【正文】 2）根據(jù)要求完成根據(jù)陽光和聲音控制窗簾動作的控制要求（3）完成整個控制系統(tǒng)硬件電路原理圖設(shè)計和軟件設(shè)計，編程工作。（4）完成軟硬件聯(lián)調(diào)工作，實現(xiàn)設(shè)計功能5本章小結(jié)本章主要講述了智能窗簾的研究背景和在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾饬x，以及當(dāng)前窗簾的主要控制方式分別是遙控、時控、光控和聲控。在本次設(shè)計中確定自己想要往哪些方面研究智能窗簾的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)什么樣的功能。還提出來在設(shè)計的過程中會遇到的問題，大概的想了一下怎么完成本次設(shè)計的任務(wù)。第一章 方案論證及總體設(shè)計由于白天和黑夜的光照強(qiáng)度不同則需要光電傳感器自動開關(guān)窗簾，這是智能窗簾不可缺少的部分。那么選擇什么樣光電傳感器比較好呢？通過自己查找資料，發(fā)現(xiàn)光電傳感器主要有以下幾種選擇方案。方案一：采用光敏電阻作為光控模塊，主要是利用光電感應(yīng)效應(yīng)原理工作的，在沒有光線的地方，光敏電阻的阻值比較大，電流很??；當(dāng)有光照較強(qiáng)時，其電阻值瞬間變小，電流增大。為了使光敏電阻器吸收更多的光能，光敏電阻被制成薄片形狀。光敏電阻具有體積小、靈敏度高、穩(wěn)定性好、質(zhì)量輕等特點。因此光敏電阻被用于很多光電控制系統(tǒng)，如路燈，照相機(jī)自動曝光裝置，光電計數(shù)器等方面[5]。方案二：采用光敏二極管作為光控模塊，主要是通過單向?qū)щ娦怨ぷ鞯?，光照特性比較好。在沒有光照時，反向電阻很大，反向電流比較小，二極管截止。當(dāng)受到光照時，PN結(jié)導(dǎo)通，電阻迅速變小，電流變大，二極管導(dǎo)通，電路工作。但是它的能耗相對其它光電傳感器而言比較高，容易引起發(fā)熱等現(xiàn)象。所以在本次設(shè)計中，不適合使用。方案三：采用光敏三極管作為光控模塊，光敏三極管對電路中的電流有很大的放大作用。但是光敏三極管的光照特性和靈敏度沒有光敏二極管好，還容易受溫度的影響。因為光敏電阻器的應(yīng)用范圍廣、性能相對較好、體積小、價格便宜等特點。所以本次設(shè)計選用光敏電阻作為光電傳感器。方案一：矩陣鍵盤電路連接復(fù)雜，但節(jié)省了很多I/O口，提高了端口的利用率。軟件編程比較難，適合按鍵使用量大的場合。方案二：獨立鍵盤電路相對簡單，每個按鍵只占用一個I/O口，編寫程序簡單。獨立按鍵具有體積小、裝配方便、價格便宜等特點。適用于比較少的場合。但按鍵數(shù)量多時，需要占用多個輸入或輸出端口。由于獨立鍵盤價錢便宜，需要的數(shù)量比較少，所以本系統(tǒng)采用方案二方案一：特定人語音識別僅考慮對于專人的話音進(jìn)行識別。識別性能好，在寂靜的狀態(tài)下大于96％。設(shè)計模塊化，可獨立使用，也可配合其他控制模塊工作。但此語音識別系統(tǒng)不適用于人們靈活的說話方式。方案二：非特定人語音識別的語音與人無關(guān)，通常要用大量不同人的語音數(shù)據(jù)庫對識別系統(tǒng)進(jìn)行識別。非特定人語音識別可以單獨解決語音識別問題，不用外接任何輔助的芯片，也不用使用者提前準(zhǔn)備錄音工作。因為非特定語音識別簡單、方便、靈活且實用性強(qiáng)等特點，所以選擇方案二。方案一：八個發(fā)光二極管組成LED數(shù)碼管的顯示。這些段分別由字母a, b, c, d, e, f, g, dp來表示。我們看到的字樣是電壓被加到數(shù)碼管特定段上顯示出來的。據(jù)我所知，電流在20mA以內(nèi)。共陽極數(shù)碼管是將發(fā)光二極管的陽極和電源正極連接起來，共陰極數(shù)碼管就是將發(fā)光二極管的陰極和電源負(fù)極連接在一起。LED對電流很敏感，容易受溫度的影響。它的管壓降的發(fā)散性比較大，因此它對工作環(huán)境要求比較高。LED 只有工作在恒定電流值下才能保證數(shù)碼管具有清晰均勻的亮度顯示。發(fā)光效率拌隨著長時間的使用LED數(shù)碼管而下降。方案二：LCD內(nèi)部自帶顯示芯片，使用其物理特性改變其電壓來顯示文字、數(shù)字和圖形。