at89s52单片机

at89s52单片机（精选7篇）

at89s52单片机 第1篇

一种基于AT89S52的简易智能小车设计

推荐本文

□ 江晋剑钱萌

摘要：本文介绍了一种以AT89S52单片机作为检测和控制核心的简易智能小车设计方法，实现了小车的自动识别路线，判断并自动躲避障碍，选择正确行进路线，寻找光源等功能。

关键词：智能控制，红外传感器，PWM控制

智能车辆是一个集环境感知、规划决策、自动行驶等功能于一体的综合系统——它集中地运用了计算机、传感、信息、通讯、导航、人工智能及自动控制等技术——是典型的高新技术综合体。本文设计的简易智能小车就是这种综合体的一种尝试。文中所设计的简易智能小车在多种传感器的配合下——具有自动寻迹、障碍物探测、金属检测以及追踪定点光源等功能，可以说基本实现了简易小车的智能化。

系统结构设计

简易智能小车系统结构设计模块图如图1所示：

轨迹探测模块

简易智能小车在画有黑线的白纸“路面”上行使,由于黑线和白线对光线的反射系数不同,可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”——黑线。判断信号可通过单片机控制驱动模块修正前进方向，以使其保持沿着黑线行进。轨迹探测模块用3只光电开关（图2）。1只置于轨道中间，2只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光

电开关脱离轨道时，等待外面任意一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆。但只要控制好行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。

驱动模块

简易智能小车有两个电动机。其中一个小电动机控制前轮转向，给电动机加正反向电压，实现前轮的左右转向；另一电动机控制后轮驱动力，加的反向电压使小车前进或后退。控制转向电动机需要较小的驱动力，经过实验，选L293作为驱动芯片；由于后轮驱动功率较大，所以选用L298N，经过实验发现小车行使过程中负载较大，导致L298N发热较大，故给芯片添加散热片以保护芯片正常工作。为了优化控制性能，采用PWM脉宽调速，并利用数模转换芯片产生模拟电压，控制555生成占空比可调的脉冲从而控制L293B与L298N进行脉宽调速，具体实现电路原理图可见参考文献[2]。

光源检测模块和避障模块

（1）寻找光源利用多只光源定位器。光源定位器主要由三极管检测电路构成。在模型车实验中由于光源距地面0.2m，用金属支架将3个光敏三极管固定在车的中间部分，并使光敏三极管尽量与光源保持水平。如图3所示，VT5为光敏三极管，三极管VT4、VT6构成达林顿管，三极管VT8是为了提高电路的带负载能力。由实验得知，由光敏三极管构成的该光源定位器输出是低电平，89S52可直接对信号进行判断。

（2）红外传感器是目前使用比较普遍的一种避障传感器。模型车采用左右两个红外传感器，通过调节两个电位器来调节两个红外传感器的检测距离。该避障电路，能可靠的检测左前方、右前方、前方的障碍情况，实现良好的避障功能。

金属探测模块及电源电路

（1）在本模型车的跑道设计中，放着3块金属片，在弯道区的相应点也有一块金属片，要求小车行驶过程中对弯道上的金属片个数计数。检测到弯道上相应点的金属片后停车。在模型车中采用LC并联谐振测量方法。LC并联谐振的测量电路如图4所示，电容C3，C4，C5外侧电感L2和反向器U1A构成了LC振荡回路，运放LM393实现了正弦波的整形功能，为了提高电路的带负载能力，在输出加上了一级反相器。

（2）为确保小车在行驶过程中各部件均能正常工作且相互之间不受影响，我们使用了两组电源为不同模块提供电压。其中一组9V电源经整流稳压后单独为单片机最小系统及其附属部件供电。如此安排满足了多次测试大量用电的需求。又可以将电机驱动造成的干扰彻底消除，提高系统的稳定性。

软件设计

主程序主要起到一个导向和决策功能。其设计思路根据小车所处位置的不同，确定小车的任务。总体流程图如图5所示。

at89s52单片机 第2篇

1 系统总体设计

系统主要由遥控器和控制器两部分组成,都是以AT89S52单片机为主控芯片,图1所示的是遥控器总体设计框图,图2所示的是控制器总体设计框图,主要由单片机主控模块、按键控制模块、无线收发模块、显示模块、光控模块、定时模块、电机控制模块等部分组成。

2 系统硬件设计

2.1 主控模块

本设计采用了AT89S52 单片机作为核心控制芯片,AT89S52 单片机是一种带8K字节Flash存储器的低功耗、高性能的CMOS型8 位单片机,双列直插式封装芯片具有40 个引脚。

2.2 无线控制模块

无线控制模块采用由PT2262/2272芯片组成的无线收发电路,PT2262/2272 是目前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。容易购买、价位低、电路稳定性好、抗干扰能力强。PT2262编码芯片所发出的一个完整的编码信号是由地址码、数据码、同步码组成。PT2272解码芯片接收到此编码信号后,其地址码经过两次比较核对后,才在VT脚以及相应的数据脚输出高电平。同时,要求解码器振荡频率与编码器频率要匹配,否则接收距离会缩短甚至可能无法接收信号。

2.3 按键和显示模块

遥控器可以通过按键来控制窗帘的打开、暂停和关闭,并且查询和显示当前窗帘的状态,设计时通过控制PT2262/2272的地址端信号,可以使得一台遥控器能够控制多台窗帘控制器。各个窗帘控制器端接收来自遥控器的数据信号,再通过电机控制模块完成对窗帘的控制。

2.4 光控模块

本设计中用光敏电阻作为光电转换电路的器件,利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;光弱时电阻增大,光强时电阻减小。本设计中光敏电阻采用GL3516型号,将阻值的变化转化为电压的变化,并采用LM324 运算放大器将电压信号放大后送给单片机进行A/D转换,从而单片机可以根据电压的大小控制窗帘的自动打开和关闭。

