TOP1 智能电动平衡车电路规划图
近年来，两轮自平衡电动车以其行走灵敏、便当、节能等特色得到了很大的开展。国内外有许多这方面的研讨，也有相应的产品。两轮平衡电动车的运作原理首要是建立在一种被称为“动态安稳”（Dynamic StabilizaTIon）的根本原理上，也便是车辆本身的主动平衡才能。以内置的精细固态陀螺仪（Solid-State Gyroscopes）来判别车身地址的姿态情况，透过精细且高速的中心微处理器核算出恰当的指令后，驱动马达来做到平衡的作用。
电源接口电路图
测速模块接口
单片机最小体系
车主控模块首要由稳压模块、isp下载口、无线模块、加速度传感器、陀螺仪、74ls04s施密特触发器、电源指示灯组成。其间主控芯片的首要功用是收集加速度传感器、陀螺仪、光电编码器、以及无线模块的数据进行运算，然后进行反应。不只是首要的数据运算中心又是操控中心。
更多智能硬件材料集锦，详情请进入》》》
TOP2 选用MSP430的机器人定位体系电路
关于在室外环境作业的移动机器人一般运用惯导/卫星组合导航办法。惯性导航体系具有彻底自主、抗搅扰强、荫蔽才能好和输出参数全面等长处，但它的鲁棒性极低，差错会不断随时刻累积发散。卫星导航体系具有精度高、定位规模广和差错不随时刻累积等长处，但其自主性差、易受外界遮挡和搅扰、接纳机数据更新频率低一级缺陷。因而工程上常常将两者互补结合运用，组成卫星/惯性组合导航体系。
本文以低功耗MSP430F149为中心，规划了能够一起完结卫星导航（GNSS）接纳机、惯性丈量单元（IMU）、气压高度等导航信息的高速收集与高速合路传输，并进行开端导航定位信息交融的导航体系，即可为室外移动机器人供给直接的导航服务，也可作为高精度组合导航体系的原始丈量信息高速收集体系。体系规划的关键是运用单片机有限的接口资源完结了多传感器信息并行收集，规划了有用的数据同步办法，处理了气压传感器数据手册遗漏导致的无法接入问题，给出了机器人组合定位的根本办法。体系充分运用了MSP430F149单片机的才能，具有结构简略、低功耗、对传感器具有普适性等长处。
本体系由电源、气压计接口、IMU接口、 GNSS接纳机接口、SPI转UART模块及MSP430F149构成。体系组成如图1所示。组合导航体系的功用完结分为IMU数据接纳与解析、GNSS 数据接纳与解析、气压计数据接纳与解析、组合导航解算以及数据输出五个部分。IMU数据接纳与解析功用用来获取导航解算中需求的加速度和角速度信息;GNSS数据接纳与解析功用用来获取导航解算中需求的方位和速度信息（松耦合组合）或许 GNSS伪距和伪距率（紧耦合组合）;气压计数据接纳与解析功用用来获取高度信息;组合导航解算功用为体系中心，用来进行组合导航解算;数据的输出包含原始数据包的整合输出宽和算成果的输出。
图1 体系组成结构图
本文所运用的惯性器材和GNSS接纳机都是RS-232电平的UART接口，具有通用性，用户可依据本钱考虑不同精度的设备。气压计选用美国MEAS公司出产的MS5803-02BA，现已固化在电路中。
微操控器接口
整个组合导航定位体系需求三个UART接口和两个SPI接口。其间两个UART接口由430单片机自带的UART资源供给，别的一个UART接口由 GPIO模仿SPI经过MAX3111E芯片转化得到;两个SPI接口由GPIO模仿得到。别的需求一个外部中止引脚捕获秒脉冲信号（PPS）、一个外部中止引脚捕获MAX3111E中止信号。MSP430F149管脚资源分配如表1所示。
电源电路
本体系供电需求为3.3V供电，因而选用AMS1117稳压芯片，接入5V电源即可输出3.3V安稳电压，可供给1A电流，满意体系供电需求。电路规划如图2所示。
图2 电源电路
IMU器材及GNSS接纳机接口电路
