基于單片機(jī)的多媒體教學(xué)幕布控制系統(tǒng)的設(shè)計

摘要：針對目前多媒體教室中投影幕布控制方法的不足，提出了一種簡單、實用的改進(jìn)方法，該方法基于AT89S52單片機(jī)來實現(xiàn)控制，文中給出了新型多媒體幕布控制系統(tǒng)的具體硬件電路實現(xiàn)方法。
關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；投影幕布控制

    隨著科技的進(jìn)步，多媒體教學(xué)設(shè)備日益成為現(xiàn)代教學(xué)和許多會議場所必不可少的工具。多媒體數(shù)學(xué)設(shè)備一般主要由中控集成器、投影機(jī)、幕布、計算機(jī)和音響等設(shè)備組成。目前市面上對投影幕布的控制的常見方法是通過中控集成器或開關(guān)直接控制幕布的上升或下降。其中前者成本較貴、維護(hù)復(fù)雜；而后者雖然直接、簡單，但實際使用中也發(fā)現(xiàn)其存在一些不足。
    針對這些問題，本文提出了一種基于AT89S52單片機(jī)來對投影幕布自動控制實現(xiàn)方案。該控制方法可在打開計算機(jī)時自動開動投影機(jī)和降落投影幕布；而在關(guān)閉計算機(jī)時，可以自動關(guān)閉投影機(jī)和升上投影幕布，并可遠(yuǎn)程遙控開關(guān)幕布和手動開關(guān)幕布。

1 AT89S52的基本功能
    AT89S52是一種低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，帶有8KB在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。AT89S52使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容，其片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)編程，而且適于常規(guī)編程器。可為眾多嵌入式控制應(yīng)用提供靈活、有效的解決方案。
    AT89S52的P0口是一個8位漏極開路的雙向I／O口，作為輸出口，其每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平；當(dāng)對P0口寫“1”時，該引腳可用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為8位地址／數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。
    該單片機(jī)的P1、P2、P3口都是具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，其中P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對這些口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻會把端口拉高，此時端口可以作為輸入口使用。當(dāng)作為輸入口使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，則將輸出電流。  P3口也可以作為AT89S52特殊功能使用，如P3．0和P3．1可分別作為串口數(shù)據(jù)的收發(fā)端口。

2 多媒體投影幕布控制器的結(jié)構(gòu)
    多媒體投影幕布控制器(以下簡稱控制器)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。該控制器可在“打開／關(guān)閉”計算機(jī)時通過計算機(jī)的RS232接口發(fā)送投影機(jī)和幕布控制命令給單片機(jī)，并通過單片機(jī)控制繼電器的“斷開／閉合”。從而達(dá)到自動控制幕布升降的目的。還可以用遙控器實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制幕布的升降。為了兼容原有的操作方式，該控制器也設(shè)計了手動按鈕。

3 控制器各模塊的設(shè)計
3．1 繼電器控制電路設(shè)計
    圖2所示是本系統(tǒng)中的繼電器控制電路。圖中，插針的腳2接220V幕布電源，腳1和腳3分別接幕布端的上升和下降線，VCC為繼電器+5V電源，P1．0和P1．1分別接AT89S52 P1口的P1．0和P1．1引腳，當(dāng)單片機(jī)將這兩個引腳置“0”時，繼電器可以通過單片機(jī)并在PNP三極管9012的驅(qū)動下使觸點閉合，以實現(xiàn)電動幕布的電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)(即上升／下降)。由于繼電器的線圈是一個電感，切斷時會有較大的反向電動勢。該反向電動勢加在驅(qū)動線圈的三極管上，可能將三極管擊穿，從而導(dǎo)致繼電器無法關(guān)斷，因此，該高壓需要旁路。為了保護(hù)驅(qū)動三極管，圖2中增加了二極管2A9P。

3．2 串口連接電路
    系統(tǒng)中的串口連接電路如圖3所示。圖中，通過MAX202芯片把計算機(jī)和單片機(jī)的P3．0和P3．1(P3．0為接收端口，P3．1為發(fā)送端口)連接起來，并將MAX202的11腳接AT89S52的P3．1，同時將12腳接P3．0。

3．3 手動按鈕設(shè)計
    由于上課途中教師可能用到黑板，需要關(guān)閉幕布，故在設(shè)計時，還需保留原來手動控制方式。本設(shè)計采用低壓按鈕控制方式，而不是傳統(tǒng)的220V開關(guān)控制方式，圖4所示是其按鈕電路，其中P1．2接單片機(jī)的P1．2引腳，P1．3接單片機(jī)的P1．3引腳，這樣，按下S2或S3時，相應(yīng)的單片機(jī)引腳電平就會被拉低，單片機(jī)將根據(jù)被拉低的引腳做出反應(yīng)并從P1口發(fā)出控制幕布動作的命令，從而實現(xiàn)手動打開／關(guān)閉幕布的功能，RST接單片機(jī)的復(fù)位引腳，故在按下S1后，單片機(jī)將復(fù)位，從而使幕布做出中途停止上升或下降的動作。這樣既保持了傳統(tǒng)的手動功能，又比傳統(tǒng)控制方式更安全。

4 結(jié)束語
    實踐結(jié)果表明，該投影幕布自動控制器的每一項功能均能達(dá)到預(yù)期目的，使用方法簡便，且制作簡單，成本較低，實用性也比較強(qiáng)。