紅外反射式傳感自動(dòng)控制開關(guān)設(shè)計(jì)

1、重慶郵電學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書紅外反射式傳感自動(dòng)控制開關(guān)設(shè)計(jì)羅克韋爾實(shí)驗(yàn)室編寫羅克韋爾實(shí)驗(yàn)室第一章認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)目的任務(wù)及要求一、目的高校是工程師的搖籃，要培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞暮细窆こ處?，必須要進(jìn)行理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力的正規(guī)化培訓(xùn)。認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生必須參和的一項(xiàng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。是對(duì)學(xué)生進(jìn)行電子產(chǎn)品焊接、裝配、調(diào)試等生產(chǎn)過程的一種正規(guī)化的培訓(xùn)，以充實(shí)理論教學(xué)中不能學(xué)到的知識(shí)和技能。同時(shí)，把在理論教學(xué)中學(xué)到的知識(shí)具體運(yùn)用到實(shí)際工作中，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，從而達(dá)到工程師基本功培訓(xùn)目的，使學(xué)生成為既有理論知識(shí)，又有實(shí)際動(dòng)手能力的工程技術(shù)及管理人才。二、任務(wù)1、學(xué)會(huì)識(shí)別常用的電器元件。2、能看懂簡

2、單的原理圖，印刷電路板，裝配圖。3、掌握焊接和裝配技術(shù)4、學(xué)會(huì)和掌握8051系列單片機(jī)控制系統(tǒng)的調(diào)試方法和步驟。5、學(xué)會(huì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的故障分析及簡單故障的排除。三、要求為樹立良好的學(xué)風(fēng)，保證教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生在參加電裝實(shí)習(xí)期間應(yīng)遵守如下守則：1、按時(shí)進(jìn)入實(shí)習(xí)場地，不得遲到和無故缺席，有事向?qū)嵙?xí)老師請(qǐng)假，否則按曠課處理，嚴(yán)重者取消實(shí)習(xí)資格。實(shí)習(xí)成績作零分處理。2、在實(shí)習(xí)期間，每位學(xué)生發(fā)一套實(shí)習(xí)工具，一套本次實(shí)習(xí)的單片機(jī)元器件材料，必須認(rèn)真清點(diǎn)核對(duì)，如有不符立即向老師匯報(bào)。事后如有缺少，概由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，在實(shí)習(xí)期間，工具材料不得自己調(diào)換、丟失。凡無故損壞或丟失者均照價(jià)格賠償，特別是單片機(jī)，一定要認(rèn)真

3、保管好。3、一切實(shí)踐環(huán)節(jié)必須自己動(dòng)手完成，不準(zhǔn)代裝、調(diào)換，一旦發(fā)現(xiàn)，均按作弊處理。4、操作必須嚴(yán)格按工藝規(guī)范進(jìn)行，違反操作規(guī)范，引起元器件和儀器損壞，將追究其責(zé)任和進(jìn)行賠償。5、實(shí)習(xí)場地內(nèi)不得大聲喧嘩，不準(zhǔn)隨地吐痰、吸煙。保持場地內(nèi)的安靜、文明、整潔、衛(wèi)生，下課時(shí)整理好自己的工具、材料。6、注意安全，致意防火及安全用電，防止事故發(fā)生。羅克韋爾實(shí)驗(yàn)室第二章常用元器件的認(rèn)識(shí)常用元器件的識(shí)別一、電阻電阻在電路中用“R加數(shù)字表示，如：R1表示編號(hào)為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置等。1、參數(shù)識(shí)別：電阻的單位為歐姆（Q）,倍率單位有：千歐（KQ）,兆歐（MQ）等。換算方法是：1兆

4、歐=1000千歐=1000000歐電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有3種，即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。a、數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路，女口：472表示47X100Q（即4.7K）;104則表示100Kb、色環(huán)標(biāo)注法使用最多，現(xiàn)舉例如下：四色環(huán)電阻五色環(huán)電阻（精密電阻）2、電阻的色標(biāo)位置和倍率關(guān)系如下表所示:顏色有效數(shù)字倍率允許偏差（%銀色/X0.0110金色/x0.15黑色0+0/棕色r1x101紅色2x1002橙色3x1000/黃色4X10000/綠色5x1000000.5藍(lán)色6x10000000.2紫色7x100000000.1灰色8x100000000/白色9x1000000000/二、電容1、電