IMU器材及GNSS接纳机都选用UART接口办法接入，选用RS232协议。因而可运用430单片机上自带的两个UART接口，可是需求进行TTL电平与RS232电平转化。这儿选用常见的MAX3232芯片，电路规划如图3所示。
图3 IMU及GNSS接口电路
气压计MS5803-02BA接口电路
MS5803-02BA［3］是由MEAS公司出产的数字压力传感器，分辨率达10cm。芯片内部包含一个高线性的压力传感器和一个内部工厂标定系数的超低功耗24位ΔΣ型ADC。该款芯片有SPI和I2C两种接口办法，经过芯片的PS引脚装备了挑选不同的接口办法（PS置低时，选用SPI作业方法;PS置高时，选用I2C作业方法）。本文所论述的定位体系将气压计装备为SPI作业方法。MS5803-02BA与微操控器间的接口电路规划如图4所示。
图4 MS5803-02BA接口电路
MS5803-02BA的操控指令包含复位指令、温度ADC指令、气压ADC指令、ADC读取指令、PROM读取指令。操控指令如表2所示。操控指令经过SDI口移位输入，呼应成果从SDO移位输出。输入的电平判定在时钟信号的上升沿，输出的电平判定在时钟信号的下降沿。输出的气压值能够进行温度补偿，需求运用芯片内部PROM中的系数来补偿。ADC读取指令输入之后，输出24位ADC成果;PROM读取指令输入之后，输出16位补偿系数。
本文依据MSP430F149单片机规划的室外移动机器人组合导航定位体系，经过接口的扩展使得该款定位体系能够接入IMU、GNSS接纳机、气压计三路信息，完结开端导航定位服务功用，一起可作为多路数据收集设备，将多路数据整合到一路高速输出接口，用于进一步的高精度导航解算。该体系依据运用者的需求不同，可接入不同本钱和精度的设备，只需满意RS-232协议即可。笔者将其实践运用，整个体系充分运用该款单片机的资源，结构简略、功耗低、适用规模广，不只可作为开端导航定位服务的设备，还可作为多路数据收集设备。
TOP3 AT89C2051多路舵机操控电路详解
舵机是一种方位伺服的驱动器。它接纳必定的操控信号，输出必定的视点，适用于那些需求视点不断改动并能够坚持的操控体系。在微机电体系和航模中，它是一个根本的输出履行机构。以FUTABA-S3003型舵机为例，图1是FUFABA-S3003型舵机的内部电路。
舵机的作业原理是：PWM信号由接纳通道进入信号解调电路BA66881。的12脚进行解调，取得一个直流偏置电压。该直流偏置电压与电位器的电压比较，取得电压差由BA6688的3脚输出。该输出送人电机驱动集成电路BA6686，以驱动电机正回转。当电机转速必守时，经过级联减速齿轮带动电位器 R。，旋转，直到电压差为O，电机中止滚动。舵机的操控信号是PWM信号，运用占空比的改动改动舵机的方位。
舵机的操控办法
电源线和地线用于供给舵机内部的直流电机和操控线路所需的动力．电压一般介于4～6V，一般取5V。留意，给舵机供电电源应能供给满意的功率。操控线的输入是一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20 ms（即频率为50 Hz）。当方波的脉冲宽度改动时，舵机转轴的视点发生改动，视点改动与脉冲宽度的改动成正比。某型舵机的输出轴转角与输入信号的脉冲宽度之间的联系可用围 3来表明。
舵机操控器硬件电路规划
从上述舵机转角的操控办法可看出，舵机的操控信号本质是一个可嗣宽度的方波信号（PWM）。该方波信号可由FPGA、模仿电路或单片机来发生。选用 FPGA本钱较高，用模仿电路来完结则电路较杂乱，不适协作多路输出。一般选用单片机作舵机的操控器。现在选用单片机做舵机操控器的计划比较多，能够运用单片机的守时器中止完结PWM。该计划将20ms的周期信号分为两次守时中止来完结：一次守时完结高电平守时Th；一次守时完结低电平守时T1。Th、 T1的时刻值随脉冲宽度的改换而改动，但，Th+T1=20ms。该办法的长处是，PWM信号彻底由单片机内部守时器的中止来完结，不需求添加外围硬件。