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stc单片机范文1
关键词 stc89C52 红外遥控 WD6122 FPS-4091 DS1302
中图分类号：TP273 文献标识码：A
1 设计背景和目的
随着电子科学技术迅猛发展，各种新型器件，智能化电器及产品在国民经济各个领域和人民生活各个方面得到了日益广泛的应用。近年来，红外遥控技术在日常生活中应用越来越广泛。本设计本着以人为本、经济安全的目的，采用红外线遥控技术控制白炽灯，通过遥控和手动双重开关，不仅弥补了传统产品的不足之处，而且适合老年人、残疾人等人群使用。本设计可以推广到冰箱、风扇及窗帘等家用电器，在智能家居中应用十分广泛。
2 系统总体设计
以单片机STC89C52为核心、DS1302时钟芯片、WD6122红外发送模块、FPS-4091接收模块、继电器等器件构建模块电路。硬件电路结构简单，再结合软件编程，能够很好的满足系统的各项功能要求，并且电路抗干扰能力强，线路简单，成本低。系统框图如图1所示。
红外遥控系统包括发射器和接受控制器两大部分。发射器由24个独立按键、主控芯片等组成，接收部分使用的是一体化接收模块。发射部分完成信号的编码和调制，接收部分完成对接收到的信号的解调和解码。系统框图如图2所示。
3 硬件电路部分
3.1 时钟电路设计
时钟芯片采用DALLAS公司出品的DS1302，该时钟芯片可提供年、月、星期、日、时、分、秒，并具有自动调整和闰年补偿功能。其一大特点是使用双电源供电（主电源和备用电源），可设置备用电源充电方式，当掉电的情况下，可使用备用电源充电，保证数据的存储。与主控芯片的连接见图3，外接11.0592MHZ晶振，时钟信号SCLK由单片机P0.6口提供，复位/片选线与单片机P0.7口连接，串行输入输出接口I/O口与单片机P0.5口连接，根据时序图能够正确的进行数据存取操作。
3.2 红外接收头FPS-4901
本设计中用到的成品红外接收头是FPS-4091。FPS-4901高灵敏红外线接收器，外形尺寸：13.5mm ？14.4mm ？16.3mm。该红外线接收器内含一个红外线接收管（PH302）和一个放大电路（CX20106），红外线接收管产生的光电流有前置放大器放大。该接收器可以直接和红外线发射管配合组合成各种遥控系统。
3.3 继电器控制电路设计
该电路输出部分由三极管和二极管组成，构成共射放大电路和继电器回路保护，见图4，其中，由单片机P3.7口产生继电器控制信号，并有工作指示灯反映信号的高低电平。如果P3.7口输出高电平，指示灯亮，继电器处于常闭状态，受控灯亮；反之，P3.7口输出低电平，继电器常开状态，并且指示灯熄灭。
4 软件部分
4.1 程序流程图（见图5）
开机时单片机进行初始化操作，一切都回归到原始位置，这时单片机开始扫描是否有红外遥控信号输入，如果有，单片机则进行接受信号并进行相应的解码，然后通过P3口输出相应的PWM脉冲波形给继电器电路控制白炽灯的亮灭。其程序流程图见如图5所示。
4.2 按键设计
键码识别是指矩阵结构的键盘识别被按键的方法。一般有行扫描法、行列反转法和行列扫描法。
在键盘设计中，通常采用行列扫描法，可以节省I/O，操作也方便、简单。除了识别有无键按下，按下键的行列扫描码以外，还要解决抖动和重键问题。一个键按下和释放的时候，按键开关会在闭合和断开位置间跳动几次后达到稳定状态，这就是抖动问题。抖动的存在会使得脉冲的开头和尾部出现一些毛刺波，持续时间一般小于10ms。如果不处理抖动问题，就可能被误作多次按键。抖动的消除可以通过硬件方法，采用RC滤波电路消除抖动的波形。也可以采用软件方法，在读取键码的时候延时一段时间，等信号稳定后再去识别键码。重键问题是指由于误操作，两个或以上的键被同时按下，此时行列扫描码中就会产生错误的行列值。重键处理的方法有连锁法和顺序法。连锁法是不停地扫描键盘，仅承认最后一个闭合键。顺序法是识别到一个闭合键后，直到该键被释放后再去识别其他按键。
4.3 中断处理程序
系统软件设计总共采用了定时器T0和外部INT0两种中断。T0中断精确用于定时，如图6所示，定时器工作在方式1，初值设置为TH0=（65535-50000）/256，TL0=（65535-50000）%256，计数标志设为10，即可达到设计目的。当有按键按下，T0即启动，1ms后定时器0关闭。INT0用于红外检测。当P3.2口发现下降沿，即进入中断。如图6所示。
5 系统调试
采用模块化调试和整体组合调试相结合的方法进行系统调试，经过PROTEUS软件仿真、硬件电路调试和组装测试，最终实现了DS1302时钟芯片数据无误的读取和调整、继电器的开与关、红外遥控与键码电路相融合等功能。最终，在接通电源的情况下，通过遥控器CH-键，实现每次无误的对台灯的控制，完成台灯的亮或灭；可控制范围在方圆10米之内。
6 结束语
无可否认机械时代已经过去，电子时代已经到来。红外线遥控是现代家电遥控的重要举措，是近年来快速发展的一大热点，它的迅速发展必然带来巨大的经济效益和社会效益。本文所设计的红外线遥控灯，具有成本低、操作方便、电路简单、环保、体积小、重量轻等优点，通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制。与传统的同类产品相比，更为智能和稳定，方便了广大群众。
参考文献
[1] 罗冬，赵海刚，张源，卢超. 基于单片机的红外遥控定时开关装置的设计[J]. 机电工程技术，2009（3）：29-31.
