机械类毕业论文完整

1、 本 科 毕 业 论 文 自动开合迎客花控制系统设计The Design of Automatic Opening and Closing of Welcoming Flowers Control System 系（院）名称： 专业班级： 学生姓名： 张xx 学生学号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 教 授 2012年5月目 录中文摘要、关键词1英文摘要、关键词2引言3第1章 概述41.1 国内外研究现状41.1.1 国内研究现状41.1.2 国外研究现状61.2 本设计意义7第2章 方案论证92.1 主控部分92.2 人体靠近检测部分92.3 语音播报部分92.4 电机部分92.5 电机驱

2、动部分102.6 无线遥控部分10第3章 元件简介113.1单片机AT89S52113.2 TC8831F语音芯片133.3 菲涅尔镜片163.4热释电红外传感器RE200B173.5 BISS0001红外传感信号处理器183.6 步进电机28BYJ-48203.7 ULN2003A203.8 PT2262/2272 编解码芯片21第4章 系统硬件电路设计234.1 电源模块设计234.2 单片机最小系统模块设计234.3 数据存储模块设计244.4 热释电传感器模块设计254.5 步进电机驱动模块设计264.6 语音录播模块设计274.7 功放模块设计284.8 无线控制模块设计294.9

3、硬件电路测试314.9.1 测试方法314.9.2 测试流程32第5章 系统软件设计335.1 总体设计335.2 热释电传感器模块触发中断响应子程序设计345.3 步进电机控制子程序设计345.4 语音录播子程序设计355.5 无线遥控子程序设计365.6 软件调试375.6.1调试问题375.6.2软件调试37结论38致谢39参考文献40自动开合迎客花控制系统设计摘 要： 本设计给予现在市场上的手动开合花，设计出一种能全自动开合的迎客花。该迎客花的功能是当客人靠近时，迎客花自动开放，并播放主人的欢迎词。为增加迎客花的时尚性和传奇色彩，本设计还为该迎客花增加了一项功能，即通过遥控来控制迎客花

4、花朵的开合，实现了人们操控花朵开合的愿望，为迎客花增添了一份把玩的乐趣。为实现上述功能要求，本设计需要检测人体靠近的模块，电机控制花朵开合模块，录制播放主人语音模块，无线遥控花朵开合模块。热释电人体红外传感器检测人体靠近和移动，步进电机精确控制花朵的开放和闭合，语音处理芯片TC8831F和动态数据存储器TC514100进行语音的录制和播放，编码芯片PT2262和解码芯片PT2272组成的无线发射模块和无线接收模块遥控花朵开放与闭合，主控制芯片采用51系列单片机AT89S52。关键词：迎客花；热释电人体红外传感器；单片机。 The Design of Automatic Opening and

5、Closing of Welcoming Flowers Control SystemAbstract：The design manual on the market today to give opening and closing of flowers can be designed to fully automatic opening and closing of a welcoming flower. The welcoming guests to spend it when close, welcoming flowers automatically open and play th

6、e owner of welcome. To increase the welcoming flowers and legendary fashion, the design also added a flower for the welcoming function, remote welcoming flowering closed, people realized the desire to control opening and closing of flowers, the flowers add a welcoming were playing for fun. To achiev

7、e these functional requirements, the design of the modules to be detected near the body, motor control, opening and closing of flowers, playing host to record voice, wireless remote control opening and closing of flowers. Pyroelectric infrared sensors to detect the body close to the body and movemen

8、t, precise control of the stepper motor open and closed flowers, voice processing chips and dynamic data memory,voice recording and playback, encoding and decoding chips composed of wireless transmitter remote control module and wireless receiver module flowers open and closed, the main control chip

9、 51 series AT89S52. Keywords：welcoming flowers; pyroelectric infrared sensor;Microcontroller.引 言迎客花顾名思义就是欢迎远道而来的友人，就像迎客松一样收到很多人的青睐，但鉴于客观条件，不可能把迎客松搬到家里，迎客花就更多的被应用到生活里，来达到表达对客人的尊敬。随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高和科技水平的不断进步，居民家庭为点缀生活、美化居室，时常摆放工艺盆景花，这些盆景花形象逼真，常开不衰，给人以一定的视觉享受。近年来，用布料做的绢花开始兴起，柔软的布料和仿真的颜色很快占领了塑胶仿真花的市

