基于EM78P156E的自动红外控制系统设计

;;; 摘要：EM78P156E是台湾仪隆电子公司生产的CMOS型8位单片微控制器。它功耗低，速度快，资源丰富，且价格低廉。可用于多种控制领域。文中介绍在EM78P156E控制下的红外水龙头的实际电路和设计思想，同时还给出了该自动红外控制水龙头的控制程序框图。 ;;; 关键词：单片机 低功耗 控制 水龙头 EM78P156E 1 概述 EM78P156E是台湾义降电子公司采用CMOS技术制造的8位单片机，它具有低功耗、高速度等特点，其内部含有看门狗、RAM、ROM、可编程计时/计数器、内外部中断、SLEEP模式及双向三态I/O口，其丰富的应用资源和低廉的价格已使其在各个应用领域取得了重大成功，如充电器，遥控器，语言复读机，汽车防盗报警器，无绳电话等。 笔者依据EM78P156E的特点设计了一个可应用于红外自动水龙头产品的实用电路，并在试用后取得了良好效果。 2 EM78P156E的特点 图1是EM78P156E的管脚图，它的主要参数和特点如下： ●工作电压：2.5V～5.5V。 ●工作频率范围：采用晶振时为：DC～36MHz；采用RC振荡器时为DC～4MHz（5V）： ●低功耗：在5V/4MHz条件下的电流消耗为2mA，在SLEEP时为1μA； ●具有OTP型，其程序存储器为1k×13； ●具有多种振荡形式，带有SLEEP省电模式； ●内含14个特殊功能寄存器，含48×8bit内部RAM； ●可由软件控制双向I/O口，以构成上拉电阻、下拉电阻或集电极开路输出。 3 红外水龙头的工作原理及特点 图2为红外水龙头的工作原理图。它是利用红外发射电路和接收电路配合单片机来工作的。发射电路定时间歇发射发外脉冲，当人要洗手时对红外产生反射，从而使接收电路接收到红外信号，再由单睡机控制电磁阀打开水龙头出水，当人手离开时，接收电路无法收到反射信号，单片机则控制电磁关闭水龙头。为使这种家用或公共场合用的产品具有更高的安全性和可靠性，设计者普遍使用电池作为工作电源，因而对电路整机的功耗要求应足够的小，一般来讲应该从以下几个方面来减少功耗： （1）为了便于电磁阀的驱动，采用4节1.5V电池供电，CPU工作使用HT1033稳压输出的3.3V电压，以降低CPU的工作功耗。为防止在电池电压降低后红外水龙判断的工作可靠性下降，该电路设计有电池电压检测电路，当电池电压降低到一定程序时，电路具有通过指示灯闪烁提醒用户更换电池的功能。 （2）图3所示为电磁阀的控制电路，它通过两个I/O控制脚电平的翻转来对电磁阀进行开/关控制。电磁阀开关动作的控制脉冲宽度可选为30ms，随着该脉冲宽度的增加，电路的功耗将会加大，但如果该脉冲太窄的话，一方面无法驱动电磁阀工作，另一方面还会使电池电压下降从而电磁阀失控。因而应采用软件进行判断补偿：当计数电磁阀开关次数达到一定数值时，应适当增加电磁阀控制脉冲宽度，也可以根据使用次数逐级增加脉宽。这样既能稳定控制电磁阀又能合理分配使用能量。