[2] 郭天祥. 51单片机C语言教程[M]. 北京：电子工业出版社，2009.
[3] 郭洪萍. 新型单片机红外遥控LED电子时钟的设计[J].科技创新导报，2008（12）：32.
stc单片机范文2
关键词：智能窗；传感器；控制
前言
作为智能家居的一个重要组成部分，自动窗自然也要跟的上科技的发展，积极面对当前社会面对的雾霾问题。以智能的方式监测雾霾，防止雾霾进入室内，适时通风换气，营造最适宜的室内空气。本设计是基于STC89C52单片机控制的多功能智能窗的系统，通过气体监测模块，温湿度检测模块，控制模块以及电机驱动模块，根据外界的天气情况和空气质量来控制窗体的开启与关闭。
1 系统硬件设计
1.1 系统组成
该系统是基于STC89C52单片机控制的多功能智能窗的设计，能根据外界的天气情况和空气质量以时钟模块来控制窗体的开启与关闭，系统的主要模块包括：空气质量监测模块，时钟模块，温湿度检测模块以及电机驱动模块。
1.2 STC89C52单片机简介
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内带4K字节EEPROM存储空间；可直接使用串口下载。
1.3 温湿度检测模块
采用DHT11芯片，DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。使用AD采集技术和温湿度传感技术，可靠性高与稳定性强。传感器由一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件组成，同时与一个高性能8位单片机相连。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度检验室中进行校验，校准系数以程序的形式储存在OTP中，传感器内部在检测信号的处理过程中要调用这些校准系数。而单线制串口连接，使系统集成变得简易快捷，用最小的体积最低的功耗使信号传输距离达20米以上。
1.4 空气质量检测模块
LM393运算放大器作为电压比较器，其主要原理是当输入电压V+>V-时，输出高电平，当输入电压V+V+，比较器输出低电平，指示灯因此开通点亮，单片机就是通过判断该管脚为低平时表示检测到空气中污染气体，启动报警。
1.5时钟电路
时钟芯片采用DS1302，通过引脚与单片机相连，利用程序读取时钟芯片发过来的时间再显示。使用纽扣电池，即备用电池，因为时间一直需要走，当外界电源没有关闭时，这里的纽扣电池就直接向时钟芯片供电，防止时间停止或异常。设置上拉电阻，提高抗干扰能力。晶振提供震荡信号给芯片，大小为32768Hz。
1.6 步进电机模块
28BYJ-48步进电机：
永磁式步进电机：转子用永磁材料组成。具有动态性能好、力矩较大，价格相对较低的特点，广泛应用在消费性产品中。（1）相数：是指产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数。（2）拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数，以四相电机为例，有单相四拍运行方式即A-B-C-D，有双相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA，四相八拍运行方式即 A-AB-B-BC-C-CD-D-DA。（3）步进角：步进电机的定子绕组的通电状态每改变一次，也就对应转子转过一定的的角度，这个角度称步进角。a. 转子磁极数越多，步进角？兹b越小；b. 定子相数越多，步进角？兹b越小；c. 通电方式的节拍越多，步进角？兹b越小。
2 系统设计框图
气质量监测模块，时钟模块，温湿度检测模块以及电机驱动模块。
3 系统功能测试
（1）正常情况下液晶屏显示日期、时间、模式和温湿度，温度范围在0-50度，湿度20%-90%；（2）启动步进电机正转半圈，即模拟开窗状态；步进电机反转半圈，即模拟关窗状态，同时有不同颜色LED指示灯指示当前属于开窗或者关窗状态；（3）系统有若干个按键，可以通过按键设置日期时间和定时时间段时间，另外，还可以通过按键切换自动/手动模式：a. 自动模式：设置时间段功能，比如设置19：00～19：30，在这个时间段中，窗户在19：00后一直处于开启状态，直到19：30自动关闭，不在定时时间里时，优先根据空气质量情况，如果有有害气体则关窗户；若该部分正常，则根据湿度来开关，当湿度超过设置上限值时，系统自动关窗；若湿度低于设置上限值表示湿度正常，这时则根据温度来开关窗户，当温度大于设置上限值，温度过高自动开启窗户，如果温度低于设置下限值，温度过低则自动关闭窗户。若不在定时时间内，没有有害气体，同时温湿度正常时，窗户默认处于关闭状态；b. 手动模式：手动模式打开后，窗户采用传统人工方式闭合，该模式下其他控制模块无效。
4 结束语
此智能窗集信号与控制系统于一体，实用性强、可靠性高。其创新之处在于其高度自动化，智能化，通过多种传感器自动检测外部信号再经过单片机处理输出，实现自动/手动开关窗、自动防风雨防雾霾等功能，在一定程度上解决了外界环境变化给人们日常生活中带来的烦恼，以科技的手段给人们更加舒适健康的生活环境，可应用于各种现代化场所。
参考文献
[1]张米雅.传感器应用技术[M].北京：北京理工大学出版社，2014.