10、场份额，绢花的发展史从开始的大工厂操作到今天的几个人的小加工厂都可以生产，利润已经被压缩到纯人工费了。很多人在想尽办法，绞尽脑汁找新材料、新造型来重新占领市场。但上述仿真花都是静态的，缺乏一种动态美，没有生气。一种自动开合花应运而生，它类似于含羞草特性，花朵能自动进行开合，效果逼真，生气勃勃，给人以充分的视觉享受2000年1月19日，在沈阳市专利事务所批准了一种叫做自动开合盆景花。该设计的盆景花能进行徐徐开合，效果逼真，生气勃勃，可以给人以充分的视觉享受，具有较高的观赏价值，但是美中也有不足，是手动操作其花朵的开合，没有完全实现花朵开合的自动性。2005年3月23日，在国外出现了一种叫做仿真水

11、陆开合花的专利，该设计提供一种一至多朵且开合容易，压缩气囊不易损坏的仿真水陆开合花，具有结构简单，设计紧凑，更适合做多花朵湖谭荷花，仿真树花等。而且电机可远离花朵而设，适合水中或陆地上装饰景观，适合点缀美化绿态环境等。现在市场上出现一种能开合的盆景花，但是它主要是通过开关手动控制，以此实现花朵的开合，这种花虽有一定的动态美，能给人留下一种脱离自然的感觉，但是这种花是通过人工操作。本设计一举解决上述问题。采用热释电人体红外传感器，当人体靠近时，热释电人体红外传感器模块向单片机发出信号，单片机控制电机转动，花朵自动开放，展现“含羞”特性，对人有所反应，有所动作，效果逼真，生气勃勃，给人以充分的视觉

12、享受，同时语音录放模块播放亲切的问候，彰显出智慧和灵性，给人们带来美得享受。第1章 概述1.1国内外研究现状上世纪二三十年代，全塑胶仿真花流入市场后，以其可塑性强，绿色环保，受环境影响小，维护简便的优点，风靡全球。现在的公共场所、办公室大多采用空调，室内光线常常不充足，因此在室内要种好一棵植物并不是一件容易的事，塑料花可长时期保持鲜艳四季如一，不会像种植的花草那样会衰败干枯。塑料花的枝叶不发霉、不腐烂，不需浇水，不滋生蚊蝇；塑料花不需要人工进行培育，可省去浇水等麻烦；塑料花的价格不高，有的还大大低于真花真草，运输便利、搬运轻松。近年来，用布料做的绢花开始兴起，柔软的布料和仿真的颜色很快占领了塑

13、胶仿真花的市场份额，绢花的发展史从开始的大工厂操作到今天的几个人的小加工厂都可以生产，利润已经被压缩到纯人工费了。很多人在想尽办法，绞尽脑汁找新材料、新造型来重新占领市场。但上述仿真花都是静态的，缺乏一种动态美。一种自动开合花应运而生，它类似于含羞草特性，花朵能自动进行开合，效果逼真，生气勃勃，给人以充分的视觉享受。1.1.1国内研究现状于2000年1月19日，在沈阳市专利事务所批准了一种叫做自动开合盆景花的专利（ZL专利号：98239582.5）。该设计的盆景花能进行徐徐开合，效果逼真，生气勃勃，可以给人以充分的视觉享受，具有较高的观赏价值，但是美中也有不足，是手动操作其花朵的开合，没有完全

14、实现花朵开合的自动性。该设计的盆景花是这样实现的，其结构图如图1.1所示，它包括花枝，花瓣和盆体。其特征是：盆体内设置有电机，带环槽的偏心回力轮传动连接电机输出轴，花枝内设置套管，开合主心线穿装在套管内，开合主心线下端通过环套连接偏心回力轮，花枝上端连接带紧松回拉孔的开合骨托，开合主心线上端通过拉圈连接数根开合线，开合线穿过骨托上的紧松回拉孔，开合线在外部分粘接花瓣。盆体3上固定组装花枝2，花枝2内固定组装套管12（见图1.3），花枝2的上端胶粘硬质塑料的开合骨托10（见图1.2），开合骨托10的上端周边上均布有310个紧松回拉槽口，开合骨托压片8粘在开合骨托10的上端，将紧松回拉槽口封闭成紧

