【正文】 時按下 S3，S4+設定當前光標的值，然后按下 S5 鍵向右切換光標位置，依次設定當前時間的時分秒，星期，以及年月日，設定完成后按 S2返回主界面，系統(tǒng)時間設置完成，如圖 所示。本設計采用光敏電阻、溫度傳感器作為檢測元件， 89C52 單片機作為控制芯片，步進電機作為執(zhí)行元件，結合鍵盤和顯示器件，實現(xiàn)了智能窗簾控制器的多項智能項目。 同時，智能項目是一項比較有價值的項目，智能窗簾也有許多問題和功能可以進一步研究，如解決光電開關的滯回特性，可以使用施密特電路來完成。 35 此次設計過程中，在完成設計任務之外也讓我系統(tǒng)性地認識和全面地掌握了單片機相關技術，從本次畢業(yè)設計中我更加深刻地 認識到了理念來源于實際的含義。 我還要感謝所有關心和支持我學習的朋友和同學們，感謝你們對我的關心、關注和支持。在畢業(yè)設計的過程中，由于經(jīng)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，如果沒有導師的督促指導，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。其次，在制定的方案基礎上運用所學的知識對硬件以及軟件進行了設計，并用相關軟件進行仿真設計。在實現(xiàn)一般應用的基礎上，又添加了定時元器件電路，用戶可以自己設定開關時間，使窗簾的自動化性能得到進一步提升。然后按下 S2 鍵返回主界面。 圖 圖 電機正傳 29 若此時按下 S1手動 /自動模式切換鍵則系統(tǒng)變?yōu)樽詣幽Ｊ?，如圖 所示。 系統(tǒng)仿真前部分電路圖如圖 所示，圖中 STEPPERMOTOR 為步進電機， LCD1 為1602 液晶顯示屏， DS18B20 為溫度檢測，圖中還有五個按鍵， S1， S2， S3， S4， S5。當時單元計數(shù)到 24時單元清零。顯示部分子程序流程圖如圖 25 。如果都不 是，則是復位鍵，采取復位操作。 脈沖控制器 功率驅動電路 步進電機 負載 脈沖信號 21 圖 溫度模塊 22 第四章 軟件設計 智能窗簾控制系統(tǒng)的程序分析與設計包括主程序設計，步進電機程序設計，顯示程序設計，鍵盤程序設計，定時程序設計幾部分。 溫度檢測電路 本設計溫度檢測使用的溫度傳感器的型號為 DS18B20。此電路主要應用于繼電器驅動器，字錘驅動器，燈驅動器，顯示驅動器（ LED氣體放電），線路驅動器和邏輯緩沖器。 6.打滑扭力：≥ 500～ 。當對步進電機施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉動。 現(xiàn)在比較常用的步進電機包括反應式步進電機（ vr）、永磁式步進電機（ pm）、混合式步進 電機（ hb）和單相式步進電機等。 圖 光敏電阻電路圖 18 圖 光控電路原理圖 由運放組成比較電路，同向輸入端有兩個電阻分壓得到一個電壓值，作為基準電壓進行比較，而反相輸入端用一個光敏二極管對外部環(huán)境的光線進行采集，利用光敏二極管暗時電阻大，亮時電阻小的特點，來確定反向輸入端的電壓值。光敏電阻屬半導體光敏器件，除具靈敏度高，反 應速度快，光譜特性及 r值一致性好等特點外，在高溫，多濕的惡劣環(huán)境下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性，可廣泛應用于照相機，太陽能庭院燈，草坪燈，驗鈔機，石英鐘，音樂杯，禮品盒，迷你小夜燈，光聲控開關，路燈自動開關以及各種光控玩具，光控燈飾，燈具等光自動開關控制領域。 指令 8： DDRAM 地址設置。 指令 2:光標復位，光標返回到地址 00H。 ⑤ 第 5 腳： R/W 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 （ 3） 體積小、重量輕：液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多 （ 4） 低功耗：相對而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅 動 IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。按鍵接口電路如圖 所示： 圖 鍵盤電路 14 顯示電路 顯示部分則主要用于顯示、設置時間，以及顯示溫度。 圖 DS1302外部引腳分配圖 DS1302 接口電路設計 DS1302 時鐘芯片和 STC89C52 單片機的接口電路如圖 所示。 DS1302 的外部引腳功能說明如圖 所示。 12 （ 4）寬范圍工作電壓 。 DS1302 與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到三個口線：（ 1） RES 復位（ 2） I/O 數(shù)據(jù)線（ 3） SCLK串行時鐘。 三端集成穩(wěn)壓器 LM7805，總共有三條引腳，分別是輸入端、接地端和輸出端。電容 C1 和 C2可以幫助起振，調(diào)節(jié)它們可以達到微調(diào) fOSC 的目的。