SCMに基づくアルコール検知・警報システムの装置設計
1. 説明
MQ3センサーでアルコール濃度を検出し、その信号をADCO832で処理し、ワンチップマイコンで処理し、検出濃度が飲酒運転警報値を超えると赤色ランプが点灯します。飲酒運転の警報値を超えると赤色ランプが点灯し、同時にブザーが鳴ります ボタンを押すと警報値を設定でき、 ボタンを押すと現在検出されている濃度値を保存できます。保存された値を問い合わせることができます。
2. ボタンの説明（左から右へ）
KEY1: 設定キー; 設定メニュー(飲酒運転、飲酒運転)を切り替えます。
KEY2: プラスキー; パラメータを + に設定します。2、
KEY3: マイナスキー; 設定パラメータ -。3.
KEY4: 保存キー、現在の検出濃度を保存します。4.
KEY5: クエリ キー。以前に保存した濃度値をクエリします。これは KEY2/KEY3 で参照できます。
デジタル回路の音声タイミングに基づいた Protues シミュレーション設計
1. 設計目的
- デジタルタイミング表示の原理をマスターします。
- デジタル回路でよく使われる基本的な論理ゲート回路、デコーダ、フリップフロップ、カウンタ、555個のパルス発生回路の総合的な設計手法をマスターします。
- シミュレーションソフトProtuesを用いたデジタル回路シミュレーション設計の手法に精通している。
2. 設計のポイント
- 発言時間設定可能（6分以内6分含む）
- スピーチの時間が来るとアラームプロンプトが表示されます。
- デジタル管を使用して、スピーチにかかった時間を表示します。
- LED ライトを使用して秒をシミュレートおよび表示します (10 秒ごとに 1 つのライトが点灯します)。
- 時間はクリアして繰り返し使用することができます。
3.プログラムの設計とデモンストレーション
この設計でカウントアラーム機能を実現するには、まずパルススイッチを使用してカウントパルスを生成し、次に 74LS192 カウンタと 74LS138 デコーダを使用してカウントとデジタル表示を実現し、最後にブザーを鳴らします。アラームを実現するために使用でき、LED ライトを 10 秒間連続点灯し続けるために、555 タイマーによって実現できます。一般に、回路は 2 つの部分で構成され、1 つはカウントおよびデコード部分で、もう 1 つはアラーム部分。
オプション 1 : COMS デジタル チップを使用し、専用クロック チップを使用し、10 進カウンタを使用し、ユニバーサル ボードを使用して回路を溶接し、モジュール内に回路を構築し、電源に専用電源を使用します。利点: 正確なタイミング、敏感な応答、シンプルな思考、安定したパフォーマンス、高い成功率、簡単なデバッグ。短所：運転能力が弱い、配線が複雑、デジタル知識が不十分。
解決策 2 : TTL デジタル チップを使用し、74LS192 多進カウンタを使用し、555 タイマーを使用してクロック モジュールを構築し、USB 電源を使用し、PCB ボードを使用します。利点: この回路は強力な駆動能力を備え、入力ピンのフローティングの問題を考慮する必要がなく、アナログおよびデジタル電子機器の知識を最大限に活用し、美しい外観、便利な電源を供給します。短所: 全体的なレイアウトがより面倒で、トラブルシューティングがさらに面倒で、クロックのパフォーマンスは平均的です。
2 つの方式の長所と短所を比較した結果、2 番目の方式が選択され、上から下への階層設計が行われ、最初に各モジュールの構造が定義および指定され、次にモジュールの内部が設計されました。詳細に。シミュレーション、回路図設計、PCB 製造、および段階的なデバッグを通じて、2 番目のソリューションの欠点が解決されます。作った効果も良く、学んだデジタル電気の知識が十分に活かせます。これは、デジタルおよび電気コースの真の意味を具体化することができます。私たちが設計したタイミングアラームは設計要件に厳密に従っており、正時に時間を告げて表示する機能を備えています;いくつかのデジタルチップ、これらは私たちのグループであり、他のグループとは異なります