[2]刘刚.单片机原理及接口技术[M].北京：科学出版社，2012.
[3]郭天祥.新概念51单片机C语言教程[M].北京：电子工业出版社，2013.
stc单片机范文3
关键词：ATM STC89C52单片机 RC522 24C02
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0072-02
在信息化、科技化的推动下，人们生活圈日渐趋于智能化、整体化，金融业成为其中必不可少的环节，界面简洁、操作方便、安全稳定的ATM系统对于银行业务的开展和生活质量的提高有着积极的推动作用。
ATM自动取款系统是由计算机控制的持卡人自我服务型的金融专用设备，集计算机技术、网络技术、自动控制技术于一体，可提供最基本的银行服务，包括取钞、存钞、修改密码、转账等功能，可大大减轻银行工作人员的工作负担，提高工作效率。
文章设计的基于单片机的ATM系统，将单片机的强大数字处理能力和RC522读卡功能有效结合，并综合LCD12864、矩阵键盘以及24C02，可实现取款、改密、查余等功能，界面简洁、操作方便，可大大推动金融业在生活圈内的发展。
1 ATM系统功能分析
基于单片机的ATM系统能够实现取款、查余、改密、账户冻结等功能，ATM系统启动后，显示“中国农业银行欢迎您请插入银行卡”，由MFRC522读取磁片信息，用户信息存储于磁片内，用户通过矩阵键盘输入密码，输入密码与磁卡内设定密码一致时登录成功，若密码错误次数大于3次则该用户被冻结。用户登录成功后，可选择查询、改密、取款、退出等功能，分别由与单片机P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引脚相连的独立按键控制实现，且每一功能屏都有退出按键可返回上一层目录。
查询功能选定按键P1.2，可查询磁卡余额；取款功能选定按键P1.3，系统为用户提供了“100”“200”“300”3种可选金额，若卡中余额不够取款所需的金额时，界面就会显示“余额不足”，系统自动回到原先的界面，若卡内余额足够支付取款余额，则直接在卡内原余额基础上扣除取款金额。
修改密码功能选择按键P1.0，用户可修改磁卡密码，修改后密码存入卡内，下次登录时需用新密码。退出时，选择P1.1按键，进入退出界面，系统延迟5 ms跳转登录界面，以供其他用户使用。
2 ATM系统硬件设计
ATM系统硬件部分主要包括单片机、24C02存储芯片、RC522读卡器、LCD12864显示器以及矩阵键盘。
2.1 单片机控制电路
ATM系统采用STC89C52单片机作为核心控制芯片，该芯片采用MCS-51内核，具有8K在系统可编程闪存存储器、512字节RAM、8k字节Flash、32个I/O口线、一个7向量4级中断结构、3个16位定时器/计数器、MAX810复位电路，而且STC89C52进行逻辑操作时可降至0 Hz静态，提供两种软件选择省电模式。主控单元采用12 MHz晶振，有利于系统时间计算。
2.2 存储器
存储器选择24C02，该芯片为2048位的串行电可拆卸的ROM，256字节的内部组织，每字节有8位，该芯片被普遍应用于低电压、低功耗的工业和商业部门，可靠性比较高。
24C02存储器时钟线与单片机P1.6引脚相连，24C02的数据线接P1.7引脚，24C02地址输入端接地，以防在掉电情况下对信息进行储存并能保证将用户新密码存入磁卡内。
2.3 LCD12864显示电路
LCD12864是一种点阵式的液晶显示器，分辨率为128×64，该显示屏具备接口方式比较灵活，操作指令相对比较简单、方便的优点，又可以构成全中文的人机交互图形界面。并且12864显示屏所需要的电压值较低，因此其功耗也比较小，相较于其他显示器而言比较节能。
