【正文】 時(shí)按下 S3，S4+設(shè)定當(dāng)前光標(biāo)的值，然后按下 S5 鍵向右切換光標(biāo)位置，依次設(shè)定當(dāng)前時(shí)間的時(shí)分秒，星期，以及年月日，設(shè)定完成后按 S2返回主界面，系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置完成，如圖 所示。本設(shè)計(jì)采用光敏電阻、溫度傳感器作為檢測(cè)元件， 89C52 單片機(jī)作為控制芯片，步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，結(jié)合鍵盤和顯示器件，實(shí)現(xiàn)了智能窗簾控制器的多項(xiàng)智能項(xiàng)目。 同時(shí)，智能項(xiàng)目是一項(xiàng)比較有價(jià)值的項(xiàng)目，智能窗簾也有許多問題和功能可以進(jìn)一步研究，如解決光電開關(guān)的滯回特性，可以使用施密特電路來完成。 35 此次設(shè)計(jì)過程中，在完成設(shè)計(jì)任務(wù)之外也讓我系統(tǒng)性地認(rèn)識(shí)和全面地掌握了單片機(jī)相關(guān)技術(shù)，從本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我更加深刻地 認(rèn)識(shí)到了理念來源于實(shí)際的含義。 我還要感謝所有關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友和同學(xué)們，感謝你們對(duì)我的關(guān)心、關(guān)注和支持。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，由于經(jīng)驗(yàn)的缺乏以及知識(shí)的局限性，難免有許多考慮不周全的地方，在選題，設(shè)計(jì)等方面，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，沒有同學(xué)們的支持和幫助，單獨(dú)完成這個(gè)設(shè)計(jì)，其中還是有一定難度的。其次，在制定的方案基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)硬件以及軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并用相關(guān)軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)一般應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又添加了定時(shí)元器件電路，用戶可以自己設(shè)定開關(guān)時(shí)間，使窗簾的自動(dòng)化性能得到進(jìn)一步提升。然后按下 S2 鍵返回主界面。 圖 圖 電機(jī)正傳 29 若此時(shí)按下 S1手動(dòng) /自動(dòng)模式切換鍵則系統(tǒng)變?yōu)樽詣?dòng)模式，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(jìn)電機(jī)， LCD1 為1602 液晶顯示屏， DS18B20 為溫度檢測(cè)，圖中還有五個(gè)按鍵， S1， S2， S3， S4， S5。當(dāng)時(shí)單元計(jì)數(shù)到 24時(shí)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(fù)位鍵，采取復(fù)位操作。 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) 21 圖 溫度模塊 22 第四章 軟件設(shè)計(jì) 智能窗簾控制系統(tǒng)的程序分析與設(shè)計(jì)包括主程序設(shè)計(jì)，步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)，顯示程序設(shè)計(jì)，鍵盤程序設(shè)計(jì)，定時(shí)程序設(shè)計(jì)幾部分。 溫度檢測(cè)電路 本設(shè)計(jì)溫度檢測(cè)使用的溫度傳感器的型號(hào)為 DS18B20。此電路主要應(yīng)用于繼電器驅(qū)動(dòng)器，字錘驅(qū)動(dòng)器，燈驅(qū)動(dòng)器，顯示驅(qū)動(dòng)器（ LED氣體放電），線路驅(qū)動(dòng)器和邏輯緩沖器。 6.打滑扭力：≥ 500～ 。當(dāng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時(shí)，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ vr）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（ pm）、混合式步進(jìn) 電機(jī)（ hb）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。 圖 光敏電阻電路圖 18 圖 光控電路原理圖 由運(yùn)放組成比較電路，同向輸入端有兩個(gè)電阻分壓得到一個(gè)電壓值，作為基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，而反相輸入端用一個(gè)光敏二極管對(duì)外部環(huán)境的光線進(jìn)行采集，利用光敏二極管暗時(shí)電阻大，亮?xí)r電阻小的特點(diǎn)，來確定反向輸入端的電壓值。光敏電阻屬半導(dǎo)體光敏器件，除具靈敏度高，反 應(yīng)速度快，光譜特性及 r值一致性好等特點(diǎn)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(yīng)用于照相機(jī)，太陽能庭院燈，草坪燈，驗(yàn)鈔機(jī)，石英鐘，音樂杯，禮品盒，迷你小夜燈，光聲控開關(guān)，路燈自動(dòng)開關(guān)以及各種光控玩具，光控?zé)麸?，燈具等光自?dòng)開關(guān)控制領(lǐng)域。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 2:光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。 ⑤ 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)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(dá)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(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū) 動(dòng) 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(shè)置時(shí)間，以及顯示溫度。 圖 DS1302外部引腳分配圖 DS1302 接口電路設(shè)計(jì) DS1302 時(shí)鐘芯片和 STC89C52 單片機(jī)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(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線：（ 1） RES 復(fù)位（ 2） I/O 數(shù)據(jù)線（ 3） SCLK串行時(shí)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(dá)到微調(diào) fOSC 的目的。