15、松回拉孔13，在盆体3内的支架上组装小电机6，开有310个环槽14的偏心回力轮5联接在小电机输出轴上，偏心回力轮的外圆周长为35mm，环槽深度为1.5mm；0.2厘米的铁线开合主心线4穿装在套管12中，其上端固定联接由0.1厘米铁线制成的拉圈9。图1.1 自动开合盆景花的结构图 图1.2 开合线穿过开合骨托示意图 拉合线7穿过紧松回拉孔13，在开合骨托10外的拉合线粘贴在花瓣1的背面。开合主心线4的下端固定联接0.1厘米铁线制的套环15，每个套环套装在偏心回力轮5的一个环槽内，在支架上固接上下两块固位板16(见图1.4)，两块固位板16起到在下不固定花枝2的作用。为了防止电机带动开合主心线上下

16、运动时花枝打弯，在开合骨托10与上固位板之间固接0.2厘米的加固铁线11。每只花朵可在34秒内开合一次。每盆多支花朵每秒可不同程度的开合。 图1.3 偏心回力轮与主心线连接图 图1.4 盆体内机构示意图工作原理：电机接通电源旋转，带动偏心回力轮转动，从而使开合主心线上下位移，开合线通过开合骨托上的紧松回拉孔产生伸缩开合的动作，与开合线粘连的花瓣也徐徐开合。该设计的优点：花朵能进行徐徐开合，效果逼真，生气勃勃，可以给人以充分的视觉享受，具有较高的观赏价值。缺点：手动操作花朵开合。1.1.2国外研究现状于2005年3月23日，在国外出现了一种叫做仿真水陆开合花的专利，该设计提供一种一至多朵且开合容

17、易，压缩气囊不易损坏的仿真水陆开合花，具有结构简单，设计紧凑，更适合做多花朵湖谭荷花，仿真树花等。而且电机可远离花朵而设，适合水中或陆地上装饰景观，适合点缀美化绿态环境等。所述的仿真水陆开合花，其结构图如图1.5，包括壳体，微型减速电机，人造花，升降气囊，输气管，压缩气囊和偏心轮。花包括和花托，花瓣有升降气囊带动开合，升降气囊与输气管相通，输气管与花瓣壳体内设有的压缩气囊相通，微型减速电机的轴上固定有偏心轮，其结构特点为偏心轮外套有轴承，轴承的外沿与压缩气囊能定点接触。所述的仿真水陆开合花，其特点是轴承采用滚珠轴承或滑动轴承，所述的仿真水陆开合花，其特点是在压缩气囊和升降气囊内装有气体或液体，

18、所述的仿真水陆开合花，其特点是输气管通过接头与壳体内设有的压缩气囊相连通，所述的仿真水陆开合花，其特点是回位弹簧装在套在升降气囊的外面，回位弹簧的一段固定在输气管的末端，回位弹簧的另一段固定在花瓣的柄上（见图1.6）。微型减速电机带动轴上的偏心轮转动，偏心轮外套的轴承内环与偏心轮同步转动，轴承外环不转动。轴承外环轮流压迫压缩气囊伸缩，气压或液压通过输气管传递给升降气囊，升降气囊升降带动花瓣的开合，使花产生花开花合的景观。在壳体内沿可布设可多压缩气囊，每个压缩气囊经输气管接至升降气囊，升降气囊带动花瓣的开合，使花产生花开花合的景观，而且气管可采用柔性管，在气管不打折的情况下可延伸或弯曲几米至几十

19、米，方便于编辑产生更壮观的场景。 图1.5 仿真水陆开合花的结构图 图1.6 输气管末端与花瓣的柄连接图结合图1.5和图1.6对仿真水陆开合花进行详细的说明：仿真水陆开合花，包括壳体7，微型减速电机8，升降气囊1，输气管3，压缩气囊5，偏心轮10及人造花，人造花可采用若干朵仿真花，本设计中有A、B、C、D、E、F六朵花，每朵花包括花瓣11和花托2，花托2套在升降气囊1外面与输气管3的末端固定连接且支撑花瓣11，花瓣11由升降气囊1的升降带动开合，升降气囊1与输气管3的末端相连且相通，输气管3与壳体7内设有的压缩气囊5相连通，输气管3的作用是输送气体或液体，压缩气囊5的伸缩把气体或液体通过输气管

