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家庭電路設(shè)計原理范文第1篇

關(guān)鍵詞:JZ863數(shù)傳模塊;無線遙控;單片機(jī)串行通信;程序控制

中圖分類號:TP368文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)11-2794-01

Design of Wireless Remote Control Circuit Based on Module JZ863

WANG Yang, LI Ji

(Experiment Center of Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)

Abstract: For home appliances and lighting intelligent control, a kind of wireless remote control circuitprogram based on module JZ863 and SCM 89C2051 be designed. this design has the following advantages: simpler peripheral circuit, low power consumption, easy programming, high reliability and strong extensions.

Key words: JZ863 DTU; wireless remote; serial communication; program control

當(dāng)前,對現(xiàn)代化電器實(shí)現(xiàn)無線遙控,已經(jīng)成為各種專業(yè)和家用電器最基本的首要的功能。而這些遙控功能多數(shù)都是單一的、一對一的,如何實(shí)現(xiàn)分機(jī)分體遙控到中央集中的遙控,這在許多環(huán)境、場合條件下是需要的。本文介紹一種以JZ863為數(shù)據(jù)傳輸模塊的、基于89C51系列單片機(jī)的無線遙控電路設(shè)計方案。

1 JZ863 數(shù)傳模塊功能特點(diǎn)

JZ863數(shù)據(jù)傳輸模塊用于單片機(jī)之間的串行無線數(shù)據(jù)傳輸。JZ863數(shù)傳模塊的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射功率為100mW(20dB);接收靈敏度高達(dá)-110dbm。模塊的功耗低,以直流(DC5V)電源供電,接收電流最低500m,(BER=10 ?3/9600bps)>200m。JZ863型模塊標(biāo)準(zhǔn)配置提供8個信道、多種通信波特率,無線傳輸速率與接口波特率成正比,滿足用戶多種通信組合方式和多種波特率的需求。由于JZ863型模塊具有以上的功能特點(diǎn),所以在工業(yè)遙控、數(shù)據(jù)通信、儀表自動化控制、安防報警和家庭電器和燈光智能控制等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

2 JZ863數(shù)傳模塊與用戶終端的連接

2.1 JZ863的TTL、RS232、RS485三種接口方式

本文采用的是RS232接口方式,接口引腳如圖1所示,定義說明如表1所示。

2.2 JZ863無線模塊與用戶設(shè)備的連接

用戶終端設(shè)備可以是PC機(jī)或單片機(jī),方式連接如圖1所示。

2.3 軟件測試檢驗(yàn)及參數(shù)設(shè)置

1)安裝技卓科技提供的無線模塊設(shè)置與通信軟件。

2)連接JZ863與電腦,并接上電源,選擇所用的串口。

3)電臺檢測,當(dāng)檢到電臺時(軟件提示檢測成功),這樣就可以對單個參數(shù)進(jìn)行讀取或更改了。

4)更改參數(shù)時,選擇好設(shè)置的參數(shù),設(shè)置進(jìn)行完要再次進(jìn)行讀取,看所設(shè)的參數(shù)是否完成。

3 單片機(jī)遙控發(fā)射/接收電路的硬件設(shè)計

本電路采用了89C2051單片機(jī)設(shè)計,分發(fā)射和接收電路兩部分,如圖2所示。89C2051是89C51系列單片機(jī)的縮減版,適用于設(shè)計功能比較簡單的遙控電路。本電路僅用于JZ863數(shù)傳模塊原理應(yīng)用試驗(yàn),取代了由P2272/P2262系列編碼電路芯片設(shè)計的遙控電路。電路設(shè)計要求遙控8個對象,其中7個用LED代替,另一個為亮度可調(diào)的電燈,控制距離≥10m。一路電燈的亮度分8級控制,并用數(shù)碼管顯示亮度等級數(shù)。根據(jù)遙控點(diǎn)亮各個燈泡的設(shè)計要求,發(fā)射電路部分用了8個輕觸微動開關(guān)做按鍵開關(guān),接到89C2051的P1端口。接收電路部分P1端口對應(yīng)連接7個用LED,P3口外接一位7段譯碼顯示驅(qū)動器CD4511,并接3個亮度等級控制三極管。與P2272/P2262系列編碼電路芯片設(shè)計的遙控電路相比,電路少,可靠性高,故障率低,體積小,重量輕。由于JZ863數(shù)傳模塊必須通過PC機(jī)進(jìn)行軟件調(diào)試和參數(shù)設(shè)置,本例JZ863數(shù)傳模塊是RS232接口方式,以便與PC機(jī)進(jìn)行通信。在模塊與單片機(jī)發(fā)射電路和接收電路之間也必須加上RS232電平轉(zhuǎn)換電路MAX232,如圖3所示。

