单片机遥控系统的应用设计

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单片机、+5V电源电路、红外接受电路、50Hz交流电过零检测电路、电机转速及启/停控制电路等部分组成。

1. AT89C52单片机

控制芯片仍然是采用美国ATMEL公司的AT89系列的单片机，我们在控制端选用了AT89C52 FLASH单片机。与其它单片机相比，AT89C52单片机具有以下功能特点。AT89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O口线，3个16位定时/计数器，6个中断源，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，其强大的功能完全适合于本遥控系统的应用场合。

2. 电源电路

电源电路有桥式整流、滤波电容、7805稳压器及电源指示灯组成。交流电经过桥式整流变成直流电。再经过电容滤波。7805集成稳压器稳压成为稳定的+5V电源，用一个发光二极管指示灯指示电源状态。

3. 红外接收和状态指示电路

目前市场上红外遥控接受器已集成模块化，一般为三引脚，输出为检波整形过的方波信号。本设计中采用的就是这中接收器。另外，与发射头同样，接收头也应尽量趋近于电路的边缘，以提高接受的距离和角度。

电机的状态指示用LED发光二极管，共有7个电机状态指示灯，其中2个为电机启、停状态指示，另5个为电机5档转速状态指示。

4. 50Hz交流电过零检测电路 交流电过零检测电路如图3.2所示。

过零检测电路有桥式整流电路和2个9013三极管组成，当UA=UBE≥0.7V时，T1三极管导通，T2三极管截止，B点为低电平，C点为高电平；当UA =UBE＜0.7V

辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第10页 时，T1三极管截止，T2三极管导通，B点变高电平，C点变低电平。 +5CP2.0 T2 5.6K 5.6KB A 200K T1 ～220V 图3.2 交流电过零检测电路 5．电机转速和启/停控制电路 双向可控硅是可控硅系列中的派生元件，在交流电路中代替一组反并联的普通可控硅，是一种比较理想的交流电力控制元件。 双向可控硅的符号如图3.3所示。从结构上可看出，双向可控硅的作用相当于两个逆阻型可控硅反并联，不过它只是有一个门极G，而且在制造中，也不是简单地将两个逆阻型可控硅反并联组合在一起形成的，它具有自己的一些特点。 双向可控硅有三个电极，其中有两个主极和一个门极。靠近门极的那个主极为T1(习惯上也称阴极)，另一个主极为T2(也叫阳极)。如图3.4所示通常把T2为正极性、T1为负极性的伏安特性画在第三象限。简称为Ⅲ。 2当T2相对T1为正时，若G相对T1也为正，为触发方式I+；反之，若G相对T134为负时，为触发方式I-；

当T2相对T1为负时，若G相对T1为正，为触发方式Ⅲ+；反之，若G相对T1

为负时，为触发方式Ⅲ-。

上述四种出发方式，其灵敏度不同，一般I+>Ⅲ-> I->Ⅲ+;通常第一象限使用I+，第三象限使用Ⅲ-

可控硅整流一般为移相触发控制，这总触发方式使电路中的正弦波形出现缺角，包含较大的高次谐波。因此移相触发使晶闸管的应用受到了限制。为了克服这种缺陷我们采用过零触发方式。交流过零触发电路使电路在电压为零或零附近的瞬间接通，

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利用管子电流小于维持电流使管子自行关断，这种开关对外界的电磁干扰最小，不易干扰单片机的工作。功率的调节方法如下：在设定的周期内Tc内，用过零电压开关接通几个周波然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期的通断时间比例，以调节负载上的交流平均电压，即可达到调节负载功率的目的。

图3.5为可控硅电机控制电路设计原理图。电机转速和启/停是由可控硅的导通角控制的。AT89C52产生能控制可控硅导通角的移相脉冲信号，移相角的改变实现导通角的改变，在一个周期内当移相角较大时，可控硅的导通角较小，导通时间较短，输出平均电压较低，电机转速较慢；当移相角较小时，可控硅的导通角较大，导通时间较长，输出平均电压较高，电机转速较快；当移相角为一个周期时，导通角为0，电机停止；当移相角0时，导通角为一个周期，电机始终保持开启状态，并且为最大转速。

当AT89C52的P2.7处于低电平时，9012三极管导通，集电极电流驱动光耦导通，使可控硅G极产生脉冲信号触发可控硅导通；当AT89C52的P2.7处于高电平时，9012三极管截止，使光耦截止，可控硅也处于截止状态。

图3.3 双向可控硅的符号

辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第12页 3456 图3.4 双向可控硅伏安特性 1234567891011121314151617181920T2/P1.0VccT2 EX/P1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST/VPDP0.7RXD/P3.0EA/VPPTXD/P3.1ALE/PROGINT0/P3.2PSENINT1/P3.3P2.7T0/P3.4P2.6T1/P3.5P2.5WR/P3.6P2.4RD/P3.7P2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1GNDP2.0AT89C5240393837363534333231 30292827262524232221 120K 10V 10K+5 90122.7K 390 120K M ～220V 图3.5 可控硅电机控制电路 6. 复位电路 复位电路是微机应用中重要一环，一个好的复位电路对微机抗干扰有重要作用。对于CHMOS型的复位结构，复位引脚只是单纯的称为RST，因为CHMOS单片机的备用电源是由Vcc引脚提供的。在振荡器正在运行的情况下，复位是靠RST引脚处至少保持两个机器周期（24个振荡周期）的高电平而实现的。在RST端出现高电平后的第2个周期，执行内部复位，以后每个周期重复一次，直至RST端变低。复位时还把ALE和PSEN（它们是准双向口结构的）配置为输入状态，即ALE=1和PSEN=1。内部RAM不受复位的影响。Vcc通电时，RAM内容是不定的。 为了保证应用系统可靠地复位，在设计复位电路时，通常使RST引脚保持10mS以上的高电平。只要RST保持高电平，AT89C52单片机就循环复位，当RST从高电TitleSizeBDate:File:10-Jun-2006Sheet of F:\\论文\\Protel99SE\\Examples\\可控硅电机控制电路Drawn By:_Sch.DDBNumberRevision