博鱼官网基于单片机的智能触摸开关的设计与实现学习上,使自已在大学所以的知识在这次得到实践,学到一些书本上无法学到的经验,对单片机有了进一步的认识。
以前没有单片机时,这些东西也能做,但是只能使用复杂的模拟电路,然而这样做出来的产品不仅体积大,而且成本高博鱼体育app官网入口,并且由于长期使用,元器件不断老化,控制的精度自然也会达不到标准。
在单片机产生后,我们就将控制这些东西变为智能化了,我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路博鱼体育app官网入口,核心部分只是由人为的写入程序来完成。
AT89C51单片机;触摸开关;无线传输模块;继电器;毕业设计论文V目录第一章绪论.1 1.1研究背景1 1.2本设计现状1第二章方案论证.2 2.1控制芯片选择2 2.2系统总体结构框图.2 2.3本章小结.3第三章硬件电路设计.4 3.1智能触摸开关控制系统硬件组成4 3.2单片机系统介绍4 3.2.1复位方式4 3.2.2时钟电路5 3.2.3最小系统电路5 3.3触摸开关电路.6 3.4 CC1101无线第五章设计总结11参考文献.12附录113系统主电路图13附录214部分程序源代码14毕业设计论文1第一章绪论1.1研究背景传统的开关元件开关属于有触点开关元件,但由于它有接触不良、故障率高、使用不便等缺点,在某些要求较高的输入电路中不能很好使用,促使设计师寻求更为理想的开关替代元件,随着信息技术的发展日新月异,一个以信息资源的采集、开发博鱼·体育(中国)入口、利用为特征的信息技术正席卷全球,信息技术已广泛的渗透到社会各个领域,在世界经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。
能实现更智能化、操作更方便的触摸开关有传统开关不可比拟的优势,是目前家居产品的非常流行的一种装饰性开关博鱼官网。
触摸开关是一种智能控制的墙壁开关,本身需要消耗一定的电能,在待机时,智能开关待机取电是通过流过电子镇流器的电流给智能墙壁开关控制电路供电;在工作时,智能开关工作时取电是通过开关断开时的两端压差来取电。
毕业设计论文IV摘要随着电子技术的高速发展,电子技术领域里的新概念、新器件和新方法不断涌现,大众对电子产品的需求量和要求的质量和品牌的不断更新,促使了电子技术的快速发展博鱼·体育(中国)入口。
第一章绪论11研究背景12本设计现状第二章方案论证21控制芯片选择22系统总体结构框图23本章小结第三章硬件电路设计31智能触摸开关控制系统硬件组成32单片机系统介绍321复位方式322时钟电路323最小系统电路33触摸开关电路34cc1101无线继电器执行模块第四章软件设计1041主机程序流程图1042从机程序流程图11第五章设计总结12参考文献13附录14主机电路图14附录15从机电路图15附录15主机程序代码16从机程序代码19第一章绪论11研究背景传统的开关元件开关属于有触点开关元件促使设计师寻求更为理想的开关替代元件随着信息技术的发展日新月异一个以信息资源的采集开发利用为特征的信息技术正席卷全球信息技术已广泛的渗透到社会各个领域在世界经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用
在本次设计中,因为并不需要模拟量的采集,且不涉及PWM等功能,且从成本角度出发,本次设计使用性能适中的AT89C51单片机。
2.2系统总体结构框图本次设计的触摸开关系统以模块化方式分块设计,通过将设计分成主控制模块,被控制模块和无线传输模块,分步完成相应模块,最终将各个模块整合到一起,完成设计,最终进行总体调试博鱼官网。
从控制芯片和硬件电路的综合角度确立了系统结构框图,其中主控模块包括触摸开关模块,单片机控制模块,继电器控制灯光的执行模块博鱼官网博鱼体育,电源模块以及无线主控模块系统总设计结构图被控制模块主要是对无线接收装置收到主控模块的指令进行处理解析博鱼·体育(中国)入口,从而控制继电器灯光模块,因此被控制模块不必使用触摸开关模块,所以被控模块主要包括触无线接收模块,单片机控制模块,继电器控制灯光的执行模块以及电源模块等部分,如图2.2所示:
开始程序初始化无线模块初始化等待数据包继电器控制读取数据包结束毕业设计论文14第五章设计总结本设计基于89C51单片机,实现了触摸开关的设计。
在经过一段时间的学习之后,我们需要了解自己的所学应该如何应用在实践中,因为任何知识都源于实践,归于实践,所以要将所学的知识在实践中来检验。
图2.2被控模块系统总设计结构图2.3本章小结本章在对触摸开关系统的控制方案选择进行了分析、对比,确定了单片机的类型、控制核心方案。
AT89C51 8位单片机最小系统模块触摸开关模块继电器控制灯光模块无线位单片机最小系统模块无线接收模块继电器控制灯光模块电源模块毕业设计论文5第三章硬件电路设计3.1智能触摸开关控制系统硬件组成系统主要由AT89C51单片机控制芯片,12M晶振和30p电容电路、阻容复位电路,触摸开关模块电路、三极管和继电器组成的执行电路以及无线收发模块电路。
触摸开关是信息化时代发展的产物,应时而生,我相信随着科技的不断发展,将来的触摸开关一定更加完美,更加人性化,更加便宜,更加安全。
毕业设计论文15参考文献[1]李朝青.单片机原理及接术(简明修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社,1998 [2]李全利.单片机原理及接术[M].高等教育出版社,2003 [3]]PROTEL99 SE电路设计与制板[M].机械工业出版社,2007 [4]杨将新,李华军,刘到骏等.单片机程序设计及应用(从基础到实践)[J].电子工业出版社,2006 [5]Steven F.Barrett.Daneil J.Pack.Embedded System[M].北京:
