【正文】 能項(xiàng)目隨著人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)家庭生活舒適性的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，窗簾作為每個(gè)家庭生活中最必須的家居用品之一，自然也需要滿足人民更舒適性的需求。窗簾最基本的作用無(wú)非是保護(hù)業(yè)主的個(gè)人隱私以及遮陽(yáng)擋塵等功能，但傳統(tǒng)的窗簾您必須手動(dòng)去開關(guān)，每天早開晚關(guān)也是挺麻煩的，特別是別墅或復(fù)式房的大窗簾，比較長(zhǎng)，而且重，用時(shí)需要很大的力才能開關(guān)窗簾，特別不方便；于是電動(dòng)窗簾應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有的電動(dòng)窗簾都可以自動(dòng)開關(guān)閉窗簾，到了時(shí)間自動(dòng)控制窗簾的開關(guān)，可以根據(jù)光的但是他們也有些缺點(diǎn)。窗簾控制器的自動(dòng)開關(guān)如何讓窗簾能夠開關(guān)自如，停機(jī)的時(shí)間是否到位。電動(dòng)窗簾主要有以下幾大功能：（1）手動(dòng)控制：該功能使電動(dòng)窗簾具有手動(dòng)正傳、手動(dòng)反轉(zhuǎn) 和手動(dòng)停止的功能。而且增加了工作狀態(tài)指示，電機(jī)工作在正傳、反轉(zhuǎn)和停止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，數(shù)碼管均有不同工作狀態(tài)指示。（2）半自動(dòng)手動(dòng)控制：半自動(dòng)手動(dòng)控制是在需要關(guān)閉或打開窗簾的時(shí)候，只需要人工按一下“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”按鍵后，窗簾到位自動(dòng)停止。（3）環(huán)境亮度控制：窗簾的關(guān)閉和開啟通過環(huán)境亮度自動(dòng)完成窗簾的開啟或關(guān)閉操作控制，“天黑關(guān)閉，天亮打開”具有智能管理，不產(chǎn)生誤動(dòng)作。（4）時(shí)間自動(dòng)控制：根據(jù)設(shè)置輸入的開啟或關(guān)閉時(shí)間，來(lái)控制窗簾的關(guān)閉和打開。窗簾的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止功能可由單片機(jī)輸出電平來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)。環(huán)境亮度的控制通過光敏電阻和運(yùn)放組成的電路來(lái)控制單片機(jī)輸出電平繼而控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。時(shí)間自動(dòng)控制可以由定時(shí)器來(lái)控制 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃。光電傳感器信號(hào)調(diào)理電路A/D轉(zhuǎn)換器單片機(jī)顯示部件鍵盤步進(jìn)電機(jī) 電動(dòng)窗簾控制器結(jié)構(gòu)框圖由光電傳感器來(lái)探測(cè)外界的光強(qiáng)，從傳感器出來(lái)的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路的放大，濾波調(diào)理后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器件完成一個(gè)轉(zhuǎn)換過程需要一定時(shí)間，如果在這段時(shí)間內(nèi)信號(hào)的幅度發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換結(jié)果將會(huì)受到影響，所以期間要用到采樣保持電路。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由單片機(jī)控制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行與停止。顯示部件用來(lái)顯示電動(dòng)窗簾控制器的各種狀態(tài)信息。鍵盤是主要的輸入設(shè)備，控制單片機(jī)的各種參量。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)總硬件接線圖總體硬件電路圖包括單片機(jī)外圍電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)調(diào)理電路、檢測(cè)電路、鍵盤/顯示接口電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路等模塊。單片機(jī)外圍電路提供各模塊所需的5V電源和時(shí)鐘模塊；信號(hào)檢測(cè)后的是模擬信號(hào)，經(jīng)過調(diào)理放大進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)。單片機(jī)的P2口控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行從而控制窗簾的升降。顯示和鍵盤讓人機(jī)交換變得更容易。以上各模塊組成了電動(dòng)窗簾控制器的總體電路。 89C51單片機(jī)及相關(guān)電路89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。它是美國(guó)ATMEL公司的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。通過基準(zhǔn)頻率來(lái)控制電路中的頻率的準(zhǔn)確性。同時(shí)，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機(jī)發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。電路中的電容C1和C2的典型值通常選擇為30PF左右，該電容的大小會(huì)影響振蕩電路頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。~12MHz。