4 單片機(jī)遙控發(fā)射/接收電路的軟件設(shè)計

軟件說明:首先,收發(fā)模塊的頻率和空中速率必須一致。模塊與用戶設(shè)備要進(jìn)行通訊,模塊和用戶設(shè)定的串口參數(shù)必須一致。其次,發(fā)射端編程簡單,循環(huán)檢測外接的按鍵,只要有鍵按下即行發(fā)射串行數(shù)據(jù)。第三,發(fā)射端設(shè)一個亮度控制鍵,每按一次亮度增加一級。接收程序中要設(shè)置一個增亮計數(shù)器,接收端收到數(shù)據(jù),首先判斷鍵值是否亮度控制按鍵。如果是,計數(shù)器加1,輸出亮度顯示、控制字到P3口;如果不是,直接輸出收到的數(shù)據(jù)到P1口,點(diǎn)亮對應(yīng)的LED燈。由于JZ863模塊傳送的是發(fā)送端的數(shù)據(jù),所以能夠把發(fā)送電路P1端口的開關(guān)狀態(tài)直接反映到接收電路P1端口的LED燈上。

5 結(jié)束語

本設(shè)計方案如果使用TTL接口方式的JZ863模塊,就可以發(fā)揮89C2051的低電壓供電的優(yōu)勢,并開發(fā)出休眠狀態(tài)功能,使無線遙控電路的功耗更低,使用更加便捷、有效,功能更強(qiáng),應(yīng)用更加廣泛。

參考文獻(xiàn):

[1] 朱定華,戴汝平.單片微機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京:北方交通大學(xué)出版社,2003.

[2] 何希才.新型集成電路應(yīng)用實(shí)例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.

[3] 技卓科技無線模塊設(shè)置與通訊軟件用戶手冊[Z].深圳市技卓科技有限公司

家庭電路設(shè)計原理范文第2篇

【關(guān)鍵詞】數(shù)字溫度計；測溫傳感器；系統(tǒng)

1.引言

日常生活中溫度測量占用非常重要的地位，人們每天通過天氣預(yù)報關(guān)注當(dāng)天的溫度，工業(yè)中鍛造高性能的產(chǎn)品，對于溫度的控制至關(guān)重要，生活上人們感覺身體不舒服時首先通過體溫計測量溫度，根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行治療，溫度過高或過低會對人的身體產(chǎn)生非常大的傷害。當(dāng)前常見測量溫度的基本是模擬式溫度計，并且測量誤差較大，測量讀數(shù)不準(zhǔn)確，所以研究一種簡潔、準(zhǔn)確的高精度數(shù)字溫度計非常重要。本文就是基本以上原因，在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計一種高精度的數(shù)字溫度計，以適應(yīng)當(dāng)前的工農(nóng)業(yè)及生活的需要。

2.系統(tǒng)方案設(shè)計

2.1 系統(tǒng)設(shè)計的組成

該數(shù)字溫度計電路系統(tǒng)是由電源部分、單片機(jī)主控電路、溫度傳感器電路、顯示電路、蜂鳴器和繼電器驅(qū)動電路、串口通訊電路等組成。設(shè)計電路合理，測量結(jié)果準(zhǔn)確。

2.2 系統(tǒng)硬件介紹

2.2.1 溫度傳感器

系統(tǒng)溫度傳感器采用DALLAS公司生產(chǎn)的單總線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20，它具有高性能、低功耗、微型化、抗干擾能力強(qiáng)、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于構(gòu)成多點(diǎn)溫度測控系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號（提供9位二進(jìn)制數(shù)字）給單片機(jī)處理，且在同一總線上可以掛接多個傳感器芯片。DS18B20具有3引腳，TO-92小體積封裝形式，溫度測量范圍廣（一般為-55℃～+125℃），可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0.0625℃，被測溫度用符號擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)。

2.2.2 單片機(jī)

采用宏晶科技研究開發(fā)的STC11F01單片機(jī)，該單片機(jī)具有加密性強(qiáng)、超強(qiáng)抗干擾、超強(qiáng)抗靜電（整機(jī)可過兩萬伏靜電測試）、速度快，1個時鐘/機(jī)器周期，可用低頻晶振，大幅降低EMI等特點(diǎn)。另外該單片機(jī)輸入/輸出端口多，最多有40個I/O，復(fù)位腳如果I/O口使用，可以省去外部電路。還有其具有超低功耗，空閑模式功耗

單片機(jī)STC11F01引腳功能

RST（1腳）：強(qiáng)制復(fù)位端；

RXD（2腳）：串行輸入口；

TXD（3腳）：串行輸出口；

XTAL1、XTAL2（5、4腳）：時鐘電路引腳；

（6、7腳）：外部中斷輸入口；

T0、T1（8、9腳）：定時/計數(shù)口；

Gnd（10腳）：接地端；

P1.0～P1.7（12～19腳）：輸入輸出端口；

VCC（20腳）：電源端+5V。

圖1 STC11F01引腳圖

2.3 電路硬件設(shè)計

2.3.1 電源電路設(shè)計

串聯(lián)穩(wěn)壓電路接通220V的交流電后，經(jīng)降壓、整流、濾波后得到12V電壓，再經(jīng)數(shù)字溫度計電源電路穩(wěn)壓、濾波得到5V電壓。

