stc89c52单片机范文
时间：2023-03-19 02:47:21
导语：如何才能写好一篇stc89c52单片机，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
关键词 stc89c52 红外遥控 WD6122 FPS-4091 DS1302
中图分类号：TP273 文献标识码：A
1 设计背景和目的
随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。近年来，红外遥控技术在日常生活中应用越来越广泛。本设计本着以人为本、经济安全的目的，采用红外线遥控技术控制白炽灯，通过遥控和手动双重开关，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且适合老年人、残疾人等人群使用。本设计可以推广到冰箱、风扇及窗帘等家用电器，在智能家居中应用十分广泛。
2 系统总体设计
以单片机STC89C52为核心、DS1302时钟芯片、WD6122红外发送模块、FPS-4091接收模块、继电器等器件构建模块电路。硬件电路结构简单，再结合软件编程，能够很好的满足系统的各项功能要求，并且电路抗干扰能力强，线路简单，成本低。系统框图如图1所示。
红外遥控系统包括发射器和接受控制器两大部分。发射器由24个独立按键、主控芯片等组成，接收部分使用的是一体化接收模块。发射部分完成信号的编码和调制，接收部分完成对接收到的信号的解调和解码。系统框图如图2所示。
3 硬件电路部分
3.1 时钟电路设计
时钟芯片采用DALLAS公司出品的DS1302，该时钟芯片可提供年、月、星期、日、时、分、秒，并具有自动调整和闰年补偿功能。其一大特点是使用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，当掉电的情况下，可使用备用电源充电，保证数据的存储。与主控芯片的连接见图3，外接11.0592MHZ晶振，时钟信号SCLK由单片机P0.6口提供，复位/片选线与单片机P0.7口连接，串行输入输出接口I/O口与单片机P0.5口连接，根据时序图能够正确的进行数据存取操作。
3.2 红外接收头FPS-4901
本设计中用到的成品红外接收头是FPS-4091。FPS-4901高灵敏红外线接收器，外形尺寸：13.5mm ？14.4mm ？16.3mm。该红外线接收器内含一个红外线接收管（PH302）和一个放大电路（CX20106），红外线接收管产生的光电流有前置放大器放大。该接收器可以直接和红外线发射管配合组合成各种遥控系统。
3.3 继电器控制电路设计
该电路输出部分由三极管和二极管组成，构成共射放大电路和继电器回路保护，见图4，其中，由单片机P3.7口产生继电器控制信号，并有工作指示灯反映信号的高低电平。如果P3.7口输出高电平，指示灯亮，继电器处于常闭状态，受控灯亮；反之，P3.7口输出低电平，继电器常开状态，并且指示灯熄灭。
4 软件部分
4.1 程序流程图（见图5）
开机时单片机进行初始化操作，一切都回归到原始位置，这时单片机开始扫描是否有红外遥控信号输入，如果有，单片机则进行接受信号并进行相应的解码，然后通过P3口输出相应的PWM脉冲波形给继电器电路控制白炽灯的亮灭。其程序流程图见如图5所示。
4.2 按键设计
键码识别是指矩阵结构的键盘识别被按键的方法。一般有行扫描法、行列反转法和行列扫描法。
在键盘设计中，通常采用行列扫描法，可以节省I/O，操作也方便、简单。除了识别有无键按下，按下键的行列扫描码以外，还要解决抖动和重键问题。一个键按下和释放的时候，按键开关会在闭合和断开位置间跳动几次后达到稳定状态，这就是抖动问题。抖动的存在会使得脉冲的开头和尾部出现一些毛刺波，持续时间一般小于10ms。如果不处理抖动问题，就可能被误作多次按键。抖动的消除可以通过硬件方法，采用RC滤波电路消除抖动的波形。也可以采用软件方法，在读取键码的时候延时一段时间，等信号稳定后再去识别键码。重键问题是指由于误操作，两个或以上的键被同时按下，此时行列扫描码中就会产生错误的行列值。重键处理的方法有连锁法和顺序法。连锁法是不停地扫描键盘，仅承认最后一个闭合键。顺序法是识别到一个闭合键后，直到该键被释放后再去识别其他按键。
4.3 中断处理程序
系统软件设计总共采用了定时器T0和外部INT0两种中断。T0中断精确用于定时，如图6所示，定时器工作在方式1，初值设置为TH0=（65535-50000）/256，TL0=（65535-50000）%256，计数标志设为10，即可达到设计目的。当有按键按下，T0即启动，1ms后定时器0关闭。INT0用于红外检测。当P3.2口发现下降沿，即进入中断。如图6所示。
5 系统调试
采用模块化调试和整体组合调试相结合的方法进行系统调试，经过PROTEUS软件仿真、硬件电路调试和组装测试，最终实现了DS1302时钟芯片数据无误的读取和调整、继电器的开与关、红外遥控与键码电路相融合等功能。最终，在接通电源的情况下，通过遥控器CH-键，实现每次无误的对台灯的控制，完成台灯的亮或灭；可控制范围在方圆10米之内。
6 结束语
无可否认机械时代已经过去，电子时代已经到来。红外线遥控是现代家电遥控的重要举措，是近年来快速发展的一大热点，它的迅速发展必然带来巨大的经济效益和社会效益。本文所设计的红外线遥控灯，具有成本低、操作方便、电路简单、环保、体积小、重量轻等优点，通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制。与传统的同类产品相比，更为智能和稳定，方便了广大群众。
参考文献
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篇2
关键词：ATM STC89C52单片机 RC522 24C02
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0072-02
在信息化、科技化的推动下，人们生活圈日渐趋于智能化、整体化，金融业成为其中必不可少的环节，界面简洁、操作方便、安全稳定的ATM系统对于银行业务的开展和生活质量的提高有着积极的推动作用。
ATM自动取款系统是由计算机控制的持卡人自我服务型的金融专用设备，集计算机技术、网络技术、自动控制技术于一体，可提供最基本的银行服务，包括取钞、存钞、修改密码、转账等功能，可大大减轻银行工作人员的工作负担，提高工作效率。
文章设计的基于单片机的ATM系统，将单片机的强大数字处理能力和RC522读卡功能有效结合，并综合LCD12864、矩阵键盘以及24C02，可实现取款、改密、查余等功能，界面简洁、操作方便，可大大推动金融业在生活圈内的发展。
1 ATM系统功能分析
基于单片机的ATM系统能够实现取款、查余、改密、账户冻结等功能，ATM系统启动后，显示“中国农业银行欢迎您请插入银行卡”，由MFRC522读取磁片信息，用户信息存储于磁片内，用户通过矩阵键盘输入密码，输入密码与磁卡内设定密码一致时登录成功，若密码错误次数大于3次则该用户被冻结。用户登录成功后，可选择查询、改密、取款、退出等功能，分别由与单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引脚相连的独立按键控制实现，且每一功能屏都有退出按键可返回上一层目录。
查询功能选定按键P1.2，可查询磁卡余额；取款功能选定按键P1.3，系统为用户提供了“100”“200”“300”3种可选金额，若卡中余额不够取款所需的金额时，界面就会显示“余额不足”，系统自动回到原先的界面，若卡内余额足够支付取款余额，则直接在卡内原余额基础上扣除取款金额。
