【正文】 ................... 13 復位電路 .............................................. 14 時鐘電路 .............................................. 14 鍵盤電路 .............................................. 16 顯示電路 .............................................. 17 A\D 轉換電路 .......................................... 19 光敏傳感器 ............................................ 21 步進電機 .............................................. 22 信號校正電路 .......................................... 24 窗簾框架構造設計 ........................................... 25 電動機選擇 ............................................ 25 第 4 章 程序分析與設計 .............................................. 27 主程序設計 ................................................. 27 主要子程序設計 ............................................. 28 鍵盤程序設計 ......................................... 28 定時程序設計 ......................................... 30 步進電機程序設計 ..................................... 31 結論 ............................................................... 32 致謝 ............................................................... 33 參考文獻 ........................................................... 34 附錄 一 智能窗簾原理圖 ............................................. 35 附錄二 程序清單 ................................................... 36 5 第 1 章 緒論 研究目的和意義 21世紀是信息化的世紀，各種電信和互聯(lián)網新技術推動了人類文明的巨大進步。還將原來的被動靜止結構轉變?yōu)榫哂心軇又腔鄣墓ぞ撸峁┤轿坏男畔⒔粨Q功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排 時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。 智能化控制的工作原理自然離不開運算和控制單元， 在設計本系統(tǒng)時 采用的主控器件 AT89C51，正是運算與控制單元的集合體。 正是因為通信技術、計算機技術、網絡技術、控制技術的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。 6 智能窗簾控制裝置 系統(tǒng)的整體主要由硬件和軟件兩部分組成。 基本內容安排 該設計通過分析電動窗簾的現(xiàn)狀和人們對自動窗簾控制系統(tǒng)的功能的需求，從而對自動窗簾控制器進行總體的設計。 （ 3）硬件設計：選用 89C51單片機為核心的各種電路設計，包括復位電路，電源電路，時鐘電路，步進電機控制電路，鍵盤 /顯示電路等一系列相關電路。 自動窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個基本功能： （ 1）手動控制：該功能是根據用戶的需求通過按鍵進行窗簾的開關，此功能可以使窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài)； （ 2）自動控制：用戶可以通過按鍵一次性開閉窗簾； （ 3）環(huán)境亮度控制：窗簾的關閉和開啟通過環(huán)境亮度自動完 成窗簾的開啟或關閉操作控制， “ 天黑關閉，天亮打開 ” 具有智能管理，不產生誤動作。時間自動控制可以由定時器來控制。現(xiàn)有的電動窗簾基本上都可以利用按鍵控制，自動開關閉窗簾，雖然省了力氣，但是有些方面的設計還是不8 夠人性化。（ 4）時間自動控制：此功能根據用戶需要，設定需要開閉窗簾的時間，通過輸入的開啟或關閉時間，控制窗簾開關。轉換后的信號由單片機控制器，來實現(xiàn)電機的運行與停止。圖 是單片機的電源電路。 ●輸出電壓： 、 5V、 12V、 15V 和 ADJ(可調 )等可選 。 ●工作溫度范圍： 40℃ ～ +125℃ ●工作模式：低功耗 /正常兩種模式可外部控制 。 10 LM2576 的內部框圖如圖 所示，該框圖的引 腳定義對應于五腳 TO220 封裝形式。 由圖 及 LM2576 系列開關穩(wěn)壓集成電路的特性可以看出，以 LM2576 為核心的開關穩(wěn)壓電源完全可以取代三端穩(wěn)壓器件構成的 MCU 穩(wěn)壓電源。 由于該電路在應用中比較常見，所以在此不做任何解析。 MCS51 系列 [1]單片機是美國 Intel 公司于 1980 年推出的一種 8 位單片機系列。由于 8051 的編程需要制造商的支持， 而 8751 的價格昂貴，因此 8031 獲得了更為廣泛的使用。本文應用電路中采用了 Atmel 公司的 AT89S51 芯片，它與 MCS51 單片機指令兼容，同時它的內部包含用作程序存儲器 4KB 的基于 FLASH 技術的只讀存儲器。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。晶體振蕩頻率的范圍通常在 ~12MHz。 89C51 常選擇振蕩頻率 12MHz 的石英晶體。圖 是復位電路圖。使用 DS12887 時應注意以下幾點： Vcc 正常情況下為 5V，當 Vcc 降至 時，所有的輸入被忽略，輸出為高阻狀態(tài)， Vcc 降至 3V時，外部電源被關斷，內部鋰電池為實時時鐘和 RAM 供電，在斷電情況下，時鐘繼續(xù)運行，其中的數據可保存十年以上不會丟失。 