缺陷是一个周期中的PWM信号要分两次中止来完结，两次中止的守时值核算较费事；为了满意20ms的周期，单片机晶振的频率要下降；不能完结多路输出。也能够选用单片机+8253计数器的完结计划。该计划由单片机发生计数脉冲（或外部电路发生计数脉冲）供给给8253进行计数，由单片机给出8253的计数比较值来改动输出脉宽。该计划的长处是能够完结多路输出，软件规划较简略；缺陷是要添加l片8253计数器，添加了硬件本钱。本文在归纳上述两个单片机舵机操控计划根底上，提出了一个新的规划计划，如图4所示。
该计划的舵机操控器以AT89C2051单片机为中心，555构成的振荡器作为守时基准，单片机经过对555振荡器发生的脉冲信号进行计数来发生PWM 信号。该操控器中单片机能够发生8个通道的PWM信号，别离由AT89C2051的P1．0～Pl.7（12～19引脚）端口输出。输出的8 路PWM信号经过光耦阻隔传送到下一级电路中。因为信号经过光耦传送进程中进行了反相，因而从光耦出来的信号有必要再经过反相器进行反相。方波信号经过光耦传输后，前沿和后沿会发生畸变，因而反相器选用CD40106施密特反相器对光耦传输过来的信号进行整形，发生规范的PWM方波信号。笔者在试验进程中发现，舵机在作业进程中要从电源吸纳较大的电流，若舵机与单片机操控器共用一个电源，则舵机会对单片机发生较大的搅扰。因而，舵机与单片机操控器选用两个电源供电，两者不共地，经过光耦来阻隔，并且给舵机供电的电源最好选用输出功率较大的开关电源。该舵机操控器占用单片机的个SCI串口。串口用于接纳上位机传送过来的操控指令，以调度每一个通道输出信号的脉冲宽度。MAX232为电平转化器，将上位机的RS232电平转化成TTL电平。
完结多路PWM信号的原理
在模仿电路中，PWM脉冲信号能够经过直流电平与锯齿波信号比较来得到。在单片机中，锯齿波能够经过对整型变量加1操作来完结，如图5所示。假定单片机程序中设置一整型变量SawVal，其值改动规模为O～N。555振荡电路发生的外部计数时钟信号输入到AT89C2051的INTO脚。每逢在外部计数时钟脉冲的下降沿，单片机发生外部中止，履行外部中止INT0的中止服务程序。每发生一次外部中止，对SawVal履行一次加1操作，若SawVal已到达最大值N，则对SawVal清O。SawVal值的改动规则相当于锯齿波，如图5所示。若在单片机程序中设置另一整型变量DutyVal，其值的改动规模为 O～N。每逢在SawVal清0时，DulyVal从上位机发送的操控指令中读入脉冲宽度系数值，例如为H（0≤H≤N）。若 DutyVal≥SawVal，则对应端口输出高电平；若DutyVal《Sawval，则对应端口输出低电平。从图5中可看出，若改动 DutyVal的值，则对应端口输出脉冲的宽度发生改动，但输出脉冲的频率不变，此即为PWM波形。
TOP4 无人机温度巡检信号调度电路
现在无人飞翔器首要飞翔于大气对流层和平流层低层区间。该区间大气温度改动杂乱，大气环境的温度过低或过高都将直接影响无人飞翔器操控体系的正常作业。因为无人飞翔器机身需求检测温度的部位较多，监测方针比较涣散，运用单一结构的温度传感器或结冰勘探外表难以实时、全面地把握整个机身表而温度情况，因而，本规划结合已有的民用多路测温技能，提出一种依据FPGA的适用于无人飞翔器机身各部位温度检测和功用事务办理的多路温度巡检体系。该体系可在无人飞翔器飞翔进程中，依据需求循环监测各部位的温度情况，以便能够及早测出机身或许呈现的结冰低温并向体系宣布报警信号使飞机及时飞离结冰区域或敞开除冰规划，然后到达确保飞翔安全的意图。
规划计划的全体结构
无人飞翔器温度巡检设备的结构框图如图1所示。
