【文章內(nèi)容簡介】 0 . 0 / A D 0P 0 . 1 / A D 1P 0 . 2 / A D 2P 0 . 3 / A D 3P 0 . 4 / A D 4P 0 . 5 / A D 5P 0 . 6 / A D 6P 0 . 7 / A D 7E AA L E / P R O GP S E NP 2 . 7 / A 1 5P 2 . 6 / A 1 4P 2 . 5 / A 1 3P 2 . 4 / A 1 2P 2 . 3 / A 1 1P 2 . 2 / A 1 0P 2 . 1 / A 9P 2 . 0 / A 8 圖 單片機(jī)引腳圖 引腳功能 P0口： P0口是一個(gè) 8位漏極開路的雙向 I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL邏輯電平。 P1 口： P1 口是一個(gè)擁有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 作為輸出緩沖器能夠驅(qū)動(dòng) 4 個(gè)TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口電平拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入口使用時(shí)，被外部器件拉低電平的引腳由于內(nèi)部電阻存在的原因 ，將輸出電流（ IIL）。此外， 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體如下表 。 表 引腳功能 引腳號 第二功能 T2（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2 的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T2的 捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） P2口： P2口是一個(gè)擁有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O口， P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4個(gè) TTL邏輯電平。 P3口： P3 口是一個(gè)擁有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 54 頁 輯電平。對 P3 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻會把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入口使用時(shí)，被外部器件拉低的引腳由于內(nèi)部電阻存在的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為STC89C52特殊功能（第二功能）使用，第二功能如下表 。 表 P3 口引腳功能 引腳號 第二功能 RXD（串行輸入） INT0 (外部中斷 0) RST： 復(fù)位引腳。單片機(jī)最小系統(tǒng)內(nèi)部的晶振工作時(shí)， RST引腳持續(xù)大于 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)初始化?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 腳輸出 96個(gè)晶振周期的高電平。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO位能夠讓此功能無效。在 DISRTO默認(rèn)狀態(tài)下，復(fù)位高電平有效。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路的輸入端。 XTAL2： 振蕩器反相放大器的輸出端。 晶振電路 電路中的晶振即石英晶體震蕩器。因?yàn)槭⒕w震蕩器具備良好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，因此，石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。通過基準(zhǔn)頻率來調(diào)節(jié)電路中的頻率的準(zhǔn)確性。同時(shí)，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機(jī)傳輸時(shí)鐘信號。 圖 。片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成了一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路， CPU的所有操作都是在時(shí)鐘脈沖同步下進(jìn)行。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率與晶振頻率非 常接近，一般都在 ～ 24MHz之間取值。 C1和 C2是反饋電容，它的取值在 20pF～ 100pF之間選取，這里的經(jīng)典取值為 30pF。本次電路選取的電容值為 30pF，晶振頻率為 12MHz。 振蕩周期＝ s?121 ；機(jī)器周期 sSm ?1? ； 指令周期＝ s?4~1 。 XTAL1接外部晶體的一個(gè)端口， XTAL2接外部晶體的另一 個(gè)端口。在單片機(jī)內(nèi)部接入上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 通常，晶振的輸出時(shí)鐘頻率為 ，經(jīng)典值為 12MHz或者。