ATM系统中使用单片机P0口驱动12864，因为P0口为漏极接口，需通过1K上拉电阻驱动显示器，P2.0、P2.1、P2.2为数据控制端，同时显示器CS1和CS2引脚置高，以便显示全屏数据。
2.4 RC522读卡模块
MF RC522是采用13.56 MHz非接触式通信的高度的读写卡芯片集成的，双向数据传送速度可达424 kbit/s，使用SPI方式与主机通信，可以减少连接，减小PCB板的体积，还可以在一定程度上降低成本。
RC522的SDA、SCK与单片机I/O口进行数据传输，MOSI（SPI接口主出从入）和MISO（SPI接口主入从出）分别接单片机的P2.5和P2.6。
2.5 矩阵键盘
键盘输入模块由3×4矩阵键盘和独立按键构成，矩阵键盘分别对应与数字“1～9”“*”键和“#”键，由单片机P3.0～P3.6引脚控制数据传输。独立按键分别对应于系统功能屏的各个功能选择，由单片机P1.0～P1.5控制数据传送。
3 系统软件设计
ATM系统硬件在软件程序的支撑下能够实现取款、查余、改密、账户冻结、密码保护等功能。
当系统开始工作时，RC522读卡器判断是否接收到IC卡发出的数据，当检测到有卡插入时，LCD12864清屏，跳转到“输入密码”的界面，输入6位密码，如果输入错误，可即时进行修改，并且每输一位密码，之后都会以“*”显示，起到保护密码信息不外露的作用。
定义全局变量chakc，当读卡器读取到磁卡数据时，chakc大于等于1，不同的chakc值对应于不同的系统功能，具体见表1。
系统采用程序扫描法识别按键，选择行扫描的方法。当取款键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，就跳转到取款子程序，完成取款；当查询键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，程序跳转到查询子程序完成相应任务；当修改密码键keysanf_rk2（ ）子程序扫描到该键按下时，程序跳转到修改密码页面，完成密码修改任务。键在每一个页面定义不同。
4 ATM系统调试结果
ATM系统经过仿真测试、硬件焊接调试能够实现取款、查询余额、修改保护密码、冻结账户等功能，系统硬件电路图如图1所示。
系统为单片机上电后，系统出现开机界面，提示插入磁卡。当读卡器读取磁卡数据后，提示用户输入密码，若密码正确则进入功能界面，若密码错误则出现密码错误页面，密码输入错误次数超过3次，则提示该磁卡被冻结，以保护用户信息安全。
系统页面转至业务功能界面后，选择取款业务，则系统为用户提供3种定额取款（100、200、300），选择相应取款金额后，系统会提示用户正在准备钞票，钞票准备完毕后提示用户取走钞票，用户即可按下相应按键取走钞票。
用户在使用系统过程中，可随时修改磁卡密码，系统软件设计中将“ininticcdate（） //E2PROM中数据的初始化”语句进行备注，保证单片机对该命令只读不写，即可保证FM24C02执行其存储记忆功能，将修改后密码作为新密码存入磁片内，更符合实际用卡。
5 结语
此ATM系统以单片机作为核心控制模块，有机结合RC522读卡器、LCD12864显示器、矩阵键盘、存储器24C02等模块电路，能够有效完成自动取款机的基本功能，包括磁卡信息读取、密码修改、保护账户、取款、查询等，系统具有界面简洁、操作简单、安全稳定等特点，有一定的实用价值。
参考文献
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[4] 杨庆文，崔海.基于AT89C51单片机的温度控制系统[J].中国科技信息，2010（23）：153-154.