2.5 定时模块

定时控制模块是通过在定时器中设置开启或关闭时间来控制窗帘的开启或者关闭。

2.6电机控制模块

电机控制模块主要实现对直流电机正反转的驱动,本设计中采用由L293 小功率直流电机驱动集成芯片组成的驱动电路,L293具有外围元件少的特点,容易通过单片机控制。电机控制信号由单片机P2口输出。

图3为遥控器电路原理图,图4为控制器电路原理图。

3 系统软件设计

遥控器程序中主要有单片机初始化、LCD1602 初始化、按键子程序、显示子程序和无线发射子程序等,控制器程序中主要有单片机初始化、遥控程序,定时程序和光控程序等。本系统采用C语言来进行单片机程序设计。控制器流程图如图5所示。

4 结论

本文设计了一种以基于AT89S52 单片机为控制核心的无线远程遥控的自动窗帘控制系统,通过实验表明该系统具有功能完善、控制灵活的特点,能够满足现代智能家居的需求,因此具有一定的市场应用前景。

摘要：本文设计了一种以AT89S52单片机为控制核心的智能窗帘系统,该系统基于PT2262/2272无线收发模块,实现了在室内的任何地方,只要轻按遥控器窗帘就可以自动打开和关闭的无线远程智能控制。为使得智能窗帘更加人性化,在无线远程控制过程中设计了暂停的功能,另外,系统还设计了根据外部光线强弱和设定时间实现自动开关窗帘。该系统具有功能完善、结构简单、成本低廉等特点,能够满足现代智能家居的需求,具有一定的市场应用前景。

at89s52单片机 第3篇

关键词：电镀；单片机；步进驱动；程序控制

中图分类号：TQ153 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）04-0045-03

一、湘潭地区电镀厂存在的普遍问题

湘潭作为老工业基地，工业基础好，上世纪80年代，在湘潭的羊古塘，锰矿和竹埠港等地区，建设了很多小型和微型电镀厂，这些电镀厂大多有设备简陋，环保不达标等多种问题。现在已经不能满足两型社会建设的要求，多数工厂实现了关、停、并、转的过程，在这个过程中，我们根据工厂的要求，对其中的几个工厂的电镀生产线进行了现代化改造，改造过程中，我们主要是采用AT89S52系统为平台结合步进驱动技术，采用灵活的程序控制方式，实现电镀加工的全过程自动控制，现在看来，效果还不错。现在将我们设计过程整理如下。

二、基于AT89S52单片机的系统构成

1、电镀系统单片机控制。

控制系统采用AT89S52单片机，系统控制电路如图1所示。

2.电镀系统通信接口定义。

电镀系统模型提供开放式功能端口，通过单片机系统或数字电路控制电路都可对其进行加工控制。电镀系统通信端口示意图如图2所示。

M1为步进电动机，驱动龙门架进行左右运动，带动加载电动机和负载在三个加工槽中转换。M2是直流电动机（加载电机），作用是放下或起吊工件，通过系统控制程序实现正、反转功能。M3为小型直流电机（酸洗电机），在系统程序控制下通电运转。LED为电镀过程的发光指示灯，在系统程序控制下可常亮、闪烁等。Heat为加热丝，电镀后工件烘干功能。开放端口功能说明见表1。

三、电镀控制过程的程序设计

1.编写步进控制程序。

要求：编写步进电机驱动脉冲和方向控制信号程序，使单片机P1.7端口输出一个脉冲信号，脉宽大于2μS，幅度为5VP-P。在P1.6端口输出T=10S的方波信号，幅度为5VP-P。

2.编写电镀加工程序。

要求：根据图1硬件连接图和加工流程的要求，编写电镀加工程序，应用中断计数，设计两个按键，分别为启动和停止功能。电镀加工过程中，按一次停止键，系统能立即停止加工，若需继续完成电镀加工，只要按一下启动键即可。连续按两次停止键，系统复位，回到原点位置等待。当电镀加工过程时发生断电，重新通电后，系统能自动回到原点位置（复位），系统控制流程图如图3所示。

图3 加工流程图

注意：程序中输出状态要严格控制时间参数，加工时间准确。

3.程序仿真和烧写。

编写好的电镀加工程序使用伟福SP51仿真器进行仿真，反复仿真调试无误后，使用RF-1800编程器将编译的十六进制文件烧写入单片机。烧写完毕后从编程器上取下单片机，插入系统控制板的IC1插座上，等待通电运行调试。

4.系统控制板测试。

给系统控制板接上5V电源，由于单片机输出信号均为高低电平信号，使用示波器或发光二极管可观察程序输出的情况。除P1.7端口的脉冲信号无法用发光二极管观察外，其它端口的控制信号都可外接上发光二极管观察输出状态是否正常，加工时间是否准确。使用示波器观测P1.7端口的输出波形。

四、电镀系统加工调试

1、驱动电路的设计。

驱动电路在电镀系統中起到中间转换控制作用，单片机电路输出数字信号无法直接控制负载，需经过驱动电路转换才能控制大电流或大功率负载。驱动电路主要采用光电耦合器件进行隔离，使用继电器作为转换控制器件，电路如4图所示。

图5 驱动控制电路板

2.步进电机驱动器的连接。

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制器件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。它实际是一种感应电机，正常工作受控于步进驱动器。步进驱动器主要原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电、多相时序控制电流，作为步进电机的供电。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号，就驱动步进电机按设定方向转动一个固定角度，称为“步距角”，它旋转是以固定角度一步一步运行。可通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位目的。同时可通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速目的。一套完整步进控制系统包括上位机、驱动器、步进电机和工作电源组成，连接示意图如图6所示。

