硬件設(shè)計
發(fā)布時間:2013/11/19 19:31:45 訪問次數(shù):1033
系統(tǒng)原理如圖1所示,本制作分為發(fā)射端和接收端,DO5022HC發(fā)射端主要由以下幾個模塊組成:STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)、蜂鳴器驅(qū)動電路、數(shù)碼管顯示模塊、nRF905無線模塊、PL2303 USB轉(zhuǎn)串口下載模塊、DC供電模塊和鍵盤控制模塊。
STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)
本作品主要應(yīng)用了51單片機(jī)的I/?刂坪投〞r器功能。雖然51單片機(jī)是單片機(jī)家族中最基礎(chǔ)、功能最少的一種,但由于本系統(tǒng)并不復(fù)雜,沒有涉及高時序和高運(yùn)算速度的要求,所以成為我們的首選。經(jīng)試驗(yàn)證明,它確實(shí)沒有辜負(fù)我們的期望。我們所用的STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示。
產(chǎn)生一定頻率的PWM波來控制聲音的頻率。一般而言,頻率高一點(diǎn),聽起來會比較悅耳,但是如果頻率太高,反而會聽不到。
2.蜂嗚器驅(qū)動電路
單片機(jī)的I/O口驅(qū)動能力不足以讓蜂鳴器發(fā)出聲音,因此需要通過三極管放大驅(qū)動電流,如圖3所示。
3.?dāng)?shù)碼管顯示模塊
本作品用的是共陽極二極管,如圖4所示,Y2為公共端,只要控制其他端口的電平就可以顯示任意數(shù)字了。
4.nRF905元線模塊
nRF905的工作電壓為1.9—3.6V,要用穩(wěn)壓管做個相匹配的3.3V電源。我們用的是現(xiàn)成的nRF905模塊,只需將SPl接口與單片機(jī)相連,即可用單片機(jī)完成對它的一切控制,其接線插座如圖5所示。
5.PL2303 USB轉(zhuǎn)串口下載模塊
PL2303是Prolific公司生產(chǎn)的~種高度集成的RS232一USB接口轉(zhuǎn)換器,該器件內(nèi)置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號的UART,只需外接幾只電阻、電容就可實(shí)現(xiàn)USB信號與RS232信號的轉(zhuǎn)換,如圖6所示。
6.DC供電模塊
該系統(tǒng)需要3.3V和5V供電,而變壓器輸出的是9V的直流電,這里用LM7805將9V電源穩(wěn)定到5V,為單片機(jī)和其他各電路供電,用ASM117將5V的電壓穩(wěn)定到3.3V,為nRF905供電,如圖7所示。
7.鍵盤控制模塊
ZLG7290采用I2C接口,可掃描管理多達(dá)64只按鍵,實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的功能,資源十分豐富。除具有自動消除抖動功能外,它還具有功能鍵、連擊鍵計數(shù)等強(qiáng)大功能,可擴(kuò)展驅(qū)動電壓和電流。在本系統(tǒng)中,ZLG7290只用來驅(qū)動4x4的鍵盤,如圖8所示,感覺有點(diǎn)浪費(fèi)。
8.接收端
在制作和調(diào)試過程中,我們遇到過很多大大小小的問題,大多數(shù)問題我們都通過反復(fù)研究和調(diào)試一個個逐步解決,然而也有無法解決的情況。我們原打算制作5個一樣的電路,通過改程序使它們可以相互代替,但把5塊相同的板制作出來后,才發(fā)它們都只能發(fā)射信號,而沒辦法接收信號。通過大量的調(diào)試,我們發(fā)現(xiàn)驅(qū)動nRF905需要特定的I/O口,由于在制作過程中,我已經(jīng)利用了其他I/O口,導(dǎo)致nRF905只能發(fā)射不能接收。萬般無奈,只能重新設(shè)計和制作單獨(dú)的接收端,如圖9所示。