5、容的表示電容在電路中一般用“C加數(shù)字表示（如C13表示編號(hào)為13的電容）。電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用稱為容抗，它和交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。容抗XC=1/2nfc（f表示交流信號(hào)的頻率，C表示電容容量）電話機(jī)中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨(dú)石電容、鉭電容和滌綸電容等。2、識(shí)別方法電容的識(shí)別方法和電阻的識(shí)別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。電容的基本單位用法拉（F）表示，其它單位還有：毫法（mF、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）。其中：

6、1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法容量大的電容其容量值在電容上直接標(biāo)明，如10UF/16V容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示字母表示法：1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率。女口：102表示10X102PF=1000PF224表示22X104PF=0.22Uf3、電容容量誤差表符號(hào)FGJKLM允許誤差1%2%5%10%15%20%如：一瓷片電容為104J表示容量為0.1uF、誤差為土5%三、晶體二極管晶體二極管在電路中常用“D加數(shù)字表示，如：D5表示編號(hào)為5的二極管

7、。1、作用二極管的主要特性是單向?qū)щ娦裕簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟?，?dǎo)通電阻很??；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。正因?yàn)槎O管具有上述特性，無繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。電話機(jī)里使用的晶體二極管按作用可分為：整流二極管（如1N4004、隔離二極管（如1N4148、肖特基二極管（如BAT85、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。2、識(shí)別方法二極管的識(shí)別很簡單，小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號(hào)來表示P極（正極）或N極（負(fù)極），也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正

8、負(fù)極可從引腳長短來識(shí)別，長腳為正，短腳為負(fù)。3、測試注意事項(xiàng)用數(shù)字式萬用表去測二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担@和指針式萬用表的表筆接法剛好相反。4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下:型號(hào)1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007耐壓（V）501002004006008001000電流（A）1111111四、晶體三極管晶體三極管在電路中常用“Q加數(shù)字表示，如：Q17表示編號(hào)為17的三極管。1、特點(diǎn)晶體三極管（簡稱三極管）是內(nèi)部含有2個(gè)PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和

9、PNP型兩種類型，這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補(bǔ)，所謂OTL電路中的對(duì)管就是由PNP型和NPN型配對(duì)使用。電話機(jī)中常用的PNP型三極管有：A92、9015等型號(hào)；NPN型三極管有：A42、9014、9018、9013、9012等型號(hào)。2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，在常見電路中有三種接法。為了便于比較，將晶體管三種接法電路所具有的特點(diǎn)列于下表，供大家參考名稱共發(fā)射極電路共集電極電路（射極輸出器）共基極電路輸入阻抗中（幾百歐幾千歐）大（幾十千歐以上）小（幾歐幾十歐）輸出阻抗中（幾千歐幾十千歐）小（幾歐幾十歐）大（幾十千歐幾百千歐）電壓放大倍數(shù)大?。ㄐ∮?并接近于1）大電流放

10、大倍數(shù)大（幾十）大（幾十）小（小于1并接近于1）功率放大倍數(shù)大（約3040分貝）?。s10分貝）中（約1520分貝）第三章系統(tǒng)原理介紹紅外反射控制器1、產(chǎn)品簡介本產(chǎn)品是以ATMEL公司的2051為核心控制器，由紅外檢測部分、繼電器輸出部分、光敏電阻開關(guān)部分實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。本產(chǎn)品的特點(diǎn)有抗干擾高穩(wěn)定型紅外反射模塊、系統(tǒng)能耗低。當(dāng)外部有信號(hào)時(shí)，紅外檢測部分檢測到信號(hào)，發(fā)送給單片機(jī)一個(gè)中斷信號(hào)，當(dāng)2051檢測中斷信號(hào)，控制繼電器導(dǎo)通，直到信號(hào)撤出后延時(shí)1s鐘開關(guān)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)功能。本產(chǎn)品節(jié)能在以下方面體現(xiàn)：1）、只有有信號(hào)時(shí)才導(dǎo)通，信號(hào)撤出后延時(shí)1s關(guān)閉；2）、在完全黑暗的時(shí)候，光電開關(guān)檢測信號(hào)（