修改密码功能选择按键P1.0，用户可修改磁卡密码，修改后密码存入卡内，下次登录时需用新密码。退出时，选择P1.1按键，进入退出界面，系统延迟5 ms跳转登录界面，以供其他用户使用。
2 ATM系统硬件设计
ATM系统硬件部分主要包括单片机、24C02存储芯片、RC522读卡器、LCD12864显示器以及矩阵键盘。
2.1 单片机控制电路
ATM系统采用STC89C52单片机作为核心控制芯片，该芯片采用MCS-51内核，具有8K在系统可编程闪存存储器、512字节RAM、8k字节Flash、32个I/O口线、一个7向量4级中断结构、3个16位定时器/计数器、MAX810复位电路，而且STC89C52进行逻辑操作时可降至0 Hz静态，提供两种软件选择省电模式。主控单元采用12 MHz晶振，有利于系统时间计算。
2.2 存储器
存储器选择24C02，该芯片为2048位的串行电可拆卸的ROM，256字节的内部组织，每字节有8位，该芯片被普遍应用于低电压、低功耗的工业和商业部门，可靠性比较高。
24C02存储器时钟线与单片机P1.6引脚相连，24C02的数据线接P1.7引脚，24C02地址输入端接地，以防在掉电情况下对信息进行储存并能保证将用户新密码存入磁卡内。
2.3 LCD12864显示电路
LCD12864是一种点阵式的液晶显示器，分辨率为128×64，该显示屏具备接口方式比较灵活，操作指令相对比较简单、方便的优点，又可以构成全中文的人机交互图形界面。并且12864显示屏所需要的电压值较低，因此其功耗也比较小，相较于其他显示器而言比较节能。
ATM系统中使用单片机P0口驱动12864，因为P0口为漏极接口，需通过1K上拉电阻驱动显示器，P2.0、P2.1、P2.2为数据控制端，同时显示器CS1和CS2引脚置高，以便显示全屏数据。
2.4 RC522读卡模块
MF RC522是采用13.56 MHz非接触式通信的高度的读写卡芯片集成的，双向数据传送速度可达424 kbit/s，使用SPI方式与主机通信，可以减少连接，减小PCB板的体积，还可以在一定程度上降低成本。
RC522的SDA、SCK与单片机I/O口进行数据传输，MOSI（SPI接口主出从入）和MISO（SPI接口主入从出）分别接单片机的P2.5和P2.6。
2.5 矩阵键盘
键盘输入模块由3×4矩阵键盘和独立按键构成，矩阵键盘分别对应与数字“1～9”“*”键和“#”键，由单片机P3.0～P3.6引脚控制数据传输。独立按键分别对应于系统功能屏的各个功能选择，由单片机P1.0～P1.5控制数据传送。
3 系统软件设计
ATM系统硬件在软件程序的支撑下能够实现取款、查余、改密、账户冻结、密码保护等功能。
当系统开始工作时，RC522读卡器判断是否接收到IC卡发出的数据，当检测到有卡插入时，LCD12864清屏，跳转到“输入密码”的界面，输入6位密码，如果输入错误，可即时进行修改，并且每输一位密码，之后都会以“*”显示，起到保护密码信息不外露的作用。
定义全局变量chakc，当读卡器读取到磁卡数据时，chakc大于等于1，不同的chakc值对应于不同的系统功能，具体见表1。
系统采用程序扫描法识别按键，选择行扫描的方法。当取款键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，就跳转到取款子程序，完成取款；当查询键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，程序跳转到查询子程序完成相应任务；当修改密码键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，程序跳转到修改密码页面，完成密码修改任务。键在每一个页面定义不同。
4 ATM系统调试结果
ATM系统经过仿真测试、硬件焊接调试能够实现取款、查询余额、修改保护密码、冻结账户等功能，系统硬件电路图如图1所示。
系统为单片机上电后，系统出现开机界面，提示插入磁卡。当读卡器读取磁卡数据后，提示用户输入密码，若密码正确则进入功能界面，若密码错误则出现密码错误页面，密码输入错误次数超过3次，则提示该磁卡被冻结，以保护用户信息安全。
系统页面转至业务功能界面后，选择取款业务，则系统为用户提供3种定额取款（100、200、300），选择相应取款金额后，系统会提示用户正在准备钞票，钞票准备完毕后提示用户取走钞票，用户即可按下相应按键取走钞票。
用户在使用系统过程中，可随时修改磁卡密码，系统软件设计中将“ininticcdate（） //E2PROM中数据的初始化”语句进行备注，保证单片机对该命令只读不写，即可保证FM24C02执行其存储记忆功能，将修改后密码作为新密码存入磁片内，更符合实际用卡。
5 结语
此ATM系统以单片机作为核心控制模块，有机结合RC522读卡器、LCD12864显示器、矩阵键盘、存储器24C02等模块电路，能够有效完成自动取款机的基本功能，包括磁卡信息读取、密码修改、保护账户、取款、查询等，系统具有界面简洁、操作简单、安全稳定等特点，有一定的实用价值。
参考文献
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篇3
【关键词】智能小车 STC89C52 LabVIEW 摄像头
当前智能小车发展快速，可实现循迹、避障等基本功能，随着科技的快速发展智能小车逐渐趋于精准化与实用化。以往智能小车功能单一，无法自动操控与人为操控相结合，摄像头固定，存在死角，与以往智能小车不同的是此智能小车分为自动模式和手动模式，手动模式下小车以STC89C52单片机为控制模块，通过对驱动模块，超声避障模块，人体红外感应模块等的控制可以在一定范围内实现超声避障，测速测距，生命探测功能。手动模式下利用LabVIEW软件编程，通过无线串口模块实现对小车电机和舵机的双重控制和小车行进速度、障碍物距离的数据显示。此外，利用WIFI连接实现LabVIEW与云平台摄像头的通信，从而实现图像的实时传输与拍照存储功能。摄像头采用云平台设计可360度无死角拍摄。可广泛应用于地形勘探，复杂环境下的救援等。
1 硬件设计思路
基于STC89C52单片机和LabVIEW控制的智能小车涉及到多个传感器模块以及无线传输模块等，整体设计思路如下：
主要分为单片机控制模块，电源模块，驱动模块，通信模块，超声避障模块，人体红外感应模块，光控小灯模块等，各模块由单片机统一控制。小车工作分为两种模式，自动模式和手动模式。利用LabVIEW编程可实现两种模式的自由切换，自动模式下小车可实现超声避障，红外生命探测，测速测距以及光敏感应等功能；手动模式下利用LabVIEW界面实现对运动方向的控制，运动路径、路程速度的实时显示，以及实现拍照存储等功能。硬件整体设计如图1所示。
2 硬件电路设计
2.1 单片机控制模块
小车控制模块我们选用了STC89C52单片机作为核心，通过I/O口与小车其他模块连接。本设计以P1.0-P1.3为驱动口，P3.0-P3.1为LabVIEW与单片机的通信口，P2.4-P2.7为双舵机与超声波接口。此次设计共需I/O口 11个完全可以实现控制小车各个模块运行的功能。单片机最小系统仿真如图2所示。
2.2 电机驱动模块
电机驱动采用 L298N 芯片，L298N 是一种双H桥电机驱动芯片，其中每个H桥可以提供2A的电流，功率部分的供电电压范围是2.5-48v，逻辑部分5v供电。可以直接驱动两路 3-16V 直流电机，并提供了 5V 输出接口可以直接给 5V 单片机电路系统供电，电机驱动模块驱动左右四个电机，使左边两个电机同步运行，右边两个电机同步运行。L298N原理图仿真如图3所示。
2.3 电源模块
采用7.4V可充电锂电池，经驱动模块电压变换后使得输出得到一个稳定的逻辑数字5V的直流电压给伺服舵机、单片机以及各传感器供电。
2.4 超声避障测距模块