图6 步进控制系统连接图

（1）电机的接法和选型。

四出线、六出线、八出线的两相混合式步进电机，电机接法如图7所示。

图7 步进电机接法

电机选择和驱动器特性

①根据系统对速度的要求，确定选择步进电机还是伺服电机。步进电机随着速度增加，输出扭矩下降，一般带轻负载时，最高工作速度在15转/秒以下，带较重负载时最高工作速度在10转/秒。若系统对速度要求更高，则选择伺服电机。

②根据负载大小，选择合适扭力的步进电机型号，电机与驱动器参数应匹配。

③实际带动负载时，可通过减速机构来改变系统传动比，从而调整输出扭矩和负载速度的关系。

④加大步进驱动器供电电压可提高步进电机工作速度，加大步进驱动器工作电流可提高步进电机的力矩，加大步进电机的细分数，可提高步进电机的精度，同时提高电机运行平稳度，减少振动和噪声。

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⑤步进电机以较低速度工作時，有时会造成共振，应注意跳开这一速度段。

（2）驱动器端口功能说明。

M415B步进驱动器的面板端口功能见表2。

3.步进电机与驱动器连接。

步进驱动控制信号由单片机系统控制板P1.6和P1.7输出，经DB25信号线传输至驱动板，再由IC1光耦隔离后送入步进驱动器接线端口。

连接要求：

①使用DB25信号线进行连接。

②根据表3-1端口功能将步进电机与步进驱动器进行连接。

③初始设置步距角细分数为为4和输出电流为2A。

4.加工程序现场调试。

（1）硬件连接完毕，经检查无误后，打开直流电源，选择单组调试功能。龙门架加载机构的步进电机定位是否准确，与系统程序的脉冲个数和步距角有关。当工件移动至每号槽上空正中位置时，步进电机应立即停止。系统程序是以时间或脉冲个数作为定位，由于驱动器和电机的精度误差，在实际运行时可能不够准确，需调整程序或步距角细分数。根据表5要求，现场调试龙门架加载机构，并作数据记录。

表5 龙门架加载步进电机调试记录表

数 据

项目 起始位置到达1号槽

脉冲个数1号槽到达2号槽

脉冲个数2号槽到达3号槽

脉冲个数

步距角细分数为2时

步距角细分数为4时

步距角细分数为8时

（2）工件加载电机是个能正、反转的电机，控制信号从单片机的P1.3和P1.4端口输出，驱动两个三极管控制继电器转换实现正、反转。控制信号功能见表6。

工件加载电机没有任何定位开关，工件起吊到龙门架或下放到槽底，在程序中是通过时间来控制。由于电机和继电器的精度误差，实际加载时会发生偏差，需修改程序参数，使得工件上升不碰顶和下降不触底。

表6 加载控制功能表

电平方向InversionCorotation

停止00

正转01

反转10

根据下表要求，调试工件加载直流电机的正、反转时间，记录在表7中。

表7 加载直流电机正、反转时间

调试项目1号槽用时（S）2号槽用时（S）3号槽用时（S）

正转（下降）

反转（上升）

注意：加载直流电机上升或下降时间需严格控制准确，不同加工槽时间可能不相同。

（3）电镀过程和发热控制。

电镀过程采用发光二极管作指示，正常加工时发光二极管点亮，如果不亮，请检查单片机程序或连接信号。3号槽采用电阻丝作为发热器件，加工工件应离发热器件有一定距离，防止受热。

五、总结：

将上述改造方法用于湘潭本地的几个小型电镀厂电镀系统的电气改造，一年多来运行正常，设备故障率低，同时减少了员工数，改善了职工的工作环境，降低了电镀成本，提高了工作效率，取得了明显的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]《电机调速技术与技能训练》王镇宇 王荣欣 电子工业出版社

[2]西莫电机论坛 http：//bbs.simol.cn/forum-151-1.html

[3]中华工控网论坛 http：//bbs.gkong.com/list.asp？boardid=33

[4]单片机教程网 http：//www.51hei.com/

[5]51单片机学习论坛 http：//www.51c51.com/bbs/

作者简介：苏石龙，男，1970年10月出生，一级实习指导教师职称，现任职于湖南省湘潭技师学院，主要研究方向为电气自动化方向。

at89s52单片机 第4篇

生活质量的提高促成了智能家居技术的诞生与发展, 作为智能家居系统的子系统———智能窗户应运而生, 智能窗户一般指安装了先进的防盗、防劫、报警系统技术的窗户, 其控制系统由智能主控器、窗户控制器、窗户驱动器等组成, 智能窗户系统集现代声、光、机、电、通讯为一体, 综合利用传感器技术、计算机技术、现代通讯技术和自动控制技术等, 实现了窗户各种信息的采集、传输、处理和控制, 可以实现自动防风防雨、防盗、自动监控燃气、声控、光控、防婴儿坠楼、湿度控制等功能, 是智能居家的理想选择。

1 系统的硬件设计

1.1 硬件电路的概述

智能窗户属建筑领域的附件, 该设计包括智能控制系统和窗户开关装置以及报警系统。该智能窗户实现主要功能是当室内燃气泄露等有毒物质超标时, 能够控制窗户自动打开, 让空气形成对流, 当室外环境不允许开窗时 (比如风雨和沙尘等天气) 由风光雨传感器传输信号到主控系统, 使其发出指令关闭窗户。如果状况仍未缓解, 则启动警报装置。

整个系统由主控芯片、各种传感器、报警器终端, 以及机械传动装置组成, 控制芯片和传感器等直接固定在窗户上, 而报警终端则可固定在室内墙壁或容易引起主人警觉的地方。它的系统结构如图1所示:

