基于单片机的多媒体教学幕布控制系统的设计

摘要：针对目前多媒体教室中投影幕布控制方法的不足，提出了一种简单、实用的改进方法，该方法基于AT89S52单片机来实现控制，文中给出了新型多媒体幕布控制系统的具体硬件电路实现方法。
关键词：AT89S52单片机；投影幕布控制

    随着科技的进步，多媒体教学设备日益成为现代教学和许多会议场所必不可少的工具。多媒体数学设备一般主要由中控集成器、投影机、幕布、计算机和音响等设备组成。目前市面上对投影幕布的控制的常见方法是通过中控集成器或开关直接控制幕布的上升或下降。其中前者成本较贵、维护复杂；而后者虽然直接、简单，但实际使用中也发现其存在一些不足。
    针对这些问题，本文提出了一种基于AT89S52单片机来对投影幕布自动控制实现方案。该控制方法可在打开计算机时自动开动投影机和降落投影幕布；而在关闭计算机时，可以自动关闭投影机和升上投影幕布，并可远程遥控开关幕布和手动开关幕布。

1 AT89S52的基本功能
    AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，带有8KB在系统可编程Flash存储器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容，其片上Flash允许程序存储器在系统编程，而且适于常规编程器。可为众多嵌入式控制应用提供灵活、有效的解决方案。
    AT89S52的P0口是一个8位漏极开路的双向I／O口，作为输出口，其每位能驱动8个TTL逻辑电平；当对P0口写“1”时，该引脚可用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为8位地址／数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
    该单片机的P1、P2、P3口都是具有内部上拉电阻的8位双向I／O口，其中P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。对这些口写“1”时，内部上拉电阻会把端口拉高，此时端口可以作为输入口使用。当作为输入口使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，则将输出电流。  P3口也可以作为AT89S52特殊功能使用，如P3．0和P3．1可分别作为串口数据的收发端口。

2 多媒体投影幕布控制器的结构
    多媒体投影幕布控制器(以下简称控制器)的结构框图如图1所示。该控制器可在“打开／关闭”计算机时通过计算机的RS232接口发送投影机和幕布控制命令给单片机，并通过单片机控制继电器的“断开／闭合”。从而达到自动控制幕布升降的目的。还可以用遥控器实现远程控制幕布的升降。为了兼容原有的操作方式，该控制器也设计了手动按钮。

3 控制器各模块的设计
3．1 继电器控制电路设计
    图2所示是本系统中的继电器控制电路。图中，插针的脚2接220V幕布电源，脚1和脚3分别接幕布端的上升和下降线，VCC为继电器+5V电源，P1．0和P1．1分别接AT89S52 P1口的P1．0和P1．1引脚，当单片机将这两个引脚置“0”时，继电器可以通过单片机并在PNP三极管9012的驱动下使触点闭合，以实现电动幕布的电机正转或反转(即上升／下降)。由于继电器的线圈是一个电感，切断时会有较大的反向电动势。该反向电动势加在驱动线圈的三极管上，可能将三极管击穿，从而导致继电器无法关断，因此，该高压需要旁路。为了保护驱动三极管，图2中增加了二极管2A9P。

3．2 串口连接电路
    系统中的串口连接电路如图3所示。图中，通过MAX202芯片把计算机和单片机的P3．0和P3．1(P3．0为接收端口，P3．1为发送端口)连接起来，并将MAX202的11脚接AT89S52的P3．1，同时将12脚接P3．0。

3．3 手动按钮设计
    由于上课途中教师可能用到黑板，需要关闭幕布，故在设计时，还需保留原来手动控制方式。本设计采用低压按钮控制方式，而不是传统的220V开关控制方式，图4所示是其按钮电路，其中P1．2接单片机的P1．2引脚，P1．3接单片机的P1．3引脚，这样，按下S2或S3时，相应的单片机引脚电平就会被拉低，单片机将根据被拉低的引脚做出反应并从P1口发出控制幕布动作的命令，从而实现手动打开／关闭幕布的功能，RST接单片机的复位引脚，故在按下S1后，单片机将复位，从而使幕布做出中途停止上升或下降的动作。这样既保持了传统的手动功能，又比传统控制方式更安全。

4 结束语
    实践结果表明，该投影幕布自动控制器的每一项功能均能达到预期目的，使用方法简便，且制作简单，成本较低，实用性也比较强。