11、光），當(dāng)黑暗的時(shí)候產(chǎn)生中斷，2051檢測中斷信號(hào)，控制相應(yīng)的管腳關(guān)閉紅外檢測部分和繼電器輸出部分的供電電源，以節(jié)省能耗。3）、在白天，當(dāng)紅外檢測部分沒有檢測到信號(hào)時(shí)，2051工作在空閑模式，當(dāng)紅外檢測到信號(hào)時(shí)，2051正常工作觸發(fā)繼電器。這樣，最大限度實(shí)現(xiàn)節(jié)能。2、系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)在白天時(shí)，光敏電阻開關(guān)部分通過LM311比較器輸出高電平，2051沒有進(jìn)入中斷，2051控制P1.7腳位高，紅外部分供。系統(tǒng)處在待機(jī)模式，紅外發(fā)射管工作。當(dāng)外部有信號(hào)時(shí)，紅外接受管導(dǎo)通，INT1為低電平，2051中斷1觸發(fā)，控制P1.6為高電平，三極管導(dǎo)通，繼電器導(dǎo)通。系統(tǒng)處在工作模式。當(dāng)系統(tǒng)在黑暗時(shí)，光敏電阻開關(guān)部

12、分通過LM311比較器輸出的電平，INT0為低電平.2051中斷0觸發(fā)，2051控制P1.7為低電平，紅外部分不供電。系統(tǒng)處于休眠模式。3、模塊介紹1）單片機(jī)部分本系統(tǒng)選用AT89C2051單片機(jī)為系統(tǒng)核心控制器.AT89C2051是ATMEL公司AT89C51系列產(chǎn)品之一。ATMEL公式的AT89C51系列單片機(jī)均以51/52做為內(nèi)核，該系列的各種型號(hào)產(chǎn)品又具有十分突出的個(gè)體特色，已經(jīng)成為廣大MCS51單片機(jī)用戶進(jìn)行電子設(shè)計(jì)和開發(fā)的優(yōu)選單片機(jī)品種。MCS-51系列單片機(jī)既包括三個(gè)基本型80C31、8051、8751，以及對(duì)應(yīng)的低功耗型號(hào)80C31、8051、87C51，因而MCS-51特指I

13、ntel的這幾種型號(hào)。在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，單片機(jī)機(jī)是指同一廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的機(jī)器。20世紀(jì)80年代中期以后，Intel以專利轉(zhuǎn)讓的形式把8051內(nèi)核給了許多半導(dǎo)體廠家，如AMTEL、PHILIPS、ANANOGDEVICES、DALLAS等。這些廠家生產(chǎn)的芯片是MCS-51系列的兼容產(chǎn)品，準(zhǔn)確地說是和MCS-51指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。這些單片機(jī)和8051的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（只要是指令系統(tǒng)）相同，采用CMOS工藝，因而常用80C51系列來稱呼所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機(jī)。他們對(duì)8051一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)、功能更強(qiáng)、市場競爭力更強(qiáng)。（1）AT89C2051的基本特性：1：和MCS-51單

14、片機(jī)兼容，含80C51核2:片內(nèi)有1KB可重復(fù)編程的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦/寫1000次以上3：2.7V6.0V的寬工作電壓范圍4:全靜態(tài)邏輯，工作頻率可為024MHz5:兩級(jí)程序存儲(chǔ)器加密6:128字節(jié)片內(nèi)RAM7:15條可編程I/O口線8:2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器9:有5個(gè)中斷矢量10:1一個(gè)可編程全雙工串行口11:具有能直接驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光二極管的能力12:片內(nèi)有一個(gè)高精度的模擬比較器13:提供待機(jī)核掉電兩種省電工作方式AT89C2051在ATMEL公司的AT89C51系列單片機(jī)中，是介于AT89C51和AT89C2051之間的一個(gè)高性能微控制器，他具備了AT89C51的幾乎全部功能和特

