T207基于51单片机的蓝牙智能路灯仿真原理图PCB设计

2022年2月27日 0 条评论 1.74k 次阅读 0 人点赞

【前言】

     hello 大家好,今天给大家讲一讲基于51的的智能蓝牙路灯,之前我们讲过贴片版本的类似项目,今天讲解的是插件版本的,本次设计仍然采用USB小灯来演示两路路灯,具有自动和手动模式。

  • 本次设计采用的LCD1602液晶用于显示功能界面,可显示当前时间、环境光强以及工作模式;
  • 每隔5s向蓝牙串口发送一次当前时间/环境光强/工作模式/路灯状态;
  • 两路路灯均支持故障检测;
  • 工作时间内(18~24时),两个路灯同时点亮,24时以后,B路灯关闭,若检测到由物体通过,路灯B点亮10s后关闭;
  • 非工作时间,光照强度低于所设定的光照阈值,两个路灯点亮
  • 可通过蓝牙分别控制两个路灯状态
  • 可通过按键更改时间/工作时间/光照阈值/工作模式/路灯光照强度

【仿真电路】

    下面是该项目的仿真图,模块化设计并配有功能说明,实现良好的易读性和移植性。(仿真文件为V8.11版本的,大家可以在此下载安装该版本:http://www.jh-tec.cn/archives/5696) 

【硬件电路设计】

    下面是该设计的整体原理图和PCB设计概览,原理图模块化分布,每部分都备注有对应的功能名称,便于阅读;PCB设计采用的3D封装的器件,主要是方便配合结构设计。

原理图PCB:

下面详细介绍一些设计注意点哈,抛砖引玉~

1、关于MCU   本设计采用的MCU为STC公司的STC89C52RC,该芯片使用经典的MCS-51内核,钛叔相信绝大多数的朋友都熟悉该芯片的基本使用,毕竟这算是入门的第一款单片机了。最小系统如下图所示,很简单,这里不赘述具体原理。另说一句,在我们调试MCU小系统的时候,如果工作异常,无论什么类型芯片,首先第一步就是检查芯片的供电电源是否正常,再之后检测晶振和复位,绝大多数的问题都是出在这三个地方,钛叔记得以前学生时代有一次调试51单片机就始终下不进去程序,电源正常,复位也正常,最后发现就是晶振的谐振电容错焊成了1000pf,导致晶振起振失败,诸如类似的问题都可能导致芯片启动失败,所以大家按照我上述的三个点出发去调试,就一定能够解决问题。

 

2、关于电源    如下图所示,钛叔在设计电源接口的时采用的是DC002插座,相比排针,DC电源座既可以供电方便又可以防反接,另外,该座子也可以很方面的在万用板上插接;开关部分采用的是一个简易的拨动开关,钛叔舍弃了最开始采用的自锁开关,一是因为自锁开关的触点电流太小,第二是它不够稳定;图中放置了四个定位孔和电源指示灯。

3、关于显示    该设计的显示部分钛叔采用的LCD1602,设计图如下图所示,这里需要注意如果用单片机的P0接口,记得加上拉电阻,这是该芯片决定的,不明白的朋友可以去看STC89C52RC数据手册哈;另外,LCD1602的R/W引脚,大多数的情况下直接接地保持写操作就行,如果是一些项目需要读操作的话,就需要把该引脚接入单片机(比如基于51单片机的示波器或者贪吃蛇这种项目);VL引脚是调试对比度的,如果事先不知道这个分压参数,用的是电位器的话,很可能第一次使用时候分压不合适导致显示屏亮的但没有东西,就误以为是自己程序的问题,这个问题钛叔以前也犯过,捣鼓了半天才发现是对比度没有调好,其实程序早已经再运行,如果大家是在某宝上买的液晶屏,大多数都是满足下边的分压参数,大家可以参考参考哈。

4、关于按键和报警      该项目设计了六个功能按键,分别是切换、设置、加以及减等功能,按键的型号钛叔采用的是插件的6*6轻触按键。

报警电路部分钛叔设计了声光报警,原理很简单,大家可以参考下图,一个蜂鸣器加LED就可以实现,这里需要注意两个地方,第一是蜂鸣器建议大家选用有源的,操作简单很多,另外就是电压需要选择对应的,钛叔这里采用的是5V的HNB09A05;第二就是这里的三极管建议大家采用PNP管子,原因是该单片机上电默认为高电平,如果这里采用的NPN管子,上电瞬间就会声光报警(即便程序里边该IO口初始化为低),所以这里我们采用PNP管子来避开这种情况。

5、关于时钟    本项目板载有时钟芯片,采用的芯片是常用的DS1302,该部分的电路设计很简单,数据接口记得加上拉电阻。另外,关于晶振部分是否需要加电容,DS1302本身内部是有6pF的负载电容,因此按理说可以不用加,钛叔在实际测试过程中发现,如果是插件封装芯片不加电容稳定性就较差,因此如果大家使用的是插件封装,这里建议增加电容。

6、关于红外感应模块    如下图所示,本设计采用的是HC-SR501人体红外感应模块作为人走过的反馈输入机制,当人进入其感应范围该模块则输出高电平,通过一个PNP三极管可以将该信号输入到单片机,参考电路如下图所示,注意模块插入的时候别插反了哈。

7、关于蓝牙模块    如下图所示,本设计采用的是BT06蓝牙串口模块,本模块支持串行接口,支持SP蓝牙串口协议,具有成本低、体积小、收发灵敏性高等特点,只需配备少许的外围元件就能实现大功能,通过4PIN的排母连接,注意不要插反就行。

8、关于USB小灯    该项目的小灯部分采用的是USB小灯,就是如下图所示这种,5V供电,使用起来非常方便(钛叔的店铺里边有出售)。板载的USB采用的是立式的,控制电路部分,这里同样推荐大家采用PNP的三极管,原因也和之前讲的蜂鸣器一样,避免单片机刚上电时候误触发。

9、关于ADC    该项目的采用的ADC型号是ADC0832CCN,通信方式为IIC,这里记得上拉电阻,该项目总共设计了三个光敏电阻,其中两个分别放置于USB小灯下方用于检测对应的灯故障与否,另外一个光敏放置于板边用于检测环境光。

【实物】

 下面是实物图

实物视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1Su411q7v1/

仿真视频:

https://www.bilibili.com/video/BV1jf4y1b71a/

购买地址:

https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=648779943215

资料地址:

链接:https://pan.baidu.com/s/1HSMP0KnHv6CR7qwyv1JTyA

提取码:1234

 

 

极寒钛

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