晶體的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越快，單片機(jī)的運(yùn)行速度越快。但反過來(lái)，運(yùn)行速度對(duì)于存儲(chǔ)器的速度要求就越高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也就越高，即要求線間的寄生電容要小。晶體和電容應(yīng)該盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。89C51常選擇振蕩頻率12MHz的石英晶體。 單片機(jī)晶振電路圖復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給89C51的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可以使89C51復(fù)位。復(fù)位時(shí)，單片機(jī)初始化為0000H，從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運(yùn)行錯(cuò)誤（如程序跑飛）或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時(shí)，也需要復(fù)位鍵使RST腳為高電平，使89C51擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動(dòng)。 復(fù)位電路圖本設(shè)計(jì)需要窗簾在給定的時(shí)間自動(dòng)開和關(guān)，所以需要用到定時(shí)器，而為了保證單片機(jī)與外界時(shí)鐘一致，要用到一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。這里使用DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片來(lái)完成這項(xiàng)功能。DS12887是DALLAS公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘芯片，其主要功能包括非易失性時(shí)日歷時(shí)鐘、報(bào)警器、百年歷、可編程中斷、方波發(fā)生器和114字節(jié)的非易失靜態(tài)RAM。使用DS12887時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：Vcc正常情況下為5V，所有的輸入被忽略，輸出為高阻狀態(tài)，Vcc降至3V時(shí)，外部電源被關(guān)斷，內(nèi)部鋰電池為實(shí)時(shí)時(shí)鐘和RAM供電，在斷電情況下，時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行，其中的數(shù)據(jù)可保存十年以上不會(huì)丟失。DS12887有兩種工作時(shí)序，即MOTOROLA和INTEL時(shí)序，由MOT引腳的電平指定，當(dāng)MOT引腳為高電平時(shí)選擇MOTOROLA時(shí)序，當(dāng)MOT引腳為低電平時(shí)選擇INTEL時(shí)序，圖中選為INTEL時(shí)序，這時(shí)芯片的DS引腳接系統(tǒng)的讀信號(hào)/RD，R/W引腳接系統(tǒng)的寫信號(hào)/WR。AS引腳用于分離數(shù)據(jù)地址總線AD7AD0上的地址和數(shù)據(jù)信息，連接到MCU的ALE引腳。RESET引腳的信號(hào)對(duì)日歷時(shí)鐘和RAM沒有影響，但它影響DS12887的命令和狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，在圖中直接將RESET連至Vcc，這樣可以保證DS12887在進(jìn)入或退出電源失效狀態(tài)時(shí)，其工作狀態(tài)不受RESET引腳的影響。DS12887有一個(gè)可編程輸出方波引腳SQW，從該引腳可以輸出頻率為2Hz256Hz的方波，在系統(tǒng)中正是利用此引腳輸出周期為125MS的方波，作為MCU外部中斷/INT0的中斷源實(shí)現(xiàn)周期性中斷，每當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，MCU讀一二次輸入口，檢查電表是否轉(zhuǎn)過一圈，在整點(diǎn)時(shí)還要采一次三相電流和電壓。除此之外，DS12887內(nèi)部還有128字節(jié)的RAM的單元，其中前10個(gè)字節(jié)用于存放日歷時(shí)鐘信息，字節(jié)0為秒，字節(jié)2為分，字節(jié)4為時(shí)，字節(jié)6為星期，字節(jié)7為日，字節(jié)8為月，字節(jié)9為年，字節(jié)0AH0DH用作控制和狀態(tài)寄存器，剩下的114字節(jié)為用戶RAM，所有的這128字節(jié)都是掉電非易失性的。 時(shí)鐘電路圖。模式選擇腳MOT接地， DS12887時(shí)鐘芯片的AS端口和89C51單片機(jī)的AIE端直接相聯(lián)；而DS、R／W 讀寫控制線與單片機(jī)的RD/WR控制線制線相連；DS12887的高位地址由89C51單片機(jī)的P2．7端口來(lái)片選，則DS12887的高8位地址定為7FH，而其低8位則由芯片內(nèi)部各單元的地址來(lái)決定(00H3FH)；DS12887的中斷輸出端IQR和89C51的外部中斷INT0端相聯(lián)，給單片機(jī)提供中斷信號(hào)；DS12887的SQW端與89C5I的TO端相連。 電源電路單片機(jī)工作需要使用5V電壓，因此需要給單片機(jī)設(shè)計(jì)電源電路。它采用LM7805三端集成穩(wěn)壓器，可輸出+5V的直流電壓供電。 電源電路圖 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)為一種數(shù)字伺服執(zhí)行元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、控制方便、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化儀表等領(lǐng)域。為了實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)控制，一般以單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的微處理器，通過步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的速度和位置定位控制。