20、3的抽离或充入升降气囊1中，微型减速电机的轴9上固定有一偏心轮10，偏心轮10由电机轴带动转动，结构特点为：偏心轮10外套有轴承6，轴承6的外沿与压缩气囊5能定点接触，轴承6采用滚珠轴承或滑动轴承，在压缩气囊5或升降气囊1中装气体或液体。输气管3通过接头4与壳体7内设有的压缩气囊5相连通，回位弹簧装在套在升降气囊1的外面，回位弹簧的一段固定在输气管3的末端，回位弹簧的另一段固定在花瓣的柄上，此时回位弹簧的作用是加强升降气囊的收合并使花瓣合拢更完美。在壳体7上设有密封盖12,。工作时，微型减速电机9带动轴上的偏心轮10转动，偏心轮外套的轴承6内环与偏心轮10同步转动，轴承外环不转动。轴承外环轮流

21、压迫或放松压缩气囊伸缩，气压或液压通过输气管传递给升降气囊1，或者气体或液体从升降气囊收回到压缩气囊内，升降气囊升降带动花瓣的开合，使花朵轮流产生开合的动作，其形态千姿百态等。1.2本设计意义随着经济的快速发展、人民生活水平的不断提高、科技水平的不断进步，居民家庭为点缀生活、美化居室，时常摆放工艺盆景花，这些盆景花形象逼真，常开不衰，给人以一定的视觉享受。但美中不足的是由于它们始终是静态，因而缺乏动态之美，没有生气。现在市场上出现一种能开合的盆景花，但是它主要是通过开关手动控制，以此实现花朵的开合，这种花虽有一定的动态美，能给人留下一种脱离自然的感觉，但是这种花是通过人工操作。本设计一举解决上

22、述问题。采用热释电人体红外传感器，当人体靠近时，热释电人体红外传感器模块向单片机发出信号，单片机控制电机转动，花朵自动开放，展现“含羞”特性，对人有所反应，有所动作，效果逼真，生气勃勃，给人以充分的视觉享受，同时语音录放模块播放亲切的问候，彰显出智慧和灵性，给人们带来美得享受。第2章 方案论证本设计的迎客花的功能是当客人靠近时，迎客花自动开放，并播放主人的欢迎词。为增加花的人性化和时尚性，还为该迎客花增加了一项功能，遥控迎客花开合。鉴于上述功能，本设计需要检测人体靠近的模块，电机控制花朵开合，录制播放主人语音，无线遥控花朵开合，上述各功能模块的方案论证如下。2.1主控部分方案一：采用凌阳公司的

23、16位结构的SPCE061A 单片机作为控制器的方案。该单片机集成了语音功能，使用方面，但价格较贵，且需要重新学习，开发时间比较长。方案二：采用ATMEL公司的AT89S52。该单片机I/O资源丰富，价格便宜，应用广泛，在大三期间开设了该单片机的课程，对各功能熟悉，能灵活运用，可大大缩短开发周期。 根据以上分析，选择方案二。2.2人体靠近检测部分方案一：通过超声波测距的方法检测人体的靠近，当人由远靠近时，达到一定距离时，超声波就能发出信号。但超声波检测的角度小，一般只能检测正面物体的靠近，且不能分辨是人还是物。方案二：采用人体热释电红外传感器检测人体的靠近，热释电红外传感器能检测出人体发出的红

24、外波，检测角度较大，抗干扰能力强，且应用很广泛。根据以上分析，选择方案二。2.3 语音播报部分方案一：采用SPCE061A自带的语言模块，能实现录放，但录放实时性较差，录放时间短，且不易多次录放。方案二：通过单片机来控制语音芯片来实现主人语音信息的录放。采用动态数据存储，可多次录放，且录放时间长。经比较，选择方案二。2.4电机部分电机模块选择是整个方案设计的关键，按照功能要求，花朵要能自动开放和闭合，开放与闭合过大都会导致花朵机械结构的损坏，这就需要对花朵的开合精确控制，而且花朵制动性能要好。因此普通直流电机不能满足要求。方案一：采用直流减速电机控制花朵的运动，直流减速电机力矩大，转动速度快，