超声波模块可实现 0～4.5m 的非接触测距功能，拥有 2.4～5.5V 的宽电压输入范围，静态功耗低于 2mA。由于超声避障感应角度较小（15度左右），本次设计选择与舵机云台配合使用。
测距原理：测量时单片机系统先给发射电路提供脉冲信号，单片机计数器处于等待状态，不计数；当信号发射一段时间后，由单片机发出信号使系统关闭发射信号，计数器开始计数，实现起始时的同步；当接收信号的最后一个脉冲到来后，计数器停止计数。
设避障距离为l（m），时间为t（s），则：
避障原理：单片机系统先给发射电路提供脉冲信号，由反馈信号计算出的障碍物距离和避障条件相比较，若满足条件则控制小车转向（转向距障碍物更远的方向）若不满足避障条件则说明小车不需避障小车继续直行，最远避障距离设置为30cm。
2.5 人体红外感应模块
人体红外感应模块配合以单片机使用，编程实现为探测到有人时会使蜂鸣器响同时彩灯闪烁。由于人体感应模块感应角度较大（100度左右）所以本次设计采用固定式设计。
2.6 测速模块
测速模块我们采用光码盘测速。
测速原理：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取，获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D，每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
2.7 图像传输模块
图像传输模块通过wifi实现LabVIEW的连接。图像传输模块具有录像和拍照的功能，可实现图像实时传输和图片的定时储存，从而实现对环境的实时监控，具有传输距离远，延时低，功耗低的优点。此外我们采用双舵机组成的云平台设计，可实现360度无死角录像与拍照。LabVIEW图像显示界面与小车运动控制界面结合使用，提高了小车采集信息与运动控制的效率。
3 软件设计
采用C语言编程。主程序先从启动LabVIEW控制界面开始，人体红外感应模块一直处于开启状态，通过flag变量来判断运行自动避障程序还是运行LabVIEW人为控制的程序。自动避障程序通过定时器来计算障碍物的距离并使小车进行相应的动作。LabVIEW控制通过上位机发送串口协议，与下位机的控制电机、舵机程序相结合从而实现对小车的行进以及摄像头角度的控制。主程序流程图如图4所示。
4 结论
基于STC89C52单片机和LabVIEW控制的智能小车，通过模块化的硬件设计以及软件编程，已经实现了超声避障，生命探测以及图像在LabVIEW界面的显示与存储功能。此外本设计的LabVIEW界面还实现了速度，距离的显示功能。
参考文献
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[8]廖传书.基于LabVIEW与串行口的，直接数据通信[J].中国水运，2006（4）：23-25.
作者简介
沈壮壮（1993-），男，河南省周口市人。现为中国民航大学南苑航空自动化学院大学本科学生。主要研究方向电气工程及其自动化。
贾瑞士（1996-），男，河南省延津县人。现为中国民航大学南苑航空自动化学院大学本科学生。主要研究方向电子信息工程。
彭洪博（1995-），男，广西壮族自治区玉林市人。现为中国民航大学南苑航空自动化学院大学本科学生。主要研究方向自动化。
刘亚洲（1996-），男，河北省唐山市人。现为中国民航大学南苑航空自动化学院大学本科学生。主要研究方向电子信息工程。
篇4
[关键词]STC89C52 红外 遥控 温湿度控制器
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0108-03
Design and Realization of Temperature and Humidity Controller with Infrared Remote Control based on STC89C52
Huang Xiuli
（Guangdong Construction Vocational Technology Institute Guangzhou 510440）
[Abstract]The design and realization of temperature and humidity controller with Infrared Remote control based on STC89C52， gets temperature and humidity of the workshop with digital temperature and humidity sensor DHT11， sets and adjusts temperature and humidity directly through infrared receiving and processing module， display real time and set temperature and humidity by use digital tube display module， to human-machine interaction. The whole system is economical， stable performance. The prototype has been running experiment verified its effectiveness and practical value and has a good prospect of application and extension.
[Key words]STC89C52， infrared， remote control， temperature and humidity controller
1.引言
所周知，夏季炎热的环境下，空气的干/湿温差较大，厂房车间内常常比室外温度高，太阳辐射，灯光、人体散发的温度滞留使温度上升，厂房车间的高温闷热，空气不流通，车间粉尘大等不良的工作环境也会导致员工流失率增高、生产力降低，质量控制变差，这些将最终导致客户流失。所以此时应及时将室内带有异味、灰尘、温度高的浑浊空气排出室外，使室内的温度得到降低，改善空气质量。
同时，随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动遥控系统开始进入了人们的生活。而红外线遥控就是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术[1]。红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制系统，红外遥控具有抗干扰，电路简单，编码及解码容易，功耗小，成本低的优点，在家用电器中，彩电、录像机， 录音机、音响设备、空调机以及玩具等产品中应用非常广泛。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
本设计本着以人为本、经济安全、方便实用为目的，以STC89C52单片机为控制中心， DHT11数字温湿度传感器采集厂房的温湿度[2]，红外线遥控技术实现对温、湿度的设定和调节，当超过设定的温湿度时，自动启动排风扇，实现温度的自动调节，同时，使用数码管显示模块对采集的实时温湿度、设定湿温度进行显示，实现人机交互。本设计主要应用于有高压、有毒气体、粉尘、高温等环境的工业设备和厂房中，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且经济实用，对本设计稍加改变，就可以推广到商场、超市、办公室、宾馆、医院、车站、体育馆、歌舞厅、礼堂、会议室、学校等场所，更可以用于冰箱、灯及窗帘等家用电器，而且在智能家居中应用也十分广泛。