本规划选用FPGA作为中心芯片，电源电路供电后，信号调度电路经过铂电阻传感器PT100将收集的电压信号经过扩展器扩展后送给A/D采样电路，A /D采样电路经过采样把模仿信号转化为数字信号后送给FPGA进行处理，处理数据后FPGA主动把处理成果送出，经过液晶显现并且与键盘电路设定的值进行比对，假如超出设定值规模，FPGA送出信号，使得蜂鸣器电路报警，继电器电路呼应，发动加热设备，图1给出了体系的全体框图。依照体系的功用要求，设备的硬件电路依据其功用划分为信号调度模块、A/D采样模块、FPGA最小体系模块等部分。
信号调度模块
体系选用惠斯通电桥接入铂电阻传感器PT100信号，如图2所示。
图2中INA、INB之差与PT100阻值改动呈线性联系，经过将INA、INB改动值采样再对应铂电阻传感器P100刻度表即可换算得到实测温度。考虑到铂电阻传感器PT100探头发生的信号十分弱小，很简略遭到噪声搅扰，所以扩展电路挑选单运放构成的外表扩展器。外表扩展器具有差分式结构，对共模噪声有很强的抑制造用，一起具有较高的输入阻抗和较小的输出阻抗，十分适宜对弱小信号的扩展。图2中R3，R4，R5，R6，R7，R8均选用低温漂的精细电阻，R2为多圈精细可调电阻。经过电路能够核算出：
A/D采样模块
体系选用 AD7476作为采样芯片。该芯片是12位低功耗逐次迫临型ADC，选用单电源作业，电源电压为2.35V至5.25V，最高吞吐速率可达 1MSPS，彻底满意本体系的采样精度和速度的要求。该芯片内置一个低噪声、宽带宽采样坚持扩展器，可处理6MHz以上的输入频率。AD转化进程和数据收集进程经过CS和串行时钟SCLK进行操控，然后为器材与FPGA接口发明了条件。输入信号在CS的下降沿进行采样，而转化一起在此处发动，转化速率取决于SCLK的时钟频率。图3为AD7476的典型接线电路。
软件规划
温度巡检设备的软件以VHDL言语为根底，采样模块化的规划思路编程，分为液晶显现模块、AD采样模块、键盘输入模块、报警模块和PWM操控模块模块。图4给出了各模块之间的联系图。
体系首要经过AD采样模块对温度进行采样，将采样的数据送入温度检测模块进行处理。温度检测模块的使命是核算将采样来的温度值与体系的预设值之间的差值，运用差值的巨细来操控PWM模块输出脉冲宽度不同的脉冲波，经过脉冲波开操控继电器的通断，然后到达温度的安稳操控。
体系的定标
首要用高精度电阻箱替代铂电阻传感器Pt100对丈量体系进行定标。依据式1所示的铂电阻传感器Pt100电阻和输出电压之间的联系，经过改动电阻箱的取值来设定相对应的测验温度点标称值，经过丈量体系、A/D采样的核算，得到丈量温度显现值。依据初测数据对丈量电路、补偿电压进行校准后，完结对体系的定标作业。
体系实测
将铂电阻传感器Pt100接入丈量体系，并置入高精度恒温箱中（温控精度0.01℃）进行整个温度丈量体系定标丈量。丈量时要留意恒温箱的密封，以进步环境温度安稳性;恒温箱温度安稳后，每隔1min对同一温度点进行20次丈量。由表1中数据可见，丈量体系的最大差错为0.009℃，阐明Pt100 铂电阻传感器的定标差错较小，精度也较高，能满意高精度温度丈量体系的丈量要求，但温度高端差错较大，或许与恒温箱温度操控精度有关，有待于进一步定标。
本文提出了依据FPGA的无人飞翔器温度巡检设备的规划计划，该计划中所规划的无人飞翔器温度巡检设备运用FPGA快速性、可并行性、延时固定性等特色，能够快速，精确的检测无人机的各部件温度。经过试验验证，体系的最大差错不超越0.01度，彻底满意无人飞翔器对温度收集的要求。
TOP5 四轴飞翔器三相六臂全桥驱动电路
四轴飞翔器是近来在专业与非专业范畴都十分火爆的技能产品。下面这篇文章针对四轴飞翔器无方位传感器无刷直流电机的驱动操控，规划开发了三相六臂全桥驱动电路及操控程序。规划选用ATMEGA16单片机作为操控中心，运用反电势过零点检测轮番导通驱动电路的6个MOSFET完结换向;直流无刷电机操控程序完结MOSFET上电自检、电机发动软件操控，PWM电机转速操控以及电路维护功用。该规划电路结构简略，本钱低、电机作业安稳牢靠，完结了电机接连作业。近年来，四轴飞翔器的研讨和运用规模逐渐扩展，它选用四个无刷直流电机作为其动力来历。无刷直流电机为外转子结构，直接驱动螺旋桨高速旋转。