系統(tǒng)原理如圖1所示,本制作分為發(fā)射端和接收端,DO5022HC發(fā)射端主要由以下幾個模塊組成:STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)、蜂鳴器驅(qū)動電路、數(shù)碼管顯示模塊、nRF905無線模塊、PL2303 USB轉(zhuǎn)串口下載模塊、DC供電模塊和鍵盤控制模塊。
STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)
本作品主要應(yīng)用了51單片機(jī)的I/?刂坪投〞r器功能。雖然51單片機(jī)是單片機(jī)家族中最基礎(chǔ)、功能最少的一種,但由于本系統(tǒng)并不復(fù)雜,沒有涉及高時序和高運(yùn)算速度的要求,所以成為我們的首選。經(jīng)試驗(yàn)證明,它確實(shí)沒有辜負(fù)我們的期望。我們所用的STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2所示。
產(chǎn)生一定頻率的PWM波來控制聲音的頻率。一般而言,頻率高一點(diǎn),聽起來會比較悅耳,但是如果頻率太高,反而會聽不到。
2.蜂嗚器驅(qū)動電路
單片機(jī)的I/O口驅(qū)動能力不足以讓蜂鳴器發(fā)出聲音,因此需要通過三極管放大驅(qū)動電流,如圖3所示。
3.?dāng)?shù)碼管顯示模塊
本作品用的是共陽極二極管,如圖4所示,Y2為公共端,只要控制其他端口的電平就可以顯示任意數(shù)字了。
4.nRF905元線模塊
nRF905的工作電壓為1.9—3.6V,要用穩(wěn)壓管做個相匹配的3.3V電源。我們用的是現(xiàn)成的nRF905模塊,只需將SPl接口與單片機(jī)相連,即可用單片機(jī)完成對它的一切控制,其接線插座如圖5所示。
5.PL2303 USB轉(zhuǎn)串口下載模塊
PL2303是Prolific公司生產(chǎn)的~種高度集成的RS232一USB接口轉(zhuǎn)換器,該器件內(nèi)置USB功能控制器、USB收發(fā)器、振蕩器和帶有全部調(diào)制解調(diào)器控制信號的UART,只需外接幾只電阻、電容就可實(shí)現(xiàn)USB信號與RS232信號的轉(zhuǎn)換,如圖6所示。
6.DC供電模塊
該系統(tǒng)需要3.3V和5V供電,而變壓器輸出的是9V的直流電,這里用LM7805將9V電源穩(wěn)定到5V,為單片機(jī)和其他各電路供電,用ASM117將5V的電壓穩(wěn)定到3.3V,為nRF905供電,如圖7所示。
7.鍵盤控制模塊
ZLG7290采用I2C接口,可掃描管理多達(dá)64只按鍵,實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的功能,資源十分豐富。除具有自動消除抖動功能外,它還具有功能鍵、連擊鍵計數(shù)等強(qiáng)大功能,可擴(kuò)展驅(qū)動電壓和電流。在本系統(tǒng)中,ZLG7290只用來驅(qū)動4x4的鍵盤,如圖8所示,感覺有點(diǎn)浪費(fèi)。
8.接收端
在制作和調(diào)試過程中,我們遇到過很多大大小小的問題,大多數(shù)問題我們都通過反復(fù)研究和調(diào)試一個個逐步解決,然而也有無法解決的情況。我們原打算制作5個一樣的電路,通過改程序使它們可以相互代替,但把5塊相同的板制作出來后,才發(fā)它們都只能發(fā)射信號,而沒辦法接收信號。通過大量的調(diào)試,我們發(fā)現(xiàn)驅(qū)動nRF905需要特定的I/O口,由于在制作過程中,我已經(jīng)利用了其他I/O口,導(dǎo)致nRF905只能發(fā)射不能接收。萬般無奈,只能重新設(shè)計和制作單獨(dú)的接收端,如圖9所示。
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