在單片機內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 晶振電路中的電容 C1 和 C2的典型值通常選擇為 30μ F左右，該電容的大小會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。很多的八位單片機都不具備乘法功能，作乘法時還得編上一段子程序調(diào)用，十分不便。 51 系列在片內(nèi) RAM 區(qū)間還特別開辟了一個雙重功能的地址區(qū)間，十六個字節(jié)，單元地址 20H～ 2FH，它既可作字節(jié)處理，也可作位處理 (作位處理時，合128 個位，相應位地址為 OOH～ 7FH)，使用極為靈活。空閑模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器 /計 數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。信號檢測后的是模擬信號，經(jīng)過A/D 轉換后輸出數(shù)字信號給單片機。 方案（二）的系統(tǒng)框圖如圖 ： 圖 方案（二）系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)總體設計與工作原理 智能窗簾控制系統(tǒng)的總體結構框圖如圖 所示 圖 智能窗簾控制系統(tǒng)的總體結構框圖 由光敏傳感器來探測外界的光強，從傳感器出來的信號輸入到 A/D 轉換器。 4 第二章 總體設計方案 智能窗簾控制系統(tǒng)總體設計方案是確定能夠滿足設計要求的總體方案的環(huán)節(jié)。溫度傳感器用來檢測當前溫度，并顯示當前溫度值。 主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排 主要研究內(nèi)容 根據(jù)自動窗簾的發(fā)展現(xiàn)狀來規(guī)劃其智能功能，從而對窗簾進行智能控制，設計的電動窗簾控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下幾大功能： 1）手動控制：該功能使電動窗簾具有手動正轉、手動反轉和手動停止的功能，該功 能是根據(jù)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)。在十多年前，電動窗簾就已經(jīng)進入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電控技術的不斷提高及價格的不斷下降，電動窗簾熱才又卷土重來。在一年四季中，隨著不同的季節(jié)、氣候，人們對于窗簾打開與閉合的需求是不同的；在每一天中，隨著天氣的變化及時間段的不同，人們對于窗簾打開與閉合的需求也是不一致的。并且它可以牽動一大批產(chǎn)業(yè) [1]。硬件采用分塊的模式，對整個系統(tǒng)的電路設計進行分析，分別給出了 系統(tǒng)整體結構框圖、光照傳感電路、溫度檢測電路、系統(tǒng)主控模塊電路、電源轉換 電路、步進電機控制電路、鍵盤顯示電路以及時鐘模塊電路等相關電路； 隨后講述了軟件的編寫過程，也是采用了分塊的模式，主要包括軟件主程序設計，步進電機程序設計，顯示程序設計，鍵盤程序設計以及定時程序設計，每一模塊都畫出了相應的流程圖。本設計重點討論了窗簾自動控制系統(tǒng)的設計過程、硬件選用和軟件調(diào)試等問題。如此廣泛的應用，他的前景也必將非常廣闊。這也就為智能窗簾系統(tǒng)的研發(fā)提供了市場價值 [3]。在此后短短幾年時間里，生產(chǎn)商由最初的幾家增加到如今的百余家，發(fā)展十分迅速。 2）半自動手動控制：半自動手動控制是 3 在需要關閉和打開窗簾的時候，只需要人工按一下“正轉”或“反轉”按鍵后，窗簾到位自動停止。 89C52 單片機作為控制芯片，輔助鍵盤和顯示，實現(xiàn)自動窗簾的多項智能功能 [8]。本章從系統(tǒng)功能需求出發(fā)，規(guī)劃并確定了系統(tǒng)的總體結構，并在此基礎上考慮了系統(tǒng)的可擴展性及可實現(xiàn)性。 轉換后的信號由單片機控制電機，來實現(xiàn)電機的運行與停止。單片機的 P2 口控制步進電機的運行從而控制窗簾的升降。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因為一個較復雜的程序在運行過程中會遇到很多分支，因而需建立很多標志位，在運行過程中，需要對有關的標志位進行置位、清零或檢測，以確定程序 的運行方向。 在 51 系列中，還有一條二進制一十進制 調(diào)整指令 DA，能將二進制變?yōu)?BCD 碼，這對于十進制的計量十分方便。 [10]晶體振蕩頻率的范圍通常在~12MHz。采用外部振蕩器時，對 HMOS 單片機，該引腳接外部振。 9 圖 晶振電路 復位電路 復位是單片機的初始化操作，只需要給 89C52 的復位引腳 RST 加上大于 2 個機器周期（即 24 個時鐘震蕩周期）的高電壓就可以使 89C52 復位。