无刷干流电机的驱动操控办法首要分为有方位传感器和无方位传感器的操控办法两种。因为在四轴飞翔器中的要求无刷直流电机操控器要求体积小、重量轻、高效牢靠，因而选用无方位传感器的无刷直流电机。本文选用的是朗宇X2212 kv980无刷直流电机。无刷直流电机驱动操控体系包含驱动电路和体系程序操控两部分。选用功率管的开关特性构成三相全桥驱动电路，之后运用DSP作为主控芯片，凭借其强壮的运算处理才能，完结电机的发动与操控，但电路结构杂乱本钱高，缺少经济性。直流无刷电机的换向选用反电势过零检测法，一旦检测到第三相的反电势过零点就为换向做准备。反电势过零检测选用虚拟中性点的办法，经过检测电机各相的反电势过零点来判别转子方位。而依据电机三相绕组端电压改动规则的电机电流换向理论，能够大大进步体系操控精度。
本文无刷直流电机的驱动电路选用三相六臂全桥电路，操控电路的办理操控芯片选用 ATmega 16单片机完结，以充分发挥其高功用、资源丰富的特色，因而外围电路结构简略。无刷直流电机选用软件发动和PWM速度操控的办法，完结电机的发动和安稳作业，大大进步四轴飞翔器无刷直流电机的调速和操控功用。
三相六臂全桥驱动电路
无刷直流电机驱动操控电路如图1 所示。该电路选用三相六臂全桥驱动办法，选用此办法能够削减电活动摇和转矩脉动，使得电机输出较大的转矩。在电机驱动部分运用6个功率场效应管操控输出电压，四轴飞翔器中的直流无刷电机驱动电路电源电压为12 V.驱动电路中，Q1~Q3选用IR公司的IRFR5305（P沟道），Q4~Q6为IRFR1205（N 沟道）。该场效应管内藏续流二极管，为场效应管关断时供给电流通路，以防止管子的反向击穿，其典型特性参数见表1.T1~T3 选用PDTC143ET 为场效应管供给驱动信号。
表1 MOSFET管参数
由图1 可知，A1~A3 供给三相全桥上桥臂栅极驱动信号，并与ATMEGA16单片机的硬件PWM驱动信号相接，经过改动PWM信号的占空比来完结电机转速操控;B1~B3供给下桥臂栅极驱动信号，由单片机的I/O口直接供给，具有导通与截止两种情况。
图1 无刷直流电机三相六臂全桥驱动电路
无刷直流电机驱动操控选用三相六情况操控战略，功率管具有六种触发情况，每次只要两个管子导通，每60°电视点换向一次，若某一时刻AB 相导通时，C 相到，无电流输出。单片机依据检测到的电机转子方位，运用MOSFET的开关特性，完结电机的通电操控，例如，当Q1、Q5 翻开时，AB 相导通，此刻电流流向为电源正极→Q1→绕组A→绕组B→Q5→电源负极。相似的，当MOSFET 翻开次序别离为Q1Q5，Q1Q6，Q2Q6，Q2Q4，Q3Q4，Q3Q5时，只需在适宜的机遇进行精确换向，就可完结无刷直流电机的接连作业。
反电势过零检测
无刷直流电机能够正常接连作业，就要对转子方位进行检测，然后完结精确换向。电机转子方位检测办法首要有光电编码盘、霍尔传感器、无感丈量三种办法。因为四轴飞翔器无刷直流电机要求体系结构简略、重量轻，因而选用无方位传感器的办法，运用第三相发生的感生电动势过零点时刻推迟30°换向。尽管该办法在电机发动时比较费事，可控性差，但因为电路简略、本钱低，因而适宜于在正常飞翔进程中不需求频频发动的四轴飞翔器电机。
因为无刷直流电机的两相导通方法，因而能够运用不导通的第三相检测反电势的巨细。如图2反电势检测电路，中性点N 与单片机的AIN0 相接，Ain，Bin，Cin别离接单片机的ADC0，ADC1，ADC2.不停地比较中性点N电压与A，B，C三相三个端点电压的巨细，以检测出每相感生电动势的过零点。ATMEGA16单片机模仿比较器的正向输入端为AIN0，负向输入端依据ADMUX寄存器的装备而挑选 ADC0，ADC1，ADC2，然后运用了单片机自带的模仿比较器的复用功用。当A，B相通电期间，C相反电势与中性点N进行比较，相似的，就能够成功检测出各相的过零事情。