1596 SCM に基づくアルコール検知および警報システムのデバイス設計
デジタル回路の音声タイミング予測に基づく 1590 シミュレーション設計
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51個のシングルチップマイコンの最小システムは何ですか
最小のシングルチップマイコンシステムとは、最小のコンポーネントで構成されたシングルチップマイコンで動作するシステムのことを最小アプリケーションシステムと呼びます。
51 シリーズ マイクロコントローラの場合、通常、最小システムにはマイクロコントローラ、水晶発振回路、リセット回路が含まれます。
51シングルチップマイコンの最小システム回路図は以下のとおりです。
説明する
リセット回路: コンデンサと抵抗を直列に接続した回路で構成されており、図から「コンデンサの電圧は急激に変化しない」という性質と合わせて、システム電源投入時にRST端子が立ち上がることが分かります。回路の RC 値によって決まります。一般的な 51 シングルチップ マイクロコンピュータでは、RST ピンの H レベルが 2 マシン サイクル以上続くとリセットされます。 RC 値の適切な組み合わせにより、信頼性の高いリセットが保証されます。一般的に、教科書では C が 10u、R が 8.2K であることが推奨されています。もちろん、他の方法もあります。原理は、RC の組み合わせで高レベルのリセットを生成することです。 RST ピンの 2 マシン サイクル以上 具体的な量の計算方法については、回路解析に関する関連書籍を参照してください。
水晶発振器回路: 一般的な水晶発振器は 11.0592MHz (9600 ボー レートと 19200 ボー レートが正確に得られるため、シリアル ポート通信の場合に使用されます) / 12MHz (正確な uS レベルの時間間隔を生成し、タイミング操作に便利です)
シングルチップマイコン：AT89S51/52またはその他の51シリーズ互換のシングルチップマイコン
特別な注意: ピン 31 (EA/Vpp) は、High レベルに接続すると、マイコンはリセット後に内部 ROM の 0000H から実行を開始し、Low レベルに接続すると、内部 ROM の 0000H から直接実行を開始します。リセット後の外部ROM. この点は初心者には無視されやすいです。
リセット回路:
1. リセット回路の目的
ワンチップマイコンのリセット回路は、コンピュータの再起動部分のようなもので、使用中にコンピュータがクラッシュした場合、再起動ボタンを押すとプログラムを最初から開始します。シングルチップマイコンも同様で、シングルチップマイコンシステムの動作中に、環境の影響によりプログラムが暴走した場合、リセットボタンを押すと内部プログラムが自動的に最初からスタートします。
マイクロコントローラーのリセット回路を次の図に示します。
第二に、リセット回路の動作原理
51シングルチップマイコンのリセットは2USの9番ピンにハイレベルを接続するだけで実現すると紹介されていますが、この処理はどのように実現されているのでしょうか？
シングルチップマイコンシステムでは、電源投入時に一度システムがリセットされ、ボタンを押すと再度システムがリセットされ、ボタンを離して押すとシステムもリセットされます。したがって、キーの開閉により、実行中のシステムでリセットを制御できます。
起動時にリセットされるのはなぜですか
回路図では、コンデンサのサイズは 10uF、抵抗のサイズは 10k です。したがって、式よりコンデンサは電源電圧の0.7倍（マイコンの電源は5Vなので0.7倍の充電は3.5V）まで充電され、所要時間は10K*と計算できます。 10UF=0.1S。