图1中, 电源是输入220V的交流电通过变压器以及整流滤波的调整得到直流电压5V, 供给后续电路使用;AT89S52单片机是这个设计的核心, 他相当于人的心脏, 用来接受与发射命令, 且控制最后的动作;电机采用的是直流小电机, 通过皮带来带动窗户左右运动, 利用光电开关来检测窗户到位从而让电机停止;按键用来测试电机的动作是否正常, 以及用来强制控制窗户的正常开关;传感器用于采集数据, 比如风力传感器, 当检测到有风, 且风力级别在我设计的3级以上的时候, 窗户能自动关闭。

1.2 各类检测模块的设计

供电部分的好坏直接影响着电子设备的可靠性, 本次供电部分的设计初步选定三端固定式稳压器实现+5V和±12V这三路直流稳压电源。其中AT89S52和LCD12864等电子元件所需电压为+5V;而集成运放LM358所需电压为±12V。

烟雾检测模块主要实现对空气质量进行实时监测, 并判断空气质量是否超标。在该电路中主要用气敏传感器实现“气-电”转换, 后级电路由LM358运放来实现一个门限的控制, 设置了一个基准。

声音检测模块主要实现室外噪音影响你的工作或休息时, 智能窗可根据你设定的室外噪音分贝自动关窗。此模块主要由麦克风和音频振荡器组成, 通过音频振荡电路和两个施密特整形电路实现声信号到电信号的转换, 最后整得到“0”, “1”的输出信号给单片机。

震动检测模块电路是由震动传感器以及LM358构成的一个简单的电压比较电路。

红外防盗检测模块主要由基于红外线技术的人体靠近传感器组成, 当有人进入开关感应范围时, 传感器探测到人体红外光谱的变化, 光照检测模块是利用光敏电阻接收光后, 阻值会发生变化的特性来实现的。

温湿度控制模块是由湿敏电阻和DS18B20温度传感器来实现温湿度的实时监测和数据上传。

儿童安全检测模块是为防止儿童坠楼事件发生而设计的保护电路, 此电路是利用红外对射管来实现的, 在窗户四周每隔20厘米装一对对射管, 因为每个阶段孩子的身高是不一样的, 利用这点, 通过对射管对射的个数来控制窗户的打开或关闭。

风力检测模块是利用二极管1S2076A的温度特性 (1S2076A在温度相同时, 二极管正向电流越大, 则其正向压降越高;在正向电流相同时, 温度越低, 则其正向压降越高) 检测风的变化。系统提供对二极管加热的热源 (两个1K电阻) , 无风时, 在热源的作用下, 二极管温度较高;有风时, 风将热量散发出去, 使二极管温度降低, 这样会使二极管正向压降升高, 从而将风信号转换为电信号, 为系统所感知。

雨水检测模块主要是利用了测雨板上裸露的两排指叉状金属导线间, 干燥时, 电阻很大, 导电性能极差;在被雨滴打湿的时候, 会有一定的导通电阻, 可以传递一定的电信号, 从使系统感知到下雨。

障碍检测模块是为了防止窗户在动作时突然有手伸出, 而夹到手的一个保护电路主要利用对射管来实现此功能。

蜂鸣器报警模块主要是有烟雾报警和防盗报警的功能, 当烟雾达到一定浓度时, 不仅窗户会打开, 并且蜂鸣器报警;当有小偷的时候, 防盗模块动作之后, 带动蜂鸣器报警。报警音只有当险情解除后才会停止。

此外, 还有一个到位停止闭锁电路, 使得窗户在开关到位后窗户能停下来, 从而保护电机。

1.3 单片机与液晶显示模块

单片机是整个系统的控制核心, 如图2所示。S1开关其作用是手动控制智能窗户的开与关, 当单片机检测到窗户处于关的状态 (P1.5为1) 时, 按下按钮可以使智能窗户关闭;当单片机检测到窗户未处于关的状态 (P1.5为0) 时, 按下按钮可以使智能窗户打开。

S2为紧急停止按钮, 当遇到突发状况时, 可以及时切断控制电机的动作。

LCD12864是一款128*64像素的点阵液晶模块, 该点阵的屏显成本相对较低, 适用于各类仪器, 小型设备的显示领域。在本智能窗户的系统中主要显示当前的年月日与时间, 温度传感器所检测到的温度值, 湿度值和四季情况。

2 系统的软件设计

智能窗户的设计既要满足设定的功能 (完成如计算等) 的程序, 也要有对传感器采集的环境数据进行分析的程序。其中, 传感器采集程序的主要作用是实时的响应来自外界环境的各种信息, 按信息的类别, 优先级进行处理。但是, 在接收传感器的采集的环境数据后, 本身窗户是不会动作的, 为此我们必须设计一套控制窗户动作的电机驱动程序, 此程序是结合电机驱动模块而编写的。此外, 作为本系统中唯一的显示模块液晶屏, 我们还利用程序编写使屏上显示出时间, 温度, 湿度和季节。

3 结论

随着集成电路和计算机技术的迅速发展, 传统的家居逐步被智能家居所取代。智能家居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。而传感器作为测控系统中对象信息的入口, 越来越受到人们的关注。传感器好比人体“五官”的工程模拟物, 其精密度将直接影响环境数据采集的精确度, 其次是数据采集处理阶段, 应选取合适的运算放大电路对传感器输出的信号进行放大。最好是预先计算好应放大的倍数, 以便选取。还有就是进行数据处理时, 选取适当的数据转换系数, 使输出满足量程要求。