2.基于STC89C52单片机的红外遥控温控器的设计方案
本设计采用8位单片机STC89C52作为温、湿度控制器的核心，厂房的温、湿度采集使用DHT11数字温湿度传感器直接与单片机接口，并通过红外线接收和处理模块，直接对温度进行设定和调节，使用数码管显示模块对采集的实时温湿度、设定湿温度进行显示，实现人机交互。当实时温湿度超过设定温度的上限时，自动启动排风扇，进行排风。排风扇采用交流220V电源，因此在实际使用时，采用继电器进行5V到220V电源的转换。本设计的原理框图如图1所示。
2.1 主控制器电路设计
主控制器电路是由单片机、晶振电路、复位电路、电源电路组成。单片机采用8位的STC89C52单片机；晶振电路是通过2个22pF的电容微调并采用11.0592MHz的振荡频率将时钟信号传给单片机STC89C52；复位电路的上电瞬间所产生的微分脉冲的宽度大于2个机器周期；电源电路采用USB接口供电模式，并通过CH340实现单片机程序的擦写[3]。图2-1所示的是单片机最小系统图，图2-2所示的是工业级USB通信模块和电源供电系统。
2.2 温湿度检测模块设计
本设计的温湿度检测模块电路采用了DHT11数字温湿度传感器[4]。DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。STC89C52单片机（主机）与DHT11数字温湿度传感器采用简化的单总线通信，通过外接一个约5.1kΩ的上拉电阻与单片机IO口直接相连。其电路原理图如图3所示。
1、单总线传送数据位定义
DATA用于STC89C52单片机与DHT11之间的通讯和同步，采用单总线数据格式，一次传送40位数据，高位先出。数据格式：
8bit湿度整数数据 + 8bit湿度小数数据+8bit温度整数数据 + 8bit温度小数数据+8bit校验位。
2、数据时序图
STC89C52单片机发送一次开始信号后，DHT11从低功耗模式转换到高速模式，待主机开始信号结束后，DHT11发送响应信号，送出40bit的数据，并触发一次信号采集。信号发送如图4所示。
3、外设读取步骤
STC89C52单片机可通过如下几个步骤完成对DHT11的数据的读取。
步骤一：
DHT11上电后，DATA数据线由上拉电阻拉高一直保持高电平，DATA 引脚处于输入状态，时刻检测外部信号，测试并记录环境温湿度数据。
步骤二：
设置单片机的I/O输出不小于18ms的低电平，然后将单片机的I/O设置为输入状态，由于上拉电阻，微处理器的I/O即DHT11的DATA数据线也随之变高，等待DHT11做出回答信号，发送信号如图5所示：
步骤三：
DHT11的DATA引脚检测到单片机发出的不小于18ms的低电平信号时，等待低电平信号结束，延迟后，单片机的 I/O 此时处于输入状态，DHT11的DATA引脚处于输出状态。DHT11输出 80微秒的低电平作为应答信号，紧接着输出 80 微秒的高电平通知单片机准备接收数据。单片机的 I/O检测到 DHT11发出的80微秒的低电平回应信号后，等待80微秒的高电平后开始数据接收，发送信号如图6所示：
步骤四：
由DHT11的DATA引脚输出40位数据，单片机根据I/O电平的变化接收40位数据，位数据“0”的格式为：50 微秒的低电平和 26-28 微秒的高电平，位数据“1”的格式为： 50 微秒的低电平加70微秒的高电平。位数据“0”、“1”格式信号如图7所示：
步骤五：结束信号
DHT11的DATA引脚输出40位数据后，继续输出50微秒的低电平后转为输入状态，由于上拉电阻随之变为高电平。但DHT11内部重测环境温湿度数据，并记录数据，等待外部信号的到来，开始新的循环。
2.3 红外接收与处理模块
红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成，红外发射装置又可由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成。红外接收设备可由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路组成[5]。本系统的发射装置采用了基于TC9012编码芯片的市场上较为廉价的万能遥控器，型号为HS-21其用户识别码为00FF。本设计中主要用到了数字键0-9、“+”、“-”、“EQ”，其中10个数字键用于直接设置所需要的温度，“+”、“-”用于对设定的温度递增和递减，“EQ”用于进入设定温度模式和确定，初始温度设定为23°。
本设计的红外线接收部分采用了红外线一体化接头，型号是TSOP1383。其内部含有高频的滤波电路，专门用来滤除红外线合成信号的载波信号（38KH），并送出接收到的信号。当红外线合成信号进入红外接收模块，在其输出端便可以得到原先发射器发出的数字编码，只要经过单片机解码程序进行解码，便可以得知按下了哪一个按键，而做出相应的控制处理，完成红外遥控的动作。本设计中，利用单片机的P3.2口的第二功能（外部中断0）接收红外线的信号。当红外线的信号从遥控器传输过来，P3.2口电平被拉低，单片机立刻停止其他工作，瞬间转移到接收并处理红外线信号。如图8所示，为红外接收硬件电路图。
2.4 数码管显示电路设计
本设计要实现温、湿度的实时动态显示，由于数码管自发光、亮度高等特点，本系统采用了价格廉价的数码管显示。为了实现动态显示，本系统采用了两片74HC573锁存器驱动段位、位选[6]，两个573锁存器IO口接P0.0～P0.7，数码管的段ABCDEFGH对应74HC573-1芯片，数码管的位WE1～WE6对应74HC573-2芯片，DU（P2.6）段选信号控制74HC573-1锁存器，WE（P2.7）位选信号控制74HC573-2锁存器。图9所示为数码管显示电路原理图。
2.5 风扇控制电路设计
本设计中采用的风扇是交流220V，而控制模块是采用的5v电源，因此要进行弱电控制强电的转换。本系统采用的是继电器进行转换。同时采用了三极管8550驱动继电器。当温湿度传感器DHT11检测到的温湿度超过设定值时，就由单片机P2.3口输出高电平控制8550开通，进而驱动继电器工作，接通220V电源，打开风扇。风扇控制电路原理图如图10所示。
3.系统软件设计流程图
系统单片机每一次上电或复位时，数码管显示初始温度和湿度，此时用通用遥控器进行温湿度的设定，此后数码管显示实时的温湿度值。当温湿度传感器DHT11检测到的温湿度超过设定值时，单片机P2.3口输出高电平控制8550开通，进而驱动继电器工作，接通220V交流电源，打开风扇。部分流程图如图11所示。
4.结论
本设计采用8位单片机STC89C52作为温、湿度控制器的核心，厂房的温、湿度采集使用DHT11数字温湿度传感器直接与单片机接口，并通过红外线接收和处理模块，直接对温度进行设定和调节，使用数码管显示模块对采集的实时温湿度、设定湿温度进行显示，实现人机交互。本设计主要应用于有高压、有毒气体、粉尘、高温等环境的工业设备和厂房中，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且经济实用，可以起到节约能源的作用，对本设计稍加改变，就可以推广到商场、超市、办公室、宾馆、医院、车站、体育馆、歌舞厅、礼堂、会议室、学校等场所，更可以用于冰箱、灯及窗帘等家用电器，而且在智能家居中应用也十分广泛。
参考文献
[1] 陈惠特.基于单片机的红外遥控系统设计[J].信息通信，2015，3：49-49.
[2] 任玲，翟旭军，付东岳，衡.基于STC单片机的种苗催芽室温湿度监控系统设计[J].农机化研究，2013，3：157-160.
[3] 黄同，邵思飞.一种基于CH340T的STC89C52RC编程器设计[J].电子测试，2013，12：16-17.
