【文章內(nèi)容簡介】 12Hz 時，動態(tài)電流為 ，空閑態(tài)為 1mA,紅外接收模塊 遙控器 按鍵模塊 STC89C52RC 單片機(jī) 時鐘模塊 光控模塊 步進(jìn)電機(jī) 顯示模塊 電源模塊 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 3 掉電 狀態(tài) 僅為 20nA。 引腳圖如圖 ： 圖 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 的特點(diǎn) STC89C52RC 與 MCS51 系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容； 片內(nèi)有 4k 字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲器； 全靜態(tài)工作 ,工作范圍 :0Hz～ 24MHz； 三級程序存儲器加密； 128 8 位內(nèi)部 RAM； 32 位雙向輸入輸出線； 兩個十六位定時器 /計數(shù)器 五個中斷源 ,兩級中斷優(yōu)先級； 一個全雙工的異步串行口； 間歇和掉電兩種工作方式 超強(qiáng)抗干擾 : 高抗靜電 (ESD 保護(hù) ) ,輕松過 2KV/4KV 快 速脈沖干擾 ； 寬電壓 ,不怕電源抖動 ； 寬溫度范圍 ,40℃ ~85℃ ； 禁止 ALE 輸出 。； 超低功耗 : [1]掉電模式 :典型功耗 μ A ； [2]空閑模式 :典型功耗 2mA ； 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 4 [3]正常工作模式 :典型功耗 4mA7mA ； [4]掉電模式可由外部中斷喚醒 ,適用于電池供電系統(tǒng) ,如水表、氣表、便攜設(shè)備等 . STC89C52RC 的引腳 [1]電源 :① VCC 芯片電源，接 +5V； ② VSS 接地端； [2]時鐘 :XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反 相輸入端和輸出端。 [3]控制線 :控制線共有 4 根： ALE/PROG:地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖 ① ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址 ② PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 PSEN:外 ROM 讀選通信號。 RST/VPD:復(fù)位 /備用電源。 ① RST（ Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。 ② VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 EA/Vpp:內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源。 ① EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 ② Vpp 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程電源 Vpp。 [4]I/O 口線： P0、 P P P3 共四個八位口。 ? P0 口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯ν獠看鎯ζ鞯淖x /寫操作。 P0 口也用以輸出外部存儲器的低 8 位地圖 1 址。由于是分時輸出 ,故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存 ,信號用ALE。 ? P1 口是專門供用戶使用的 I/O 口 ,是準(zhǔn)雙向口。 ? P2 口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時作高 8 位地址線用。不擴(kuò)展外部存儲器時 ,P2 口也可以作為用戶 I/O 口線使用 ,P2 口也是準(zhǔn)雙向口。 ? P3 口是雙功能口 ,該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一 I/O 功能或第二 I/O功能。作為第一功能使用時操作同 P1 口。 P3 口的第二功能如表 所示。 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 5 表 P3 口第二功能 端口引腳 各個功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0_________(外部中斷 0 請求輸入端，低電平有效 ) INT1________(外部中斷 1 請求輸入端，低電平有效 ) T0（定時器 /計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖輸入端） T1（定時器 /計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖輸入端） WR_______(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端 ,低電平有效 ) RD______（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入端，低電平有效） LCD1602 液晶顯示屏 LCD1602 液晶也叫 1602 字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若 干個 5X7 或者 5X11 等點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義 CGRAM，顯示效果也不好）。 1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 DS1302 時鐘芯片 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時，具有閏年補(bǔ)償 功能，工作電壓為 ～ 。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。 DS1302 內(nèi)部有一個 31 8 的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 6 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 單片機(jī)時鐘電路 片內(nèi)電路與片外器件就構(gòu)成一個時鐘產(chǎn)生電路， CPU 的所有操作均在時鐘脈沖同步下進(jìn)行。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在 ～ 24MHz 之間選取。 C C3 是反饋電容，其值在 20pF～ 100pF 之間選取，典型值為 30pF。