机电一体化 王宪科

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1、德州学院机电一体化技术课程设计《机电一体化技术》课程报告09级机本四班学号：200911704078姓名：王宪科11德州学院机电一体化技术课程设计机电一体化技术的应用—红外声控报警系统的设计1设计任务设计制作一个红外声控模块电路，具有当有人通过时实现报警，并通过发光二极管和扬声器来报警。1.1基本部分①当红外声控模块处于待机时，发光二极管和扬声器不发光也没有声响。②键盘可设置防盗模块的开始工作和结束的时间，也可手动直接开启和结束其工作。③合理布局安装防盗设备，减少红外、声控设备误报警的发生。1.2

2、发挥部分①可再加上一块单片机控制模块，实现两个单片机控制模块的通信，这样可把一个安置在家里，实现远程控制，可使防盗器的使用更方便，更人性化。2方案论证与比较2.1主控制器选择按照系统的设计功能要求，本系统的设计必须采用单片机软件系统实现，用单片机的自动控制能力来配合按键控制，来控制红外、声控模块及显示、扬声器。对于单片机的选择，如果用8031系列，由于它没有内部RAM，系统又需要大量内存存储数据，因而不可用；51系列单片机的ROM为4K，对于我们设计的系统可能有点小，这里我们用AT89S52，它有

3、8K字节在系统可编程Flash存储器,AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。2.2计时控制方案方案1：使用专用时钟芯片使用微控制器控制专用时钟芯片实现计时控制，这种方案有着计时精度高、控制简单的优点，而且更易于实现日期/时间显示、定时烹调等计时扩展功能。方案2：采用MCU内部定时器。11德州学院机电一体化技术课程设计AT89S52内部含有3个定时器，可以利用一个定时器与程序计数器相结合的方式，在系统晶振的驱动下，产生标准时钟频率。由于方案2具有较好的灵活性、较少的电路器件和较高的

4、性价比，而且通过精确的软件补偿使精度完全可以满足控制需要，所以选择该方案完成设计。2.3红外元件选择方案1：使用发射接收一体化元件这是一个把接收与发射做在一起的元件如TCRT5000，使用时不用考虑接收端与发射端是否对齐，因此使用这种元件，会使电路变的更方便。方案2：使用独立的发射、接收红外元件这是两个元件，一个是接收的，一个是发射的，在使用安装这种元件时，要把接收端与发射端的对齐才能使用，这样会带来给多的不便。由于方案1使用起来会更方便，所以选择该方案来完成设计。2.4键盘电路方案方案1：独立式

5、键盘电路独立式键盘的各个按键相互独立，每个按键独立地与一根数据输入线（即单片机并行口或其他接口芯片的并行口相连）。在按键较多的情况下由于其占用的I/O口线多而不采用独立式键盘电路。方案2：矩阵式键盘电路矩阵式键盘采用行列式结构，按键设置在行列的交点上，当口线数量为8时，可以将4根口线定义为行线，另4根口线定义为列线，形成4×4键盘，可以配置16个按键。由于设计中采用数个键盘，故采用方案2。3系统总体电路设计及IC资料系统总体电路设计AT89S52单片机声控模块LED显示扬声器红外模块11德州学院机

6、电一体化技术课程设计键盘电路4.系统电路设计4.1报警电路模块4.1.1发光二极管模块系统采用一个发光二极管来作为报警系统，如图4.1所示，当p1.4=1时，二极管获得一个高电平，又因二极管另一端接地，所以二极管被点亮。图4.1显示电路4.1.2蜂鸣器模块系统采用一个蜂鸣器来作为报警系统， 蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。S

7、52增强型单片机实验板通过一个三极管2N3906来放大驱动蜂鸣器.。蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基级B经过限流电阻R7后由单片机的P1.3引脚控制，当P1.3输出高电平时，三极管Q1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P1.3输出低电平时，三极管Q1导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P1.3脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。11德州学院机电一体化技术课程设计图4.1.2蜂鸣器模块4.2红外报警模块本次采用

8、PT334、IR333红外传感元件，来判断元件之间光线是否有断开的采集并转换成电平信号，直接输出数字量，可以直接和单片机进行通讯，然后单片机根据这个信号做出报警反应，如图4.3所示图4.2红外模块4.2.1红外模块功能的实现电路见上图，电源为电路提供5V的电压。UA741的正向输入端的led既是工作指示又有一定的稳压作用。反向输入端有由红外接收管VD2和R2构成分压器。红外接收管的反向暗阻，一般都在几十兆以上，而在有红外照射的情况下，电阻会降至200k至500k左右（由光照强度和管