圖2 系統(tǒng)電源電路

2.3.2 單片機(jī)與溫度傳感器電路設(shè)計

溫度傳感器DS18B20探測環(huán)境溫度，由5V電源供電，內(nèi)部計數(shù)器對一個受溫度影響的振蕩器的脈沖進(jìn)行計數(shù)，并將此信號由2腳經(jīng)上拉電阻送入單片機(jī)STC11F01的P3.7口，經(jīng)單片機(jī)程序處理將數(shù)據(jù)顯示到四位數(shù)碼管。

圖3 單片機(jī)與溫度傳感器設(shè)計圖

當(dāng)按下單片機(jī)STC11F01的K1鍵時，由RST引腳進(jìn)行強(qiáng)制復(fù)位。

2.3.3 顯示電路設(shè)計

顯示電路由動態(tài)顯示控制電路、電源驅(qū)動電路和數(shù)據(jù)總線構(gòu)成，四位數(shù)碼管顯示電路采用共陽極接法，由三極管Q1、Q2、Q3、Q4控制（Q1-Q4三極管均為8550），當(dāng)單片機(jī)的2、3、6、7引腳使得三極管8550的基極為低電平時，三極管導(dǎo)通，相應(yīng)的數(shù)碼管動態(tài)工作，數(shù)據(jù)顯示內(nèi)容由單片機(jī)的P1.0～P1.7經(jīng)總線傳送到數(shù)碼管。

圖4 顯示電路設(shè)計圖

2.3.4 蜂鳴器驅(qū)動電路設(shè)計

蜂鳴器驅(qū)動電路由開關(guān)三級管Q5控制，當(dāng)溫度超過35℃時，單片機(jī)的T0口為低電平，使三極管Q5導(dǎo)通，蜂鳴器工作，當(dāng)溫度低于35℃時，T0口為高電平，三極管Q5截止，蜂鳴器停止工作。

圖5 蜂鳴器驅(qū)動電路設(shè)計圖

串口通訊電路由串口控制芯片MAX232CPE實(shí)現(xiàn)，可通過串行口與微機(jī)或其他設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

3.結(jié)束語

采用DS18B20的高精度溫度傳感器為測溫傳感器，以數(shù)碼顯示的方式設(shè)計的數(shù)字溫度計，精確度高、測溫速度快；應(yīng)用場合廣泛，既可測量體溫，也可測量空氣、食物、水等物質(zhì)的溫度，量程大；操作使用方便，不僅適合普通家庭也適合某些需要語音提示的工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]周克輝.基于單片機(jī)控制的DS18B20數(shù)字溫度計設(shè)計[J].湖南農(nóng)機(jī)，2010（11）.

家庭電路設(shè)計原理范文第3篇

關(guān)鍵詞： 自主排風(fēng)； 實(shí)時監(jiān)測； SIM900A； 語音報警； STM32

中圖分類號： TN876?34； TP391.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）03?0096?04

Design and implementation of voice gas alarm device based on SIM900A

LIU Yongtao， LIU Jia， LI Yuhua， XIA Xuhong， LIU Hao， HUO Qingzhou

（College of Electronic and Information Engineering， North China Institute of Science and Technology， Beijing 101601， China）

Abstract： The carbon monoxide poisoning and explosion incidents caused by gas leakage occur frequently， so only the field sound?light alarm and SMS reminder can be adopted because the function of the existing alarm system is somewhat simple. Even though it can reduce the incidents greatly， it isn′t popularized due to its high price. Aiming at the above situations， a gas alarm device based on SIM900A and STM32 embedded processor was designed. The device can detect the field gas， carbon mo?noxide， smog and temperature parameters. When the detected value is higher than the set value， the device gives the sound?light alarm， starts the internal air exhaust device and external large?scale air exhaust device， sends the short massage to the multigroup phone numbers stored in SIM card， and calls the stored phone numbers successively to notice the dangerous situation with the voice until someone answers the phone. The device is equipped with a large?capacity lithium battery， and can automatically switch the power supply and provide the continuous monitoring after the sudden power failure.