stc单片机范文4
【关键词】STC12C4052AD单片机；调光灯；PWM；红外遥控
21世纪以来，全球性的能源短缺和环境污染问题日益突出，人们迫切希望提高节能环保的新技术的发展。日常生活中，绝大部分照明控制系统都是利用各类普通的手动开关来控制灯具，其亮度调节也是通过普通的调光开关进行相应的调节，每次操作都必须走到开关处才能完成。人们往往因离电灯开关较远，即使在暂时不需要照明的时候，也未能及时熄灯，从而造成电能的浪费。在现代的遥控控制方面普遍采用的遥控方式有：红外线遥控[1]、声控[2]、超声波遥控[3]、无线电遥控[4]等，此类设计的要点在于如何设计出易于遥控传输的编解码方式[5]且可靠性较好。从可靠性和对使用场所的要求综合考虑，本文采用红外线遥控的方式。
针对上面所述，设计出的一种遥控调光灯，可以对灯具实行远程控制。
1.遥控调光LED系统简介
1.1 设计概述
本设计采用芯片STC12C4052AD单片机作为遥控调光LED灯的主控芯片，能够实时、准确、多点控制灯光的强度，不但有利于对光线的采集，更有利于节能减排。本系统由主机（STC12C4052AD）、从机（遥控电路）和灯光控制电路组成。本设计采用红外一体化接收头接收红外发射相应的编码数据[6]，经单片机处理后，通过改变PWM占空比法控制灯亮度不同。主机上则由单片机采集到的模拟量进而输出相应的PWM信号调节任意光亮度。
1.2 系统结构设计
本系统以STC12C4052AD单片机为主控核心芯片，电路由纯模拟电路组成，系统主要有以下四个部分组成：红外发送、LED驱动、红外接收、参考电压采集。整体系统原理框图如图1所示。
2.系统硬件电路设计
硬件电路主要由两个部分组成：主机控制模块和从机控制模块。从机模块主要是对红外发射模块的设计；而主机模块由LED驱动模块、信号处理模块及红外接收模块组成。功能是实现红外线远程控制LED灯的开关及亮度级别，功能的实现主要靠软件编程。
2.1 从机控制模块设计
从机控制模块的设计主要是对红外发射模块进行设计。采用专用红外遥控发射芯片PT2262发送控制信号，电路如图2-1所示。PT2262芯片1号引脚到6号引脚为地址输入端，7，8，10～13为地址数据复用引脚。本系统采用8地址4数据的方式，其中1～8号引脚为地址，10～13为数据的配置方式。地址输出/入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。要求与PT2272设定的状态一致。本系统中采用1～2号脚悬空，其余引脚接地的配置方式。14号脚发射使能端，低电平有效，接地。15，16引脚外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。经过查找资料发现外界振荡电阻值为1.5。控制信号经17号引脚数据输出端，串行输出，将信号经过NPN三极管放大后由红外发光管发射。9，18脚为+，-电源输入引脚，采用5V电源供电。
为满足远程控制条件，本设计采用以PT2262为核心芯片的红外遥控器来完成。经过实际测试，该模块能够在30米左右的范围内有效传输，能较好的满足本次设计需要。
2.2 主机控制模块设计
主机主要是对LED灯的控制作用，通过产生不同的PWM脉宽信号给驱动电路，LED灯就会产生不同的亮度变化，其中采用单片机最小系统[7]为主控制器。主机硬件电路的设计简易而又可以完成特定的功能。
2.2.1 红外接收模块设计
对于进行了调制的红外线遥控信号，采用一体化红外线接收头进行解调。本模块使用PT2272，可以接收载波频率为38kHz的红外线遥控信号，PT2272对接收到的信号除了进行了放大、限幅、检波，直至得到遥控指令的脉冲信号，对解调出的信号进行整形和反向输出，输出信号直接进入主控芯片。
PT2272-L4地址配置方式与PT2262完全相同，这是接收可靠数据的前提。PT2272-L4具有锁存功能锁。锁存功能是指当发射信号消失时，PT2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。14号引脚为脉冲编码信号输入端，采用红外接收管接收发射管发射的红外信号，并经过三极管的放大处理后送入PT2272，15，16引脚外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。外接振荡电阻与PT2262外接振荡匹配，选值为270。17号引脚输出端，接收有效信号时，VT端由低电平变为高电平。9，18脚为+，-电源输入引脚，采用5V电源供电。
2.2.2 LED驱动模块设计
由于STC12C4052AD单片机DAC模块输出电流驱动不足，因此需要加三极管电路放大电流信号。与LED串联的电位器用于限流保护[8]防止电流过大导致LED损坏，调节电位器的电阻值可以实现对LED灯亮度的控制。
2.2.3 信号处理模块设计
采用555制作单稳电路[9]，消除按键产生的抖动信号，以获得规则的脉冲波。该电路可以消除t=1.1RC时间间隔的干扰脉冲，可以有效消除按键带来的抖动。将处理后的信号送入单片机处理。
3.系统软件设计
3.1 主机程序流程图
本设计采用STC12C4052AD作为主控芯片，节省成本的同时也方便了软件的程序设计。初始化单片机后，采用中断的方式获取按键码值，主程序进行判断处理后执行相应的子程序。系统整体流程图如图2所示。
3.2 从机程序流程图
在从机遥控工作过程中，单片机在一分钟内没有检测到有按键按下时，就会自动进入省电模式，当检测到唤醒按键按下，单片机进入正常工作模式，并判断是哪个按键按下的。单片机软件控制流程图如图3所示。
4.总体测试结果分析
系统主要对以下几种状态进行测试：半自动调节状态、全手动调节状态和自动调节状态。此电路设计元器件均依照成本低、功耗小来考虑。如STC单片机和红外遥控器均在百毫瓦左右，LED功耗也是选取的4W高亮灯，由于整机功率测试不方便，测试器件的制约，只是做了大概功率估算，整机系统功率为8W左右。
5.结语
系统以单片机（STC12C4052AD）为主要控制芯片，开关电源模式通过PWM信号来驱动开关电路调控灯光亮度，具有节能高效的性能。通过红外编码、解码实现主从机通信。且具有记忆存储功能，分为睡眠/工作两种模式。电路具有简单且驱动能力强，成本低，效率高的特点。系统软硬结合，以软件调节为主，可修复空间大，具有较高的性价比。
参考文献
[1]张爱全.红外线遥控的基本原理和应用范围[J].山西电子技术，2003（6）：40-41.