電容 C1和 C2可以幫助起振，經(jīng)典值為 30pF，調(diào)節(jié) C1和 C2可以達(dá)到微調(diào)晶振頻率的目的。 圖 單片機(jī)晶振電路圖 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 54 頁 復(fù)位電路 復(fù)位電路的主要功能是讓單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位初始化，在初始化的整個(gè)過程中需要在復(fù)位引腳上加上大于 2個(gè)機(jī)器周期的高電平。復(fù)位后的單片機(jī)初始化地址為 0000H，然后繼續(xù)從 0000H單元開始執(zhí)行程序。在復(fù)位電路中作用復(fù)位信號，等到系統(tǒng)電 源穩(wěn)定后，再去除復(fù)位信號。但是為了要在復(fù)位按鍵穩(wěn)定的之前，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)去抖才能撤除復(fù)位信號，以防在按鍵過程中引起的延時(shí)抖動(dòng)執(zhí)行錯(cuò)誤程序而影響單片機(jī)復(fù)位。圖 RC 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。 圖 復(fù)位電路圖 外圍電路 鍵盤電路 按鍵按下后單片機(jī)引腳電平改變調(diào)用相關(guān)程序運(yùn)行。 K2 是手動(dòng)開關(guān)， K3是手動(dòng)和自動(dòng)的模式轉(zhuǎn)換鍵。按鍵與單片機(jī)連接電路如圖 。 圖 鍵盤接口電路 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 54 頁 示電路 指示燈顯示模塊主要是顯示當(dāng)前窗簾的工作模式與窗簾此時(shí)所處的狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)的窗簾共有4個(gè) LED指示燈來指示。如圖 。 LED1與 LED2分別表示該系統(tǒng)的工作方式， LED1為自動(dòng)方式、 LED2為手動(dòng)方式， LED3與 LED4分別表示為窗簾的關(guān)狀態(tài)與開狀態(tài)。 圖 指示燈電路 紅外線接收電路 HS38B是用于紅外線遙控接收的小型一體化接收頭，它的主要功能包括放大 ,選頻 ,解調(diào)幾大部分 ,要求輸入的信號必需是已經(jīng)被調(diào)制了的信號。經(jīng)過它的接收放大和電光轉(zhuǎn)換及解調(diào)后會在輸 出端直接輸出原始信號的反相信號。其不需要任何外接元件，就能實(shí)現(xiàn)從紅外線接收端到輸出與 TTL電平信號兼容的所有工作內(nèi)容，而體積和普通的塑封三極管大小差不多，從而使電路達(dá)到最簡化，使用更加方便！它的靈敏度和抗干擾性都非常好，適用于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)的傳輸，中心頻率 。接收器對外只有 3個(gè)引腳：從左至右依次為 OUT、 GND、 VCC。 OUT腳即圖示 1號腳與單片機(jī) IO口直接相連 [4]。芯片如圖 。 紅外接收頭內(nèi)部放大器的增益很大，很容易引起干擾，依次在接收頭的供電腳上必須加上濾波電容。故紅 外接收部分電路如圖 。 紅外遙控模塊的工作原理是在紅外遙控器發(fā)射端發(fā)射數(shù)字信號，經(jīng)調(diào)制后進(jìn)入電光轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)射紅外光信號，在接收端，接收紅外線信號，經(jīng)解調(diào)后進(jìn)入電光轉(zhuǎn)換電路，恢復(fù)出原始信號輸出到單片機(jī)的 。單片機(jī) ，利用這一功能在單片機(jī)收到信號后立刻停止當(dāng)前工作狀態(tài)，接收并處理紅外信號以完成紅外遙控功能 [1]。 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 54 頁 圖 HS38B 引腳 圖 紅外 線接收電路圖 模塊介紹 光敏傳感器 自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)的光控功能是可以按照光照的不同強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制窗簾的開關(guān)的，因此需要用到光照傳感元器件，在本次設(shè)計(jì)中采用了光敏電阻。光照檢測電路如圖 。 光敏電阻又稱 光導(dǎo)管 ，常用的制作材料是 硫化鎘 ，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具備在特定 波長 的光度照射下，其阻值迅速減小的性質(zhì)。這是因?yàn)楣庹债a(chǎn)生的載流子都參與了導(dǎo)電，在外加電場的作用下做漂移運(yùn)動(dòng)，電子流向 電源 的正極，空穴流向電源的負(fù)極，因此能夠讓光敏電阻的阻值迅速減小。光敏電阻屬于半導(dǎo)體光敏檢測器件，除了具備靈敏度高，反應(yīng)速度快，光譜特性及 r值一致性良好等性質(zhì)外，在高溫、多濕的惡劣 環(huán)境 下，扔然能夠保證高度的穩(wěn)定性和可靠性，可廣泛運(yùn)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)麸椀裙饪刈詣?dòng) 開關(guān) 控制范疇。 圖 光照檢測電路部分 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 54 頁 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電 動(dòng) 機(jī)是一種將電脈沖 信號 轉(zhuǎn)換成角位移或 者 線位移的機(jī)電元 器 件。