Keywords： autonomous air exhaust； real?time monitoring； SIM900A； voice alarm； STM32

0 引 言

隨著中國城市化進(jìn)程的加快，煤氣、天然氣以及沼氣等燃料得到廣泛應(yīng)用，而這些大多是易燃易爆氣體， 一旦發(fā)生氣體泄漏， 很容易引發(fā)爆炸， 直接危害國家財產(chǎn)和人民生命安全[1]。因此，需要采取相應(yīng)的措施來減少損害?，F(xiàn)有的報警系統(tǒng)功能較為單一，只能采取現(xiàn)場聲光報警和短信提示，并且價格較高使其未能得到普及。

針對以上情況本文設(shè)計了一種基于SIM900A的語音燃?xì)鈭缶b置。該裝置能夠檢測空氣中一氧化碳、甲烷的濃度以及空氣溫度，當(dāng)濃度超標(biāo)或者溫度超過設(shè)定值之后，系統(tǒng)會自動打開自有排風(fēng)系統(tǒng)，將室內(nèi)有毒氣體排放到室外；同時通過撥打預(yù)設(shè)電話和向預(yù)設(shè)電話號碼發(fā)送短信兩種方式來告知用戶危險的情況，便于用戶進(jìn)一步處理危險狀況，避免造成重大財產(chǎn)損失和人身傷害。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)由STM32嵌入式處理器、傳感器電路、電源電路、聲光報警電路、排風(fēng)系統(tǒng)、GSM通信電路等功能模塊組成。主控芯片采用的是STM32F103RBT6處理器，相比于傳統(tǒng)的STC單片機(jī)，該處理器處理速度更快，性價比更高。氣體檢測傳感器采用了對一氧化碳具有很高靈敏度的ZYMQ?7和對甲烷具有良好選擇性的ZYMQ?2。溫度檢測選用了基于單總線技術(shù)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器。通信電路主要由基于GSM網(wǎng)絡(luò)的SIM900A芯片控制。現(xiàn)場由蜂鳴器和LED燈實(shí)現(xiàn)聲光報警。自有排風(fēng)選用的是排風(fēng)量為440 m3/min的軸流風(fēng)機(jī)。系統(tǒng)5 V電源由MP2303芯片構(gòu)成的穩(wěn)壓單元提供。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 硬件電路設(shè)計

2.1 主電路設(shè)計

主控制器采用低功耗、高性能的STM32F103RBT6芯片，內(nèi)核為ARM 32位的Cortex??M3 CPU，片內(nèi)集成128 KB FLASH，20 KB SRAM，最高72 MHz的工作頻率，正常工作電壓范圍[2]為2.0～3.6 V。其主要負(fù)責(zé)將采集到的傳感器濃度和溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，超過預(yù)定值之后會控制系統(tǒng)進(jìn)行聲光報警，自動啟動排風(fēng)，并且通過控制SIM900A撥打電話和發(fā)送短信來告知用戶[3]。

2.2 傳感器電路設(shè)計

甲烷檢測采用ZYMQ?2傳感器，它將微型Al2O3陶瓷管、SnO2敏感層、測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在不銹鋼金屬腔體內(nèi)；內(nèi)部加熱電阻絲為氣敏元件提供必要的工作條件；敏感層使用非常穩(wěn)定的SnO2制成，具有很好的長期穩(wěn)定性。為了減弱氮氧化物、烷類等氣體的干擾，過濾腔體內(nèi)填充了活性炭。氣敏傳感器有六只金屬針管腳，其中四個用于信號取出，兩個用于接入加熱電源[4]。傳感器信號處理電路如圖2所示。

傳感器電阻[Rs]電壓是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻[RL]上的有效電壓信號[VRL]輸出而獲得的。二者之間的關(guān)系為：

[RsRL=Vc-VRLVRL]

利用回路測得在傳感器由結(jié)晶空氣轉(zhuǎn)移至甲烷氛圍中時，從[RL]上輸出變化信號，信號的測定在一個或兩個完整的加熱周期內(nèi)測得。傳感器輸出電壓接入由LM393組成的電壓比較器通過電位器R6來調(diào)整校準(zhǔn)報警值，正常時運(yùn)放輸出高電平，當(dāng)一氧化碳濃度超標(biāo)后運(yùn)放輸出低電平，報警指示燈D3點(diǎn)亮。PB5，PB6為雙色LED，正常時PB5綠色燈亮，超標(biāo)后PB6紅色燈亮，PB5熄滅。

一氧化碳檢測采用ZYMQ?7傳感器，處理電路與甲烷檢測電路相同，該電路結(jié)構(gòu)簡單，并且具有靈敏度高、響應(yīng)快的特點(diǎn)。

溫度傳感器采用基于單總線技術(shù)的DS18B20，該傳感器具有獨(dú)特的單總線數(shù)據(jù)接口，只需一個I/O口即可與處理器通信完成溫度的采集，電路簡捷應(yīng)用方便[5]。

2.3 報警電路設(shè)計

報警系統(tǒng)主要由基于GSM網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的SIM900A芯片控制，此芯片是一個雙頻的GSM/GPRS模塊，工作頻段為EGSM 900 MHz和DCS 1 800 MHz，支持多種編碼方式，在SLEEP模式下最低耗流只有1.0 mA。SIM900A僅適用于中國市場，其性能穩(wěn)定，外觀精巧， 性價比高； 可以低功耗實(shí)現(xiàn)語音、SMS、數(shù)據(jù)和傳真信息的傳輸[6]。芯片應(yīng)用原理如圖3所示。