[4] 曹昌勇，贾伟建.基于AT89C52和DHT11数字式粮库温湿度监控系统设计[J] .齐齐哈尔大学学报：自然科学版，2014， 30（1）：31-34.
篇5
[摘 要]单片机 动态显示 GPS
中图分类号：P235.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0025-01
引言
GPS定位系统具有非常高的精度，使用非常灵活，现代生活的很多领域都需要用到定位，比如专业的地质测试、勘探、地形测绘领域专用的高精度定位系统，城市公交车的调度现在也都需要车辆位置信息，大多数的汽车、轮船、所有的飞机上都装有GPS定位信息模块，新一代的智能手机笔记本电脑中也都配置有GPS定位，现代生活几乎离不开位置信息。GPS定位还具有灵活性，不存在累积误差，使用非常方便。
使用GPS信息，需要相应的设备可以接受到GPS信号，并且能够输出显示，
就是显示UTC标准时间，当前位置的经纬度信息。针对大量GPS产品的专业定制高成本，本文利用GPS信号接收模块，以STC89C52单片机为核心，设计了GPS定位显示系统，在液晶显示屏上显示出当前位置信息。系统结构简单，成本低，效果良好。GPS接收模块NEO-6M通过天线获取定位卫星信息，将定位信息传至单片机，经过处理后得到经纬度最终在1602液晶显示屏上显示。
1系统总体设计
本设计通过单片机控制GPS器件实现定位信息显示功能。设计中选择的核心芯片STC89C52，GPS信息接收选择模块NEO-6M，通过单片机串口接收数据信号，在单片机中解析出位置信息后，在液晶显示屏显示出来。系统的硬件构成如图1所示，主要由以下的几个部分组成： 以NEO-6M模块为核心的GPS接收电路； 由STC89C52单片机作为微处理器控制GPS信号的主控电路；选用1602LCD液晶显示电路；还必须要有供电电路，采用电池供电，用以提供系统工作时所必须的电压。
2 系统硬件设计
按系统总体设计方案，硬件主要有接收GPS信息的NEO-6M模块，主控电路的单片机STC89C52，液晶显示屏1602，电源电路。中控芯片STC89C52是一种高性能的8位单片机，集成有很多资源可以直接使用。
系统的电源电路如图2所示，构成主要采用干电池，使用三节，电压大约为4.8V，基本满足系统的要求，电路中加电容是主要是为了起到稳压的作用。
GPS信息接收模块采用NEO-6M，集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，是一种新一代GPS定位模块，模块的整体体积非常小，功耗非常低，灵敏度又非常高，有些智能手机内置GPS模块就是NEO-6M，成本也非常低。图3为NEO-6M接收模块的电路图。
本设计的液晶显示选择LCD1602，与单片机连接方式如图4所示，P2口，RS，RW，EN分别接单片机P0.0～P0.2，P0口使用中加上10K的上拉电阻。
3 系统软件设计
系统工作时，首先要进行初始化，然后在单片机中设置一段缓冲区，从串口接收GPS数据信息，接收完成后单片机从数据包中的$GPRMC 和$GPGGA语句提取经度、纬度和时间、日期，然后驱动液晶，在LCD1602上进行显示。软件工作流程如图5所示。
4 结论
以STC89C52为主控制电路，设计了一种简易的GPS信息显示系统，结构简单，成本低廉，系统能够实现GPS信息的显示，运行稳定，有一定的实用价值。设计的电路系统体积小，易于携带，可以应用于日常生活中的简单定位。
参考文献
[1]郭天祥.新概念51单片机C语言教程――入门、提高、开发、拓展[M].电子工业出版社，2009
[2]余灿基. 单片机编程魔法师之高级裸编程思想[M].电子工业出版社，2014
篇6
关键词：STC89C52单片机；可燃气体浓度检测；数模转换器；环境报警
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
引 言：随着人们生活水平的不断提高，对我们居室生活的安全要求也不断提高，在日常的生活中安全防范中，有害气体检测是不可缺少的一个部分，这个参数关系到人们的生活财产安全
在国外，目前的有害气体系统相对国内而言相对先进许多，国外的设计更注重系统的整体功能设计，而不去关心具体的有害气体的采集方式，国外设计的系统就有很高的稳定性，适应性，仅需少许的设置即可将整套系统移植到不同的需求场所进行稳定报警工作。
本次设计的有害气体检测系统，是一种新型的有害气体监测系统改变原有设计的缺陷，提高检测的实时性与可靠性。
1 系统构思与设计
系统的设计构思
通过查询相关的有害气体可燃气体采集系统的设计思路，了解本次设计的功能需求，制订了本次系统的设计功能指标。
通过设计，系统主要由7大功能模块组成，每个模块在整个有害气体检测系统中发挥着各个系统的相关功能职责，在后续中会进行各大功能模块的详细介绍。
系统的设计方案
根据系统的功能需求进行相关子系统的方案设计，在设计中主要进行了中央处理器的方案设计、显示设备的方案选择、有害气体采集设备的方案选择、模数转换的方案设计与选择、按键的方案设计与选择以及报警电路的方案设计与选择。
中央处理器
本次设计中中央处理器选用由美国STC公司推出的STC89C52单片机。
STC89C52单片机是美国Atmel公司推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码完全兼容传统的8052单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可随意选择。STC89C52单片机是MCS-51系列单片机的派生产品它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准基8052单片机完全兼容，DIP40封装系列与8051为pin-to-pin兼容。STC89C52单片机高速，低功耗，不占用户资源。因此基于本设计的需要，决定使用DIP40封装的STC89C52RC型单片机进行有害气体检测系统的开发设计。
1.2.2 显示器
本次采用LCD1602进行显示设计。使用LCD1602进行有害气体可燃气体等相关信息的显示，优点是可以进行丰富的显示内容输出显示屏内可以进行32个字符的内容输出，硬件驱动电路简单，软件程序相对复杂，在距离较远时观察效果较差。
1.2.3 有害气体采集器
本次的有害气体采集选择MQ-7进行设计。MQ-7是一款数字有害气体传感器，其采用电阻加热原理进行有害气体检测，当期供电电压一定是，有害气体的浓度与输出电压成正比，即浓度越高输出电压越高。
1.2.4 可燃气体采集
MQ-5可燃气体传感器是一款通过加热原理进行化学反应输出的模拟信号的可燃气体传感器，此传感器内部具有加热电阻，上电后加热电阻加热，是内部可燃气体升高，当可燃气体浓度加高时，传感器内部反应就会相对剧烈，此时输出电压也会相对较高，通过电路检测输出电压即可知道环境的可燃气体浓度。
1.2.5 模数转换器
采用ADC0809进行系统的模数采集工作。ADC0832模数转换器，此转换器支持差分输入和单端输入两种模式，但参考源与供电电压相同，不能进行参考源设置，使用3线控制机制占用资源较少，适合1-2路模拟信号的采集状况。
