基于單片機(jī)的多媒體教學(xué)幕布控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：針對(duì)目前多媒體教室中投影幕布控制方法的不足，提出了一種簡(jiǎn)單、實(shí)用的改進(jìn)方法，該方法基于AT89S52單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，文中給出了新型多媒體幕布控制系統(tǒng)的具體硬件電路實(shí)現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；投影幕布控制

    隨著科技的進(jìn)步，多媒體教學(xué)設(shè)備日益成為現(xiàn)代教學(xué)和許多會(huì)議場(chǎng)所必不可少的工具。多媒體數(shù)學(xué)設(shè)備一般主要由中控集成器、投影機(jī)、幕布、計(jì)算機(jī)和音響等設(shè)備組成。目前市面上對(duì)投影幕布的控制的常見(jiàn)方法是通過(guò)中控集成器或開(kāi)關(guān)直接控制幕布的上升或下降。其中前者成本較貴、維護(hù)復(fù)雜；而后者雖然直接、簡(jiǎn)單，但實(shí)際使用中也發(fā)現(xiàn)其存在一些不足。
    針對(duì)這些問(wèn)題，本文提出了一種基于AT89S52單片機(jī)來(lái)對(duì)投影幕布自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)方案。該控制方法可在打開(kāi)計(jì)算機(jī)時(shí)自動(dòng)開(kāi)動(dòng)投影機(jī)和降落投影幕布；而在關(guān)閉計(jì)算機(jī)時(shí)，可以自動(dòng)關(guān)閉投影機(jī)和升上投影幕布，并可遠(yuǎn)程遙控開(kāi)關(guān)幕布和手動(dòng)開(kāi)關(guān)幕布。

1 AT89S52的基本功能
    AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，帶有8KB在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，其片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)編程，而且適于常規(guī)編程器?？蔀楸姸嗲度胧娇刂茟?yīng)用提供靈活、有效的解決方案。
    AT89S52的P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I／O口，作為輸出口，其每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平；當(dāng)對(duì)P0口寫(xiě)“1”時(shí)，該引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為8位地址／數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。
    該單片機(jī)的P1、P2、P3口都是具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，其中P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)這些口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻會(huì)把端口拉高，此時(shí)端口可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入口使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，則將輸出電流。  P3口也可以作為AT89S52特殊功能使用，如P3．0和P3．1可分別作為串口數(shù)據(jù)的收發(fā)端口。

2 多媒體投影幕布控制器的結(jié)構(gòu)
    多媒體投影幕布控制器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)控制器)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。該控制器可在“打開(kāi)／關(guān)閉”計(jì)算機(jī)時(shí)通過(guò)計(jì)算機(jī)的RS232接口發(fā)送投影機(jī)和幕布控制命令給單片機(jī)，并通過(guò)單片機(jī)控制繼電器的“斷開(kāi)／閉合”。從而達(dá)到自動(dòng)控制幕布升降的目的。還可以用遙控器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制幕布的升降。為了兼容原有的操作方式，該控制器也設(shè)計(jì)了手動(dòng)按鈕。

3 控制器各模塊的設(shè)計(jì)
3．1 繼電器控制電路設(shè)計(jì)
    圖2所示是本系統(tǒng)中的繼電器控制電路。圖中，插針的腳2接220V幕布電源，腳1和腳3分別接幕布端的上升和下降線(xiàn)，VCC為繼電器+5V電源，P1．0和P1．1分別接AT89S52 P1口的P1．0和P1．1引腳，當(dāng)單片機(jī)將這兩個(gè)引腳置“0”時(shí)，繼電器可以通過(guò)單片機(jī)并在PNP三極管9012的驅(qū)動(dòng)下使觸點(diǎn)閉合，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)幕布的電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)(即上升／下降)。由于繼電器的線(xiàn)圈是一個(gè)電感，切斷時(shí)會(huì)有較大的反向電動(dòng)勢(shì)。該反向電動(dòng)勢(shì)加在驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的三極管上，可能將三極管擊穿，從而導(dǎo)致繼電器無(wú)法關(guān)斷，因此，該高壓需要旁路。為了保護(hù)驅(qū)動(dòng)三極管，圖2中增加了二極管2A9P。

3．2 串口連接電路
    系統(tǒng)中的串口連接電路如圖3所示。圖中，通過(guò)MAX202芯片把計(jì)算機(jī)和單片機(jī)的P3．0和P3．1(P3．0為接收端口，P3．1為發(fā)送端口)連接起來(lái)，并將MAX202的11腳接AT89S52的P3．1，同時(shí)將12腳接P3．0。

3．3 手動(dòng)按鈕設(shè)計(jì)
    由于上課途中教師可能用到黑板，需要關(guān)閉幕布，故在設(shè)計(jì)時(shí)，還需保留原來(lái)手動(dòng)控制方式。本設(shè)計(jì)采用低壓按鈕控制方式，而不是傳統(tǒng)的220V開(kāi)關(guān)控制方式，圖4所示是其按鈕電路，其中P1．2接單片機(jī)的P1．2引腳，P1．3接單片機(jī)的P1．3引腳，這樣，按下S2或S3時(shí)，相應(yīng)的單片機(jī)引腳電平就會(huì)被拉低，單片機(jī)將根據(jù)被拉低的引腳做出反應(yīng)并從P1口發(fā)出控制幕布動(dòng)作的命令，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)打開(kāi)／關(guān)閉幕布的功能，RST接單片機(jī)的復(fù)位引腳，故在按下S1后，單片機(jī)將復(fù)位，從而使幕布做出中途停止上升或下降的動(dòng)作。這樣既保持了傳統(tǒng)的手動(dòng)功能，又比傳統(tǒng)控制方式更安全。

4 結(jié)束語(yǔ)
    實(shí)踐結(jié)果表明，該投影幕布自動(dòng)控制器的每一項(xiàng)功能均能達(dá)到預(yù)期目的，使用方法簡(jiǎn)便，且制作簡(jiǎn)單，成本較低，實(shí)用性也比較強(qiáng)。