【正文】 能準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。旋轉(zhuǎn)功能，此設(shè)計解決了樓層高的住戶擦拭玻璃困難的問題。旋轉(zhuǎn)，特別將電機卡座設(shè)計成可上下移動的形式。其具體設(shè)計見圖 13 窗框結(jié)構(gòu)圖。圖 2—1 齒輪齒條傳動 齒輪齒條參數(shù)選擇 由于此傳動所帶負載不是很大，故齒輪齒條參數(shù)選取較為寬松，根據(jù)具體需要確定其主要參數(shù)為：齒輪：m= Z=20d=mz=30mmβ=20176。其整體結(jié)構(gòu)如圖 11 所示。旋轉(zhuǎn)，便于高層住戶擦拭玻璃。此功能特別適合高樓住戶。單片機對信號進行運算，然后與由預(yù)先設(shè)置的參數(shù)臨界值相比較,從而作出開/關(guān)窗 的判斷,再結(jié)合窗狀態(tài)檢測電路所檢測到的當(dāng)前窗狀態(tài),再輸出脈沖信號調(diào)整步進電機，完成下雨刮風(fēng)自動關(guān)窗、室內(nèi)有害氣體超標(biāo)自動開窗等。如果使窗戶具有一定的智能 ,如下雨則自動關(guān)、室內(nèi)有害氣體超標(biāo)則自動開、有盜賊入內(nèi)則自動報警等,就會給人們的居家生活帶來諸多方便,從而進一步提高人們的生活質(zhì)量。 freedom of direction and relative rotation between the two sashes, in order to address the reality life of the aforementioned problems. The smart window design in line with safe, convenient, energy saving, the principle of humanity, can significantly improve modern life.Key words: Prevent rain，antitheft。本智能窗的設(shè)計本著安全、方便、節(jié)能、人性化的原則進行，可使現(xiàn)代生活顯著提高 [7]。為了防盜，我們一般在窗戶外面安裝防護欄，但如今很多城市為了美化市容通常不允許安裝防盜窗。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文題目：自動窗設(shè)計指導(dǎo)教師：高功臣院系班級：機電工程系機電 1006學(xué)號：0202100612姓名：李肖輝河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院1目 錄摘要 ......................................................................1關(guān)鍵詞 ....................................................................1Abstract ...................................................................1Key words ..................................................................1引言 ......................................................................11 總體方案的設(shè)計 .........................................................1 本設(shè)計的主要任務(wù)和內(nèi)容 ...............................................2 智能窗的總體構(gòu)成 .....................................................22 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 .........................................................4 自動開關(guān)窗機械傳動形式設(shè)計 ...........................................4 齒輪齒條參數(shù)選擇 ...................................................4 窗框與窗扇的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .................................................4 窗框結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................................4 窗扇結(jié)構(gòu)設(shè)計 .......................................................4 步進電機滑槽設(shè)計 ...................................................5 180176。