裝置通過STM32處理器的PA14管腳來控制SIM900A的PWRKEY引腳，完成SIM900A的上、下電及重啟控制[7]。通過處理器的串口1完成與SIM900A的串行通信控制?？刂魄笆紫纫獙IM900A初始化，程序如下：

void Init_Module（） //對SIM900模塊的初始化

{

printf（"ATE0＼r＼n"）； //取消回顯

delay_ms（255）；

Clear_Buffer（）；

printf（"AT+CNMI=2，2＼r＼n"）；

//新短信到來時直接通過串口輸出不做存儲

delay_ms（255）；

Clear_Buffer（）；

printf（"AT+CMGF=1＼r＼n"）； //設(shè)置為TEXT模式

delay_ms（255）；

Clear_Buffer（）；

printf（"AT+COLP=1＼r＼n"）；

delay_ms（255）；

Clear_Buffer（）；

}

處理器發(fā)送AT指令后，如果SIM900A正確響應(yīng)，將返回“OK”字符給STM32。當(dāng)有監(jiān)測數(shù)據(jù)超標(biāo)后處理器通過AT指令操作SIM900A向用戶發(fā)送短信，告知用戶危險情況，并會按順序撥打預(yù)存在SIM卡內(nèi)的電話號碼，直到有人接聽，撥通之后會向處理器返回命令，進(jìn)而處理器控制語音芯片播放語音，告知用戶危險情況。

語音芯片采用的是SC080，此芯片是一顆單芯CMOS一次性生成語音芯片，其使用的是最新嵌入式RPROM架構(gòu)的OTP語音晶元，有一個Input腳和2個I/O腳，內(nèi)部精準(zhǔn)的內(nèi)阻振蕩不需外加振蕩電阻，PWM輸出端可直接驅(qū)動8 Ω 0.5 W喇叭，語音的還原度高。其應(yīng)用原理如圖4所示。

2.4 電源電路設(shè)計

電源電路采用的是由MP2303芯片控制的電源模塊，該模塊工作穩(wěn)定，能夠提供最大3 A的工作電流，為系統(tǒng)提供5 V電壓，供傳感器和繼電器工作。主開關(guān)電源提供12 V/3 A的電壓，供給整個電路和內(nèi)置大功率風(fēng)機(jī)工作。5 V電源電路如圖5所示。

另外，本設(shè)計采用4 000 mA的鋰電池作為備用電源，保持該裝置在斷電的情況下待機(jī)超過12 h以上，排風(fēng)系統(tǒng)啟動后可維持1 h以上。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

首先，主控芯片進(jìn)行初始化，然后初始化SIM900A模塊，再把SIM900A模塊接人GPRS網(wǎng)絡(luò)[8]。系統(tǒng)程序由C語言編寫完成。軟件主要用來控制傳感器采集數(shù)據(jù)、控制語音芯片語音報警、控制SIM900A撥打電話以及短信發(fā)送。主程序流程如圖6所示。

4 裝置功能實(shí)現(xiàn)及測試

基于SIM900A的語音燃?xì)鈭缶b置目前已通過實(shí)驗(yàn)室測試。裝置包含內(nèi)置大功率軸流風(fēng)機(jī)、主控電路板、大容量鋰電池和內(nèi)吸氣小功率風(fēng)扇。

報警裝置的核心電路板如圖7所示。核心電路板集成了一氧化碳傳感器、甲烷傳感器以及溫度傳感器，兩路繼電器用于啟動內(nèi)置排風(fēng)裝置和外部風(fēng)機(jī)，蜂鳴器和雙色指示燈完成聲光報警，SIM900A與STM32處理器直連完成短信和語音的報警[9]。

通過對整個裝置的硬件和軟件實(shí)驗(yàn)室檢測和調(diào)試，該裝置實(shí)現(xiàn)了以下功能：

（1） 可燃?xì)怏w濃度超過2 500 PPM，啟動報警和排風(fēng)。

（2） 一氧化碳濃度超過300 PPM啟動報警和排風(fēng)。

（3） 溫度超過40 ℃啟動報警和排風(fēng)。

（4） SIM卡存儲：1～6組電話號碼，報警時全部發(fā)送短信然后按先后順序撥打電話，直到有人接聽完成語音報警。

（5） 可燃?xì)怏w報警：先向SIM卡中存儲所有號碼短信，內(nèi)容為“燃?xì)鉂舛瘸瑯?biāo)，注意！”，之后按先后順序撥打電話，直到有人接聽或者環(huán)境正常，報警語音提示“燃?xì)鉂舛瘸瑯?biāo)，注意！”。

（6） 一氧化碳報警：先向SIM卡中存儲所有號碼短信，內(nèi)容為“有毒氣體超標(biāo)，注意！”，之后按先后順序撥打電話，直到有人接聽或者環(huán)境正常，報警語音提示“有毒氣體超標(biāo)，注意！”。