25、但其制动能力差,无法达到花朵及时开合与缓慢开合的要求。方案二：采用型号28BYJ-48的步进电机控制花朵开合，最小步进角为0.9度，且步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。因此能实现花朵的精确控制，当不给步进电机发送脉冲时，能实现自锁，能较好的实现保持花朵开合状态的目的。经过反复的比较，选择方案二。并且28BYJ-48型号的步进电机加驱动器后与单片机接口简单，控制很方便。2.5电机驱动部分方案一：采用一般的驱动电路即用三极管驱动，在该设计中用到的是28BYJ-48型号的步进电机，需要驱动路数为四路，用一般的分立电路体积大。方案二：采用ULN2003A驱动，ULN2003A具有电流增益高、

26、工作电压高、带负载能力强等特点，适应于各类要求高速大功率驱动的系统，并且温度范围宽，使用方便，带齿轮减速,噪音极低,运转平稳，5V即可驱动，具有同时驱动7组负载的能力，足够满足28BYJ-48型号步进电机的驱动。根据以上分析，选择方案二。2.6无线遥控部分方案一：采用nrf905无线传输模块，可由片内硬件自动完成曼彻斯特编码/解码，使用SPI接口与微控制器通信，传输数据量大，虽然配置方便，功耗低，但价格较贵。方案二：采用编码芯片PT2262及解码芯片PT2272的无线传输模块，虽然只适合传输开关信号，传输数据量小，单向数据传输，但能满足本设计功能的要求，且价格便宜。经过比较决定。选择方案二。第

27、3章 元件简介3.1单片机AT89S52AT89S52是美国ATMEL生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含有8Kbytes可反复擦写的只读程序存储器（EEPROM）和256 bytes随即存储数据存储器（RAM），片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，AT89S52适用于许多复杂的应用场合，其引脚图如图3.1所示： 图3.1 AT89S52引脚图1.主要功能列举如下：（1）拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash 。（2）晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz）。（3）内部程序存储器（ROM）为8KB 。（4）内部数据存储器（RAM）为256字节。

28、 （5）32个可编程I/O口线。（6）8个中断向量源。 （7）三个16位定时器/计数器 。（8）三级加密程序存储器。（9）全双工UART串行通道。 2.AT89S52 各引脚功能介绍： VCC：AT89S52 电源正端输入，接+5V。VSS：电源地端。 XTAL1：单片机系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1与XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作，此外可以在两引脚与地之间加入一个20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。RESET：AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电

29、平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S52便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。/ EA：表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。 ALE/PROG：地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的

30、地址总线（A0A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。PSEN：为程序储存启用，当8051被设成，会送出此信号以便取得程序代码，通为读取外部程序代码工作模式时（EA=0）常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一个8位宽的双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推

31、。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0A7）及数据总线（D0D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。PORT1（P1.0P1.7）：端口1是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。当使用8052时，P1.0又当做定

32、时器2的外部脉冲输入脚，而P1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。PORT2（P2.0P2.7）：P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52 扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了，其它功能与PORT1功能类似。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输

33、出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。RST：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST脚两个机周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：当用作外部数据存储器时，跳过一个AL

34、E脉冲。想禁止ALE每次的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。3.2 TC8831F语音芯片TC8133F系列芯片是东芝公司生产的一款低成本高性能的数字语音录放专用集成电路。TC8831F芯片是一块数模混合的大规模集成电路，主要应用在语音处理方面 。它将语音信号经过模/数(A/D)转换后存于半导体动态存储器(

35、DRAM)中,需要放音时再从DRAM中取出,经数/模(D/A)转换后送放大器放大。采用标准的60脚扁平封装，如图3.2所示：图3.2 TC8133F引脚排列其内部结构主要包括以下功能：话筒放大器由CMOS器件构成。取消了外接高阻值反馈电阻，简化了外电路设计。ADM分解合成回路、D/A变换器负责模拟信号的分解和数字信号的合成。采用ADM语音分解方法。时钟控制电路：为系统提供工作时钟。DRAM接口：为外部动态存储器DRAM提供地址及控制信号。电压跟随器及带通滤波器：数字信号合成时用于提高语音信号的质量,此部分可大大减少外围电路的设计。计算机接口：此部分可直接与中央处理器（CPU）联络。不必外加锁存