再者，現(xiàn)在使用的窗戶大多數(shù)是單純推拉式或平移式的，這給在樓層高的住戶擦拭玻璃帶來很大困難。關(guān)鍵詞：防風(fēng)雨、防盜；51 單片機；窗扇的 180176。 ；51 SCM ；180 176。再者，這給在樓層高的住戶擦拭玻璃帶來很大困難。1 總體方案的設(shè)計 本設(shè)計的主要任務(wù)和內(nèi)容自動開關(guān)窗：陽光明媚的早上光敏晶體管感光通過單片機控制板自動打開窗戶，更新室內(nèi)空氣；傍晚太陽落下時窗子自動關(guān)閉；自動防風(fēng)：當(dāng)風(fēng)速超過 8m/s 時，風(fēng)速傳感器檢測信號，單片機控制板使窗戶自動關(guān)閉。防盜：如遇上小偷觸碰窗戶，振動傳感器檢測到振動信號后，單片機控制板控制窗戶上的喇叭播放“抓賊了，在﹡單元﹡號”的報警聲，接著電動機動作，關(guān)閉窗戶，避免造成財產(chǎn)及安全損失。 智能窗的總體構(gòu)成本智能窗主要機械傳動部分和自動控制系統(tǒng)組成。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2 圖 11 整體結(jié)構(gòu)圖1窗框 2窗扇 3窗扇 2 4護罩 5齒條 6電機固定座上 7滑槽塊 8電機固定座下 9電機滑移螺栓 10固定螺母 11固定螺栓 12行程開關(guān) 13煤氣傳感器 14風(fēng)速傳感器 15濕度傳感器 16人體熱釋紅外傳感器 17光敏傳感器 18步進電機ATS89C51電 源 模 塊盜 情 監(jiān) 測 模 塊窗 戶 狀 態(tài) 監(jiān) 測 模 塊 電 機 驅(qū) 動 模 塊光 強 檢 測 模 塊 煤 氣 檢 測 模 塊濕 度 檢 測 模 塊風(fēng) 速 檢 測 模 塊紅 外 接 收 模 塊圖 12 控制系統(tǒng)架構(gòu)圖河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院32 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計 自動開關(guān)窗機械傳動形式設(shè)計 自動開關(guān)窗任務(wù)分析 智能窗的傳動任務(wù)是由動力源通過傳動機構(gòu)帶動窗扇在滑移槽內(nèi)來回滑動，任務(wù)簡單，但要求精確度較高。P=πm==齒條：m=β=20176。河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院4圖 22 窗框結(jié)構(gòu)圖 窗扇結(jié)構(gòu)設(shè)計 窗扇在常規(guī)窗扇的基礎(chǔ)上進行部分改進，在窗扇一側(cè)加一旋轉(zhuǎn)軸，同時在旋轉(zhuǎn)軸上安裝滑動輪。具體設(shè)計見圖 24 滑移槽設(shè)計圖與 25 步進電機滑槽設(shè)計裝配局部圖。繪制了其工作流程示意圖加以說明，見圖26。其誕生于 20 世紀(jì) 70 年代末，主要經(jīng)歷了 SCM、MCU、SOC 三大階段。2） MCU 即微控制器（ Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。Philips 公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢，將 MCS51 從單片微型計算機迅速發(fā)展到微控制器。 單片機發(fā)展趨勢 （1）CMOS 化 近年，由于 CHMOS 技術(shù)的進步，大大地促進了單片機的 CMOS 化。采用雙極型半導(dǎo)體工藝的 TTL 電路速度快，但功耗和芯片面積較大。因而，在單片機領(lǐng)域 CMOS 正在逐漸取代 TTL 電路。這類單片機的運算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機高出 10 倍以上。低功耗化的效應(yīng)不僅是功耗低，而且?guī)砹水a(chǎn)品的高可靠性、高抗干擾能力以及產(chǎn)品的便攜化（5）大容量化 以往單片機內(nèi)的 ROM 為 1KB 至 4KB，RAM 為 64B 至 128B。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在 3 至 6V 范圍內(nèi)工作。在單片機家族中，80C51 系列是其中的佼佼者，加之Intel 公司將其 MCS –51 系列中的 80C51 內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名 IC 制造廠商，如 Philips、 NEC、Atmel、AMD、華邦等，這些公司都在保持與 80C51 單片機兼容的基礎(chǔ)上改善了 80C51 的許多特性。本設(shè)計采用美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機 AT89S51。 傳感器選型及電路 傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。其中最簡單的光敏傳感器是光敏電阻，本設(shè)計中采用光敏電阻與驅(qū)動電路來構(gòu)成光敏傳感電路。風(fēng)速傳感器種類有采用畢托管測風(fēng)速、熱線熱膜測風(fēng)速、機械式傳感器測風(fēng)速、超聲波測風(fēng)速和三杯式風(fēng)速傳感器測風(fēng)速。