图2 反电势检测电路
电机的反电势检测出来后，就能够找到反电势的过零点，在反电势过零后推迟30°电视点进行换向操作。
驱动电路选用三相六臂全桥电路，MOSFET 作为开关元件，运用ATmega 16 单片机作为操控芯片，反电势过零检测以及软件发动的操控办法，并推迟30°进行换向。正常发动后，单片机输出PWM 完结无刷直流电机转速调度。一起规划了电压、电流监测电路，确保体系安全，因而，该体系能够正常驱动无方位传感器无刷直流电机，并且能够运用于四轴飞翔器。
TOP6 揭秘智能照明体系硬件电路
对一些照明时刻较长、照明设备较多的场所，其照明体系的运用糟蹋现象层出不穷。因为缺少科学办理和办理人员的责任心不强，有时在凭借外界环境能正常作业和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所糟蹋的电能是十分惊人的。据测算，这种现象的耗电占其单位一切耗电的40％左右。因而，有必要在确保照明质量的前提下，施行照明节能办法。这不只能够节约动力，并且会发生显着的经济效益。
本体系首要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机体系及操控电路组成。作业时，光照检测电路和热释电红外线传感器收集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，单片机依据这些信息经过操控电路对照明设备进行开关操作，然后完结照明操控，以到达节能的意图。
体系硬件规划
按图1构成的体系硬件电路如图2所示。为了使体系功用愈加完善，在该体系中能够添加时刻显现电路，用于显现当时的时刻。因为该部分硬件与软件均已老练，在此不做具体介绍。
中心操控模块
现在较为盛行的单片机有AVR和51单片机，从体系规划的功用需求及本钱考虑，51单片机性价比更高。AT89C52是具有2个外部中止、2个16位守时器、2个可编程串行UART的单片机。中心操控模块选用AT89C52单片机已彻底满意规划需求，完结整个体系操控。
光照检测电路
如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A点电平较高，将此电平送到单片机，由程序操控是否完结照明。
热释电传感器及处理电路
热释电红外线传感器
热释电红外传感器能以非触摸方法检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。热释电传感器具有本钱低、不需求用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可活动装置等特色。实践运用时，在热释电传感器前需装置菲涅尔透镜，这样可大大进步接纳灵敏度，添加检测间隔及规模。试验证明，热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜，则其检测间隔仅为2 m左右；而配上菲涅尔透镜后，其检测间隔可添加到10 m以上。因为热释电传感器输出的信号改动缓慢、幅值小（小于1 mV），不能直接作为照明体系的操控信号，因而传感器的输出信号有必要经过一个专门的信号处理电路，使得传感器输出信号的不规则波形转变成适宜于单片机处理的数字信号。依据以上要求，人体热释电检测电路组成框图如图3所示。
信号处理电路
本规划选用BIS0001来完结对热释电传感器输出信号的处理。BIS0001是一款具有较高功用的热释电传感器信号处理%&&&&&%，它首要由运算扩展器、电压比较器、情况操控器、推迟时刻守时器以及封闭时刻守时器等构成。由BIS0001构成的信号处理电路如图4所示。