36、、控制等芯片。CAS1CAS4：第一至第四片动态存储器的列地址选通信号输出端，从CAS1起，依次接DRAM的14片，低电平有效。M1、M2：外接DRAM个数编程输入端。当M1、M2为0、0时,外接1块DRAM。此时只有CAS1有效。当M1、M2为0、1时，外接2块DRAM。当M1、M2为1、0时，外接3块DRAM。当M1、M2为1、1时，4块DRAM全部使用。RS1、RS2：DRAM容量选择输入端。当RS1、RS2为0、0时系统采用256K的DRAM。当RS1、RS2为0、1时,系统采用1M的DRAM。当RS1、RS2为1、0时，系统采用4M的DRAM。VSS1、VSS2：VSS1为数字电路接

37、地, VSS2为模拟电路接地。Vref：芯片内放大器的参考电压电路的电容连接端，一般接一电容到数字地。MICIN：内部话筒放大器第1级的输入端,话筒通过藕合电容连接至此脚。C1、C2：C1为芯片内话筒放大器的第1级的输出端，C2为片内放大器的第2级输入端，C1通过电容连接到这端。MICOUT：芯片内部话筒放大器第2极的出端。ADI脚：模拟信号输入端，此脚必须与15脚连接，否则将会有信号通过祸合电容进入。当线路信号输入时，可串接一祸合电容接至此脚，语音信号幅度应在 1.5以下。DAO：具有电压跟随器的语音分解电路的输出端，输出信号1/2VDD电压。当指定静音时，记录时，此脚无声音出现。FILIN

38、、FILOUT：芯片内带通滤波器输入，输出端。LEP：芯片内低通滤波器的截止频率选择容输入端。VDD：系统电源接直流+5V。ACL：系统的复位信号输入端,低电平复位。CPUM：此脚接低电平时为人工操作，接高电平时为计算机控制。CE：在计算机控制方式时，此脚作为允许控制输入端。在人工操作方式时，作为记录操作的停止、放音操作的停止和暂停。CHAT：此脚可设置人工操作方式时操作开关的颤动等待时间。当此脚接低电平时为人工操作方式，操作开关的等待时间为16ms,当接高电平时为计算机控制方式，控制开关等待时间为610us。D0-D3：存储器分段选择输人端通过这4个脚输人4位二进制编码存储器控制电路将把外接

39、存储器划分为16段，记录时可按设定的段号记入，回放时可选择段号进行操作。当计算机进行控制时，它们作为TC8831F和计算机之间状态或命令的双向数据通道。RD：在计算机控制方式时，此脚作为D0D3的选通输入端。在人工操作方式时，作为记录、放音开始和停止输入端。WR：在计算机控制方式时，此脚作为D0D3的写选通输入端。在人工操作方式时，作为记录和放音操作的启动、停止操作输入。MREC：此脚在人工操作方式时接高电时为记录等待状态，接低电平时为放音等待状态。BPSO、BPS1：此脚在人工操作方式时,为采样速率的选择输入端。根据录音时对音质的不要求，可通过这两个引脚输入的高低电平来选择速当外部晶振655

40、KHZ，采样速率选择16Kbit/s时，4M位DRAM的记录时间为4min16s。采样速率越高则音质越好，但相同容量存储器的记录时间越短，反采样速率越低则音质越差，但相同容量存储器的记时间越长。QUIET：此脚在人工操作方式时为静音控端，当接高电平时，DAO输出为静音，当接低电平时DAO端有声音信号输出可作为记录监听信号送功率放大器，再经扬声器放出监听。当CPUM低电平，CHAT脚接高电平时，此脚片内有下拉电阻连接。ENDLS：输入端，此脚接高电平时为循环。EOS：输出当记录等待、放音等语音触发启动录音待状态时，此脚输出高电平。当记录、放音状时，此脚输出低电平。脚可以作为工作状态示输出端。PB

41、：输出端。此脚在人工操作方式下，当进行记录操作时，此脚输出低电平，当进行放音操作时，此脚输出高电平。在计算机控制方式下，当计算机发出记录或记录等待命令时，在复位后立即输出高电平。此脚可以作为工作状态指示输出端。XIN、XOUT：655KHZ晶振输入、输出端。REST：测试电路的输人端。WE：输出端,DRAM的写入选通控制，低电平有效,接存储器。RAS：输出端，DRAM的行地址选通控制低电平有效，接存储器DIN：数据输入端，此脚接DRAM的数据输出（DOUT）端。DOUT：数据输出端，此脚接DRAM的数据输入（DIN）端。A0_A10：地址输出端，接DRAM的地址线。3.3菲涅尔镜片菲涅尔透镜利