本次系统就是在上述基础上设计而成的。因此, 只有充分了解有关智能家居、单片机、传感器以及各部分之间的关系才能完成整个设计。

摘要：本文提出了一种基于自动控制窗户开关的装置, 并介绍了软硬件的设计及调试过程。该设计以AT89S52单片机和传感器为硬件电路核心, 通过红外热释, 风力, 雨水等传感器对环境数据的采样以及程序控制, 使电机能够实现正反转, 利用LM358运放电路来与传感器采集的数据进行比较, 使电机能在指定的环境下工作。该智能产品可在恶劣天气下起到无人也能够关窗的效果。实验结果表明该设计性能可靠、实用性强, 可广泛应用于各种环境下的窗户。

at89s52单片机 第5篇

关键词： AT89S52单片机 脉搏测量

1、引言

随着生活水平的提高，人们对各种测量仪器的要求越来越高，脉搏的测量是评价人体生理状况很好的方法。本文设计的脉搏测量器可以通过手指准确测量出脉搏跳动的次数，通过发光二极管显示脉搏的跳动，并通过数码管显示出1分钟内脉搏跳动的次数。它解决了传统测量方法的不确定性和随机性，是一款性价比较高的脉搏测量器。

2、方案设计

基于AT89S52单片机的脉搏测量器由电源模块、复位电路、晶振电路、AT89S52单片机、脉搏感应电路、脉搏处理电路、脉搏次数显示电路以及脉搏显示发光二极管等组成。系统设计框图如图1所示。

3、硬件设计

电源电路为单片机以及其他模块提供标准5V电源；晶振模块为单片机提供时钟标准，使系统各部分能协调工作；复位电路模块为单片机系统提供复位功能；单片机作为主控制器，根据输入信号对系统进行相应的控制；红外发射和接收模块用来检测脉搏信号；信号变换模块用来把红外接收头接收的脉搏信号进行放大和滤波，以便单片机进行处理；显示模块用来显示具体的脉搏测量结果，它会记录脉搏一分钟跳动的次数；发光二极管可以通过发光的形式显示脉搏的跳动。设计出基于AT89S52脉搏测量器电路原理图如2所示。

4、软件设计

4.1 程序流程图

基于AT89S52单片机脉搏测量器的程序流程图如图4所示。其中初始化包含了定时器的设定、优先级的设定和初始值的设置。

4.2 程序清单

基于AT89S52单片机脉搏测量器的程序清单如下所示。

#include

unsigned char i,j,t,m,YSHSHJIAN,YSHHCHONG[3];

unsigned int n,MBO;

unsigned char code

WXUAN[3]={0xf7,0xef,0xdf}; //位选

unsigned char code

XSHB[10]={0x81,0xcf,0x92,0x86,0xcc,0xa4,0xa0,0x8f,0x80,0x84}; //字形码

sbit SHRU= P3^0;

void YSHI(YSHSHJIAN);

main() //主程序

{

TMOD=0X01; //定时器 T0 工作于方式 1

TH0=0xec;

TL0=0X78; //T0 定时时间为 5ms

IE=0X83; //开中断

IT0=1; //外部中断 0 为边沿触发方式

TR0=1； //开定时器 T0

for (;;) //脉搏指示灯控制

{

if(SHRU==0)

{

YSHI(200);

SHRU=1;

}

}

}

externa10()interrupt 0 //外部中断服务程序

{

SHRU=0; //点亮指示灯

if(n==0)

MBO=0;

else

MBO=12000/n; //计算每分钟脉搏数

YSHHCHONG[2]=MBO%10； //取个位数

MBO=MBO/10；

YSHHCHONG[1]=MBO/10； //取十位數

YSHHCHONG[0]=MBO/10； //取百位数

n=0;}

Timer0() interrupt 1 //定时中断服务程序

{

TH0=0xec;

TL0=0X78;

t=WXUAN[j]; //取位值

p3=p3|0x38; //P3.3~P3.5送 1

P3=P3&t; //P3.3~P3.5输出取出的位值

t=YSHHCHONG[j]; //取出待显示的数

t=XSHB[t]; //取字形码

p1=t; //字形码由 P3输出显示

j++; //j作为数码管的计数器，取值为0~2，显示程序通过它确认显示哪个数码管

if(j==3)

j=0;

n++;

if(n==2000) //10秒钟测不到心率，n复位

n=0

}

void YSHI(YSHSHJIAN) //延时子程序

{

for(;YSHSHJIAN>0;YSHSHJIAN--)

{

for(i=;i<250;i++)

}

}

5、系统仿真及调试

应用系统设计完成之后，就要进行硬件调试和软件调试了。硬件调试主要是把电路的各种参数调整到符合设计要求，软件调试可以利用开发及仿真系统进行调试。先排除电路故障，包括设计性错误和工艺性故障，一般原则是先静态，后动态。

5.1 硬件调试

利用万用表或逻辑测试器器，检查电路中的各器件以及引脚的连接是否正确，是否有短路故障。先要将单片机AT89S52芯片取下，对电路板进行通电检查，通过观察看是否有异常，是否有虚焊的情况，然后用万用表测试各电源电压。这些都没有问题后，接上仿真机进行联机调试，观察各接口线路是否正常。

5.2 软件测试

软件调试是利用仿真工具进行在线仿真调试，除发现和解决程序错误外，也可以发现硬件故障。

程序调试一般是分模块进行，分子程序调试，最后连起来统调。在单片机上把各模块程序分别进行调试使其正确无误，可以用系统编程器将程序固化到AT89S52的FLASH ROM中，接上电源脱机运行。

6、结束语

脉搏测量器利用单片机芯片为核心的数字控制，不仅减少了电子元器件的使用，而且有效的降低了控制电路对元器件参数的敏感，其精确度和可靠性得到明显的提高，而控制装置体积也随之变小，携带更方便。利用单片机强大的逻辑功能实现复杂的控制，进而提高整个控制装置的灵活性和适应性。

