学海网

机械原理示教板控制系统设计--------硬件电路设计，共40页，17750字。本设计是对机械原理示教板的研究，它包括多个模块，如CPU模块，红外发射、接受模块，录放音模块等
目 录
第一章 绪 论 1
1.1、课题背景与意义 1
1.1.1、现有试验台控制情况 1
1.1.2、改进后的控制情况 1
1.1.3、意义 1
1.2、主要研究内容 1
第二章 整体功能模块概述 2
2.1 、整体功能框图 2
2.2 、单片机控制电机模块 2
2.3 、单片机控制语音芯片模块 3
2.4 、红外发送与接收模块 3
第三章 硬件设计 4
3.1 、硬件总体结构 4
3.2 、硬件的构成 4
3.2.1 、CPU模块构成 4
3.2.2、电源模块的构成 6
3.2.2.1、电源模块的整流原理 6
3.2.2.2、稳压部分 7
3.2.3、语音模块的构成 8
3.2.3.1、ISD4004概述[5] 8
3.2.3.2、引脚描述[5] 9
3.2.3.3、SPI(串行外设接口) 10
3.2.3.4、SPI 控制寄存器 11
3.2.3.5、时序 12
3.2.3.6、 录音电路 13
3.2.3.7、放音电路 13
3.2.4、电机控制模块的构成 14
3.2.5、红外收发模块的构成 15
3.2.5.1、遥控发射技术的基本原理 15
3.5.2.2、红外接收装置 17
3.2.6 并串行通信模块 17
3.2.6.1、并行通信模块[10] 17
3.2.6.2、串行通信模块[10] 19
3.3、元件的选用 20
3.3.1、选用标准 20
3.3.2、单片机的选择 20
3.3.3、语音芯片的选择 21
3.3.4、红外收发器件的选择 21
3.3.5、继电器的选择 21
3.4、抗干扰设计 22
3.4.1、上拉电阻[14] 22
第四章 硬件的焊接与调试 24
4.1、焊接工具 24
4.1.1、电烙铁 24
4.1.2、焊锡和助焊剂 24
4.1.3、辅助工具 24
4.2、焊前处理 24
4.2.1、清除焊接部位的氧化层 24
4.2.2、元件镀锡 25
4.3、焊接技术 25
4.4、电源模块 25
4.5、单片机最小系统 25
4.6、并行线 26
4.7、串行线 26
4.8、语音芯片 27
4.9、继电器模块 27
4.9.1、继电器引脚图定义说明 27
4.9.2、继电器引脚辨识 27
4.10、系统整合调试 28
4.11、PCB板的设计 28
4.11.1、布线规则 28
4.11.2、PCB布线注意问题 29
第五章 使用说明 30
5.1、语音芯片录放音方法 30
5.2、红外遥控器按键对应控制功能 30
第六章 结论与展望 31
6.1、结论 31
6.2、进一步展望 31
参考文献 32
附录一 : 单片机AT89S52引脚功能 33
附录二：总电路图 35
致 谢 36

摘要：我校现有的机械示教板是手动控制的，在演示的时候控制不便，示范效果不理想，已远不能满足教学科研的要求。为了更好的发挥机械示教板的教学作用，开发一套简单实用且价格低廉的控制系统，以实现机械示教板的自动控制是必要的。
本文论述的机械示教板控制系统是基于单片机实现的。采用了功能模块化设计：红外收发模块，电机控制模块，语音模块等。人机交互采用了现已广泛使用的红外遥控技术。本文详细介绍了以单片机为核心的MCU模块及其它模块的结构、原理、设计与制作,并且使用Protel99SE完成了PCB板设计。
经过反复调试，改进，该控制系统现已运行稳定，工作可靠，能满足设计需要。
关键字：单片机；ISD4004；继电器；红外线遥控器； Protel99 SE

ABSTRACT: The mechanical demonstrator in our school is the hand control, in demonstration time, it controls inconveniently, the demonstration effect is not ideal, it has not been able to satisfy the teaching and the scientific research request. It is necessary to develop a simply ,practical and the low in price the control system torealize the mechanical demonstrator automatic control for the better displaying the mechanical demonstrator's teaching function.
This article elaborates the mechanical demonstrator control system.It is based on the monolithic integrated circuit. It’s used the function modulation design: Infrared receiving and dispatching module, motor control module, pronunciation module and so on. The man-machine interaction has used the infrared remote control technology which already widely used. The man-machine interaction has used the infrared remote control technology which already widely used. This article introduced the principle, the design and the manufacture of the core MCU module and other module structure in detail.It takes the monolithic integrated circuit as the core MCU module.And I completed the PCB board design using Protel99SE.
KEYWORDS : Micro-controller；Relay；ISD4004；The red outside remote control toward the correspondence；Protel99SE