15、性，有具有了AT89C1051那樣的20腳外特性，寬工作電壓范圍個(gè)強(qiáng)輸出驅(qū)動(dòng)能力，還內(nèi)置一個(gè)高精度模擬量比較器。AT89C2051以其優(yōu)異的性能價(jià)格比和功能價(jià)格比在嵌入式微控制器使用領(lǐng)域中很受歡迎，在許多真正的“單片”微控制器的使用中發(fā)揮了很好的作用。（2）AT89C2051的管腳圖AT89C2051的管腳圖如下圖.由于他的寬工作電壓，特殊封裝，價(jià)格便宜，購買方便性價(jià)比高，我們就選用AT89C2051。詳細(xì)資料請(qǐng)參考AT89C2051數(shù)據(jù)手冊(cè)PDIPSOIC1202193184175166157U613b121011RSTVPP匚(RXD(P3.oCiTXD：iP3.1EXTAU匚XTALi匚

16、JNT3)P3.2C1niTTP34匚(nP3點(diǎn)匚gnor?ccPi7PV6PV5PV4ZlPV3P1,2Pl.1(AIN1)P1.O|IWO)P3.7圖12051管腳圖（3）2051管腳說明：RST腳（即1腳）：復(fù)位腳，當(dāng)管腳位高電平時(shí)單片機(jī)復(fù)位到初試狀態(tài)，低電平時(shí)退出復(fù)位（RXD）P3.0和（TXD）P3.0（即2和3腳）：可以作為普通地8位輸入輸出（I/O）腳也可以用作串行數(shù)據(jù)輸入和串行數(shù)據(jù)輸出腳。XTAL2和XTAL1:分別為內(nèi)部振蕩電路地反相器地輸出腳和輸入腳（INTO）P3.2和（INT1）和P3.3腳：既可以作為普通8位I/O口，又可以作為外部中斷0和外部中斷1請(qǐng)求。（TO）P3

17、.4和（T1）P3.5：既可以作為普通地8位I/O口，又可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖輸入和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)脈沖輸入。GND:電源地。使用時(shí)接地VCC:工作電源輸入端（2.7到7V）P1.7到P1.2和P3.7為普通8位I/O口，只能做輸入輸出用P1.1（AIN1）和P1.0（AIN0）：能作為普通8位I/O口，又能作為片內(nèi)高精度模擬比較器的兩個(gè)輸入腳。其中AIN1為比較器的反向輸入端，AIN0為比較器同向輸入端。其中P1.2到P1.7內(nèi)接了上拉電阻，能直接驅(qū)動(dòng)LED燈。（4）2051的內(nèi)部資源：AT89C051片內(nèi)RAM為128字節(jié)，片內(nèi)FlashPEROM為2K字節(jié)，可尋址范圍為00

18、0H到7FF。資源線隊(duì)較豐富。2）LM311模塊LM311是電壓比較器，其是放大器總類的IC。通常用的是DIP-8封裝形式的，其外型以及引腳如圖：1-Ground6-Strabe/Balanca1-OutputB-*Non-invertinginput-Invertinginput-vcc圖2LM311外型及引腳圖圖3LM311內(nèi)部原理圖其2,3,7腳為一個(gè)放大器單元。2腳為同向輸入端，3腳為反向輸入端，7腳為輸出。工作原理是：給8腳和4腳分別置電源的兩端，2腳和3腳分別輸入采集的需要比較的兩個(gè)模擬電壓，當(dāng)同向電壓大于反向電壓的話，側(cè)7腳輸出邏輯的“1”；反之，若反向大于正向，輸出邏輯“0”。

19、輸出的邏輯“1”“0”的大小伏值由置和8和4腳的電源電壓來決定。比如：置8為+5V,4為0,則比較后輸出的邏輯電平伏值就是5V和0V。也可以置其雙電源，雙電源就好比+5V和-5V，其優(yōu)點(diǎn)就是可以用于比較在0V上下的電壓?，F(xiàn)在好多種類的傳感器輸出就是0V上下的正旋波。3）光敏電阻模塊光敏電阻和普通的電阻外型不一樣，其內(nèi)部是有光敏感材料制造。在完全黑暗的條件下內(nèi)部暗電阻非常大，通?？梢赃_(dá)到10M歐以上。當(dāng)有光照射其感光面，其電阻值就回下降到通常幾K的范圍。可以利用它的這個(gè)特性的強(qiáng)弱等。glue(ceramicbase)a吸4）電磁繼電器模塊電磁繼電器是一種利用電磁力來切換觸點(diǎn)的開關(guān)型電子器件，是自