参考文献

[1]杨西明，朱骐.单片机编程与应用入门[M].北京: 机械工业出版社,2004

[2]董晓红.单片机原理及接口技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004

at89s52单片机 第6篇

本文综合考虑了降低成本与功能灵活性方面的要求,利用AT89S52单片机作为控制系统核心,设计了一种机械结构简单而实用、成本低廉和控制灵活的迎宾机器人。

1 机器人系统工作原理

迎宾机器人由机械结构和控制系统两大部分组成。机械结构原理比较简单,如图1所示,采用一个牵引转动机构,即机器人的头部和双手都能转动,头部固定在一个转盘上,通过二条牵引绳将双手手臂上抬传动机构联接在一起,其中一条的一端固定在转盘上,另一端通过一个滑轮在右手手臂转轮上绕过一定长度后固定住;另一条牵引绳的一端也固定在转盘上,另一端通过一个滑轮在左手手臂转轮上绕过一定长度后固定住。通过控制电动机正、反转分别驱动减速箱转盘左、右转,以带动转盘左右转和头部左、右转,通过牵引绳牵引左、右手臂实现上抬和下放动作。

本文主要介绍控制系统设计,迎宾机器人控制系统原理方框图如图2所示,硬件包括6个部分:单片机最小系统、热释电红外探测模块A、热释电红外探测模块B、电机驱动电路、语音电路和闪光显示电路。迎宾机器人立于大门外左侧,当有人进门来时,热释电红外探测电路A检测信号输入单片机,经单片机处理后发出指令,驱动电动机正向转动,机器人头部向左转动,带动右手臂上抬致意;同时,语音电路发出“欢迎光临”的声音,闪光显示电路使机器人双眼闪烁和显示“Welcome”致意。数秒钟后,机器人头部转回,右手放下,恢复原状。当有客人要离开而向门外走去时,热释电红外探测电路B检测信号输入单片机,经单片机处理后发出指令,驱动电动机反向转动,机器人头部向右转动,带动左手臂上抬致意;同时,声音电路发出“谢谢光临”的声音,闪光电路使机器人双眼闪烁并显示“Thank”欢送。数秒钟后,机器人头部转回,左手放下,恢复原状,直至又有客人进来或离去。

整个迎宾机器人控制系统的核心是单片机,控制着其它外部输入输出电路的工作。本系统采用目前应用较为流行的AT89S52单片机,AT89S52是ATMEL公司生产的一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8k在系统可编程Flash存储器,且与工业80C51产品指令和引脚完全兼容,在智能电子产品方面应用广泛[3]。

2 机器人控制系统硬件电路设计

2.1 热释电红外探测电路设计

热释电红外探测电路如图3所示,主要热释电红外探测模块HN911L和脉冲启动型单稳态触发器组成。HN911L模块采用新技术和新工艺,已将高灵敏度的热释电红外传感器、放大器、信号处理及输出电路组装在一起制成模块式电路,并加装外壳和引脚,成为具有完整探测功能的模块,它具有从信号接收到控制输出的全部功能;具有良好的抗干扰性能,特别抗电磁波性能十分优良[4]。HN911L的输出端输出的是一个脉冲宽度大于2s的脉冲信号,其中(1)脚输出的是正脉冲信号,(2)脚输出的是负脉冲信号。脉冲启动型单稳态触发器由NE555电路和周边的电阻电容构成,由HN911L(2)脚输出的是负脉冲信号触发工作。平时NE555的(3)脚输出低电平,当HN911L(2)脚输出探测信号的负脉冲后,触发NE555组成的单稳态触发器开始工作并翻转,NE555的(3)脚输出高电平,经P2.0或P2.1口输入AT89S52单片机,单片机根据接收的信号的变化可判定是否有人进出,经处理后可发出相应的指令控制机器人的动作。HN911L外接的可调电阻RP是用来在电路调整中调节其接收灵敏度。

热释电红外探测电路A和B结构与原理完全相同,都是用来探测是否有人接近,二个HN911L分别被安装在机器人身体的左前方和右前方(注意调整好二者之间的间隔和角度,以保证A和B不会相互干扰),根据探测信号来源不同而由单片机来判断进入还是离去。

2.2 电动机驱动电路设计

本机器人采用一个电机作为动力源,使用简单,控制灵活。直流电动机接在两个结构完全相同驱动器输出端之间[5],两驱动器的控制输入分别接在单片机的P1.5口和P1.6口,电动机驱动电路原理图如图4所示,驱动器是由NE555时基电路构成的单稳态触发器,暂态脉宽约3s,VT1、VT2分别构成两个反相器,将触发脉冲倒相,由单片机的P1.5口和P1.6口的电平状态控制单稳态触发器的输出。当P1.5口由低电平转化为高电平,便有一正触发脉冲经VT1倒相后触发单稳态触发器IC3翻转输出高电平,M1端为+6V;同时,P1.6口保持低电平不变,单稳态触发器IC4输出不变,M2为0V,电动机M正转。当P1.6口由低电平转化为高电平,便有一正触发脉冲经VT2倒相后触发单稳态触发器IC4翻转输出高电平,M2端为+6V;同时,P1.5口保持低电平不变,单稳态触发器IC3输出不变,M1为0V,电动机M反转。

2.3 语音电路设计

语音电路是由语音集成电路KD 5603/5604、驱动三极管和扬声器等组成。语音电路原理图如图5所示,电路中语音集成电路KD 5603/5604内储有“欢迎光临”和“谢谢光临”两句语音,分别由(1)和(2)两个触发端控制,触发一次相应播放一句[6];VT3是功率放大晶体管,由于KD5603工作电压为3V,因此通过D3和R14将6V电源稳压至3V。D1、D2是触发信号箝位二极管。

工作时,当单片机AT89S52 P1.3口为高电平同时P1.4口为低电平,控制触发端TG1和TG2,KD 5603/5604从OUT端输出内储的“欢迎光临”语音信号序列,再经VT3使信号放大,驱动扬声器BW工作,播放语音“欢迎光临”向客人致意;当单片机AT89S52 P1.3口为低电平同时P1.4口为高电平,控制触发端TG1和TG2,KD5603/5604从OUT端输出内储的“谢谢光临”语音信号序列,再经VT3使信号放大,驱动扬声器BW工作,播放语音“谢谢光临”。

