基于凌陽(yáng)單片機(jī)SPCE061A 的紅外泵液器的設(shè)計(jì)

O 引言
紅外泵液器通常用于完成“伸手出水，縮手停水”功能，一般可提供手動(dòng)和自動(dòng)兩種泵液模式，同時(shí)具有低電壓檢測(cè)報(bào)警以及使用完畢后語(yǔ)音提示等功能。紅外泵液器在工作時(shí)，一般首先通過(guò)傳感器將伸手出水動(dòng)作轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過(guò)紅外發(fā)射二極管發(fā)出紅外光去控制受控裝置中的紅外接收二極管，再利用光照強(qiáng)弱來(lái)改變電路中的電流。當(dāng)伸出手時(shí)，接收部分收到的紅外線強(qiáng)度降低，轉(zhuǎn)換的電流強(qiáng)度減弱，拿開手時(shí)，紅外直射到光敏管上，輸出電流增強(qiáng)；之后的第二步，再將電流信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換為能被SPCE06lA單片機(jī)識(shí)別的高低電平。由此需要電路具有流控電壓源的功能，高電平約為5V，低電平為0V，為此，可采用雙極性三極管的共射極接法來(lái)實(shí)現(xiàn)；第三步，則是通過(guò)對(duì)高低電壓信號(hào)的判斷來(lái)輸出控制信號(hào)，并將控制信號(hào)輸出給電機(jī)，再通過(guò)電機(jī)控制水泵。這部分主要是對(duì)IOB2的中斷檢測(cè)，伸手時(shí)紅外線被擋住，三極管截止，IOB2得到高電平，即利用IOB2的上升沿中斷申請(qǐng)功能(或者使用查詢方法)來(lái)向SPCE06lA單片機(jī)提出放水的中斷請(qǐng)求。
通過(guò)以上三個(gè)操作步驟，僅僅可以基本完成設(shè)計(jì)功能，而本文對(duì)上述傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)之處有以下三點(diǎn)：
(1)使用1*3鍵盤提供自動(dòng)與手動(dòng)切換。在自動(dòng)模式下，手伸到儀器出水，手離開停止；手動(dòng)模式下，按下2鍵出水，按3鍵停止。
(2)改進(jìn)了工作指示燈電路模塊。當(dāng)電路處于工作狀態(tài)時(shí)，指示燈亮。
(3)改進(jìn)了語(yǔ)音播報(bào)，由于SPCE061A單片機(jī)集成了2個(gè)10位DAC(數(shù)一模轉(zhuǎn)換)模塊，因此，利用這部分資源可以方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，從而使人機(jī)交互更友好，同時(shí)也可以表明當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

1 紅外泵液器的硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)的工作組成原理如圖1所示。

本方案采用凌陽(yáng)SPCE061A單片機(jī)。并選用GR4010l紅外發(fā)射二極管作為紅外發(fā)射器件．GDl6ll硅PIN型光敏二極管作為紅外接收器件。微型電機(jī)選用QDB一30―3．0作為泵液器的驅(qū)動(dòng)。紅外傳感部分可用來(lái)檢測(cè)是否有人需要使用泵液器，它分為紅外發(fā)射和紅外接收兩部分。紅外發(fā)射管采用GR40101，主要通過(guò)IOB8輸出一定頻率的脈沖來(lái)控制紅外發(fā)射管的發(fā)射頻率。紅外接收管則采用GD1611，可利用IOB2的外部中斷功能來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。語(yǔ)音播報(bào)部分采用SPCE061A內(nèi)部的DACl輸出信號(hào)到語(yǔ)音電路，再使用A2000格式放音。本系統(tǒng)提供3個(gè)按鍵，可用來(lái)設(shè)定出液量、自動(dòng)、手動(dòng)泵液等，他們占用SPCE06lA的IOA0―2共3根I／O線。系統(tǒng)選用微型電機(jī)來(lái)作為泵液的驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的控制是由一個(gè)三極管作為電子開關(guān)完成的。可通過(guò)IOB4控制三極管，從而控制電機(jī)。利用SPCE061A內(nèi)部的LVD單元可以完成低電壓檢測(cè)，而不需要外接其它組件。此外，系統(tǒng)還提供了一個(gè)發(fā)光二極管作為工作指示燈，并可用IOA5來(lái)控制。