單片機(jī)在本次試驗(yàn)中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制從而達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)角和位移的控制的方法。本次設(shè)計(jì)采用兩個(gè)型號(hào)為130HZ308450的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和位移進(jìn)行控制，該步進(jìn)電機(jī)力矩大、耐負(fù)載沖擊、精度高。176。，即=176。，176。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)控制信號(hào)工作的。而本次測(cè)控系統(tǒng)是以單片機(jī)位控制中心的，下面將介紹步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)主要由脈沖分配器，功率驅(qū)動(dòng)電路，步進(jìn)電機(jī)幾部分構(gòu)成的。： 脈沖控制器 功率驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)負(fù)載脈沖信號(hào) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)方框圖 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)電路圖，是步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的電路圖。單片機(jī)輸出步進(jìn)脈沖后，再由脈沖分配電路按事先確定的順序控制各相的通斷。本設(shè)計(jì)由軟件完成脈沖分配工作，不僅使線路簡(jiǎn)化，成本下降，而且可根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需要，靈活地改變步進(jìn)電機(jī)的控制方案。軟件控制脈沖將在軟件設(shè)計(jì)部分說明。步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路工作在較大脈沖電流狀態(tài)，采用光電耦合器將單片機(jī)與步機(jī)電機(jī)隔離可以避免單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)功率回路的共地干擾，防止強(qiáng)功率的干擾信號(hào)反串進(jìn)主控系統(tǒng)。此外，萬(wàn)一驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障，也不致讓功放中較高的電壓串入單片機(jī)而使其損壞。步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路有很多種，但最為常見的就是用單電壓驅(qū)動(dòng)，雙電壓驅(qū)動(dòng)，斬波驅(qū)動(dòng)，細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。但電壓驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)控制中最為簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路，它在本質(zhì)上是一個(gè)單間的反相器。它最大的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作效率低。而且它的外接電阻要消耗相當(dāng)一部分能量，這樣會(huì)影響電路的穩(wěn)定性。雙電壓驅(qū)動(dòng)電路是采用兩種電源電壓，缺點(diǎn)在于在高低電壓連接處電流出現(xiàn)谷點(diǎn)，這樣必然引起力矩在谷點(diǎn)處下降，不易于電機(jī)的正常運(yùn)行。對(duì)于斬波驅(qū)動(dòng)則可以克服這種缺點(diǎn)，并且還可以提高步進(jìn)電機(jī)的效率。從提高效率的角度來(lái)看這是一個(gè)很好的驅(qū)動(dòng)電路，它可以用較高的電源電壓，同時(shí)無(wú)需外接電阻來(lái)限定額定電流和減少時(shí)間常數(shù)。但由于其波形頂部呈現(xiàn)鋸齒形波動(dòng)，所以產(chǎn)生較大的電磁噪聲。細(xì)分驅(qū)動(dòng)是用脈沖電壓來(lái)供電的，對(duì)于一個(gè)電壓脈沖，轉(zhuǎn)子就可以轉(zhuǎn)動(dòng)一步。本設(shè)計(jì)采用的是恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路。 恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 鍵盤/顯示接口電路 鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)的主要手段。本設(shè)計(jì)中的鍵盤采用44矩陣鍵盤。16個(gè)鍵分別為：09十個(gè)數(shù)字鍵，用于時(shí)間設(shè)定輸入；設(shè)定鍵，設(shè)定自動(dòng)窗簾開和關(guān)的時(shí)間；復(fù)位鍵，在程序出錯(cuò)或者有誤操作的時(shí)候；正轉(zhuǎn)鍵，使步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，窗簾打開；反轉(zhuǎn)鍵，使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，窗簾關(guān)閉；停止鍵，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)；確定鍵，時(shí)間設(shè)定完成后確定輸入。由于按鍵比較多，加上減少所戰(zhàn)占用的端口，可以將按鍵組成一個(gè)矩陣。 鍵盤接口電路獲取鍵盤信息的方法有2種，我們經(jīng)常用到的是掃描法。在掃描法中，所有的行線固定為輸出端口，并依次輸出低電平；所有列線固定為輸入端口，用來(lái)檢測(cè)按鍵狀態(tài)。當(dāng)全部按鍵均松開時(shí)，從列線上檢測(cè)不到行線輸出