1.2.6 报警器
通过分析系统的使用场合和相关的报警要求决定再设计中采用讯响器进行开发设计。讯响器就是通过频率震荡输出高频信号控制压电陶瓷震动发出报警声音进行报警的设备，其特点是报警效果好，价格低廉。
1.2.7 日历时钟电路
根据实际系统的需要，要保持时间的可靠性，本次设计选用DS1302进行系统的开发设计。采用专用时间芯片进行时间的设定，本次实际预计使用DS1302进行时间的记录，其特点是占用系统资源少，并且可以进行掉电保持，通过两个I/O进行数据通信，完成时间的读取功能。
系统功能设计说明
系统接通电源后屏幕显示初始值，进入检测状态，单片机控制ADC0809进入采集状态，通过控制ADC0809选择相应的ADC信道进行MQ-5的实时信号采集，通过单片机处理ADC0809的信号值进行LCD显示，通过单总线通信的方式完成MQ-7的有害气体采集功能，并将有害气体信息输出显示的LCD1602，LCD1602还进行实时的阀值显示。
时间显示功能：在系统默认状况下显示实时的系统时间。
有害气体检测系统显示功能：当LCD1602显示的实时采集值，当采集值高于设定的有害气体上限与可燃气体上限则进行报警。
系统整体设计方案
通过上述的系统功能需求分析、系统相关的硬件系统选择与相关功能参数的确定最终得到如下设计指标：
1) 采用STC89C52进行系统核心设计；
2) 采用MQ-7进行有害气体采集设计；
3) 采用MQ-5传感器进行可燃气体检测；
4) 通过ADC0809进行模数转换采集工作；
5) 使用按键完成设计的功能设计和修改功能；
6) 使用LCD1602进行显示设计；
7) 就有阀值报警功能。
2系统设计
由于本设计在系统硬件的整体设计时，把系统的设计分成了4个部分，因此在软件设计时，要求对这3部分都有一定的考虑。本部分在通过需求分析后，认为软件部分要完成如下的功能：
（1）对LCD1602的数据显示和报警值显示进行重点设计；
（2）对按键的处理进行重点设计；
（3）对报警值进行详细设计；
实际设计时采用模块化程序设计方案，用以降低设计难度。程序方面大致分为4个模块：主程序模块、有害气体可燃气体采集模块、液晶显示模块及报警模块。对于报警部分的程序，本系统使用单片机GPIO进行声音的控制输出，因为此部分的程序设计简单，在此不再进行多余地赘诉。
3 结论
本课题的研究工作已经基本达到预期的要求.归纳起来有以下几点：
1) 系统硬件设计重点使用的芯片有STC89C52单片机，主要完成系统的整体控制电路，是本次设计的核心元件、ADC0809模数转换电路，主要完成模数转换，将MQ2传感器的模拟参数转化为数字参数输出、MQ-7有害气体传感器，主要进行传感器的有害气体采集，使用单总线的有害气体传感器可以增强系统的扩展性、MQ-5可燃气体传感器进行可燃气体采集以及LCD1602液晶显示屏等芯片设计了包括电源电路、显示电路、有害气体采集电路、气体浓度采集电路、报警电路、复位电路、晶振电路等系统硬件电路。
2) 系统软件设计包括程序初始化，主要完成LCD初始化，MQ-7初始化以及相关全局变量的赋值、按键检测子函数，主要进行按键扫描识别按键、LCD液晶显示子函数，主要进行相关参数的显示，如有害气体、可燃气体浓度等、ADC0809模数转换子函数进行模拟电压到数字输出的转换、报警的电路子函数以及MQ-7子函数等模块，软件设计中采用模块的编程设计方式，特点是操作方便和容易修改。
参考文献
篇7
关键词：单片机 时钟芯片 液晶显示器 温度传感器
微型计算机向两个不同的方向发展，一个是向高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展，另一个则是向单片机方向发展。单片机功能完善、体积小、价格廉、易于嵌入，非常适合于对家用电器的控制。嵌入单片机的家用电器实现了智能化，是传统型家用电器的更新换代，现已广泛应用于洗衣机、空调、电视机、微波炉、电冰箱、电饭煲以及各种智能电子钟等。单片机万年历就是其中的应用之一。它使用STC89C52单片机控制时钟芯片DS1302，对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，采用温度传感器DS18B20检测实时温度，通过液晶显示器LCD1602同时显示年、月、日、星期、闹铃时间、时、分、秒和当前实时温度等信息（图1）。
图1 系统框图
一、系统功能
一是时间设定由按键电路完成。第一次按下功能键S3后，使用加1键S4、减1键S5键可以调年，第二次按下功能键后调月，第三次按下功能键后调日，第四次按下功能键后调星期，第五次按下功能键后调温度上限，第六次按下功能键后调温度下限，第七次按下功能键后调时，第八次按下功能键后调分，第九次按下功能键后调秒，第十次按下功能键后调时结束，显示时间，万年历开始工作。
二是在LCD1602液晶显示器上同时显示：年、月、日、星期、闹铃时间、时、分、秒及实时温度。闹钟时间到或温度超过设定范围，蜂鸣器报警。
三是S2为闹钟开启键，按一次开启，液晶上有个开启的图标，再按一次，闹钟关闭。在闹钟开启的状态下，按S5调节闹钟的时，按S4调节闹钟的分。在闹钟关闭状态下，按S4和S5不起作用。
四是万年历在运行时按下S4、S5无效，按下S3可重新设定时间。
二、主要硬件
1.DS1302
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，还具有闰年补偿功能，工作电压为2.5～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。
2.DS18B20
DS18B20是智能温度传感器，它的输入、输出采用数字量，通过单总线，接收主机发送的命令，根据DS18B20内部的协议进行相应的处理，将转换的温度数值以串口形式发给主机，主机按照通讯协议用一个I/O口模拟DS18B20时序，发送命令（初始化命令、ROM命令、功能命令）给DS18B20，并读取温度值，在内部进行相应的数据处理，用字符型液晶显示模块显示温度值。在系统启动之时，它可以通过按键设置温度的上限值和下限值。当某地方温度超过设置值时，报警器开始报警，从而实现对温度的实时监控。
3.LCD1602液晶显示器
系统的显示部分采用LCD1602字符显示模块，与数码管相比，在硬件连接和软件调试上都有优势。只要把要显示的内容放进液晶模块的显示存储器里，它就可以直观地显示出指定的内容，因此使操作方便。LCD1602与单片机的连接非常方便，在系统中将STC9C52的P0.0-P0.7引脚与LCD1602的7-14引脚相连，因为STC89C52单片机的P0口没有上位电阻，所以在它们中间接一个10kΩ的电阻，可以进行数据的传输。单片机的P2.5-P2.7引脚与LCD1602的4-6引脚相连，可以进行数据的读写与操作。
4.按键电路
本系统有5个按键，S1为系统的复位键、S2-S5依次为时钟调整键、加1键、减1键和闹钟开启键。复位键S1连接到STC89C52单片机的9脚RST上，S2-S5按键分别连接到STC89C52的P1.0-P1.3，由CPU检测这四个开关量输入，有键按下输入为低电平，无键按下输入为高电平。
