比较大,所以,它不能用在要求快速响应的场合。
3.3 A/D转换电路
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591
辽工大电子设计
的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程,允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件,而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的址、控制和数据信号都是通过双线向I2C总线以串行的方式进行传输。
PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由I2C总线的最大速率决定。
图3-5 A/D转换电路
PCF8591 特性:单独供电;PCF8591的操作电压范围2.5V-6V;低待机电流;通过I2C总线串行输入/输出;PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址;PCF8591的采样率由I2C总线速率决定;4个模拟输入可编程为单端型或差分输入;自动增量频道选择;PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD;PCF8591内置跟踪保持电路;8-bit逐次逼近A/D转换器;通过1路模拟输出实现DAC增益。
3.4 步进电机电路
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、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,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目
辽工大电子设计
的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
图3-6 步进电机电路
3.5 温度检测电路
DS18B20外形及引脚说明:
图3-7 温度传感器
引脚说明:GND:地;
DQ:单线运用的数据输入/输出引脚;
辽工大电子设计
VD:可选的电源引脚。
单总线通常要求接一个约4.7K左右的上拉电阻,这样,当总线空闲时,其状态为高电平。
图3-8 DS18B20接线原理图
DS18B20时序图:主机使用时间隙来读写DS18B20的数据位和写命令字的位。
初始化时序如下图:
图3-9 DS18B20初始化时序
DS18B20读写时序:
辽工大电子设计
图3-10 DS18B20读写时序
3.6 红外控制电路
红外通信基本原理:
红外通信是利用950nm近红外波段作为传递信息的媒体,即通信信道。发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号,通过红外发射管发射信号。接收端将接收到的信号装成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二进制信号后输出。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。
简而言之,红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调。