在單片機(jī)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(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。很多的八位單片機(jī)都不具備乘法功能，作乘法時(shí)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(gè)雙重功能的地址區(qū)間，十六個(gè)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(shí)，合128 個(gè)位，相應(yīng)位地址為 OOH～ 7FH)，使用極為靈活?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì) 數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。信號(hào)檢測(cè)后的是模擬信號(hào)，經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)。 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(shè)計(jì)與工作原理 智能窗簾控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示 圖 智能窗簾控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖 由光敏傳感器來探測(cè)外界的光強(qiáng)，從傳感器出來的信號(hào)輸入到 A/D 轉(zhuǎn)換器。 4 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 智能窗簾控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案是確定能夠滿足設(shè)計(jì)要求的總體方案的環(huán)節(jié)。溫度傳感器用來檢測(cè)當(dāng)前溫度，并顯示當(dāng)前溫度值。 主要研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排 主要研究?jī)?nèi)容 根據(jù)自動(dòng)窗簾的發(fā)展現(xiàn)狀來規(guī)劃其智能功能，從而對(duì)窗簾進(jìn)行智能控制，設(shè)計(jì)的電動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)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)正轉(zhuǎn)、手動(dòng)反轉(zhuǎn)和手動(dòng)停止的功能，該功 能是根據(jù)用戶的需求通過按鍵進(jìn)行窗簾的開關(guān)，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(dòng)窗簾就已經(jīng)進(jìn)入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電控技術(shù)的不斷提高及價(jià)格的不斷下降，電動(dòng)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(duì)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(shí)間段的不同，人們對(duì)于窗簾打開與閉合的需求也是不一致的。并且它可以牽動(dòng)一大批產(chǎn)業(yè) [1]。硬件采用分塊的模式，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，分別給出了 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖、光照傳感電路、溫度檢測(cè)電路、系統(tǒng)主控模塊電路、電源轉(zhuǎn)換 電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、鍵盤顯示電路以及時(shí)鐘模塊電路等相關(guān)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(shè)計(jì)，步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)，顯示程序設(shè)計(jì)，鍵盤程序設(shè)計(jì)以及定時(shí)程序設(shè)計(jì)，每一模塊都畫出了相應(yīng)的流程圖。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)討論了窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程、硬件選用和軟件調(diào)試等問題。如此廣泛的應(yīng)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(chǎng)價(jià)值 [3]。在此后短短幾年時(shí)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(dòng)手動(dòng)控制：半自動(dòng)手動(dòng)控制是 3 在需要關(guān)閉和打開窗簾的時(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。 89C52 單片機(jī)作為控制芯片，輔助鍵盤和顯示，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)窗簾的多項(xiàng)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(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上考慮了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性及可實(shí)現(xiàn)性。 轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由單片機(jī)控制電機(jī)，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行與停止。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。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因?yàn)橐粋€(gè)較復(fù)雜的程序在運(yùn)行過程中會(huì)遇到很多分支，因而需建立很多標(biāo)志位，在運(yùn)行過程中，需要對(duì)有關(guān)的標(biāo)志位進(jìn)行置位、清零或檢測(cè)，以確定程序 的運(yùn)行方向。 在 51 系列中，還有一條二進(jìn)制一十進(jìn)制 調(diào)整指令 DA，能將二進(jìn)制變?yōu)?BCD 碼，這對(duì)于十進(jìn)制的計(jì)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(shí)，對(duì) HMOS 單片機(jī)，該引腳接外部振。 