三、结束语
本系统已设计安装调试成功，并将其应用于五年制大专班的课程设计，效果良好。
参考文献：
篇8
关键词 STC89C52；脉搏信号；信号调理电路；HK-2000B
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）05-0031-02
当前社会已经把追求自身和家人的健康作为一种时尚。但是由于人们的饮食结构和生活起居习惯的不合理，导致心血管疾病等慢性病成为威胁人类健康的高发病，如何监测和预防心血管疾病已成为日常保健不可缺少的重要部分。
传统中医的脉搏诊断主要依赖于医生各自的经验和主观判断，使得医生对脉象的辨识缺乏客观、统一、精确的标准。因此，采集脉搏波并在PC机上对脉搏波进行客观处理对更好的诊断和预防心脑血管疾病有着很强的社会意义和研究价值。
1 系统体系结构
本系统由单片机、脉搏传感器、信号调理电路、A/D转换器和串口通信电路等主要模块组成。系统结构框图如图1所示。
图1 系统结构框图
脉搏传感器对人体脉搏波信号进行采集，并将采集到的信号通过信号调理电路进行放大、滤波等预处理，再将预处理后的模拟信号经过A/D转换变为数字信号，送入单片机进行计算并显示，最后由串行通信电路传至上位机，为更加详尽的病理分析做准备。
2 硬件电路设计
2.1 传感器的选取
本设计所选取的脉搏传感器是华科电子生产的HK-2000B型压电脉搏传感器。其内部将力敏元件（PVDF压电膜）、灵敏度温度补偿元件、温感元件、简单信号调理电路通过高度集成化工艺集成在传感器里，是一种软接触式的无创伤脉搏传感器，能将脉搏的压力转换为和脉压对应模拟电压信号。另外，传感器的采样频率为200 Hz，完全能满足脉搏信号采集需要。
2.2 信号调理电路
由脉搏传感器所提取的脉压信号幅值微小、频率低、随机性强。另外，采集过程不可避免地要引入一些干扰信号，如：检测现场很多电气设备运行时的干扰噪声、电子线路固有的热噪声和散粒噪声等，这些噪声会叠加在微弱的脉搏信号上，削弱和影响了脉搏信号的真实性，因此在数据正式使用之前要对其进行预处理。本设计主要通过信号放大、滤波等方式对信号进行预处理，以达到提高有效信号幅值，滤除干扰信号的目的。
1）放大电路的设计。因为传感器采样输出电压是-0.1 V～0.6 V，幅值微小且有负电压存在，而A/D转换器MAX1240定义的最低转换极限为0V。因此需要放大电路提升信号幅值。本设计选用LM358构成放大电路如图2所示。满足A/D转换采样电压要求。
图2 放大电路
2）滤波电路的设计。根据临床经验，人体脉搏通常在40～180次/min，其频率约为0.6 Hz～3 Hz，脉搏波的绝大部分能量集中在30 Hz以下，另外，为了避免工频50 Hz的干扰。LPF的转折频率取40 Hz，HPF的转折频率取0.1 Hz。则HPF的通带频率范围为0.1 Hz～40 Hz。滤波电路如图3所示。
图3 滤波电路
2.3 A/D转换电路
本设计要求所采集的信号具有较高的分辨率，选用MAXIM公司生产的单通道12位逐次逼近型串行A/D转换器。它电路简单，共有8个管脚，模拟信号由AIN管脚输入，DOUT、CS、SOLK管脚分别与单片机P1.2、P1.1、P1.0相连。经使用，其转换速度快，工作可靠，适用于数据采集系统中。
2.4 主控芯片
本设计选用单片机STC89C52作为主控芯片，主要完成信号的A/D转换、测量数据显示及与上位机的串口通信功能。STC89C52系列单片机是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，使用经典的MCS-51内核，指令代码与传统8051单片机完全兼容但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。满足本设计需要和日后扩展的需求。
2.5串口与上位机连接电路
串口通信的由于其线路简单、设计成本较低，在速度要求不高的近距离数据传送中应用广泛。单片机将从MAX1240采集到的12位数据经处理分成两个字节的数据后，再经过串口通信电路发送到COM，可以连接电脑等常规D型串行接口。MAX232是美信公司为RS232标准串口设计的接口电路，TXD与RXD分别与单片机的RXD与TXD相连，右下角的DB9 插头连接计算机的串行口。本设计采用此连接方式，除作串口通信外，本电路也是ISP程序下载电路。
3 软件设计
本设计中单片机对数据所进行的处理相对简单，程序设计流程如图4所示。
4 结束语
本文通过对脉搏波采集系统硬件和软件详细的介绍，完成了系统的设计过程。经实验调试，采集到的信号清晰平稳，噪声基本滤除，整个系统具有一定的稳定性，并能在PC机上显示波形。可应用于中老年人或心脑血管疾病患者的监护以及日常的健康检测。
图4 程序设计总流程图
参考文献
[1]景军，牛英勃，景桂芳，等.基于无线传输技术的人体脉搏采集分析系统[J].微处理机，2009，30（6）.
[2]张洪润，张亚凡.传感器技术与应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005.
篇9
Abstract： With the rapidly development of electronic technology， the intelligent technology is getting matured. The technology takes the computer and electronic as foundation with communication technology to achieve the transportation intelligent. This paper elaborates the design philosophy and operation principle of vehicles influx notice system in mountainous road blind crook in hardware and software. The system mainly treats STC89C52 MCU as host controller to coordinate each part of the operation. On-Chip Radio Transceiver nRF905 is wireless transceiver used for data transmission between two MCU. The paper established clear main program flow chart and receiving and sending data flow diagram of On-Chip Radio Transceiver nRF905. The system tests vehicle accurately and transmits data stably， increasing the safety of vehicles influx.