[2]明月新.声控闪烁灯的制作[J].科技创新导报，2011（35）：83-85.
[3]杨邦文.超声波遥控开关[J].电声技术，1995（5）：38-39.
[4]周结华，马建仓，高承志.可编程无线电遥控多路开关系统设计[J].电子设计工程，2011，19（15）：176-178.
stc单片机范文5
关键词：单片机； 气体传感器； 声光报警
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）08-1806-03
CO（一氧化碳）是常见的室内主要污染物之一，当一氧化碳进入人体后会和人体血液中的血红蛋白结合，进而阻止血红蛋白与氧气的结合，从而引起机体组织缺氧，严重时导致人体窒息死亡，这就是一氧化碳中毒。由于一氧化碳是一种无色、无臭、无味的气体，故容易被忽略而引起中毒[1]。家庭CO中毒多见于液化灶具泄漏或煤气管道泄漏，北方的冬天用煤炉取暖，排烟不畅时也时常发生，近几年使用燃气热水器造成CO中毒也经常出现报道。因此，研究和设计一氧化碳检测和报警电路的是非常重要和迫切的。现有一氧化碳检测仪器主要是面对工矿企业或公共场所的检测，价格高昂，该文设计了一款经济实用的适用于家庭的CO检测和报警器。
1 系统设计
本系统包括CO气体传感器，信号调理电路，STC12C5A60S2微处理器，液晶显示电路，声光报警电路和按键电路组成，系统的总体设计框图见图1。
该设计以单片机为核心，控制模数转换，显示和声光报警。系统首先通过CO气体传感器测量室内的CO浓度，将CO浓度信息转换成电压信号，电压信号经信号调理电路完成对信号的处理和A/D转换，将模拟电信号转换为数字信号后送到微处理器进行处理，微处理器对收到的信号进行计算处理，一方面控制液晶模块显示出当前的浓度值，另一方面将当前测得的浓度值与预设的报警值进行比较，如果测得的浓度值大于预设的报警值则启动声光报警。
2 硬件设计
2.1 CO气体传感器
目前市场上常见的CO传感器主要有电化学气体传感器、催化型可燃气体传感器、固态传感器、红外吸收气体传感器几种类型[1]，由于此次设计是针对家庭使用，考虑到使用环境和成本等因素，选择了固态半导体传感器MQ-7气敏传感器。MQ-7传感器的气敏材料是在清洁空气中电导率低的电解质二氧化锡（SnO2），二氧化锡是目前应用最多的一种气敏材料，具有灵敏度高、响应快、稳定性好、使用简单等特点。测量CO气体浓度时二氧化锡需要工作在2000C-3000C的工作温度上，所以传感器内部除了气敏元件，还要有加热器，使得二氧化锡保持在最佳工作温度上。MQ-7传感器的测试电路见图2，测量时需加两个电压：测试电压和加热电压。
图2中，VH为加热电压，VC为测试电压，其中 VC需要用直流电源，在满足传感器电性能要求的前提下，VC和VH可以共用同一个电源电路，实际测量时VC和VH都接了+5V电源。MQ-7使用时需要预热一段时间，以保证测量的稳定性，测量时空气中的CO吸附在气敏元件二氧化锡的表面，导致传感器的电导率增大，并且随着空气中一氧化碳的浓度增加时，传感器的电导率也相应增加，两者具有一定比例关系。通过外加负载RL将电导率值转换成输出电压值VL。传感器表面电阻RS与输出电压信号VL的关系为：
MQ-7传感器测量CO的浓度范围为10-1000ppm，具有良好的灵敏度，正常使用时使用寿命可达到5年。
2.2信号处理电路