20、動(dòng)控制電路中常用的一種元件。實(shí)際上它是用較小電流控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)。因此，廣泛使用于電子設(shè)備中。電磁繼電器一般由一個(gè)線圈、鐵心、一組成幾組帶觸點(diǎn)的簧片組成。觸點(diǎn)有動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)之分，在工作過程中能夠動(dòng)作的稱為動(dòng)觸點(diǎn)，不能動(dòng)作的稱為靜觸點(diǎn)。電磁繼電器的工作原理是這樣的：當(dāng)線圈通電以后，鐵心被磁化產(chǎn)生足夠大的電磁力，吸動(dòng)銜鐵并帶動(dòng)簧片，使動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)閉合或分開；當(dāng)線圈斷電后，電磁吸力消失，銜鐵返回原來的位置，動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)又恢復(fù)到原來閉合或分開的狀態(tài)。使用時(shí)只要把需要控制的電路接到觸點(diǎn)上，就可利用繼電器達(dá)到控制的目的。三極管(9013,8050)高穩(wěn)定性抗干擾紅外線反射傳感器模塊紅外線反

21、射傳感器：本電路的最大特點(diǎn)是紅外發(fā)射部分不用專門設(shè)置信號(hào)發(fā)生電路，而是直接從接收部分的檢測電路LM567勺5腳引入信號(hào)，此信號(hào)是LM567鎖相音頻譯碼器的鎖相中心頻率，這樣既簡化了線路和調(diào)試工作，有防止了周圍環(huán)境變化和元件參數(shù)變化對(duì)收發(fā)頻率造成的差異，實(shí)現(xiàn)了紅外線發(fā)射和接收工作頻率的同步自動(dòng)跟蹤，使電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大加強(qiáng)。4、本紅外線反射傳感器工作主要過程通過接收部分中檢測電路的中心工作頻率的輸出控制發(fā)射頻率，其頻率低于500KHZ(此自動(dòng)給水裝置中中大概為幾百赫茲)。通過對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行比較在，整形，濾波處理送入LM741處理將經(jīng)LM741處理后的頻率信號(hào)送入LM567輸出判別信

22、號(hào)，當(dāng)D2接收到D1發(fā)射出經(jīng)反射物反射的信號(hào)，D3發(fā)光，輸出端U01的8腳輸出低電平。本紅外電路模塊可多個(gè)用于同一設(shè)備而不會(huì)相互干擾，因?yàn)椴煌琑W或C4的值U01譯碼器的中心頻率不同，但中心頻率不能大于500KHZ調(diào)整VR可改變探測距離，注意探測距離要受反射面顏色的影響，這是紅外線的特性決定，一般的尋跡機(jī)器人用了此特性。用本紅外電路模塊多個(gè)和單片機(jī)89C2051改裝玩具遙控車做成了避障機(jī)器人、避懸機(jī)器人、尋跡機(jī)器人，效果很好。而且尋跡機(jī)器人可尋多種顏色底(除黑色底外)的黑線或黑底的多種顏色線(除黑線外)。此電路還可做成沿墻邊走機(jī)器人、跟蹤機(jī)器人等，還可用于其它方面的自動(dòng)控制中。5、電路主要芯片

23、及功能簡介1)LM741簡介LM741是一種常見的信號(hào)放大器，他可以用于信號(hào)放大，濾波，整形，比較等各種電路中，其引腳介紹如下：CA741,CA741CtLM741,LM741C(PDIP)TOPVIEWOFFSETNULLTINVINPUT7NON-INVINPUTTV-TTNC7v+OUTPUT習(xí)OFFSETNULL圖4LM741引腳圖芯片引腳和工作說明：1和5為偏置，2為正向輸入端，3為反向輸入端，4接地，6為輸出，7接電源，通過對(duì)2和3輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行比較處理，6為輸出電壓信號(hào)。本紅外線反射傳感器中運(yùn)用LM741對(duì)接收到的一定頻率的信號(hào)進(jìn)行比較，整形，濾波處理后，輸出一定頻率范圍的電