关键词： 电子技术；弯道汇车；STC89C52；nRF905
Key words： electronic technology；vehicles influx；STC89C52；nRF905
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）05-0202-02
0 引言
汽车在通过山区公路盲区弯道时，当看清对面来车时，大多为时已晚，经常会引发交通事故，由于大山的阻挡，司机很难看到对面驶来的车辆，加之雨雾天气对山路路况的影响，夜晚行车，驾驶员易产生疲劳，就容易发生事故。它增加了在山区公路上弯道汇车的危险性，在U型弯较急的盲区弯道若不能及时辨认对面来车的灯光，是很危险的一件事。本文设计的山路盲区弯道汇车提示系统，是确保山路弯道汇车安全是问题的关键。它增加了山区公路盲区弯道汇车的安全性，避免了事故的发生。能及时地将来车信息传输给对面汇车的司机。
1 系统的组成和工作原理
盲区弯道汇车提示系统由传感器、单片机控制模块、nRF905无线传输模块、显示模块组成。系统连接框图如图1所示。
如图2所示，超前山路弯道入口一定距离前后分别设置两个红外光电传感器，显示屏设置在弯道的两个入口处。传感器检测距离覆盖整个路面宽度，显示板设置在弯道的两个入口处。这样设置传感器和显示板能够使系统提前检测到车辆，使数据及时，司机能够在进入弯道汇车之前就得到信息提示。在弯道入口处，由于驶入弯道和驶出弯道的汽车经过两个光电传感器先后次序的不同，引起两个传感器信号端口高低电平的变化，由STC89C52单片机来识别出驶入弯道的车辆和驶出弯道的车辆。当一辆汽车从弯道入口驶入时，弯道入口的单片机识别出是驶入弯道的车辆后，由PTR8000无线传输模块传输数据包，在弯道出口的单片机在接到数据包后，通过编程，计数器在之前驶入弯道入口的车辆数量上加1，得到此刻驶入弯道入口车辆的总数量，由显示电路在弯道出口的显示屏上显示“对面来车X辆”。当该车辆驶出弯道出口时，通过光电传感器检测，弯道出口的单片机判断出是驶出弯道车辆，计数器在驶入弯道入口的车辆数量上减1，由显示屏的显示“对面来车X-1辆”。当山路可以来往两辆车并行时，弯道出口处的司机在得到信息提示后，可以减速慢行，当山路仅允许一辆车通过时，弯道出口处的司机在得到信息提示后可以停车等待，待驶入弯道的车辆驶出弯道出口后，再启动车辆进入弯道。[1]
2 系统硬件电路设计
接口电路由晶振、复位电路以及MAX232电平转换电路组成。控制收发模块发送信息、接收信息和负责检测传感器信号，是由系统控制芯片选用STC89C52单片机决定的。
传感器选用PS-CN33型光电传感器，传感器引出三个端口，分别是VCC、GND、信号端，当有物体进入有效范围内，信号端由高电平变为低电平。
无线传输芯片选用nRF905。nRF905芯片是挪威Nordic公司推出的单片射频收发器。工作于433MHz/868 MHz/915MHz三个ISM频段，频段转换时间小于650us，最大数据传输速率为100Kb/s。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器、晶体振荡器和GFSK调制器组成，无需外加表面滤波器。nRF905模块具有两种工作模式和两种节电模式。工作模式包括：ShockBurst接收模式和 ShockBurst发射模式；节电模式包括：掉电与SPI编程模式和待机与SPI编程模式。ShockBurst工作模式可以自动处理前导码和CRC（循环冗余检验），可以使用SPI接口和微控制器通信，配置十分方便。该芯片功耗低，收发可靠，使用方便。[2]
电源转换电路采用LD1117L3.3芯片，在芯片输入端和输出端，分别接100nF和10μF滤波电容与负极相连，可以将5V电源电压转换成3V电压输出，给nRF905模块供电。
硬件系统由一对配置nRF905模块的通信底板构成，光电传感器信号输出端与单片机I/O端口相连，SPI接口、nRF905模块的模式接口和状态接口均由I/O端口控制，单片机与nRF905无线收发模块相连接，为实现两台单片机系统之间的双向数据收发，无线收发系统采用半双工的通信模式。
液晶显示屏采用JM12864F汉字图形点阵液晶屏，它的数据/命令选择段、读/写选择端、使能信号端分别与单片机I/O口相连[3]。系统硬件连接图如图3所示。
3 系统软件设计
计算车辆的数量后显示数据。采用扫描I/O口的方式检测车辆，若没有数据传入转为判定驶入车辆和驶出车辆。通过判定与I/O口两个引脚连接的光电传感器信号端高电平1和低电平0的不同排列识别驶入车辆和驶出车辆，系统软件程序采用C语言编写，首先进行系统的初始设置，包括SPI接口和状态输出口、nRF905模块的配置口的设置，液晶显示屏初始化，传感器信号端口定义。初始化之后，若有数据包传入，接收数据，首先要判断对面的单片机是否有数据包传入，若为驶入车辆则发送数据包到对面单片机，若为驶出车辆则重新计算车辆数进行显示。参照JM12864F液晶显示屏手册编写显示程序，参照nRF905芯片手册中的发送流程和接收流程[4]。系统程序流程图如图5所示。
4 结语
4.1 本系统通过实验验证，能够准确识别驶入弯道车辆和驶出弯道车辆。
4.2 显示电路能够准确显示提示信息。
4.3 nRF905模块接收数据和发送数据稳定，通信可靠。
参考文献：
[1]黄智伟.无线发射与接收电路设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004：46-58.
[2]唐继贤.51单片机工程应用实例[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009：235-240.
篇10
1系统设计
1．1生产实例要求某齿轮厂一流水线，有21个工位，每个工位有三种工作状况，分别为:欠件，故障，通过。该生产管理控制面板需满足能显示时间、日期、生产的计划数、基准数、实际数及各个工位的工作状况。其中计划数由人工设定，基准数是在理想状态下截止当天某一时间所应该完成的工作量，实际数是指截止当天某一时间所完成的工作量。
1．2系统的硬件构成系统以STC89C52单片机作为核心控制器件，主要有液晶显示LCD1602、数码管、独立按键、LED、红外遥控器和蜂鸣器，均为串行通信器件，使得系统线路简单可靠性高。系统结构框图如图2所示。
1．2．1单片机主控模块STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8k可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，同时做了很多技术上的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、有效的解决方案。它主要负责各个模块的初始化工作;设置定时器、寄存器的初值;读取并处理来自红外遥控的信号;处理按键响应;控制液晶数码管实时显示;蜂鸣器响应等。
1．2．2输入模块系统主要有两种输入方式，一种是代表各个工位按钮的矩阵键盘，一种是用来设定计划数的红外遥控。其中红外遥控的接收部分采用的是1838红外接收头。其接线图如图3所示。
1．2．3输出模块系统中采用LCD1602作为主要显示器件输出信息。液晶显示模块具有体积小、功耗低、显示内容丰富等优点，而且不需要外加驱动电路，现在液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的显示器件了。LCD1602可以显示2行16个字符，具有8位数据总线D0-D7，和RS、R/W、E三个控制端口，工作电压为5V，并且带有字符对比度调节和背光设置。系统采用蜂鸣器作为提示音的输出，蜂鸣器的电路连接图如图4所示。电路中采用PNP管8550做为信号功率放大来驱动喇叭闹铃，由图4可以看出PNP管8550的集电极接电源正5V。过温时从STC89C52的P2．3脚输出频率约为低频的方波信号使蜂鸣器报警。
1．3系统软件设计根据设计任务的要求确定系统程序的完整结构，尽可能采用模块化程序设计方法，将任务划分为相对独立的功能模块，明确各模块的功能、时间顺序和相互关系，系统的软件设计可以分为几个部分，首先是各个模块的底层驱动程序编写，而后是系统联机调试，编写上层系统程序。本系统软件程序主要包括:液晶LCD1602的底层驱动模块、按键扫描模块、蜂鸣器报警模块等。
1．3．1主程序主程序如图5所示。系统开始进行对液晶显示等进行初始化，等待中断响应，(扫描键盘，读取键值)，实时的将工位上的信息反映出来。
1．3．2子程序系统在初始化后，收到中断指令，接收来自红外遥控的信号，并对信号进行判断，将合理的结果送液晶屏显示。如图6所示。
2总结