信号处理电路核心采用LM393，LM393是一款简单使用的电压比较集成电路，具有工作电压范围宽、消耗电流小（0.4mA）、输入失调电压小（±2mV）、共模输入电压范围宽等特点。其工作时单电源、双电源均可工作，单电源： 2V～ 36V， 双电源：±1.0V～±18V，MQ-7的信号处理电路见图3[3]。
图3中，当空气中CO的浓度很低时，传感器呈较高电阻，电压比较器LM393输出高电平，当CO浓度达到一定值时，传感器电阻变小， LM393输出低电平，控制外电路的工作，例如启动排风扇开始排风，同时发光二极管发光。RP为灵敏度调节电阻，用于调整气敏信号的最低值。
2.3信号调理及单片机电路
信号调理电路主要是对将传感器输出的电信号转换成适合于单片机处理的数字信号，图3中传感器输出了一个0-5V的模拟电压信号，所以信号不需要进行放大，直接接A/D转换电路就可以将传感器输出的模拟电压信号转换成适合于单片机的数字信号。
本设计选择了STC12C5A60S2单片机，它是宏晶科技生产的高速/低功耗/超抗干扰的新一代单片机，它的工作电压为 5.5V - 3.3V（5V 单片机），之所以选择这款单片机，主要原因如下：
1）它是增强型 8051 CPU，1T，单时钟/ 机器周期，指令代码兼容传统的8051单片机，编程方便；
2）自带A/D转换，10位精度，共8路，转换速度可达250K/S，不用外接A/D，减小了系统成本；
分辨率 R=[12n=1210=0.098%]
3）工作频率范围：0～35MHz，相当于普通8051的 0～420MHz；
4）片上集成1280字节 RAM，有EEPROM功能；
5）共4 个16位定时器。
由于STC12C5A60S2单片机自带模数转换功能，所以本设计的信号调理部分直接采用的是单片机的模数转换功能，使用时将传感器输出的模拟信号直接输出到单片机的P1.1脚，当检测到信号时，单片机首先启动模数转换电路将测量的模拟电压信号转换成数字信号，然后再对数字信号进行计算处理。
3 软件设计
软件设计部分主要包括数据的采集处理、按键部分、LCD显示部分、报警部分。其中按键功能采用扫描查询方式实现，在整个程序执行的每个周期中对按键状态扫描一次，对数据也进行一次采集。主程序流程如图4。
根据国家2003年3月1日起实施的《室内空气质量标准》，规定了室内1小时的CO均值不超过100ppm，所以本系统的预设报警值设定为了100ppm，当室内的CO浓度超过100ppm启动声光报警，当浓度值低于报警值时，声光报警电路停止供电，以减少系统的功耗，系统设置了按键部分，用户可以根据自己的需要适当的调整报警值，为了防止MQ-7气敏传感器工作不稳定时引起误报警，当浓度值超过报警值后延长一段时间后重新采集数据，如果两次采集的数据都超过报警值，就进行声光报警。为了保证测量的精度，通过对标准浓度气体的测量，对系统进行标定。
4 结束语
本设计将CO气体浓度的检测处理和报警电路通过单片机结合起来，实现了CO浓度高低的直观动态显示以及声光报警功能，具有灵敏度和报警浓度可调、工作稳定、使用寿命长等特点，系统采用了自带A/D转换的低功耗单片机，同时对声光报警电路分时供电，整体电路实现了低功耗。实验证明，该设计性能稳定可靠，在温度变化不大的情况下可以精确的测量室内的CO浓度。由于MQ-7传感器对温湿度有一定敏感性，在环境比较恶劣的情况下需要做温度补偿，这可以通过外加温度测量电路实现。
参考文献：
[1] 张志伟.基于MSP430单片机的便携式CO检测仪的设计[J].绿色质量观察，2010（9）：30-32.
