基于EM78P156E的自動紅外控制系統(tǒng)設(shè)計

;;; 摘要：EM78P156E是臺灣儀隆電子公司生產(chǎn)的CMOS型8位單片微控制器。它功耗低，速度快，資源豐富，且價格低廉?？捎糜诙喾N控制領(lǐng)域。文中介紹在EM78P156E控制下的紅外水龍頭的實際電路和設(shè)計思想，同時還給出了該自動紅外控制水龍頭的控制程序框圖。 ;;; 關(guān)鍵詞：單片機(jī) 低功耗 控制 水龍頭 EM78P156E 1 概述 EM78P156E是臺灣義降電子公司采用CMOS技術(shù)制造的8位單片機(jī)，它具有低功耗、高速度等特點，其內(nèi)部含有看門狗、RAM、ROM、可編程計時/計數(shù)器、內(nèi)外部中斷、SLEEP模式及雙向三態(tài)I/O口，其豐富的應(yīng)用資源和低廉的價格已使其在各個應(yīng)用領(lǐng)域取得了重大成功，如充電器，遙控器，語言復(fù)讀機(jī)，汽車防盜報警器，無繩電話等。 筆者依據(jù)EM78P156E的特點設(shè)計了一個可應(yīng)用于紅外自動水龍頭產(chǎn)品的實用電路，并在試用后取得了良好效果。 2 EM78P156E的特點 圖1是EM78P156E的管腳圖，它的主要參數(shù)和特點如下： ●工作電壓：2.5V～5.5V。 ●工作頻率范圍：采用晶振時為：DC～36MHz；采用RC振蕩器時為DC～4MHz（5V）： ●低功耗：在5V/4MHz條件下的電流消耗為2mA，在SLEEP時為1μA； ●具有OTP型，其程序存儲器為1k×13； ●具有多種振蕩形式，帶有SLEEP省電模式； ●內(nèi)含14個特殊功能寄存器，含48×8bit內(nèi)部RAM； ●可由軟件控制雙向I/O口，以構(gòu)成上拉電阻、下拉電阻或集電極開路輸出。 3 紅外水龍頭的工作原理及特點 圖2為紅外水龍頭的工作原理圖。它是利用紅外發(fā)射電路和接收電路配合單片機(jī)來工作的。發(fā)射電路定時間歇發(fā)射發(fā)外脈沖，當(dāng)人要洗手時對紅外產(chǎn)生反射，從而使接收電路接收到紅外信號，再由單睡機(jī)控制電磁閥打開水龍頭出水，當(dāng)人手離開時，接收電路無法收到反射信號，單片機(jī)則控制電磁關(guān)閉水龍頭。為使這種家用或公共場合用的產(chǎn)品具有更高的安全性和可靠性，設(shè)計者普遍使用電池作為工作電源，因而對電路整機(jī)的功耗要求應(yīng)足夠的小，一般來講應(yīng)該從以下幾個方面來減少功耗： （1）為了便于電磁閥的驅(qū)動，采用4節(jié)1.5V電池供電，CPU工作使用HT1033穩(wěn)壓輸出的3.3V電壓，以降低CPU的工作功耗。為防止在電池電壓降低后紅外水龍判斷的工作可靠性下降，該電路設(shè)計有電池電壓檢測電路，當(dāng)電池電壓降低到一定程序時，電路具有通過指示燈閃爍提醒用戶更換電池的功能。 （2）圖3所示為電磁閥的控制電路，它通過兩個I/O控制腳電平的翻轉(zhuǎn)來對電磁閥進(jìn)行開/關(guān)控制。電磁閥開關(guān)動作的控制脈沖寬度可選為30ms，隨著該脈沖寬度的增加，電路的功耗將會加大，但如果該脈沖太窄的話，一方面無法驅(qū)動電磁閥工作，另一方面還會使電池電壓下降從而電磁閥失控。因而應(yīng)采用軟件進(jìn)行判斷補(bǔ)償：當(dāng)計數(shù)電磁閥開關(guān)次數(shù)達(dá)到一定數(shù)值時，應(yīng)適當(dāng)增加電磁閥控制脈沖寬度，也可以根據(jù)使用次數(shù)逐級增加脈寬。這樣既能穩(wěn)定控制電磁閥又能合理分配使用能量。