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PC机智能家电控制系统电路设计详解

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  本系统采用单片机AT89C51($3.7875)为控制核心,以电脑作为上位机,实现在电脑上自动控制8路家电的开关状态,单片机嵌入式系统亦可以通过按键控制家电的开关。硬件部分包括单片机最小系统串口通信、液晶显示界面三大部分。最小系统部分单片机选用了AT89C51($3.7875)单片机,串口选用232电平转TTL电平的MAX232($2.0686)芯片,进行电平转换。液晶选用128X64点阵的液晶模块。本系统显示直观,控制方便。

  稳压直流电源设计

  

  本系统设计为5V直流稳压电源给系统供电,AC220($44.0800)市电经220V~9V变压器变压,然后经桥式整流电路,再经电容滤波电路,经7805稳压管稳压,再进行二次滤波,输出较稳定的5V电压,给本系统供电。

  流程图如下图所示:

  

  本系统在实际制作过程中,基于成本考虑,本设计未做电源这一部分,而是用USB连接线,代替了电源的制作。因电脑现已非常普及,从电脑的USB口取5V电源,亦非常方便。

  矩阵键盘的设计

  矩阵按键部分由8个轻触按键,单片机的P2口检测及按键状态,并记录相应的键值,指示相应的指示灯亮,并同步把相应信息通过串口传给PC机。

  键盘的硬件电路如图2-2所示:

  

  图2-2键盘硬件图  键连击现象的克服和处理

  当我们按下某个键时,对应的功能便会通过键盘分析程序得以执行,如果在操作者释放之前,对应的功能多次执行,如同操作者在连续不断的操作该键一样,这种现象就称为连击。连击先可用图4-2-3所示流程图的软件方法来解决:当某个键按下时,首先进行软件去抖处理,确认键被按下后,便执行与该键相对应的功能,执行完后不是立即返回,而是等待键释放之后再返回,使每一次按键只被响应一次,从而达到避免连击的目的。

  

  指示灯硬件图

  如果把连击现象加以利用,有时会给操作者带来便利。例如在某些仪器中。因设计的按键很少,没有安排0~9数字键,只设置了一个调整键,这时需要采用加1(或者减1)的方法来调整有关参数,但当调整量较大时就需要多次按键,使操作者很不方便。如果允许存在连击现象,我们只要按住键不放,参数就会不停的加1(或者减1),会让操作比较方便、快捷。具体实现流程图如图4-2-3所示,其中加入的延时环节是为了控制连击的速度。

  液晶显示驱动电路的设计

  

  液晶显示的原理分析

  现在,在市场上所使用的液晶都是液晶模块,也就是说,现在的液晶模块都是将液晶以及相应的驱动芯片,寄存器,驱动电源电路等一系列的辅助电路都集成在了一起,从二使用户能够更加的方便是液晶,即所谓的大众化。12864采用的是点阵式液晶,分为128X64个点,即有1204个字节,也就是说每一个ROM内存单元对应一个点阵。如何对其驱动是对12864的主要难点,对于其驱动大致可以分为:初始化,设置起始位显示,输送数据几大块。初始化主要的就是按照芯片手册来,因为那些命令语句的内存单元都是定的,不能够根据用户的喜好来自己定义。设置起始位数据显示位置,主要是要搞清楚ROM的对应地址。12864分为左半屏面和右半屏面。其中左边占64列,右边占64列。共128列。行分为64行。又将其分为8页,每一页占8行。列的起始地址为40H,行的起始地址为B8H。

  系统仿真

  

  随着集成电路和计算机技术的迅速发展,使智能家电的整体水平发生巨大变化,传统的家电控制方式逐步的被智能化所取代。智能家电的核心部件是单片机,因其极高的性价比得到广泛的应用与发展,从而加快了智能家居的发展。

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