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設(shè)計攻略:PC機(jī)智能家電系統(tǒng)電路設(shè)計解讀

發(fā)布時間:2015-01-19 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】本文主要講解了智能家電控制系統(tǒng)的設(shè)計,設(shè)計思路主要圍繞以單片機(jī)為核心,將電腦作為上位機(jī)實(shí)現(xiàn)自動控制幾點(diǎn)的開關(guān)狀態(tài),從而通過單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)控制按鍵,繼而控制家電的開關(guān)。此次設(shè)計控制簡單,顯示直觀,能夠完整地實(shí)現(xiàn)整個電路的控制系統(tǒng)的設(shè)計。

硬件部分包括單片機(jī)最小系統(tǒng),串口通信、液晶顯示界面三大部分。最小系統(tǒng)部分單片機(jī)選用了AT89C51單片機(jī),串口選用232電平轉(zhuǎn)TTL電平的MAX232)芯片,進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。液晶選用128X64點(diǎn)陣的液晶模塊。

穩(wěn)壓直流電源設(shè)計

設(shè)計攻略:PC機(jī)智能家電系統(tǒng)電路設(shè)計解讀
圖1
 
本系統(tǒng)設(shè)計為5V直流穩(wěn)壓電源給系統(tǒng)供電,AC220市電經(jīng)220V~9V變壓器變壓,然后經(jīng)橋式整流電路,再經(jīng)電容濾波電路,經(jīng)7805穩(wěn)壓管穩(wěn)壓,再進(jìn)行二次濾波,輸出較穩(wěn)定的5V電壓,給本系統(tǒng)供電。

流程圖如下圖所示:

設(shè)計攻略:PC機(jī)智能家電系統(tǒng)電路設(shè)計解讀
圖2
 
本系統(tǒng)在實(shí)際制作過程中,基于成本考慮,本設(shè)計未做電源這一部分,而是用USB連接線,代替了電源的制作。因電腦現(xiàn)已非常普及,從電腦的USB口取5V電源,亦非常方便。

矩陣鍵盤的設(shè)計

矩陣按鍵部分由8個輕觸按鍵,單片機(jī)的P2口檢測及按鍵狀態(tài),并記錄相應(yīng)的鍵值,指示相應(yīng)的指示燈亮,并同步把相應(yīng)信息通過串口傳給PC機(jī)。

設(shè)計攻略:PC機(jī)智能家電系統(tǒng)電路設(shè)計解讀
圖3
 
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鍵連擊現(xiàn)象的克服和處理

當(dāng)我們按下某個鍵時,對應(yīng)的功能便會通過鍵盤分析程序得以執(zhí)行,如果在操作者釋放之前,對應(yīng)的功能多次執(zhí)行,如同操作者在連續(xù)不斷的操作該鍵一樣,這種現(xiàn)象就稱為連擊。連擊先可流程圖的軟件方法來解決:當(dāng)某個鍵按下時,首先進(jìn)行軟件去抖處理,確認(rèn)鍵被按下后,便執(zhí)行與該鍵相對應(yīng)的功能,執(zhí)行完后不是立即返回,而是等待鍵釋放之后再返回,使每一次按鍵只被響應(yīng)一次,從而達(dá)到避免連擊的目的。

設(shè)計攻略:PC機(jī)智能家電系統(tǒng)電路設(shè)計解讀
圖4:指示燈硬件圖
 
如果把連擊現(xiàn)象加以利用,有時會給操作者帶來便利。例如在某些儀器中。因設(shè)計的按鍵很少,沒有安排0~9數(shù)字鍵,只設(shè)置了一個調(diào)整鍵,這時需要采用加1(或者減1)的方法來調(diào)整有關(guān)參數(shù),但當(dāng)調(diào)整量較大時就需要多次按鍵,使操作者很不方便。如果允許存在連擊現(xiàn)象,我們只要按住鍵不放,參數(shù)就會不停的加1(或者減1),會讓操作比較方便、快捷。具體實(shí)現(xiàn)流程圖如圖所示,其中加入的延時環(huán)節(jié)是為了控制連擊的速度。

液晶顯示驅(qū)動電路的設(shè)計

指示燈硬件圖
圖5
 
液晶顯示的原理分析

現(xiàn)在,在市場上所使用的液晶都是液晶模塊,也就是說,現(xiàn)在的液晶模塊都是將液晶以及相應(yīng)的驅(qū)動芯片,寄存器,驅(qū)動電源電路等一系列的輔助電路都集成在了一起,從二使用戶能夠更加的方便是液晶,即所謂的大眾化。12864采用的是點(diǎn)陣式液晶,分為128X64個點(diǎn),即有1204個字節(jié),也就是說每一個ROM內(nèi)存單元對應(yīng)一個點(diǎn)陣。如何對其驅(qū)動是對12864的主要難點(diǎn),對于其驅(qū)動大致可以分為:初始化,設(shè)置起始位顯示,輸送數(shù)據(jù)幾大塊。初始化主要的就是按照芯片手冊來,因?yàn)槟切┟钫Z句的內(nèi)存單元都是定的,不能夠根據(jù)用戶的喜好來自己定義。設(shè)置起始位數(shù)據(jù)顯示位置,主要是要搞清楚ROM的對應(yīng)地址。12864分為左半屏面和右半屏面。其中左邊占64列,右邊占64列。共128列。行分為64行。又將其分為8頁,每一頁占8行。列的起始地址為40H,行的起始地址為B8H。

系統(tǒng)仿真

指示燈硬件圖
圖6

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