つまり、コンピュータの起動後 0.1 秒以内に、コンデンサの両端の電圧は 0 ～ 3.5 V の間で増加します。このとき、10K 抵抗の両端の電圧は 5 V から 1.5 V に減少します (直列回路の両端の電圧の合計が合計電圧です)。したがって、0.1 秒以内に RST ピンが受け取る電圧は 5V ～ 1.5V になります。通常５Ｖで動作する５１シングルチップマイコンでは、１．５Ｖ未満の電圧信号がローレベル信号、１．５Ｖを超える電圧信号がハイレベル信号となる。したがって、シングルチップシステムは起動後 0.1 秒以内に自動的にリセットされます (RST 端子が High レベル信号を受信する時間は約 0.1 秒です)。
ボタンを押すとリセットされるのはなぜですか
MCU が起動してから 0.1 秒後、コンデンサ C の両端の電圧は 5V まで充電され続けますが、この時点では 10K の抵抗の両端の電圧は 0V に近く、RST はローレベルであるため、システムは正常に動作します。ボタンを押すとスイッチがオンになりますが、このときコンデンサの両端にループが形成されコンデンサは短絡されるため、ボタンを押す過程でコンデンサは放電を開始します。以前に充電された電力。時間の経過とともに、コンデンサの電圧は 0.1 秒以内に 5V から 1.5V、またはそれ以下に解放されます。直列回路の電圧はすべての場所の合計であるため、このとき10Kの抵抗の両端の電圧は3.5V以上になるため、RSTピンは再びハイレベルを受け取ります。マイクロコントローラー システムは自動的にリセットされます。
要約:
1. リセット回路の原理は、マイクロコントローラーの RST ピンが 2US を超えるレベル信号を受信することです。コンデンサの充放電時間が 2US を超えている限り、リセットを実現できるため、静電容量値は回路は変更可能です。
2. ボタンを押してシステムをリセットします。これは、コンデンサが短絡回路に陥り、すべての電気エネルギーが解放され、抵抗器の両端の電圧が増加することによって引き起こされます。
51個のシングルチップマイコンの最小システム回路紹介
1. 51 シングルチップマイコンの最小システムリセット回路の極性コンデンサ C1 のサイズは、シングルチップマイコンのリセット時間に直接影響しますので、一般的には 10 ～ 30uF が使用されます。 51シングルチップマイコンの場合、リセット時間が短くなります。
2. 51 シングルチップマイコンの最小システム水晶発振器 Y1 は、6MHz または 11.0592MHz も使用でき、通常の動作条件下では、より高い周波数の水晶発振器を使用できます。マイコンはシングルチップマイコンの処理速度に直接影響し、周波数が高いほど処理速度は速くなります。
3.51 シングルチップマイコンの最小システム起動コンデンサ C2 および C3 は、一般に 15 ～ 33pF を使用します。コンデンサは水晶発振器に近いほど良く、水晶発振器とシングルチップマイコンの距離が近いほど良いです。 4. P0 ポートはオープンドレイン出力であり、出力ポートとしてプルアップ抵抗が必要です。抵抗は通常 10k です。
タイマ モードに設定すると、カウンタに 1 を加算して内部マシン サイクルをカウントします (1 マシン サイクルは 12 発振サイクルに相当します。つまり、カウント周波数は水晶発振器周波数の 1/12 です)。カウント値ＮにマシンサイクルＴｃｙを乗算したものがタイミング時間ｔとなる。
カウンタモードに設定すると、T0 または T1 端子により外部イベントカウントパルスがカウンタに入力されます。T0 および T1 ピンのレベルは、各マシン サイクルの S5P2 中にサンプリングされます。あるサイクルでハイレベル入力がサンプリングされ、次のサイクルでローレベルがサンプリングされるとカウンタに1が加算され、更新されたカウント値が次のマシンサイクルのS3P1でカウンタにロードされます。1 から 0 への立ち下がりエッジを検出するには 2 マシン サイクルかかるため、サンプリングされたレベルは少なくとも 1 マシン サイクル維持する必要があります。水晶発振器の周波数が 12MHz の場合、最高計数周波数は 1/2MHz を超えません。つまり、計数パルスの周期は 2ms を超えます。