纵观我们现在生活的各个领域,从导弹的导航装置,到飞机上各种仪表的控制,从计算机的网络通讯与数据传输,到工业自动化过程的实时控制和数据处理,以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等,这些都离不开单片机。
图3.9电器执行模块电路图毕业设计论文12第四章软件设计4.1主机程序流程图系统初始化后等待按键按键按下,单片机自动读取按键的信息识别是哪个按键给的操作,然后根据设定程序将数据送给发送函数,将数据从无限模块发送出去,系统的软件整体流程图如图4.1所示:
开始程序初始化无线模块初始化等待按键发送按键指令读取按键值结束毕业设计论文13图4.1主程序流程图4.2从机程序流程图从机系统接收来自主机的数据好解码对应按键继电器动作基本流程图如图4.1所示:
该单片机内部具有16K的RAM和16K的ROM博鱼·体育(中国)入口、8K可编程Flash存储器、16路精度为8bit/10bit/12bit的模数转换模块、8路脉冲宽度调制(PWM)通道、若干定时器/计数器、1个全双工UART串行通道、看门狗定时器、51个可编程I/O口、10个外部事件触发中断引脚、超过一百个中断源。
单片机RESET引脚得到两个时钟周期的高电平后进行复位,及手动操作复位,2) 2.上电复位:
单片机上电压从无到有在RESET处会先处于高电平一段时间,然后由于该点通过电阻接地则RESET该点的电平会逐渐的改变为低电平,从而使得单片机复位口电平从1到0,达到给单片机复位的功能。
但是如何将人类的社会活动和生产活动与现代化的信息传输和处理手段联系在一起也是一个重要的课题,只有解决了这个实际要求,才能使人类享受到信息技术带来的高度的物质文明和精神文明。
3.2单片机系统介绍AT89C51为ATMEL所生产的可电气烧录清洗的8051相容单芯片,其内部程序代码容量为4KB。
1、为一般控制应用的8位单芯片2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至12MHz)3、内部程式存储器(ROM)为4KB 4、内部数据存储器(RAM)为128B 5、外部程序存储器可扩充至64KB 6、外部数据存储器可扩充至64KB 7、32条双向输入输出线,且每条均可以单独做I/O的控制8博鱼·体育(中国)入口、5个中断向量源9、2组独立的16位定时器10、1个全多工串行通信端口11、8751及8752单芯片具有数据保密的功能12、单芯片提供位逻辑运算指令实物如图3.1所示:图3.1单片机实物图毕业设计论文6 3.2.1复位方式单片机复位方式有两种1)手动按键复位:
例如,很多汽车里的多媒体系统已经取消了机械按键,取而代之的是电容式触摸按键系统,方便了司机的使用,提高了汽车驾乘感受等,可见,触摸按键技术是Biblioteka Baidu决机械按键缺陷的新趋势。
1.2本设计现状单片机是把中央处理器(CPU)博鱼·体育(中国)入口、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)博鱼体育、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
图3.2位电路图3.2.2时钟电路单片机的运行离不开时钟电路,通过始终电路给单片机提供脉冲信号,俗称“拍”来保证单片机按照时序工作,时钟电路由晶振,电阻,和电容组成,为了保证单片机抗干扰功能更好,使用22PF的电容对脉冲信号进行过滤,同时采用16M晶振保证晶振的可靠起振,保证单片机上电后起振顺利。
通过AT89C51单片机采集触摸开关模块的输出高低电平,和串口无线模块,完成主机与从机的通信工作,实现触控、远距离传输控制继电器的功能。
毕业设计论文9图3.6TP224触控开关模块原理图毕业设计论文10 3.4 CC1101无线传输模块本次设计装置使用的无线无线传输模块实物图该模块通信频率为434MHz,采用半双工工作方式,并且不限制单词发送的字节数,具有待机空闲工作方式,工作电流仅3.5mA,且传输速度快,该模块具有4种串口透传方式博鱼体育app官网入口,各个模式都是只管收发串口数据即可,且工作距离远,空旷地带可达200米以上,便于系统后期整体调制博鱼体育,CC1101无线所示:
毕业设计论文7图3.3钟电路图3.2.3最小系统电路单片机最小系统由单片机芯片,时钟电路以及复位电路所组成,本次设计最小系统电路图如图3.4示:
图3.4小系统电路图毕业设计论文8 3.3触摸开关电路本次采用的触摸开关为基于TTP224触控芯片的触摸模块,如图3.5示图3.5TP224触控开关模块实物图TTP224触控开关模块提供4个触摸输入端口及4个直接输出端口,提供直接输出模式,触发模式,开漏输出, CMOS高电平有效或低电平有效输出,便于单片机的IO口进行采集,处理。
该单片机与MCS-51单片机产品兼容,内部具有32个可编程I/O口线位定时器/计数器、八个中断源、全双工UART串行通道。
但是其内部模块较少、功能局限性大,并且内部没有集成模/数转换模块、脉冲宽度调制模块,使用时需要在外围电路中额外设计A/D转换模块和D/A转换模块,增加硬件成本的同时增加了硬件故障点,并且增加了飞机的质量。
触摸开关按开关原理分类有电阻式触摸开关和电容式触摸开关,在多种技术中,电容式触摸感应技术已经成为触摸感应技术的主流,在按键方案上,能为产品带来整体的外观档次提升毕业设计论文2毕业设计论文3第二章方案论证2.1控制芯片选择方案一:
毕业设计论文11图3.8C1101无线继电器执行模块本次系统设计的最终表现方式为通过单片机控制继电器,从而控制灯光的开闭,单片机的IO口输出功率为电压型信号,驱动能力及其微弱,因此需要使用一个S8050三极管来作为继电器的驱动电路,从而控制LED灯光电路。
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