（7） 溫度報警：先向SIM卡中存儲所有號碼短信，內(nèi)容為“溫度超標(biāo)，火災(zāi)隱患！”，之后按先后順序撥打電話，直到有人接聽或者環(huán)境正常，報警語音提示“溫度超標(biāo)，火災(zāi)隱患！”。

5 結(jié) 語

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于SIM900A和STM32嵌入式處理器的語音燃?xì)鈭缶b置的設(shè)計[10]，經(jīng)過現(xiàn)場測試完成了一氧化碳監(jiān)測、可燃?xì)怏w監(jiān)測、煙霧監(jiān)測、高溫監(jiān)測報警的功能。設(shè)備監(jiān)測到各項(xiàng)參數(shù)超標(biāo)后能及時啟動自有排風(fēng)裝置，并且短信通知用戶，撥打電直至有人接聽進(jìn)行語音報警。其具有待機(jī)低功耗、實(shí)用性強(qiáng)、性價比高、安裝便捷等優(yōu)點(diǎn)。可用于家庭及酒店廚房監(jiān)測、燃煤鍋爐房以及一些特殊氣體監(jiān)測場所，因此可以廣泛的加以推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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家庭電路設(shè)計原理范文第4篇

關(guān)鍵詞: 視覺惰性；單片機(jī)；三維立體式；旋轉(zhuǎn)燈籠；

中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1 引言

LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、低熱量等特點(diǎn)。在當(dāng)今社會，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為全球的共識。由此可見，LED發(fā)光二極管方面的電子產(chǎn)品具有很好的發(fā)展前景。本設(shè)計創(chuàng)新的把LED360度環(huán)形顯示系統(tǒng)方案與傳統(tǒng)燈籠有效的結(jié)合在一起，小到家庭，大到商場、酒店都可以使用本產(chǎn)品進(jìn)行裝飾，用現(xiàn)有的基于AT89C51芯片組成的LED顯示屏控制系統(tǒng)，從而得到良好的動態(tài)視覺效果。

2 總體方案設(shè)計

目前使用的二維平面LED顯示產(chǎn)品大多是由8×8的點(diǎn)陣塊組成一定長寬的顯示屏，要想進(jìn)行三維空間的立體顯示，首先必須將8×8的平面點(diǎn)陣塊用線狀點(diǎn)陣條替代，點(diǎn)陣條沿某一直線平移就形成了類似點(diǎn)陣屏的平面，若點(diǎn)陣條沿某一曲線平移，就形成了三維立體空間的顯示。考慮空間顯示畫面的美觀和減少設(shè)計時的難度，本文將采用使點(diǎn)陣條沿圓周運(yùn)動的方式，顯示的畫面是圓筒外表面，只要改變圓的半徑即可改變顯示面積。

系統(tǒng)采用單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)由單片機(jī)、最小系統(tǒng)部分、驅(qū)動電路部分、顯示電路部分、單相電機(jī)開關(guān)調(diào)速部分及電源部分組成。系統(tǒng)的核心采用AT89S52單片機(jī)，該芯片具有極高的性價比，適用于眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

（1）采用12MHz的晶振提供系統(tǒng)時鐘，并附加復(fù)位電路，組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。

（2）采用單基色紅色LED發(fā)光管。

（3）利用一個輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電源電路。

（4）電源部分采用的是三端穩(wěn)壓器7812和7805，輸入由變壓器和橋式電路整流提供+12V直流電，經(jīng)7805穩(wěn)壓，由電容濾波，輸出+5V電壓，為單片機(jī)、霍爾傳感器和LED數(shù)碼管提供工作電源。L298驅(qū)動電路需要12V和5V直流電壓同時供電。

（5）利用芯片8255A擴(kuò)展電路來實(shí)現(xiàn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

4 系統(tǒng)主程序設(shè)計

void main()

{

uchar l;

while(1)

{

for(I=0;I

{

P0=zimo[4*l];

P2=zimo[4*l+1];

P1=zimo[4*l+2];

P3=zimo[4*l+3];

delayms(1);

}

}

}

END

5 系統(tǒng)總電路圖仿真

首先點(diǎn)擊Project->New Project 后選擇單片機(jī)型號建立庫Target 1，雙機(jī)打開庫文件看到Source Group 1，右鍵添加一個“.c”文件輸入程序并保存。最后利用keil編譯。

6 產(chǎn)品設(shè)計圖

圖1 產(chǎn)品設(shè)計圖

7 結(jié)語

本設(shè)計以單片機(jī)為核心部件，通過單片機(jī)控制LED掃描顯示的時間，能夠穩(wěn)定的顯示數(shù)字或文字。通過調(diào)整圓的半徑即可改變燈籠顯示空間的大小，可在360°的任意角度顯示、觀看。在設(shè)計過程中，力求硬件線路簡單，充分發(fā)揮軟件優(yōu)勢來滿足設(shè)計的要求，制作的成品達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