stc单片机范文6
【关键词】蓝牙小车 智能追踪 L298N驱动电路 追踪小车
1 系统设计
本设计采用STC12C5A60S2单片机作为控制核心，使用两个低功率直流电机为轮子提供动力，附加电机驱动电路，蓝牙模块和单片机串口连接和下载电路，智能追踪检测电路等构成整个系统。无线遥控小车是由手机蓝牙发出指令给蓝牙模块，然后蓝牙模块将指令利用串口发送给控制系统实现小车前进，后退，左右转。智能追踪则是采用红外光电对管检测黑线，经过LM339电压比较器比较之后输出高低电馈给控制系统，从而调节电机速度，并用PWM技术实现左右轮子速度的微调，实现小车智能追踪。系统总图如图1所示。
1.1 硬件及电路
无线蓝牙智能追踪小车是由单片机最小系统，直流电机驱动电路，追踪电路等部分组成。
1.2 单片机最小系统电路
该电路是本设计的大脑，采用国产宏晶科技生产的STC12C5A60S2单片机作为控制系统。
利用P3口的第二功能串口传输功能，蓝牙模块的输出端与单片机的10引脚P3.0和11引脚P3.1连接，通过串口协议向单片机发送指令。蓝牙模块的TXD与单片机RXD（P3.0）连接，RXD与单片机的TXD（P3.1）相连，同时串行口也用来下载程序。
光电传感器检测地面黑线后在输出端SEN0，SEN1，SEN2，SEN3，SEN4输出一个高低电平信号，然后将信号通过P0.0，P0.1，P0.2，P0.3，P0.4口输入单片机，经过处理后，由P2.0，P2.1，P2.3，P2.4，P2.5，P2.6口输出给L298N的EN1，EN2，IN1，IN2，IN3，IN4引脚完成单片机对直流电机速度的调节和控制。
电机驱动电路：由于本设计对小车速度的要求不是很高，所以采用了小功率直流电机。系统中采用L298N芯片驱动电机，该芯片内部集成了双桥性H桥电路，一个芯片上可以同时控制两个电机且互不影响。每个电机由驱动芯片的EN1，IN1，IN2三个信号端控制，其中EN1是使能信号，IN1，IN2是电机转动方向控制信号，IN1，IN2分为1，0时，电机正转，反之，电机是反转。同时通过调整PWM的占空比改变电机电压的接通和断开时间比，从而调整电机上平均电压大小，从而控制电机的转速。当小车偏转或者转向时，PWM可以控制小车轮子转动的速度，从而使小车慢慢的改变方向。其中D1-D8为二极管，电机停止瞬间会产生一个反向电动势，放置这些二极管即为了防止逆向电动势烧毁芯片，起到保护芯片的作用。
追踪电路：本设计中采用五对ITR20001型号红外反射式光电对管对黑线进行检测，五对红外对管呈“一字型”等距离分布。ITR20001是一种集发射和接收一体的光电探测器，发射管是砷化镓红外发光二极管，接收管是灵敏度高，硅平面光电二极管。利用ITR20001红外光电对管组成追踪电路结构比较简单简单，由于ITR20001红外光电对管发射和接收二极管有黑色保护壳包裹，所以受光照影响比较小小，工作稳定，并与电压比较器相连构成追踪传感器电路。小车通电瞬间红外光电对管就不断地向地面发射红外光，当红外光遇到到白色地面产生发射，反射光被接收管接收，此时红外接收管两端电阻变小，电压降低，导致与之串联的电阻R电压升高，经过电压比较器之后输出高电平输送给单片机。当红外光照射到黑线时，黑线吸收红外光，导致红外接收管接收不到红外光，此时红外接收管电阻变大，电压升高，导致与之串联的电阻R两端电压降低，经过电压比较器之后输出为低电平，然后输送给单片机，单片机通过接收到的高低电平信号控制左右两个轮子速度。
2 结论与结果
蓝牙模块驱动：近些年蓝牙技术已经成为最成熟的无线短距离无线传输技术，成本低，功耗小，抗干扰好，可以灵活建立连接等优点。鉴于此，本设计以手机作为遥控器，与小车上无线蓝牙模块建立连接，并以蓝牙配对连接的方式建立专用信道，实现数据传输。
本系统采用蓝牙模块为HC-06，事先在手机（安卓操作系统）上设计一个通信控制软件最为控制端，只要在手机上运行该软件，建立连接之后，按下按钮就可以向蓝牙模块发送指令，然后蓝牙模块通过串口将指令发送给单片机，从而实现对小车的无线蓝牙控制。
蓝牙模块HC-06模块采用CSR公司芯片，遵循蓝牙V2.0协议标准，可以在10米范围内实现无线通信，蓝牙模块共四个引脚VCC，GND，TXD，RXD，可以很方便地与单片机进行串口连接，在具有蓝牙通信功能的设备中使用比较广泛。
本设计使用AT指令事先对蓝牙模块HC-06进行了初始化，设置串口波特率为9600bps。
实验结果：按照本设计制作的无线蓝牙智能追踪小车，实际测试结果是：手机无线遥控小车长时间工作正常，从手机发出指令到小车做出相应的动作，中间不超过10ms，反应速度快，灵敏度高。小车智能追踪时运行稳定，长时间工作中没有偏离黑线，转弯运行平稳，转速可自动调整，小车整体性能稳定，没有发生偏离黑线的情况。
结论：本文介绍了用手机遥控小车行走的硬件设计以及小车的智能追踪功能。