教室照明控制器的设计(5)

2019-04-15 22:58

为了使系统具有较强的抗干扰能力,信号的码流绝大多数采用“重复”发送方式,但其重复规则有所不同,可概括为以下几种:

(1)简单重复方式,即将数码进行简单重复发送;

(2)有引导码的数据重复方式,引导码主要是为了保证接收同步; (3)重复码方式,为了降低功耗,第一组数据发送出去后,每隔一定时间仅发出一个窄脉冲,称为重复码;

2.红外遥控数据流的识别

选用遥控器键盘的时候,原本我们并不知道其具体的编码规则及数据码流。本人采用顾伟电子实业有限公司生产的GDS-815/820/840系列的数字储存示波器,来采集遥控器发出的键码信号并总结码流方式,以备遥控器的软件设计使用。

每个键的信号测量数据如表3-2,X1表示引导码的宽度,X2表示识别码和数据码的总宽度,其宽度单位为 ms。由表中数据可以计算出X1的平均值为16.3ms。

表3-2 每个键的信号测量数据单位:ms

X1值 X2值 16.3 23.3 14.9 24.2 16.7 22.3 16.3 25.3 16.2 23.3 16.5 23.8 16.4 23.6 16.5 22.4 17.0 22.2 由此可知当一个键被按下延迟40ms时,这40ms发射代码由一个起始码(16.3ms)和一个16位数据码(23.35ms)组成。如果按键下超过40ms仍不松开,接下来发射重复代码,仍为一个起始码(16.3ms)和一个16位数据码(23.35ms)组成。

采用脉宽制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms,周期为2.25ms的组合表示二进制“1”。解码的关键是如何识别“0”和“1”,由示波器采集的信号及位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始,不同的高电平的宽度不同,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后,早开始延时0.56ms,诺读到电平为低、说明该位为“0”,反之则为“1”。

遥控器的数据流识别后,就为遥控器的软件设计提供了依据。本系统采用微机一体化红外接头,适合各种红外线遥控和红外线数据传输的红外线接收器其红外线接收器如图3-7。

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图3-7 红外接收器

此红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体,不需要任何外接元件,只是焊上一个10mf的滤波电容,可以使接收器工作更可靠。遥控器信号的接收模块与单片机的连接如图3-8,ceiptl有三个引脚,为接收器的引脚。接收器输出端外接单片机的P3.2端口,便于遥控信号采集。

图3-8 遥控器信号的接收模块与单片机的连接

3.6.6 8锁存器74LS573介绍

三态总线驱动输出 (1)置数全并行存取 (2)缓冲控制输入

(3)使能输入有改善抗扰度的滞后作用

原理:74LS573 的八个锁存器都是透明的D 型锁存器,当使能(G)为高时,Q 出将随数据(D)输入而变。当使能为低时,输出将锁存在已建立的数据电平上。输出控制不影响锁存器的内部工作,即老数据可以保持,甚至当输出被关闭时,新的数据也可以置入。这种电路可以驱动大电容或低阻抗负载,可以直接与

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系统总线接口并驱动总线,而不需要外接口。特别适用于缓冲寄存器,I/O 通道,双向总线驱动器和工作寄存器。

3-3真值表 Latch 输出 ENABLE启enable 用 L L L H H H L X H L X X D 输出 O H L QO Z H=高电平 L=低电平 ×=不定 Z=高阻态 QO=建立稳态输入条件前Q的电平

图3-9 74LS的引脚图

3-4引脚功能表 管脚号 D0–D7 LE OE O0–O7 数据输入 锁存使能输入(高电平有效) 3态输出使能输入(低电平有效) 3态锁存输出 功能 3.6.7 超时报警电路

在教室中,若采用手动方式控制时,一方面由于学生及管理人员的疏忽,教室里没人而灯还亮着,导致教室日光灯工作超时,能源浪费,于是本系统采用超时报警电路,以声音的方式来提醒管理人员是否关闭电源,另一方面由于学生学

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习紧张,在夜里忘了时间点,学习期间开灯时间过长,致使教室灯工作超时于是本系统超时报警电路就会发出声音,提醒学生该休息或必须改用遥控器手动方式来控制灯了。

本系统采用超时报警的电路如图3-10所示。单片机的P3.4端口外加一个10K的上拉电阻,再经过限流电阻100欧与三极管C945的基极相连。当P3.4端口为低电平,即基极为低电平时,三极管导通,驱动蜂鸣发出声音以示教室灯工作超时,若P3.4端口为高电平时,即基极为高电平时,三极管截止,蜂鸣器不工作,教室 灯工作正常。

图3-10 超时报警的电路

3.6.8 系统供电电路

要取得+5V电压,若选用12V的变压器,整流滤波后输出往往大于12V,会使稳压器功耗大,自身温度较高,故不选用输出电压为12V的变压器,而选用输出电压为9V的变压器。系统接通220V交流电源后,将220V交流电变压到9V,经过二极管全波整流、电解电容C1、C2滤波,在经一只正在正输出稳压器LM7805,为了缓冲负载突变,改善瞬态响应,输出端还采用了电容C3、C4,最后得到+5V的直流工作电源,用于给控制系统中单片机系统及其它外围电路的Vcc+端供电,其供电原理图如图3-11。在硬件时钟模块中,为了在断电后硬件时钟能够正常运行,故采用主、从双电源供电方式。硬件时钟一般在系统的+5V主电源情况下工作,而只有系统+5V电源消失的情况下,为确保硬件时钟的正常运行,设计一个3.6V的备用电源。

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图3-11 供电原理图

3.6.9 照明设备控制电路

本模块功能是根据单片机输出信号控制照明设备的工作。此模块使用弱电控制强电,故需要电路电压的隔离,避免强电窜入弱电,损坏单片机。继电器具有动作块,工作可靠安全性高,使用寿命长,体积小等优点, 使用历史悠久。在工业中,他广泛适用与电力保护,开关控制等场合。继电器可以直接隔离强电与弱电,无须另外附加光耦合隔离电路。单片机输出无法直接驱动继电器,可以对单片机输出信号进行简单的放大,然后驱动继电器,控制照明设备工作。

当单片机输出低电平时Q2截止,继电器两端电压为5V开关闭合,灯具发光;当单片机输出高电平时Q2导通,继电器两端电压为0V,开关断开,灯具不发光。具体电路如图3-12所示。

图3-12继电器驱动电路

1.max485的介绍

MAX485、MAX487-MAX491以及MAX1487是用于RS-485与RS-422通信的低功耗收发器,每个器件中都具有一个驱动器和一个接收器。MAX483、

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