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家庭電路設(shè)計原理范文第5篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子時鐘；計數(shù)器；Multisim10

1 概述

數(shù)字電子時鐘是由數(shù)字電路構(gòu)成、有數(shù)字顯示特點(diǎn)的一種現(xiàn)代化的計時工具[1-3]，它顯示直觀、走時精準(zhǔn)，深受人們的喜歡，廣泛應(yīng)用于公交站、汽車站、圖書館、商店、大型廣場等公眾場合以及百姓家庭，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作和娛樂帶來了很大的便利[4-5]。

Multisim10是美國NI公司推出的用于電子電路仿真和設(shè)計的EDA工具軟件，可以實(shí)現(xiàn)計算機(jī)仿真設(shè)計與虛擬實(shí)驗(yàn)，是一個高效的設(shè)計仿真平臺[6-10]。其強(qiáng)大的虛擬儀器庫和仿真功能，為電路設(shè)計與分析創(chuàng)造了良好的環(huán)境，也提高了電路設(shè)計效率。

簡易數(shù)字電子時鐘的核心電路部分是計時和數(shù)字顯示兩個，本文應(yīng)用Multisim10仿真軟件設(shè)計了一個時鐘電路，能夠準(zhǔn)確而直觀地將時間的“時”“分”“秒”以數(shù)字方式顯示出來，并設(shè)計了時間校正電路使其準(zhǔn)確工作，該電路具有校時功能和整點(diǎn)自動報時功能。盡管本文設(shè)計的數(shù)字時鐘與當(dāng)今社會正使用的數(shù)字時鐘差別較大，但研究其核心數(shù)字電路部分及擴(kuò)展其應(yīng)用，仍具有非常重要的指導(dǎo)意義[11]。

2 設(shè)計方案及電路框圖

數(shù)字時鐘是一個將時間的“時”、“分”、“秒”以數(shù)字的形式顯示于人的視覺器官的一種計時裝置，它的主要功能是計時和顯示，因此，簡易數(shù)字電子時鐘電路的主要電路設(shè)計包括標(biāo)準(zhǔn)脈沖計數(shù)信號模塊、“時、分、秒”計數(shù)模塊、時間顯示模塊等電路的設(shè)計。其中，標(biāo)準(zhǔn)時間計數(shù)脈沖信號由555振蕩器經(jīng)分頻器得到，即1Hz的秒計數(shù)脈沖信號；由于計時可能出現(xiàn)誤差，故在電路中增加時間校準(zhǔn)電路模塊。最后，在主電路正常運(yùn)行情況下，擴(kuò)展其整點(diǎn)報時功能?？傮w電路框圖設(shè)計如圖1所示。

3 各電路模塊的設(shè)計及仿真調(diào)試

在Multisim10仿真平臺上搭建簡易數(shù)字電子時鐘的總設(shè)計仿真電路圖如圖2所示，其各電路模塊設(shè)計如下。

3.1 標(biāo)準(zhǔn)計數(shù)脈沖信號

本文設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)時間計數(shù)脈沖信號由555振蕩器與RC組成的多諧振蕩電路產(chǎn)生，即1Hz的秒計數(shù)脈沖信號，作為總電路的計數(shù)時鐘脈沖，也是擴(kuò)展電路所需要的工作信號。（見圖3）

該電路模塊設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是：555多諧震蕩電路內(nèi)部的比較器靈敏度較高，并應(yīng)用差分電路形式，使其振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。缺點(diǎn)是：若要精確穩(wěn)定地輸出1Hz脈沖信號，對電容和電阻的數(shù)值精度要求很高。

3.2 計數(shù)顯示模塊

在時鐘的計數(shù)控制電路模塊中，有了時間標(biāo)準(zhǔn)“秒”計數(shù)脈沖信號后，就可以按照“60秒為1分”、“60分為1時”、“24時為1天”的計數(shù)規(guī)則進(jìn)行計數(shù)電路模塊的設(shè)計。然后設(shè)計“時”、“分”、“秒”三個譯碼顯示電路，將“時”、“分”、“秒”的計數(shù)狀態(tài)在七段數(shù)碼管上顯示成直觀的數(shù)字符號。在本文設(shè)計中，采用十進(jìn)制同步加法計數(shù)器芯片74LS160N來實(shí)現(xiàn)計數(shù)的十進(jìn)制功能和六進(jìn)制功能，其工作狀態(tài)表如表1所示，芯片引腳圖如圖4所示。

74LS160N的CLK是脈沖輸入端，RCO為進(jìn)位信號輸出端，ENP和ENT是計數(shù)的工作狀態(tài)端，CLR為清零端，LOAD櫓檬端，A～D是數(shù)據(jù)輸入端，QA～QD為輸出端。74LS160是一個十進(jìn)制的計數(shù)器。