图 4中，热释电传感器S极输出信号送入BIS0001的14脚，经内部榜首级运算扩展器扩展后，由C3耦合从12脚输入至内部第二级运算扩展器扩展，再经电压比较器构成的鉴幅器处理后，检出有用触发信号去发动推迟时刻守时器，最终从12脚输出信号（Vo）送入单片机进行照明操控。BIS0001的1脚接高电平，使芯片处于可重复触发作业办法。输出Vo（高电平）的推迟时刻Tx由外部R8和C7的巨细调整；触发封闭时刻TI由外部R9和C6的巨细调整。
延时时刻挑选电路
体系在AT89C52的P1中设置了延时时刻挑选电路，其意图是在环境光照较弱时，照明设备延时一段时刻后主动平息。电路经过 P1.0～P1.3设置4个延时时刻，当P1.0～P3.0无开关闭合时，体系按初始值进行延时；当P1.0～P1.3有开关闭合时，程序从 P1.3～P1.0进行检测，若检测到某一端口为低电平时，则体系按当时端口设置的值进行延时。设置时刻联系值如表1所示。
输出操控电路
单片机对光照检测电路和传感器处理电路输出的信号进行检测，输出操控信号由单片机的P2.0输出。在室内环境光照较强或光较弱但室内又无人时，P2.0 输出高电平，此刻三极管V1截止，继电器J1不作业，则接在220 V上的照明设备不亮。在室内光照较弱且传感器检测室内有人时，则P2.0输出低电平，此刻三极管V1导通，继电器J1作业，则220 V交流电经过继电器加到照明设备上，照明设备正常点亮。
本次规划的智能照明操控体系，适用于校园、商场等大面积室内场所的照明操控，能够有用地对照明设备进行主动操控，到达科学办理与节能的意图。试验证明，该体系结构简略、装置便利、作业安稳、牢靠性高。若在该体系中添加报警设备，也可完结主动报警功用。
TOP7 智能移动终端体系电路规划详解
跟着技能的开展，各种移动定位终端现已深化咱们的日子，而一起人们需求更多依据方位的安全确保，所以也向GPS提出了新的要求，能否供给一种嵌入式GPS，供给安防联防比如巡查进程中保安移动信息服务，方位监控分配服务等。显而易见，GPS、微型嵌入式终端等新技能，必定成为GIS中一个新式的重要研讨范畴。本规划首要完结电子巡查体系（图1）智能终端两个关键技能环节：GPS信息获取以及空间方位信息、总台指令的无线交互传输。
以往的保安巡查没有太多设备，人均一个对讲机，一条警棍。跟着GPS的呈现，基站即总台对每个保安的地理方位信息的把握成为或许。即每个保安装备一套 GPS定位设备，以及一套将本身方位信息发送给总台的无线收发设备。因为给每个保安从头装备一套设备本钱昂扬，并且筛选已有的对讲机不行实践，所以，将对讲机作为已有的信道载体，便一箭双雕，只须对旧的对讲机作部分电路的调整修正，就能既便利又实践地构筑史无前例的安全体系。
图1 电子巡查体系运用
运用主板与各个功用模块的结合组成移动智能终端。它包含MCU即单片机AT89S52、GPS接纳模块、模仿调制解调芯片MSM6882、液晶显现模块 LCD1602、语音组成芯片XF1M01，见图2。移动智能终端完结正向GPS数据收集、处理和发送，以及反向对总台指令进行接纳、辨认、履行。其间 GPS模块一秒钟输出一次GPS信息，MCU将其录入，并在显现模块上显现本身经纬度和时刻日期。然后经过调制解调芯片将数据加载到对讲机然后无线传输给总台，完结正向使命。
图2 智能终端结构
接着会有大约半秒种时刻段等候总台指令，若收到总台的指令，即依据数据帧判别指令类型，提取相应数据，经MCU处理后履行相应的显现操作和语音提示操作，完结反向使命。当终端接纳到方针指令信息并处理履行后，从头发送回总台时前导码改动以表明指令接纳成功，使总台作出相应处理。例如前导码能够从 “start”变成“start1”。