LCD液晶顯示器可以直接驅(qū)動集成度高的電路，它具有穩(wěn)定性好、顯示清晰等特點，讓人看了一目了然。由于LCD液晶顯示質(zhì)量高、接口簡單、便于操作、功耗低等特點。顯示模塊則選擇LCD液晶顯示。方案一：SGS公司生產(chǎn)的L298N電機(jī)驅(qū)動芯片，可以在電壓43V左右工作，電流正常工作相比。它采用的是H橋驅(qū)動，能夠從線圈正反兩個方向通電。L298N可以直接控制電機(jī)運行，不需要外接輔助電路，能夠通過電源調(diào)節(jié)輸出電壓。它既能同時驅(qū)動兩臺直流減速電機(jī)，也能驅(qū)使一臺二相或四相的步進(jìn)電機(jī)工作。但是工作時間長容易發(fā)熱。方案二：Uln2003芯片是由七個PNP達(dá)林頓晶體管組成的非門電路。輸入和輸出電流狀態(tài)相反。它能在電流500mA、電壓50V的情況下正常工作。應(yīng)用范圍比較廣，在各種控制電路中常用作繼電器的驅(qū)動芯片。基于成本，結(jié)構(gòu)簡單的特點，本設(shè)計采用的是Uln2003。（1）語音控制：當(dāng)人們發(fā)出“開窗”的語音指令時，實現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)（電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動），模擬窗簾打開。當(dāng)人們發(fā)出“關(guān)窗”的語音指令，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)（電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動），模擬窗簾關(guān)閉。（2）環(huán)境亮度控制：光敏電阻根據(jù)白天和晚上的外界環(huán)境亮度程度不同工作。夜晚光照強(qiáng)度比較暗，電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動（反轉(zhuǎn)），模擬窗簾關(guān)閉。這是本次光控模塊設(shè)計運行的初始狀態(tài)。白天光照強(qiáng)度比較強(qiáng)，電機(jī)逆時針轉(zhuǎn)動（正轉(zhuǎn)），模擬窗簾關(guān)閉。實物演示時，為了不產(chǎn)生誤動作，需要強(qiáng)電源來演示白天的工作狀態(tài)。到了夏天，夜晚時間變短，白天時間變長，一般六點鐘左右天就亮了，特別是對于上班族來說，有時晚上工作很晚，天亮不想打開窗簾，可以調(diào)節(jié)電位器，使光敏電阻的阻值變大。只有早晨八九點鐘當(dāng)太陽光很強(qiáng)時，窗簾就自動打開。（3）手動控制：該功能使智能窗簾打開或關(guān)閉。并增加功能狀態(tài)指示，電機(jī)正轉(zhuǎn)，液晶LCD顯示為“1”，電機(jī)反轉(zhuǎn)，顯示為“2”，電機(jī)停止，顯示為“0”。根據(jù)任務(wù)和實際要求，該系統(tǒng)總體方案是由語音識別模塊、光敏電阻和運放組成的光控電路、STC89C52單片機(jī)控制系統(tǒng)、按鍵模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊，LCD顯示等有關(guān)電路組成。，本控制系統(tǒng)是由單片機(jī)通過軟件程序來實現(xiàn)智能控制。本章分析了各個模塊電路的選擇方案并進(jìn)行論證，比較它們的優(yōu)缺點，進(jìn)而選取最佳設(shè)計方案。根據(jù)用戶的功能需求，進(jìn)行具體分析，闡述如何實現(xiàn)窗簾的智能化并且設(shè)計系統(tǒng)的整體框架。第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 STC89C52單片機(jī)的介紹STC89C52單片機(jī)是由深圳宏晶公司代理銷售的一款MCU，它的生產(chǎn)商是美國ATMEL公司。一個芯片由8位CPU構(gòu)成，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫的FlashROM和128bytes的RAM，2個16位定時計數(shù)器。 。