凌鍇垚
(長沙市周南中學,長沙 410005)
智能時代這一概念距其誕生已經(jīng)有19年的時間,而要真正實現(xiàn)智能化的未來世界宏偉藍圖,對芯片的運用必不可少。而單片機是集成電路的心臟,本文將通過智能幕布這一實例來簡單闡述單片機的基本運用。
幕布控制原理:當投影儀打開時,紅外感應裝置感應到開啟信號,將紅外信號轉(zhuǎn)化為電脈沖控制步進電機來使幕布下降。當幕布下降到底時,行程開關(guān)切斷控制電機的電路。當紅外感應裝置無法感應到紅外信號時,則控制電機反向轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)幕布的收縮。
圖1
將電源接口與vcc相連實現(xiàn)單片機的供電,而驅(qū)動器與電動機的驅(qū)動則靠外源電路來實現(xiàn),這樣滿足不同元件對電流的不同要求,實現(xiàn)整體電路的和諧與高效,電源接口直接由外部電源供電,并且由自鎖開關(guān)控制。
數(shù)據(jù)采集模塊包括紅外感應模塊、頂部和底部的行程開關(guān)控制模塊。其中紅外感應模塊使用1838T這一低成本的感應裝置,感應投影儀的開啟與關(guān)閉的紅外信號。與單片機相連,借助單片機處理相關(guān)信號,并將其傳輸給電機控制模塊,由電機控制模塊5控制電機的正反轉(zhuǎn),完成數(shù)據(jù)的采集與處理,頂部和底部的行程開關(guān)用于檢測幕布能到達的最小和最大行程。
動力控制模塊采取正反轉(zhuǎn)的控制模式,通過2MD320步進行電機驅(qū)動器與35H34H-0404A步進電機的協(xié)同作用來實現(xiàn)幕布的升降(圖2)。鑒于日常使用的幕布易損壞這一特點,應該將脈沖信號的頻率控制在一定范圍內(nèi),使電機轉(zhuǎn)速不至于過快而造成損壞的問題。
通過LCD液晶顯示組件與單片機的微處理器協(xié)同作用,將幕布的開閉情況以數(shù)字或文字的形式反饋給使用者,液晶具有體積小、重量輕等特點,能夠滿足使用需要。
打開電源后系統(tǒng)自動判斷投影儀的狀態(tài),信號采集模塊判斷檢測到投影儀發(fā)射的光線時,1838T接受到紅外線信號,將光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號傳輸給單片機,經(jīng)過STC90C516RD處理后將正向轉(zhuǎn)動信號給驅(qū)動電動機,當幕布到到底部時,行程開關(guān)切斷電機正向轉(zhuǎn)動電路,完成幕布的展開。當幕布沒有觸碰到行程開關(guān)時,電機繼續(xù)正向轉(zhuǎn)動。當投影儀狀態(tài)處于關(guān)閉狀態(tài)時,紅外信號中斷和底部限位開關(guān)的狀態(tài)判斷幕布是否打開,同時滿足2個條件時,電機逆向轉(zhuǎn)動電路投入使用,觸碰到頂部時,行程開關(guān)時切斷電機逆向轉(zhuǎn)動電路。整體設計如(圖3)。
圖2
圖3
硬件層面上,STC90C516RD單片機是整個系統(tǒng)的核心所在,是電路模塊化應用的基礎(chǔ);1838T感應器負責完成信息的接受;LCD顯示模塊顯示幕布的收放狀態(tài);2MD320驅(qū)動器接受單片機信號并完成對步進電機的控制,實現(xiàn)幕布的升降。軟件層面上,運用簡單的邏輯語言設計基礎(chǔ)控制程序,將其內(nèi)嵌至單片機來實現(xiàn)控制作用。