24、壓信號(hào)，以供LM567進(jìn)行檢測。2)LM567簡介LM567是一種低功耗的音頻解碼器，其測試電路如下：1,5kllINPUT85MD0MV壬1#F0.01uF27LMC5673645MEASUREFqscIV8wrrniiopFprobeLM567電路圖的作用是去耦，2腳置參考電平，3腳是信號(hào)輸入端，45和6起整個(gè)電路的頻率控制作用，7接地，8腳為電路在測試電路中，1腳輸入芯片工作電壓，的輸出。在本紅外線反射傳感器中，經(jīng)過調(diào)節(jié)LM567的中心頻率，在由5腳輸出控制三極管的導(dǎo)通也就控制了紅外發(fā)射管的發(fā)射頻率，實(shí)現(xiàn)了紅外發(fā)射的發(fā)饋控制，也就是說通過調(diào)節(jié)接收檢測裝置的中心頻率的同時(shí)也就調(diào)節(jié)了發(fā)射頻率

25、，達(dá)到了防止外部環(huán)境對(duì)收發(fā)頻率的影響第四章系統(tǒng)調(diào)試原理1、單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)：單片機(jī)最小系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)單片機(jī)其他功能時(shí)必須的要有的部分，包括晶振，復(fù)位系統(tǒng)，其中晶振是系統(tǒng)的心臟，提供單片機(jī)需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)必須在時(shí)鐘地驅(qū)動(dòng)下才能正常工作。一般選用石英振蕩器，ATMEL89C2051的工作頻率范圍很寬（0到24M）我們選用6M晶振。晶振兩個(gè)端口接單片機(jī)RXD和TXD兩個(gè)腳，（不分正負(fù)），電路圖如下：C2T卜XTAL?G1-JIXTAL1GND圖6系統(tǒng)晶振IVccCTi圖圖7系統(tǒng)復(fù)位電路圖計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，復(fù)位使中央處理器CPU和系統(tǒng)中的其他器件都處于一種初始狀態(tài)，并從這個(gè)

26、初試狀態(tài)開始工作。MCS51系列單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST。在MCS-51系列單片機(jī)的RST引腳上輸入一個(gè)高電平信號(hào)，該高電平信號(hào)至少要維持兩個(gè)機(jī)器周期（或者24個(gè)時(shí)鐘周期）以上的時(shí)間，單片機(jī)就被復(fù)位。為了可靠地復(fù)位，復(fù)位時(shí)間一般都在10ms以上。當(dāng)RST引腳變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，單片機(jī)退出復(fù)位，CPU從初試狀態(tài)開始工作。調(diào)試：如果單片機(jī)系統(tǒng)不能正常工作（P1.4腳為高電平或者在沒有中斷觸發(fā)的情況下P1.6腳為高都可能為不能正常工作），請(qǐng)檢查一下方面的原因1：系統(tǒng)電源是否接入正確，如果反接，芯片會(huì)發(fā)熱，甚至燒毀。2：如果電源正確接入，則可能時(shí)晶振沒有起振，檢測晶振時(shí)否焊接正確，有沒有虛焊（其中很大一部

27、分都時(shí)因?yàn)榫д癫荒芷鹫瘢?：程序可能沒有燒寫成功，或者單片機(jī)已經(jīng)被燒毀，可以更換單片機(jī)在試。注意：2051為CMOSS件，容易受人體靜電影響而損壞，因此竟量不用手直接觸摸其管腳。2、LM311部分（1）提高輸入阻抗：由于LM311本身其電器特性是放大器類別，所以輸入阻抗是很大的，所以在2，3腳的輸入端都串接一個(gè)10K的電阻來提高輸入信號(hào)的輸入阻抗，以使得電壓信號(hào)能加到放大器里面。（2）去耦電容：由于此IC是比較器，要求電源電壓恒定，這樣輸出才能得到穩(wěn)定的高低電平。因此在LM311的8和4兩端跨接一個(gè)0.1U的陶瓷電容來去處電源的耦合干擾，以達(dá)到精確的目的。（3）電阻匹配：因?yàn)長M311是放大器