應(yīng)用芯片的異步清零功能，將芯片74LS160N的輸出端的0110（十進(jìn)制為6）用一個兩輸入的與非門74LS00引到CLR端即可置零，實(shí)現(xiàn)六進(jìn)制計數(shù)功能。

3.2.1 六十進(jìn)制計數(shù)顯示模塊

在計數(shù)顯示電路模塊中，分和秒的計數(shù)控制是一樣的，即六十進(jìn)制計數(shù)功能，電路模塊設(shè)計如圖5所示。設(shè)計中用兩片十進(jìn)制計數(shù)芯片74LS160N級聯(lián)，高位芯片進(jìn)行六進(jìn)制計數(shù)功能，低位芯片進(jìn)行十進(jìn)制計數(shù)功能，從而實(shí)現(xiàn)計數(shù)范圍00-59的計數(shù)功能。設(shè)計時，將低位芯片的進(jìn)位輸出CO端接到高位芯片的時鐘脈沖信號輸入端CLK，計數(shù)脈沖信號在上升沿到來時計數(shù)器開始計數(shù)，當(dāng)計數(shù)到59時，再來一個計數(shù)脈沖信號，兩芯片都要清零，于是，應(yīng)用74LS160N的異步清零功能，當(dāng)高位芯片計數(shù)到6（即輸出狀態(tài)為0110）時，將輸出狀態(tài)通過一個兩輸入與非門引到兩芯片的異步清零端進(jìn)行復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制計數(shù)功能。

3.2.2 二十四進(jìn)制計數(shù)顯示模塊

時計數(shù)顯示電路模塊也由兩片74LS160N芯片級聯(lián)產(chǎn)生，它的計數(shù)范圍是00-23，計數(shù)時鐘脈沖信號來自分計數(shù)顯示電路的高位芯片的進(jìn)位輸出。該電路模塊的低位芯片計數(shù)為4（即輸出狀態(tài)為0100），高位芯片計數(shù)為2（即輸出狀態(tài)為0010）時，將輸出狀態(tài)通過一個兩輸入與非門引到兩芯片的異步清零端進(jìn)行復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)二十四制計數(shù)器功能，電路模塊設(shè)計如圖6所示。

3.3 校準(zhǔn)電路模塊

數(shù)字電子時鐘應(yīng)具有分校準(zhǔn)和時校準(zhǔn)功能，因此，應(yīng)截斷分十位和時十位的直接計數(shù)路徑，并增加秒脈沖計時信號與校正信號隨時切換電路。設(shè)計校時電路的關(guān)鍵，是通過開關(guān)按鍵，控制電路中“秒”到“分”、“分”到“時”的進(jìn)位輸入端的高低電平的變化，從而實(shí)現(xiàn)手動校準(zhǔn)“分”和“時”。下面以分校準(zhǔn)電路為例，如圖7所示。

3.4 整點(diǎn)報時模塊

電路設(shè)計在整點(diǎn)前10秒鐘內(nèi)開始進(jìn)行整點(diǎn)報時，即當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，報時電路發(fā)出報時控制信號。當(dāng)時間在59分50秒到59分59秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9和5，因此可將分計數(shù)器十位的Qc和QA、個位的QD和QA及秒計數(shù)器十位的Qc和QA相與，通過8輸入與非門74HC30芯片輸出，從而產(chǎn)生報時控制信號。整點(diǎn)報時的功能要求時，每當(dāng)數(shù)字鐘計時快到整點(diǎn)時發(fā)出鬧鈴聲。由原理可知當(dāng)分鐘計數(shù)到一個周期向前進(jìn)位時，蜂鳴器開始工作，電路模塊設(shè)計如圖8所示。

4 仿真結(jié)果及分析

將設(shè)計好的各電路模塊進(jìn)行組建，得到如圖2所示的數(shù)字電子時鐘仿真電路圖。按下仿真開始鍵，電路進(jìn)入時鐘計時狀態(tài)，通過“Pause Simulation”按鍵，得到以下仿真結(jié)果。（見圖9、圖10）

由以上仿真結(jié)果可以看出，本文設(shè)計的簡易數(shù)字電子時鐘能實(shí)現(xiàn)時鐘的正常功能，達(dá)到設(shè)計要求。

5 結(jié)束語

本文基于Multisim10仿真軟件，對簡易數(shù)字電子時鐘的各電路模塊單元進(jìn)行了設(shè)計，較好地完成了電路功能的設(shè)計，并達(dá)到了基本設(shè)計要求。該電路設(shè)計是提升數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際動手設(shè)計能力的一個重要方面，另外，即使在數(shù)字電路及其他更多的課程中涉及到的較為復(fù)雜的電路設(shè)計中，文中較為清晰的設(shè)計構(gòu)架及思路也較強(qiáng)的參考借鑒價值。

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