和以往功用单一，界面短缺人性化的便携式设备比较，这个GPS数据收集处理传输一体化智能终端有了功用的扩展。首要，每个保安能够在LCD显现屏上看到自己的地址经纬度、时刻日期等信息，给保安一个直观，明晰的地理方位感。别的，能够实时接纳来自总台的指令信息，经MCU处理后，将总台差遣前往的地址经纬度实践在LCD屏幕与本身方位加以比照，完结信息的透明化。另一个改善是语音提示智能化以及视点偏置的核算，经过接纳总台宣布的方针差遣地址经纬度，与本身方位比较后，明晰明晰地提示保安该往什么方向走多远。体系终端选用51系列的单片机作MCU。用调制解调芯片把信号加载到对讲机完结无线传输替代独立的无线通信模块。液晶屏选取简略易用的LCD1602。计划大大下降本钱，并且安稳牢靠。
如图所示，在1秒时隙内，先接纳GPS信号（图中GPS表明），经收集后再发送给调制芯片（图中Send_data），然后操控LCD显现（图中 LCD），显现结束后开端等候接纳总台指令信号，等候直至下一秒的到来，相隔大约0.6秒。若下一秒到来前没有指令信号则转入下一个循环；若下一秒到来前有接纳到指令信号则进入接纳程序（图中Receive_data），经过时间短的数据处理时刻段（图中process）后再发动显现（图中 LCD2），然后驱动言语芯片发音（图中Speak）。成功收到指令信息后，下一周期的“Send_data”将改动前导码以反应给总台。
硬件电路规划
图5 智能终端全体硬件电路
MCU
本规划选用AT89S52作为MCU，其间P0口与P1口的2，3，4操控LCD1602；P1口的5，6，7作为同步串口操控调制解调芯片MSM6882；串口的RX接纳GPS数据，TX发送语音数据（见图5）。
GPS模块
规划选用u-blox公司的GPS接纳模块nr-86，该模块体积小重量轻，集成高灵敏度、低功耗的NemeriX芯片计划于规划中。本模块能快速定位， 1Hz导航更新频率，并能够对16颗卫星进行一起盯梢。支撑WGS-84的数据协议。它接口简略，TTL电平串口输出NMEA-0183格局的数据，只须衔接模块的TX端与51单片机的RX端，别的单片机P1.0与模块的RESET端相连，以操控模块复位。本规划选用NMEA默许格局中的$GPRMC协议，是因为该协议精简，信息掩盖面广，数据简略被单片机收集处理。
调制解调芯片MSM6882
在规划时，89S52单片机经过同步串口与该芯片相连，然后由芯片把信号调制到模仿信道，再将信号加载到对讲机（PTT）上，由对讲机完结无线传输。单片机CLK引脚的输入时钟周期应在0.42μs到1.35μs规模内，经过可调电阻调度调制信号输入到电台的幅值。信号一路经信号限幅后送入 MSM6882的AI引脚，别的一路经扩展、检波、幅值比较后送入单片机，以作为载波检测信号。当体系检测到该信号时，能够采纳延时发送的办法来防止同频搅扰和信道堵塞。
语音组成芯片XF1M01
语音组成芯片 XF1M01经过异步串口接纳待组成的文本，它内含GB-2312汉字字库，外接单支三极管驱动扬声器，即可完结文本到声响（TTS）的转化，规划中音频输出经过功放再送给扬声器，以取得较大音量，习惯野外环境。只须送给它汉字的内码（即16位二进制字符），即可读出一字，多送多读，因而对寄存空间的要求要低，适宜电子巡查体系的运用。芯片空闲时Ready端输出低电平，因而将其连至单片机P3.2，单片机即可扫描该引脚，当芯片空闲时就经过异步串口给它发送数据。传输波特率由Baud_0、Baud_1两个引脚决议，规划中选用的是9600bps。单片机的P1.1与芯片RESET端相连以操控芯片复位。
规划了一个嵌入式智能移动定位终端，经过什物调试成功。奇妙运用低本钱硬件完结了GPS的信号收集、处理、传输等的功用。规划经过低本钱的设备改进制造出了智能移动终端，完结总台对保安方位等信息的把握，监控。本规划奇妙地运用原有对讲机网络作为数字通信前言，使得本钱更低运用更便利。别的语音组成文本芯片的运用简化了硬件的开发。