9 圖 晶振電路 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給 89C52 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)鐘震蕩周期）的高電壓就可以使 89C52 復(fù)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(hù)電路，使用起來可靠、方便。時(shí)鐘 /RAM 的讀 /寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。 （ 5）工作電流 時(shí) ,小于 300nA。各引腳的功能為：⑴ .VCC1:主電源。 DS1302 與單片機(jī)的連接僅需要 3條線： CE引腳、 SCLK 串行時(shí)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(gè) 晶振，為芯片提供計(jì)時(shí)脈沖。在日常生活中，我們對(duì)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(hào)等點(diǎn)陣式 LCD，目前常用 16*1， 16*2， 20*2 和 40*2 行等的模塊。當(dāng)RS 和 R/W 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS為低電平 R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 R/W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 指令 3:光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)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(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)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(yùn)算放大器組成比較電路，在運(yùn)算放大器同相輸入端用兩個(gè)電阻分壓，得到的電壓值作為基準(zhǔn)電壓，在反相輸入端則用光敏電阻對(duì)光進(jìn)行采集，由于光敏電阻具有根據(jù)光照強(qiáng)度阻值變化的特點(diǎn)，可以得到反向輸入端的電壓值。再兩者進(jìn)行比較，比較后的信號(hào)再送入單片機(jī)的 P0 口，從而通過單片機(jī)來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為 度 或 15度；反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為 度，但噪聲和振動(dòng)都很大。每一個(gè)脈沖信號(hào)對(duì)應(yīng)步進(jìn)電機(jī)的某一相或者兩相繞組的通電狀態(tài)改變一次，也就對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一定的角度（一個(gè)步距角）。 ：≤ 55K（ 5VDC 工作頻率： 100Hz）。 ULN2021 的每對(duì)達(dá)林頓管都有一個(gè) ，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(shè)計(jì)流程。 軟件子程序設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)是操控窗簾開閉的主要執(zhí)行器件，其設(shè)計(jì)主要是按照單片機(jī)指令以及按鍵指令進(jìn)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。 鍵盤程序設(shè)計(jì) 在操作按鍵時(shí)，無論是按下還是松開，觸點(diǎn)在閉合和斷開時(shí)均會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，此時(shí)邏輯電平是不穩(wěn)的，如果得不到正確處理，可能會(huì)引起單片機(jī)對(duì)按鍵命令的錯(cuò)誤執(zhí)行。圖 是定時(shí)程序流程圖。 S1鍵為自動(dòng)手動(dòng)切換鍵。 圖 自動(dòng)模式電路圖 在自動(dòng)模式下，此時(shí)若按下 S5 鍵，系統(tǒng)則進(jìn)入設(shè)置菜單，如圖 ，設(shè)置菜單由上到下分別為設(shè)置時(shí)間，設(shè)置窗簾開閉時(shí)間，以及設(shè)置光線值。當(dāng)時(shí)間到達(dá) 18:25 時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 ，窗簾關(guān)閉；當(dāng)時(shí)間到達(dá) 18:30 時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖 ，窗簾打開。再加上手動(dòng)控制，使得本系統(tǒng)更加人性化。最后，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)一步修繕，以求達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。在論文完稿之際，我想借此機(jī)會(huì)對(duì)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間關(guān)心、幫助、支持和鼓 勵(lì)過我的老師、同學(xué)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(dǎo)師史健芳老師，在完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，老師給我提供了很大的幫助，在選題、設(shè)計(jì)以及修改論文的各個(gè)環(huán)節(jié)里老師給我指出了很多錯(cuò)誤，提出了很多寶貴意見，對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的問題也是耐心的回答和指導(dǎo)，讓我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 其次要感謝的是所有在大學(xué)四年中教育指導(dǎo)過我的所有老師，你們傳授給我的專業(yè)知識(shí)是我完成本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是日后踏入工作崗位的重要基石，對(duì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)等。并且設(shè)計(jì)的溫度檢測(cè)電路可以實(shí)時(shí)顯示室內(nèi)當(dāng)前溫度值。本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)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(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)的一系列步驟。 圖 設(shè)置菜單 當(dāng)光標(biāo)分別位于數(shù)字“ 1”“ 2”“ 3”時(shí)，按下 S5鍵可分別設(shè)置對(duì)應(yīng)參數(shù)。 圖 系統(tǒng)仿真前部分電路圖 28 點(diǎn)擊開