42、用透镜的特殊光学原理，在探测器前方产生一个交替变化的“盲区”和“高区灵敏”，以提高它的探测接收灵敏度。当有人从透镜前走过时，人体发出的红外线就不断地交替从“盲区”进入“高灵敏区”，这样就使接收到的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而强其能量幅度。菲涅尔镜片是根据法国光物理学家FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。镜片（0.5mm厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。红外光线越是靠进同心环光线越集中而且越强。同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平

43、感应段。垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应角度就越大。区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。镜片主要有三种颜色：1.聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易变形；2.白色主要用于适配外壳颜色；3.黑色用于防强光干扰。每一种镜片有一型号（以年号+系列号命名），镜片主要参数：1.外观描述外观形状（长、方、圆）、尺寸（直径）以毫米为单位。2.探测范围指镜片能探测的有效距离（米）和角度

44、。3.焦距指镜片与探头窗口的距离，精确度以毫米的小数点为单位。镜片与探头的配合应用我们常用的是双源式探头，揭开滤光玻璃片，其内部有两点对714um的红外波长特别敏感材料连接着场效应管。增强探测动作灵敏度的方法。区段数量越多被感应人体移动幅度就越小，因此，选用区段多且密的镜片就能增强探测动作灵敏度，人体只要在感应的有效范围内稍微移动就有效。增强抗干扰的方法。区段数量少被感应人体移动幅度就要大，选用区段数量少的镜片就能减少误动作。1.人体运动幅度要大；2.区段数量少的镜片形成局部探测，减少外围干扰源。菲涅尔透镜作用有两个：1.聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上；2.将探测区域内分为若

45、干个明区和暗区，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。 菲涅尔透镜的主要作用就是将探测空间的红外线有效地集中到传感器上。通过分布在镜片上的同心圆的窄带用来实现红外线的聚集，相当于凸透镜的作用。这部分选择主要是看透镜窄带的设计及透镜材质。考虑透镜的参数主要有：光通量、不同透镜同心度、厚度不均匀性、透镜光轴与外形同心度、透过率、焦距误差等。菲涅尔透镜窄带的设计一般都是不均匀的，自上而下分为几排，上面较多、下边较少，一般中间密集、两侧疏。因为人脸部、膝部、手臂红外辐射较强，正好对着上边的透镜；下边较少，一是因为人体下部红外辐射较弱，二是为防止地面小动物红外辐射干扰

46、。材质一般用有机玻璃。3.4热释电红外传感器RE200B当一些晶体受热时，在晶体两端会产生数量相等而符号相反的电荷，这种由于热变化产生的电极化现象成为热释电效应。热释电能检测到人或某些动物发射的红外线并转化为电信号输出。为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜。人体辐射的红外线中心波长为910um，而探测元件的波长灵敏度在0.220um范围内几乎稳定不变。在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片可通过光的波长范围为710um，正好适合于人体红外辐射的探测，而对其它波长的红外线由滤光片予以吸收，这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器。

47、热释电红外传感器是一种新型敏感元件、它是由高热电系数材料，配以滤光镜片和阻抗匹配用场效应管组成。它能以非接触方式检测出来自人体发出的红外辐射，将其转化成电信号输出，并可有效抑制人体辐射波长以外的外干扰辐射，如阳光、灯光及其反射光。 RE200B正常工作直流电压310V，信号输出最小电压2.5V，典型值4V，频率响应0.33HZ，工作在714um的红外光谱之间，探测范围平视角138度，仰视角125度。该传感器对于不同波长的光线照射都能产生不同程度的响应，当然通过这个滤镜可以限定晶体对特定波长的光线产生响应，一般在8um14um，这样就非常接近人体辐射的红外线波长（910um）。优点：本身不发生任

48、何的辐射，功耗小，隐蔽性好，价格低廉。 3.5 BISS0001红外传感信号处理器BISS0001是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。BISS0001红外传感信号处理器特点:1.工作电压范围+3V+5V。2.CMOS数模混合专用集成电路。3.双向鉴幅器，可有效抑制干扰。4.具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理。5.内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽。6.采用16脚DIP封装或SOP封装（见图3.3），并且内置参考电压。 图3.3 BISS0001引脚排列图各