语音电路中的语音集成电路KD-5603/5604内存“欢迎光临”和“谢谢光临”语音信号,采用电平触发、不保持触发方式,一经触发即播放内存的语言信号。调节外接振荡电阻R数值,可改变语言频率和音调。KD-5603/5604是小印制电路板软封装,其主要外围元器件可直接焊入该小印制电路板[7]。

2.4 闪光显示电路设计

闪光显示电路包括相互独立的闪光电路和显示电路两部分,闪光电路控制机器人的两只眼睛,显示电路用来显示相应的字符。闪光电路原理图如图6所示,这是一个由NE 555时基电路构成的自激多谐振荡器,产生频率约1.5Hz的方波脉冲,驱动两个绿色发光二极管LED1、LED2[机器人的眼睛]闪光。NE555时基电路的复位端((4)脚)受单片机P1.2口输出所控制,当P1.2口为高电平加至(4)脚时,电路起振,LED1、LED2开始闪烁。

显示电路部分从设计的成本及功能的角度考虑,采用LCD-1602显示模块,它单行可以显示16个英文字符。LCD-1602驱动电路简单,可以由单片机直接输出命令驱动[8],其电路图原理如图7所示。在工作时,当有人进入时,显示字符串“Welcome”;当有人离开时显示“Thank”。

3 机器人控制系统软件设计

控制系统软件与硬件电路紧密结合共同实现对迎宾机器人的控制,基本设计思想是先探测是否有人进出,然后根据热释电红外探测情况实现相应的动作。主程序流程如图8所示,先进行系统的初始化后,开始以查询方式检查两个热释电红外传感器的输出情况OUT=P2.0逻辑或P2.1,若没有检测到有行人经过即OUT=0,则继续一直监测;若检测到有行人经过即OUT=1,则调用迎宾子程序,执行迎宾或送宾的相应操作。完成迎宾操作后,机器人要恢复原状,继续监测。

两个热释电红外探测传感器A和B分别是安装在机器人的左、右侧,若迎宾机器人立于大门外左侧,当检测到P2.0为高电平即热释电红外传感器A探测到有人进入,则应驱动电动机正向转动,机器人头部向左转向客人,带动右手臂上抬致意,并播放语音“欢迎光临”欢迎客人。当检测到P2.0为低电平即只能是热释电红外传感器B探测到有人进入,则应驱动电动机反向转动,机器人头部向右转向客人,带动左手臂上抬致意,并播放语音“谢谢光临”欢送客人,其迎宾过程如图9所示。

4 结束语

在实际应用中,迎宾机器人根据不同环境可能放置在大门内或外、左或右等不同的位置,因采用了单片机软硬控制相结合的方法,机器人的硬件不需做任何变动,只要对软件程序进行简单的修改,机器人即可适应不同的环境,使用方便。另外,当迎宾机器人更换放置地方后,需要通过简单调节热释电红外探测电路的灵敏度电位器达到最佳接收效果。采用伺服电机作为动力源,并以脉宽调制信号(PWM)控制电机的动作,可使控制更为平稳。经过实践检验,设计的迎宾机器人结构简单、成本较低,可靠性和稳定性较好,具有一定的实际应用价值。

参考文献

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[5]门宏.精选电子制作图解66例[M].北京:机械工业出版社,2003.

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[7]卢飞跃.常用电子玩具电路实例精选[M].北京:化学工业出版社,2007.

at89s52单片机 第7篇

收稿日期： 20131114

基金项目： 郑州市嵌入式系统应用技术重点实验室建设项目(121PYFZX177)

摘要： 目前市场上的智力竞赛抢答器已经相当成熟,但由很多电路组成,线路复杂,可靠性不高,功能也比较简单,特别是抢答器路数很多时,实现起来比较困难。因此设计以单片机为核心的新型智能抢答器,利用AT89S52单片机及外围接口实现抢答系统,结合单片机的定时器/计数器的功能,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,使数码管能够正确地显示时间。所设计的系统具有反应快、操作简单、实用性强的特点。

关键词： 抢答器; AT89S52单片机; 设计

中图分类号： TN 710文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.02.014

Design of eightway rushanswer system based on

AT89S52 singlechip microcomputer

XUE Chunling, CAI Xiaoyan

(Huanghe Science and Technology College, Zhengzhou 450063, China)

Abstract： The rushanswer system for quiz has been quite mature in the market at present, but it is composed of many complex circuits, the reliability is not stable and the function is simpler. It is more difficult to implement when the system involves multichannel. So we designed a new intelligent rushanswer system based on singlechip microcomputer, which uses AT89S52 singlechip microcomputer and peripheral interface. This system combined the software and hardware organically with singlechip microcomputer timer/counter, which enables the system to time accurately and the digital tube to display the time correctly, at the same time, it has many characteristics like quick reaction, simple operation, and strong practicability.

Key words： rushanswer system; AT89S52 singlechip microcomputer; design

引言抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛中,能迅速、客观、公正地给出最先抢答的选手。答题一般分为必答和抢答两种，必答有时间限制,到时要告警;抢答则要求参赛者做好充分准备,由主持人宣读完题目后,参赛者开始抢答,谁先按下按钮,就由谁答题。针对目前市场上抢答器电路复杂,功能简单等问题,设计了基于AT89S52单片机的8路抢答器,该抢答器电路简单,制作方便,操作简单,性能可靠,适用于多种智力竞赛活动［1］。该抢答器能供8人使用,它主要实现以下功能:(1)为8位参赛选手各提供一个抢答按钮,分别编号S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8;(2)电路具有清零和抢答开关;(3)电路具有锁存和显示功能;(4)电路具有定时抢答和报警功能。抢答器设计基本满足了实际比赛应用中的各种需要。图1抢答器系统设计框图