步進(jìn)電機(jī)的輸入是脈沖序列，輸出則 是 相應(yīng)的增量位移或步進(jìn)運(yùn)動(dòng) 。 正常 運(yùn)行條件 下，它每轉(zhuǎn)一周具有固定的步數(shù) ； 做連續(xù)步進(jìn) 轉(zhuǎn) 動(dòng)時(shí) ， 其旋轉(zhuǎn) 的 轉(zhuǎn)速與 其 輸入 的 脈沖 序列的 頻率保持 一一 對應(yīng) 的 關(guān)系， 它 不受電壓波動(dòng)和負(fù)載變化的 任何 影響。 下圖 。 圖 電機(jī)運(yùn)行原理圖 在步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，步進(jìn)控制器的作用是把輸入脈沖轉(zhuǎn)變成環(huán)型脈沖，用來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。 在實(shí)際使用中則由軟件代替步進(jìn)控制器模塊，其優(yōu)點(diǎn)是使線路布局簡單，降低成本，提高可靠性和穩(wěn)定性。在智能窗簾控制體系中選用了型號為 28BYJ48的 4相 5線步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，它的優(yōu)點(diǎn)是力矩大，精度高，它的步進(jìn)角度是 。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)的連接如圖 。 圖 步進(jìn)電機(jī)電路與單片機(jī)的連接 電壓比較模塊 LM393芯片 是由兩個(gè)獨(dú)立的、高精度電壓比較器 構(gòu) 成的集成電路，失調(diào)電壓低，最大為 。它專 門 為獲得 加 寬電壓范圍、單電源供電而設(shè)計(jì)，也可以 用 雙電源 對其進(jìn)行 供電；而且 不 管 電源電控制 指令 脈沖控制單元 功率驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 反饋與保護(hù) 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 共 54 頁 壓 是多少 ，電源消耗的電流都很低。它還有 另 一個(gè) 性質(zhì)就是 即使是單電源供電，比較器的共模輸入電壓范圍接近地電平 電壓 。主要 運(yùn)用在 限幅器、簡單的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器、脈沖發(fā)生器、延時(shí)發(fā)生器、寬頻壓控振蕩器、 MOS時(shí)鐘計(jì)時(shí)器、多頻振蕩器和高電平數(shù)字邏輯門電路 中 。 LM393被設(shè)計(jì)成 一種 能直接連接 TTL和 CMOS的芯片 ；當(dāng) 利 用雙電源 對其 供電時(shí)，它能 構(gòu) 兼容 MOS邏輯電路 ， 這是低功耗的LM393相 對 于標(biāo)準(zhǔn)比較器的獨(dú)特優(yōu)勢 [8]。 它還有其他優(yōu)勢如 ； 的失調(diào)電壓； ； 電壓范圍接近地電平； 。 它的特點(diǎn)如下： ? 電源電壓范圍 大 ： 單電源： 36V 雙電源： 177。 177。18V ? 電源電流消耗低（ ）； ? 輸入共模電壓范圍接近地電平； ? 差模輸入電壓范圍等于電源電壓； ? 輸出電平兼容 TTL， DEL， ECL， MOS和 CMOS邏輯 電路 。 LM393管腳 圖 如下圖 ，引腳功能如表 。 （ a） (b) 圖 管腳排列圖 表 引腳功能 引出端序號 符號 功能 1 OUT A 輸出 A 3 IN A+ 同相輸入 A 2 IN A 反相輸 入 A 4 GND 接地端 5 IN B+ 同相輸入 B 6 IN B 反相輸入 B 7 IN B 輸出 B 8 VCC 電源電壓 陜西理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 54 頁 3 軟件設(shè)計(jì) 本次系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)部分的 電路主要分為 5個(gè)模塊，分別是電源模塊、紅外遙控模塊、手動(dòng)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行模塊、單片機(jī)主控器件模塊。 本章介紹了智能遙控窗簾控制體系的主程序設(shè)計(jì)以及各主要模塊子程序的設(shè)計(jì)過程，程序代碼和仿真詳見附錄 B。 主程序設(shè)計(jì) 主程序主要實(shí)現(xiàn)體系結(jié)構(gòu)初始化操作及各個(gè)子程序之間的共同作用， 主程序是能夠無限循環(huán)的，主要的功能是讓單片機(jī)初始化不斷運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)窗簾各種狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)。對按鍵與紅外遙控信號進(jìn)行掃描，控制步進(jìn)電機(jī)工作等功能。主程序流程圖如圖 。 開 始系 統(tǒng) 初 始 化按 鍵 與 紅 外 遙 控 按 鍵 掃 描處 理手 / 自 動(dòng) 按 鍵 按 下切 換 工 作 方 式對 應(yīng) 指 示 燈 點(diǎn) 亮手 動(dòng) 方 式 ？開 / 關(guān) 按 鍵 按 下 ？切 換 窗 簾 狀 態(tài)亮 度 較 高亮 度 較 低打 開 窗 簾關(guān) 閉 窗 簾是是是是