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)隨著氣流的運動而轉(zhuǎn)動時，風(fēng)向軸帶動格雷碼盤同時轉(zhuǎn)動,從而輸出七位格雷碼信號，將機械位置信號轉(zhuǎn)換成光電脈沖信號，通過微處理器 CPU 記錄每秒種的產(chǎn)生的光電脈沖的個數(shù)，快速運算處理后即可的出氣流的運動速度。線形放大電壓輸出，驅(qū)動電流 200 微安，器件一致性好 [3]。其性能和可靠性達到國內(nèi)或國外同類產(chǎn)品的水平，屬于氣體傳感器整機的核心部件 [3]。工作電極：CO+H 2O→CO 2+2H++2e－ 對電極： 1/2O 2+2H++2e－ →H 2O總反應(yīng)： 2 CO＋O 2→2 CO 2由反應(yīng)式可知產(chǎn)生的電流大小與一氧化碳的濃度成正比，因此可以通過測量產(chǎn)生的電流的大小就可以檢測出一氧化碳的濃度。熱釋電紅外傳感器是一種新型敏感元件。實際使用中，熱釋電紅外人體感應(yīng)器前面必須安裝菲涅爾透鏡。A/D 轉(zhuǎn)換器型號不同，轉(zhuǎn)換速度差別很大。要求精度為 %。把以一定時間間隔 T 逐點采集連續(xù)的模擬信號，并保持一個時間 t，使被采集的信號變成時間上離散、幅值等于采樣時刻該信號瞬時值的一組方波序列信號，即采樣信號。還要把每個樣值脈沖轉(zhuǎn)換成與它幅值成正比的數(shù)字量。8路模擬開關(guān)控 制 電 路S A R樹 狀 開 關(guān)2 5 6 電 阻 階 梯三態(tài)輸出鎖存器比 較 器地址鎖存與譯碼器2 62 72 8123452 52 42 32 271 791 1 1 3 1 2 1 6I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7A D D AA D D BA D D CA L EV C CG N D V R E F ( + )V R E F ( )O EE O C2 _ 12 _ 22 _ 32 _ 42 _ 52 _ 62 _ 72 _ 86 1 0S T A R TC L O C KV i nV s t1 41 581 81 92 02 1圖 36 ADC0809 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖ADC0809 主要性能：（1）逐次比較型（2）CMOS 工藝制造（3）單電源供電（4）無需零點和滿刻度調(diào)整（5）具有三態(tài)鎖存輸出緩沖器，輸出與 TTL 兼容（6）易與各種微控制器接口（7）具有鎖存控制的 8 路模擬開關(guān)（8）分辨率：8 位（9）功耗：15mW（10）最大不可調(diào)誤差小于177。D0～D7：8 位轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出端。ALE：地址鎖存信號輸入端。脈沖寬度應(yīng)不小于 100～200ns。CLK：時鐘輸入端。VCC、GND：供電電源端。在 START 下降沿后 10us 左右，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號變?yōu)榈碗娖?，EOC 為低電平時，表示正在轉(zhuǎn)換，為高電平時，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。ALE 引腳得脈沖頻率是 8051 時鐘頻率的 1/6。有地址鎖存器，所以通道地址由 P0 口的低 3位直接與 ADC0809 的 A、B、C 相連。其接口電路如圖 38 所示。 [10]特性：（1）使用簡單的單片錄放音電路（2）高保真語音/音頻處理（3）開關(guān)接口放音可以是脈沖觸發(fā)或電平觸發(fā)（4）錄放周期為 16 和 20 秒（5）自動功率節(jié)約模式（6）當(dāng)一個錄音或放音周期結(jié)束后自動進入掉電狀態(tài)（7）掉電狀態(tài)的典型電流為 （8）零功率存儲（9）不需要電池備份電路（10）處理復(fù)雜信息可使用地址操作（11）100 年信息保存典型（12）片上時鐘（13）不需要編程器和開發(fā)系統(tǒng)（14）+5V 供電（15）提供裸片 DIP SOIC 封裝（16）提供工業(yè)級別溫度型號（40 到 85）系統(tǒng)的語音錄放電路如圖 39 所示。要特別注意的是 ISD1420 芯片的 SP+、SP端一定不要直接接地，只能接揚聲器或者懸空。若選用 1W 以下的揚聲器，用低電壓通用集成功率放大器 LM386 作為揚聲器的驅(qū)動芯片，其電路如圖 310 所示。利用單片機自帶的硬件中斷資源，設(shè)計了接觸式的中斷行程開關(guān)。其中長波的波長最長，順序越來越短，X 射線的波長一般不超過1nm。自然界中，不論任何物體，也不論其本身是否發(fā)光（指可見光） ，只要其溫度高于絕對零度(273℃)，都會一刻不停地向周圍輻射紅外線。紅外線的波長遠小于無線電波的波長，所以，紅外遙控不會干擾其它家用電器，也不會影響近鄰的無線電設(shè)備。(4)紅外線遙控具有結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本低廉，抗干擾能力強，工作可靠性高等一系列優(yōu)點，特別是室內(nèi)遙控的優(yōu)先遙控方式。這種遙控電路使用配套的專用編譯碼器