Fig.1Rushanswer system design diagram１抢答器系统总体设计采用AT89S52单片机为核心控制元件,发光二极管、数码管、蜂鸣器等构成8路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键时钟电路、复位电路、报警电路、显示电路、控制电路和抢答电路。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间,重新开始新一轮抢答竞赛的特点,同时利用C语言编程,使其实现一些基本的功能。抢答器系统设计框图如图1所示。光学仪器第36卷

第2期薛春玲，等：基于AT89S52单片机的8路抢答器的设计

２系统硬件设计系统采用单片机作为整个控制核心,其四个模块分别为:显示模块、控制模块、报警模块和抢答模块［2］。工作时,该系统通过矩阵键盘输入抢答信号,经单片机的处理,输出控制信号,利用一个4位数码管来完成显示功能并伴随蜂鸣器报警,用按键来让选手进行抢答,在数码管上显示哪一组先答题的,从而实现整个抢答过程。当主持人按下开始键时,向单片机P3.2引脚输入一个低电平信号,表示整个电路开始工作,此时数码管前两位显示选手编号(无人抢答显示00),后两位显示倒计时剩余时间。若在25 s内仍然无人抢答,蜂鸣器在最后5 s发出连续报警,提示抢答时间即将结束;若在30 s内有人抢答,并且抢答成功,则将选手编号显示在数码管前两位上,后两位显示抢答剩余时间,同时蜂鸣器发出一声报警,提示其他没有抢答的选手此题已被人抢答成功。若在抢答过程中遇到特殊情况,主持人则可以通过时间加,时间减按键来进行时间调节。若要开始新一轮抢答,主持人按下复位键再按开始键即可。

２．１控制器模块控制器主要用于各模块控制对显示、抢答等。采用ATMEL公司的AT89S52作为系统控制器的CPU方案。单片机算术运算功能强,软件编程灵活、自由度大,可以用软件编程实现各种算法和逻辑控制,并且由于其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点,使其在各个领域应用广泛。

２．２显示模块显示模块如图2所示。它包括显示和驱动,显示采用4位7段共阴数码管,驱动用P0的低四位,违规

图2显示与显示驱动电路

Fig.2Display and display driver circuit

者编号、抢答30 s倒计时、正常抢答者编号和回答问题时间60 s倒计时,数码管采用动态显示。驱动电路P2口,查询显示程序利用P0口做段选码口输出P2低3位做位选码输出,当为低电平则能驱动数码管使其显示数字。在+5 V电压下接10 kΩ的电阻,保证正常压降。

图3报警电路

Fig.3Warning circuit

图4选手抢答电路

Fig.4Rushanswer in the competitor circuit

２．３报警模块 通过控制不同频率的矩形脉冲来控制蜂鸣器发声［3］。设计中只需要简单的提示声音和稍微显眼的灯控,有抢答违规,开始抢答,抢答时间结束和回答时间到的提示声和亮灯提醒。报警电路如图3所示。

２．４抢答电路AT89S52的P1口作为选手抢答的输入按键引脚,P1.0至P1.7轮流输出低电位,给每一个选手编号1至8,当选手按下按钮时,P1口端口的电平变化从P1口输入,经单片机处理后从P0输出由数码管显示抢答者编号。选手抢答电路如图4所示。

nlc202309040401

２．５抢答器硬件电路图基于用单片机AT89S52设计的抢答器思路简单明了,可操作性强,可靠性高,扩展功能强,能够完全实现普通抢答器的基本功能。抢答器原理图如5所示。３软件设计

３．１定时中断模块抢答器中需要显示倒计时来提示选手在规定时间内作答,需要有定时中断模块。当时间小于6 s时,抢答器需要提供警告,以及当抢答时间结束时,要关闭外部中断,表示抢答结束,此时再有键按下抢答器也不会做出反应。

３．２外部中断模块抢答器主要外部中断来自于选手的抢答,当选手抢答时,抢答器同时判断被按下的键号并显示在数码管之上,然后在数码管上显示剩余时间,同时关闭中断,表示抢答结束,此时再有键按下抢答器也不会做出反应。

３．３控制模块控制模块主要作用是对抢答器的开始和复位功能进行控制,主要由主持人来实现其功能［4］。当开始键被按下时,抢答器开始正常工作;当抢答器停止工作时,可以按下复位键使抢答器处于初始化状态。

３．４报警模块报警模块主要作用,一是当时间还剩5 s时,蜂鸣器发出报警,提示选手抢答时间将要结束;二是当有选手第一时间抢答成功时发出报警声,提示其他选手不必再抢答。

图5抢答器原理图

Fig.5Principle diagram of the rushanswer system

３．５主程序模块主程序主要完成硬件初始化,子程序调用和程序间的切换,由于本设计要求抢答器具有开始、复位、抢答三种方式切换功能［4］,所以主程序除了要进行硬件部分的初始化以外还要进行各个程序之间的调用和切换。主程序流程图如图6所示。程序:void main()图6抢答器主程序流程图

Fig.6Flow chart of rushanswer

system main program{huang=0;red=0;EA=1;TMOD=0x11;T2CON=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-5000)/256;TL1=(65536-5000)%256;TH2=(65536-50000)/256;TL2=(65536-50000)%256;ET0=1;TR0=0;ET1=1;TR1=1;ET2=1;TR2=0;IT0=1;EX0=1;IT1=1;EX1=1;aa=0;bb=0;shijian=30;while(1){keyscan();}４系统的仿真采用Proteus软件进行仿真,仿真如图7所示:

图7抢答器的Proteus仿真图

Fig.7Proteus simulation diagram of rushanswer system

５结论该系统利用AT89S52单片机及外围接口实现的抢答系统,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。实际应用表明该系统稳定可靠,达到了设计要求。参考文献：

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