DS12887有一個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 的中斷源實現(xiàn)周期性中斷，每當中斷發(fā)生時， MCU 讀一二次輸入口，檢查電表是否轉過一圈，在整點時還要采一次三相電流和電壓。 鍵盤電路 鍵盤在由單片機控制的窗簾自動控制系統(tǒng)中的主要作用是通過按鍵向單片機輸入指令，其中主要包括設定時間，控制窗簾的開關等等功能，是人工控制單片機的主要手段。 圖 鍵盤接口電路 顯示電路 顯示電路主要是用于顯示時間。 數碼管有共陰極和共陽極兩種類型，其公共端主要進行位控制，筆畫端則是進行字符控制，數碼管有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種方法 ，說明如下： （ 1）靜態(tài)顯示驅動： 靜態(tài)驅動也稱直流驅動。 （ 2）動態(tài)顯示驅動： 數碼管動態(tài)顯示是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數碼管的 8個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極 COM 增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的 I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所 有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通 COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管 的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。驅動器采用 74LS164，由單片機 89C51 的 和 來控制 LED 數碼管的顯示。在選擇 A/D 轉換時，先要確定 A/D轉換精度、轉換速度以及轉換位數等， A/D轉換的位數確定與整個測量控制系統(tǒng)所需測量控制的范圍和精度有關，在自定窗簾控制系統(tǒng)中采用了 8位 A/D 轉換器 ADC0809。 （ 2）具有轉換起停控制端。 ALE：地址鎖存允許信號。 A、 B、 C：地址線（通道端口選擇線）， A為低地址， C 為高地址，引腳圖中為 ADDA， ADDB 和 ADDC。 20 EOC：轉換結束信號。為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機的數據線直接相連。OE=0，輸出數據線呈高阻； OE=1，輸出轉換得到的數據。 多路開關可選通 8個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用一個 A/D轉換器進行轉換，這 是一種經濟的多路數據采集方法。當 OE 為高電平時， O0O7 呈高阻態(tài)，即不驅動總線， 也不為總線的負載，但鎖存器內部的邏輯操作不受影響。這是由于光照產生的載流子都參與導電，在外加電場的作用下作漂移運動，電子奔向 電源 的正極，空穴奔向電源的負極，從而使 光敏電阻器 的阻值迅速下降。本設計采用了型號為 GL3526 的光敏電 阻。 正常運動情況下，它每轉一周具有固定的步數 ； 做連續(xù)步進運動時 ， 其旋轉轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，不受電壓波動和負載變化的影響。在窗簾控制系統(tǒng)中選用了型號為 24BYJ48 12VDC 1/16 的四相反應式步進電機， 該步進電機有 5根引線，排列次序如下： 1： 紅色、2： 橙色、 3： 黃色、 4： 粉色、 5：藍色 。這樣可以避免單片機與步進電機功率回路的共地干擾，防止強功率的干擾信號影響主控部分。此外，進行信號采集時，采集到的信號不僅是有用的信號，還有很多干擾信號，應該選用具有頻率選擇作用的濾波器，這樣可以比較有效地濾除噪聲和分離各種不同信號 ,在本設計中采用了低通濾波器。 如圖 所示。/16 :4 相 8 拍 :120Ω177。峰值電壓） = (9247。 圖 主程序流程圖 主程序流程說明： 電路主要分為以下幾個部分，分別是電源部分、顯示部分、按鍵部分， 步進電機控制部分、 A\D 轉換部分、單片機主控器件部分，各部分具有不同的子程序。 主要子程序設計 鍵盤 程序設計 在操作按鍵時，無論是按下還是松開，觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，此時邏輯電平是不穩(wěn)的，如果得不到正確處理，可能會引起單片機對按鍵命令的錯誤執(zhí)行。圖 是鍵盤程序設計流程圖。 判斷閉合鍵所在的位置時，在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。 例如將單片機的 P1 口用作鍵盤 I/O 口，鍵盤的列線接到 P1 口的低 4 位，鍵盤的行線接到 P1口的高 4位。在按鍵時按得快了沒有反應，按慢了一連響應幾次，總給人遲鈍感，不能使人滿意。 （ ret）。 ：直接結束處理（ ret）。當時單元計數到 24，時單元清零。 30 圖 步進電機程序流程圖 步進電機程序設計的主要任務是： （ 1）判斷旋轉方向； （ 2）按順序傳送控制脈沖； （ 3）判斷所要求的控制步數是否傳送完畢。在總體方案設計中以光敏電阻作為傳送信號的傳感器，用步進電機作為信號輸出的執(zhí)行元件， 89C51 單片機作為主要的控制元器件，并且應用了按鍵以及和顯示電路。 本次畢業(yè)設計的整個研究與設計過程包括選題、設計以及完善等。雖然設計內容完成了基本的功能，但是其中還是存在一定欠缺，比如在設計中沒有考慮到窗簾工作方式的顯示以及沒有添加類似紅外遙控的設計等。在畢業(yè)設計的過程中，由于經驗的缺乏以及知識的局限 性，難免有許多考慮不周全的地方，在選題，設計等方面，如果沒有龍老師 的督促指導，沒有同學們的支持和幫助，單獨完成這個設計，其中還是有一定難度的。 最后 我還要向所有關心和支持我學習的朋友和同學們表示真摯的謝意！感謝你們對我的關心、關注和支持。HL 存放小時的個位數 HH EQU 35H 。顯示次數計數器 LPLMOD BIT 39H 。時間計數器 ADDRES EQU 3DH 。發(fā)光管狀態(tài)位 BELL BIT WITCH BIT FKEY BIT 。關中斷 MOV SP,57H 。判斷上電復位標志，無標志轉冷啟動 MOV A,57H CJNE A,55H,CSTART 。計時停止 MOV TL0,0B0H 。R4 為工作模式選擇寄存器 MOV ML,00H MOV MH,00H 。顯示指針指向顯存單元 MOV L0,0AH 。允許顯示 CLR WORKIN 。清中斷優(yōu)先控制寄存器 SETB FKEY 。開中斷 MAINl: ACALL DISPLAY