28、，輸入阻抗很大，所以分析電路的時(shí)候可以認(rèn)為2，3輸入腳是“虛地”，即2，3腳可以認(rèn)為沒有電流流入，電壓可以認(rèn)為零。因此可見2腳的輸入電阻為10M，10K（相對(duì)10M來說太小，可以忽略），10M（光敏電阻暗電阻），其電阻比為1/2；3腳輸入電阻為10K，10K可調(diào)，其比也近視1/2。這樣匹配的電阻值才比較合理的好置3腳可調(diào)電阻為一個(gè)合適的門限電壓。（4）門限電壓：根據(jù)現(xiàn)場的燈光強(qiáng)弱的原因，其比較的門限電壓可以通過103可調(diào)電阻來實(shí)現(xiàn)。調(diào)試時(shí)當(dāng)在光照條件下，7腳輸出因該為1，即2腳輸入電壓大于3腳，這時(shí)用萬用表測2腳電壓值，記下這個(gè)值，然后再測3腳的電壓值，同時(shí)調(diào)整可調(diào)電阻的大小，使其小于2腳電壓

29、。反之，在黑暗的條件下反過來3腳要大于2腳的電壓值。3、控制繼電器部分（1）達(dá)林頓管：因?yàn)?051系列單片機(jī)的I/O口內(nèi)部沒有上拉電阻，輸出電流很小，很多外圍電路都不能直接由其I/O口來驅(qū)動(dòng)比如驅(qū)動(dòng)繼電器。因?yàn)樾枰饧域?qū)動(dòng)電路。將兩個(gè)開關(guān)三極管如圖連接，起目的是增大驅(qū)動(dòng)能力。因?yàn)楫?dāng)p1.6輸出是高的時(shí)候，達(dá)林頓管的前一級(jí)c,e導(dǎo)通，前一級(jí)的電流經(jīng)三極管放大后再加到后一級(jí)的基級(jí)b上，后一級(jí)c,e又導(dǎo)通，使得電流放大倍數(shù)幾乎為三極管放大倍數(shù)B的平方倍，這樣大大加強(qiáng)了其輸出的驅(qū)動(dòng)能力。保護(hù)電阻：在p1.6口和達(dá)林頓b級(jí)之間加了一個(gè)10K的保護(hù)電阻，其目的是防止I/O口輸出的電流過大加到三極管基級(jí)b而

30、把三極管激穿。續(xù)流二極管：因?yàn)槔^電器內(nèi)部和電機(jī)一樣是電磁鐵這樣一種感性元件，因此當(dāng)繼電器導(dǎo)通再關(guān)閉之后，其能產(chǎn)生感生電流，感生電流瞬間的電流值極大，很有可能把三極管激穿，因此在繼電器兩端加一個(gè)IN4148二極管來續(xù)流。4、紅外調(diào)試過程(1)調(diào)試之前應(yīng)當(dāng)使紅外發(fā)射和接收管平行固定而且應(yīng)當(dāng)用黑膠布包好接收管，以達(dá)到屏蔽外界干擾的效果。調(diào)節(jié)接收部分的檢測裝置LM567的中心頻率，用示波器觀察LM567的5腳和7腳地的頻率，并同時(shí)用小螺絲刀調(diào)節(jié)Rf的電阻值使其接入端電阻值在1K歐左右，這是測得頻率為500HZ左右。由T=RC調(diào)節(jié)可變可變電阻R6,直到出現(xiàn)穩(wěn)定的波形。用萬用表測三極管BE兩端電壓，為0.7V三極管導(dǎo)通，反之則無。(4)用障礙物擋住紅外發(fā)射和接收管前后，分別用萬用表測接收管兩端電壓，看其兩端的電壓是否有明顯變化。有明顯變化說明接收