用LM78\LM79 系列三端穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及 調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便。時鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達 31 個字節(jié)的字符組方式通信。 （ 5）工作電流 時 ,小于 300nA。各引腳的功能為：⑴ .VCC1:主電源。 DS1302 與單片機的連接僅需要 3條線： CE引腳、 SCLK 串行時鐘引腳、 I/O 串行數(shù)據(jù)引腳， VCC2 為備用電源， X1 與 X2外接一個 晶振，為芯片提供計時脈沖。在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。 字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。當RS 和 R/W 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 RS為低電平 R/W為高電平時可以讀忙信號，當 RS 為高電平 R/W 為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 指令 3:光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 指令 9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。 光敏控制電路是由運算放大器組成比較電路，在運算放大器同相輸入端用兩個電阻分壓，得到的電壓值作為基準電壓，在反相輸入端則用光敏電阻對光進行采集，由于光敏電阻具有根據(jù)光照強度阻值變化的特點，可以得到反向輸入端的電壓值。再兩者進行比較，比較后的信號再送入單片機的 P0 口，從而通過單片機來控制電機的正反轉。永磁式步進電機一般為兩相，轉矩和體積較小，步進角一般為 度 或 15度；反應式步進電機一般為三相，可實現(xiàn)大轉矩輸出，步進角一般為 度，但噪聲和振動都很大。每一個脈沖信號對應步進電機的某一相或者兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對應轉子轉過一定的角度（一個步距角）。 ：≤ 55K（ 5VDC 工作頻率： 100Hz）。 ULN2021 的每對達林頓管都有一個 ，可以直接和 TTL 或 5V CMOS 裝置。 DS18B20 采用單總線通信協(xié)議。本章節(jié)系統(tǒng)的介紹了智能窗簾控制系統(tǒng)的主程序和各主要功能子程序的設計流程。 軟件子程序設計 步進電機程序設計 步進電機是操控窗簾開閉的主要執(zhí)行器件，其設計主要是按照單片機指令以及按鍵指令進行正轉或者反轉。 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(chǎn)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 是定時程序流程圖。 S1鍵為自動手動切換鍵。 圖 自動模式電路圖 在自動模式下，此時若按下 S5 鍵，系統(tǒng)則進入設置菜單，如圖 ，設置菜單由上到下分別為設置時間，設置窗簾開閉時間，以及設置光線值。當時間到達 18:25 時電機轉動，如圖 ，窗簾關閉；當時間到達 18:30 時電機轉動，如圖 ，窗簾打開。再加上手動控制，使得本系統(tǒng)更加人性化。最后，對設計內(nèi)容進一步修繕，以求達到最佳設計效果。在論文完稿之際，我想借此機會對在完成畢業(yè)設計期間關心、幫助、支持和鼓 勵過我的老師、同學以及朋友們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福！ 首先我要感謝的是我的導師史健芳老師，在完成整個畢業(yè)設計的過程中，老師給我提供了很大的幫助，在選題、設計以及修改論文的各個環(huán)節(jié)里老師給我指出了很多錯誤，提出了很多寶貴意見，對于設計中存在的問題也是耐心的回答和指導，讓我能夠順利的完成畢業(yè)設計。 其次要感謝的是所有在大學四年中教育指導過我的所有老師，你們傳授給我的專業(yè)知識是我完成本設計的基礎，也是日后踏入工作崗位的重要基石，對于老師們一絲不茍，兢兢業(yè)業(yè)的精神表 示衷心的感謝。所以雖然設計內(nèi)容完成了基本的功能要求，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。并且設計的溫度檢測電路可以實時顯示室內(nèi)當前溫度值。本文設計了基于單片機的智能窗簾控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的介紹了智能窗簾控制系統(tǒng)從硬件電路設計到軟件設計的一系列步驟。 圖 設置菜單 當光標分別位于數(shù)字“ 1”“ 2”“ 3”時，按下 S5鍵可分別設置對應參數(shù)。 圖 系統(tǒng)仿真前部分電路圖 28 點擊開