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`一、项目设计背景及概述 本次开发板的设计,主要是想让用户在应用中学习这款单片机,所以在开发板中植入一个插座。可以说最终成型的是一个可控插座。让用户在能更好的感受到此单片机带来的设计乐趣。 二、项目设计原理 1、 原理概述 SLH89F5162开发板型插座,主要是利用单片机判断一些指令,对IO进行控制,进而控制继电器的通断,达到对市电的通断控制。另外SLH89F5162作为一款新出的芯片,并且只支持脱机下载,本次制作集成了脱机下载电路进去,用户可以简单的使用一根micro u***数据线就可以对芯片进行开发研究。 2、 硬件设计原理1. 电源电路: 由于变压器采购不到,故不设计开关电源,直接采用网上购买的5V/2A开关电源板。相对于阻容压降电路,开关电源电路具有转换效率高,波纹小,电流大等优点,故直接采用开关电源电路。如图1所示,VDD是USB输入的电压,电压比开关电源电压小,故在VCC5与VDD中加入一个SS24二极管进行隔离图1 2.串口通讯电路: 本次使用的串口通讯芯片是CH340G,此芯片具有电路简单,稳定性好的特点,通过简单的电路设计可以去除MAX232电路以及九针串口插座等累赘器件。如图2所示,在P2可以通过跳线帽配置串口使用的芯片,可以选择对主控芯片进行通讯,也可以选择作为脱机下载芯片的下载接口。 图2 3.脱机下载电路: SLH89F5162芯片目前只支持脱机下载,经常性的插拔容易导致芯片不能下载,所以这款开发板把下载电路集成进去。图3 是一款控制下载的芯片。图4是存储数据用的flash芯片。首先通过PC机把程序下载到flash中,再用控制芯片通过串口方式对SLH89F5162芯片烧写程序。实现脱机下载。 图3 图4 4.SLH89F5162最小系统电路: SLH89F5162作为一款兼容51流水指令的单片机,在管脚上也是大同小异,所以最小系统电路也是没什么差别,如图5所示 图5 5.触摸按键: 本次使用的触摸按键控制芯片是SJT5101, SJT5101 是一颗低成本高可靠度的电容式触摸感应 IC,提供 1 个触摸感应通道;外围元件少,设计简单,只需极少的元件即可完成硬件设计。提供 2 种输出模式,输出高/低电平可选。触摸感应按键的灵敏度 ,可根据需要通过调节外部电容的容值进行调整,增加了产品的可操作性,使设计更加灵活多变。如图6 图6 6.LED电路: 本次的LED是作为触摸按键的指示灯,同时也可以通过用户编写不同程序来改变状态。如图7 图7 7.时钟电路:本次采用的是DS1302时钟芯片,DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功能,工作电压为2.5V~5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。在插座设计中,定时和预约功能是不可少的,若采用单片机计时,一方面需要采用计数器,占用硬件资源,另一方面需要设置中断、查询等,同样耗费单片机的资源,而且,某些测控系统可能不允许。但是,如果在系统中采用时钟芯片DS1302,则能很好地解决这个问题。电路如图8 图8 8.NFR无线通讯: 本次是直接采用NFR24L01模块电路。故在此只设计了接口电路。如图9 图9 9.OLED显示电路: 本次使用是128*64的OLED液晶显示。直接使用的是模块,并没有在此对显示屏驱动电路进行集成。如图10 图10 10.DS18B20电路: DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。可以很好的实时监控温度变化。如图11 图11 11. 1838红外接收电路: 目前一般家庭中都会具有电视遥控器,为了更好的利用这些资源,本次作品添加了红外接收头,通过程序编写,可有遥控器控制插座。电路如图12 图12 12.蜂鸣器电路: 作品中集成了时钟电路,那么当然少不了蜂鸣器。蜂鸣器作为提示还是比较有用的。如图13 图13 13.继电器电路: 继电器主要是作为插座的通断控制,本次使用的是5V/30A的继电器。电路如图14 图14 14. ACS712电流检测电路: ACS712是Allegro公司新推出的一种线性电流传感器,该器件内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路,能输出与检测的交流或直流电流成比例的电压。具有低噪声,响应时间快(对应步进输入电流,输出上升时间为5S),50千赫带宽,总输出误差最大为4%,高输出灵敏度(66mV/A~185 mV/A),使用方便、性价比高、绝缘电压高等特点。在此次应用中,可由深联华芯片自带的ADC模块读取ACS712检测回来的电压值,进而线性转换,即可得出当前电流值,然后可以进行功率计算已经功率限定等功能。电路如图15 图15 15.AT24C02电路: AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM,虽然SLH89F5162芯片自带了1KE2PROM,但是我还是把这个集成进去,目前是让用户能学得更多。电路如图16 图16 16.USB供电电路: 本来想设计一个可控电路输出5V控制手机充电使用,但是忽略了MOS的压降。导致制作出来后电压过低,实现不了充电,电路如图17 ,所以改为直接输出5V/2A。电路如图18 图17 图18 3、 软件设计原理由于是开发板型,故软件方面没什么好阐述的。 三、测试结果 实物图: 四、总结 本次作品所集成的模块比较多,可供一个单片机初学者。由入门到深入学习。 我对此作品的构思:一个多功能的插座,可以检测到当前电器使用的功率以及可以对用电功率做出限定,另外具有OLED显示屏幕。可以写一个菜单。里面具有万年历,时钟,闹钟,插座时间预定与定时,温度检查,功率检查,功率设定等功能。另外可以接入蓝牙,WIFI等模块进行物联网的远程控制。 由于平时工作比较忙,没有时间去完善程序部分,在以后的应用中会逐步去完善。 程序工程文件:
程序.rar
(106.56 KB, 下载次数: 2
)
硬件工程文件:
硬件工程.rar
(2.48 MB, 下载次数: 10
)
设计报告文档:
SLH89F5162开发板型插座.rar
(7.97 MB, 下载次数: 189
)
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