程序狀態(tài)字PSW、存儲器RAM和ROM、累加器、并行I/O接口P0~P地址指示DPTR、寄存器B、定時器/計數(shù)器以及時鐘電路和復(fù)位電路等這些功能部件由內(nèi)部總線聯(lián)接在一起，組成單片機(jī)[3]。 STC89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖VCC引腳：接5V電源供電。GND引腳：接地端XTAL1：接外部晶體的一個引腳，此引腳接入外部時鐘信號。XTAL2：接外部晶體的另一個引腳，外部時鐘信號由此引腳接入。RST引腳：復(fù)位輸入端。VCC失電后，此引腳可接備用電源，保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。P0口：常用作地址和數(shù)據(jù)總線口。 P1端口：供用戶編程的輸入或輸出口。 P2口：作為擴(kuò)展系統(tǒng)的高8位地址總線口，也可以當(dāng)I/O口使用。P3口： 內(nèi)部帶8 個上拉電阻的雙向I/O口，具備兩種功能。作為第一種使用時，與P1口相同。. P3端口的特殊功能ALE/PROG引腳：鎖存P0的低8位地址，輸入EPROM編程脈沖。EA/VPP：當(dāng)/EA使能端保持低電平時，單片機(jī)只訪問外部存儲器。當(dāng)/EA端保持高電平時，單片機(jī)拜訪內(nèi)部程序存儲器。PSEN引腳：讀寫外部程序存儲器信號。 ，這就是時鐘電路圖。電路程序正常工作要在規(guī)定的時間內(nèi)完成，否則就無法和單片機(jī)進(jìn)行聯(lián)系。單片機(jī)內(nèi)所有的位操作的時間是以時鐘電路為基準(zhǔn)的。內(nèi)部振蕩和外部振蕩是時鐘電路的兩種形式。本設(shè)計就采用這種外接晶振的方法，這種方式是把存在的時鐘信號引入單片機(jī)中，從而使內(nèi)部時鐘和外部信號聯(lián)系到一起。晶振電路通常選用12MHz的晶振。單片機(jī)正常工作離不開它提供穩(wěn)定的計時信號。一般情況下，時鐘頻率和單片機(jī)的運行速度成正比。電容CC2起到穩(wěn)定震蕩頻率的作用。電容范圍在2040pF之間，這里連接的是30pF的電容。 復(fù)位操作使單片機(jī)回到初始化狀態(tài)，對于單片機(jī)而言，復(fù)位是不可或缺的。如果沒有復(fù)位電路，當(dāng)程序運行錯誤或者使用者操作不當(dāng)導(dǎo)致系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時，單片機(jī)系統(tǒng)就會癱瘓。這就是人們常說的“跑飛”或者“死鎖”現(xiàn)象。只需要給單片機(jī)STC89C52至少五毫秒的高電平時，單片機(jī)就會自動完成復(fù)位操作。復(fù)位操作通常分為兩種形式：上電復(fù)位、開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位是接通電源后，自動完成復(fù)位動作。開關(guān)復(fù)位是在電源接通時，單片機(jī)正在工作的時候，突然發(fā)生死機(jī)狀態(tài)，手動按動按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位并進(jìn)行初始化工作。 復(fù)位電路 電源電路干電池具有價格便宜，方便使用等特點。電源電路采用干電池供電，需要三節(jié)干電池串聯(lián)進(jìn)行供電給單片機(jī)。由于還要供電給液晶顯示屏LCD1602和語音識別模塊，耗電量比較大，三節(jié)干電池是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要6節(jié)電池，才能使整個電路正常工作。，單片機(jī)工作為5V，需要加一個三端集成穩(wěn)壓器LM7805使其正常工作。三端集成穩(wěn)壓器LM7805具有過流保護(hù)、過熱保護(hù)、性能可靠、電路簡單等特點，所以應(yīng)用比較廣。 LM7805內(nèi)部示意圖鍵盤在單片機(jī)控制系統(tǒng)中能實現(xiàn)向STC89C2輸入數(shù)據(jù)，傳送指令的功能，它是人為干擾主控系統(tǒng)的重要手段。6個按鍵被用在這次畢設(shè)中。其中K1為手動開窗按鍵，當(dāng)按下K1鍵時，電機(jī)正轉(zhuǎn)模擬窗簾打開。K2為手動關(guān)窗按鍵，當(dāng)按下K2鍵時，電機(jī)反轉(zhuǎn)模擬窗簾關(guān)閉