49、引脚的定义和功能如下： A：可重复触发和不可重复触发控制端。当A=“1”时，允许重复触发，当A=“0”时，不可重复触发。 V0：控制信号输出端。由V上跳边沿触发使V0从低电平跳变到高电平时为有效触发。在输出延时间TX之外和无VSS上跳变时V0为低电平状态。RR1 RC1：输出延迟时间TX的调节端。TX49152R1C1。 RR2 RC2：触发封销时间Ti的调节端。TX24R2C2。 VSS：工作电源负端，一般接0V。VRF：参考电压及复位输入端。一般接VDD，接“0”时可使定时器复位。VC：触发禁止端。当VCVR时禁止触发；当VCVR时允许触发，VR0.2VDD。 IB：运算放大器偏置电流设置

50、端。经RB接VSS端，RB取值1M左右。VDD：工作电源正端。范围为35V。 2OUT：第二级运算放大器的输出端。2IN-：第二级运算放大器的反相输出端。 1IN+：第一级运放放大器的同相输入端。1IN-：第一级运放放大器的反相输入端。1OUT：第一级运算放大器的输出端。极限参数（VSS=0V）： 输入电压范围：-0.5V -+6V（VDD=6V）。 电源电压：-0.5V -6V。 工作温度：-10-+70。 存放温度：-65-+150。各引出端最大电流：10mA（VDD=5V）。3.6步进电机28BYJ-48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元件。在非超载的情况下，电机的转

51、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，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度。步进电机是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的多相时序控制器，从而达到调速的目的。步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。步进电机是机电转换器件，其特点：可以精确控制其所转过的角度，用于需要完成精确运动的

52、控制系统中。编写步进电机的驱动程序时注意两点：1.启动时如何使步进电机逐步加速；2.如何定位步进电机停止时的位置。步进电机型号28BYJ48代表含义：减速永磁步进电机电机，28表示电机直径28毫米，B表示步进电机，Y表示永磁，J表示带减速箱，48表示可以四拍和八拍运行。该型号的步进电机驱动电压为4.5V到12V驱动方式，四相八拍齿轮减速比:1/64，采用ULN2003驱动，使用方便,带齿轮减速，噪音极低，运转平稳，5V即可驱动，方便单片机开发者使用等。3.7 ULN2003AULN2003A由7组达林顿晶体管阵列和相应的电阻网络以及钳位二极管网络构成,具有同时驱动7组负载的能力,为单片双极型大

53、功率高速集成电路，LN2003A电路属于高压大电流达林顿晶体管阵列电路。主要用于伺服电机，步进电机，电磁阀等领域。ULN2003A功能特点：高电压输出50V，输出钳位二极管，输入兼容各种类型的逻辑电路，应用继电器驱动器。ULN2003是高耐压、大电流达林顿陈列。电路的特点：ULN2003的每一对达林顿都串联一个7.2K的基极电阻,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。其引脚排列图如图3.4所示： 1B7B：输入 1C7C：输出 COM：公共端 E：发射极图3.

54、4 ULN2003A引脚排列图 原理：ULN2003也是一个7路反向器电路，即当输入端为高电平时ULN2003输出端为低电平，当输入端为低电平时ULN2003输出端为高电平，继电器得电吸合。3.8 PT2262/2272 编解码芯片PT2262/2272 是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），二者的引脚排列图如图3.5，图3.6所示。PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262其编码信号是由地址码、数

55、据码、同步码组成一个完整的码字，从17脚输出到射频发射模块的数据输入端发射出去。射频接收模块接收后送到解码芯片PT2272，其地址码经过三次比较核对PT2272的VT脚才输出高电平，与此同时与PT2262相应的数据脚也输出高电平，如果PT2262连续发送编码信号，PT2272第17脚和相应的数据脚便连续输出高电平。PT2262停止发送编码信号，PT2272的VT端便恢复为低电平状态。高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控，相当于调制度为100的调幅。PT2262/2272特点：1.CMOS工艺制造，低功耗。2.外部元器件少。3.RC振荡电阻。4.工作电压范围宽是2.6-15V。5.数据最多可达6位。6.地址码最多可达531441种。PT2262管脚说明：A0-A11：地址管脚,用于地址编码,可置为“0