3 系统硬件设计
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3.1单片机最小系统
单片机加上适当的外围器件和应用程序后，所构成的应用系统称为最小系统。主要由时钟电路和复位电路加上单片机芯片就构成了单片机最小系统。
3.1.1时钟电路
时钟电路是单片机最小系统的一部分，它用于产生单片微机工作所需要的时钟信号，单片微机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作，系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的元件组成的一个振荡电路。单片机AT89C51的内部有一个用于构成高增益反相放大器的振荡电路，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入和输出。这个放大器与反馈元件片外的晶体谐振器一起构成一个自激振荡放大器。外接晶体谐振放大器以及和电容C1、C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值没有固定的一个要求，但会对电容的大小会产生影响，比如震荡器频率的高低和震荡器的稳定性或着是起振的快速性和温度的准确性，电容应尽量的使用陶瓷电容，电容值最好为22pF。振荡器的工作频率一般在1.2MHz～12MHz之间，由于制造工艺的改进，有些单片微机的频率范围正向两端延伸，高端可达40MHz，低端可达0Hz，一般用11.0592MHz晶振。时钟电路图如下图所示其原理图如3.1所示：
C21830pFY1C311.0592MHz1930pF
图3.1 时钟电路
3.1.2复位电路
单片机小系统常采用的复位形式是手动按键以及上电自动复位两种形式。其中前者保障在电源接通的前提下，运行单片机期间，使用按钮开关进行复位操作。后者则是接通电源后，自动进行复位的触发操作。两者都需要在系统中实现，这样系统才会更加完善，更加具有智能化，并且在调试的时候也是比较方便的，所以加了手动按键在系统上电的情况下来完成复位动作，下图展示了手动复位的原理图。上电自动复位依据C1电容来完成，在电路中，手动按键复位以按键形式连接电阻R1与VCC，S4是一个常开触点，当S4与C1接触的时候，完成手动复位的动作，其原
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理图如图3.2所示：
VCCS49C1R110uF10k
图3.2 复位电路
3.2遥控发射模块参数
（1）通讯方式：调幅AM （2）工作频率：315MHZ/433MHZ （3）频率稳定度：±75KHZ （4）发射功率：≤500MW （5）静态电流：≤0.1UA （6）发射电流：3～50MA （7）工作电压：DC 3～12V
3.3 PT2262/PT2272编解码集成电路原理说明
PT2262/2272是一对带地址、PT2262/2272是一对带地址、PT2262/2272是一对带地址,数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。其中发射芯片 PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。
一、 PT2262特点：
（1）CMOS工艺制造，功率较低 （2）外部元器件缺失 （3）RC振荡电阻
（4）工作电压的值域广：2.6-15v （5）数据最多可达6位 （6）地址码最多可达531441种 二、 应用范围： （1）汽车防盗系统设计 （2）个人防盗系统设计 （3）遥控玩具 （4）家用电器遥控
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（5）其他智能仪器
在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。大部分产品都是用2262/1.2M＝2272/200K组合的，模块的其他关键的作用就是配合单片机来进行有序的数据通讯，通讯时的基本特征是：
1、控制合适的通讯速度
数据模块的极限传输数据速率可达到9.6KBs，常控制在2.5KBs左右，若传输数据速率过高，则会使得接收灵敏度下降，且使得误码率变得更大，甚至失效。
2、控制合适的信息码格式
控制模块中的单片机运行时，常常需要考虑新的传输协议，协议的调制不同，其对应的信息码格式也不同，信息格式直接决定了数据传输的安全性。
信息码组格式的经典形式是以前导码＋同步码＋数据帧集合而成，其中前导码的长度高于10ms，以避开背景噪声。因此选择CPU编译码以乱码添加形式来排除零电平的干扰。与前导码及数据帧不同的是同步码具特征位代码，使得系统能在算法帮助下甄别出同步码，接收数据。 数据帧切忌使用长0和长1，一般通用形式为POCSAG或曼彻斯特编码。
3、控制单片机对接收模块的干扰
单片机模拟2262时，功能实现较为正常，测试2272解码则出现异常情形，表现为遥控的实际距离减少了。究其原因，时钟频率的倍数较大，接收的模块干扰性影响大，使得调制结果有所偏差。事实上，PIC的抗干扰水平较差，单片机的接受电路供电源为5V电源。采用接收模块降低，单片机工作频率减小以及加入中间屏障等方式来避免单片机受干扰程度加深。
接收模块正常状态下的脉冲信号为高电平输出形式，万用表无法准确测得。变通的测试手段是发光二极管与3K的电阻监控其输出状态。
对无线形式的编解码选择芯片时，PT2262/PT2272能够积极的连接起来，传输效果较好，正常能传至600米以外。如果和单片机或者微机配合使用时，会受到单片机或者微机的时钟干扰，造成传输距离明显下降，一般实用距离在200米以内。
3.4 遥控电路设计
系统采用sc2262和sc2272遥控和接收，SC226是CMOS工艺的低功耗通用的编码电路，它和SC2272配对使用，最多有12位三态编码。电路具有省电模式，主要用于无线电和红外线路遥控发射等应用。其特点有1、CMOS工艺制造，低功耗。2、外部应用线路元器件少。3、工作电压范围宽：2V~15V。4、地址A和数据D位通用。5、数据A可以多达6位。其主要应用在车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥控玩具等
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诸多行业,因其价格低廉，功能强大所以一直成为红外遥控的首选，尤其在中低端产品中更为常见。其原理图如图3.3所示：
M1FSMKATADGNDVCC987654321D0D1D2D3OSC1TEOSC2GNDVCCDoutA7A6A5A4A3A2A1A0U1SC2262R110KR2R410RK310K10KDATAD1D2D3101112131415161718R54.7M4148DATA12VD1D24148D34148D1D2D3K131UP42K231DOWN42K331QH42
图3.3 遥控电路设计图
遥控器部分用12V电池供电，按下按键后电池的正极才会和芯片和发射模块的电源端连通并发出信号，这样设计也是为解决电池耗电量快的问题。如图3.4所示：
P1.3VCCM2GNDDATADATAVCCJSMK123456789U2R1510KVCCP1.2VCCQ19013R1810kR16Q5R13901310kSC2272A0VCCA1VTA2OSC2A3OSC1A4DINA5D3A6D2A7D1GNDD01817R14162.2K15141312R192.2k1110R122.2k820KP1.1Q29013
图3.4 接收部分电路图
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接收电路输出端通过npn三极管9013将输出的高电平转变成低电平，单片机可以更好的识别低电平变化。
3.5 光线检测模块
该模块切入自动模式时，窗帘闭合依照光线自动实现开关。亮的时候开暗的时候关，更好的实现了窗帘的自动化水平。对光线的检测就是以光敏元件的光敏特征，光线较暗时，阻值大，三极管的基级电压下降，管路截止状态，输出为低电平；光线明亮时，阻值小，三极管的基级电压上升，管路联通状态，输出为高电平。图3.5为光线传感器的原理图：
图3.5 光线传感器的原理图
3.6 正反转控制模块
该模块的主要功能是控制直流电机的正反转动作，通过直流电机正反转来控制窗帘的拉开与闭合。继电器采用5V的小型继电器，通过9012三极管来驱动完成，当p3.0输出一个低电平的时候，三极管导通，线圈得电，继电器触点吸合，此时电路中有电流流过，直流电机开始工作，当窗帘拉开到一定程度触碰到行程开关的时候，继电器闭合，直流电机停止工作，反转也是同样的原理来完成这个动作，这样我们就完成了窗帘的拉开与闭合的动作。正反转控制模块的详细电路图如图3.6所
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