本電路選用的電容為 30pF，晶振頻率為 12MHz。 振蕩周期 =1/12 μ S； 機(jī)器周期 =1 μ S； 指令周期 =1~4 μ S； XTAL1 和 XTAL2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形，而這種機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電場，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一般情況下，無論是機(jī)械振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。但是，當(dāng) 交變電場的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。這一特定頻率 就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。即用來連接 STC89C52RC 片內(nèi) OSC 的定時反饋回路。石英晶振起振后要能在 XTAL2 線上輸出一個 3V 左右的正弦波，以便使 STC89C52RC 片內(nèi)的 OSC 電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。通常， OSC 的輸出時鐘頻率 fosc 為，典型值為 12MHz 或者 。電容 C2 和 C3 可以幫助起振，典型值為 30pF，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào) fosc 的目的。如圖 所示 . 圖 單片機(jī)時鐘電路 單片機(jī)復(fù)位電路 單片機(jī)在開機(jī)時都需要復(fù)位，以便中央處理 CPU 以及其他功能部件都處于一個 確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機(jī)的復(fù)位后是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的 RST 引腳上出現(xiàn) 24 個時鐘振蕩脈沖（ 2 個機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便可實(shí)現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位，如圖 所示。 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 7 圖 單片機(jī)復(fù)位電路 電源電路 通過 220V 轉(zhuǎn) 12V 變壓器輸入，再經(jīng)橋式整流電路后，輸入直流 12V 電壓。 CC2 是 12 伏的電源濾波電容，大電容 C1 旁邊并聯(lián)一個小電容的目的是降低高頻內(nèi)阻，因?yàn)榇蟮碾娊怆娙菀话悴捎镁砝@工藝制造，所以等效電感較大，小電容可以提供一個小內(nèi)阻的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻 。之后經(jīng)過 3 端集成穩(wěn)壓芯片 LM7805 穩(wěn)壓后輸出 +5V 電壓 VCC,為步進(jìn)電機(jī)電路、紅外接收電路、顯示電路、時鐘芯片提供電源， 5V電源經(jīng)過二極管 D限流電阻 R1=5K 后，為 DS1302 提供 VDD 電壓， BATTERY是直流供電電源，電壓為 3V 左右 ,在本電路中為了節(jié)省成本，使用兩節(jié) 5 號可充電電池。市電正常的情況下， VDD 電源為 DS1302 供電的同時，也為電池充電 ，從而延長電池的使用壽命，當(dāng)市電停電的時候，電池為 DS1302 供電， DS1302 在掉電狀態(tài)下維持時鐘的正常，如圖 所示。 圖 電源電路 顯示電路 顯示電路設(shè)計采用的是液晶 LCD1602(仿真時用 LM016L 代替 )來顯示實(shí)時時間、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等內(nèi)容。 由于 P0 口帶負(fù)載能力差，故需接上拉電阻（這里用 1K 的排阻）， P0 口作為數(shù)據(jù)口連接 LCD1602 的 7～ 14 口，來傳輸數(shù)據(jù)及指令。 接LCD1602 的 4 腳 RS（數(shù)據(jù) /命令選擇端）， 接 LCD1602 的 5 腳 R/W（讀寫選擇基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 8 端）， 接 LCD1602 的 6 腳 E（使能信號）。電位器 RV1 用來調(diào)節(jié) LCD1602 的亮度，如圖 所示。 圖 LCD1602 顯示電路 LCD1602 管腳介紹 1602 共 16 個管腳，但是編程用到的主要管腳不過三個，分別為： RS(數(shù)據(jù)命令選擇端 4 腳 ),R/W（讀寫選擇端 5 腳） ,E（使能信號 6 腳） 。以后編程便主要圍繞這三個管腳展開進(jìn)行初始化，寫命令，寫數(shù)據(jù)。 以下具體闡述這三個管腳： RS 為寄存器選擇，高電平選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平選擇指令寄存器。 R/W 為讀寫選擇，高電平進(jìn)行讀操作，低 電平進(jìn)行寫操作。 E 端為使能端，后面和時序聯(lián)系在一起。 除此外， D0~D7（ 7~14 腳 ）分別為 8 位雙向數(shù)據(jù)線， 第 1 腳： VSS 為地電源 ； 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源 ； 第 3 腳： 液晶顯示偏壓 。 LCD1602 操作時序 表 操作時序 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令碼到 D0~D7 0 1 讀從 D0~D7 輸出的狀態(tài)字 1 0 寫數(shù)據(jù)到 D0~D7 1 1 從 D0~D7 讀數(shù)據(jù) LCD1602 指令集 0x38 設(shè)置 16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8 位數(shù)據(jù)接 口； 0x01 清屏； 0x0f 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍； 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 9 0x08 只開顯示； 0x0e 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍； 0x0c 開顯示，不顯示光標(biāo)； 0x06 地址 +1，當(dāng)寫入數(shù)據(jù)的時候光標(biāo)右移； 0x02 地址計數(shù)器 AC=0（此時地址為 0x80），光標(biāo)歸原點(diǎn)，但是 DDRAM 中內(nèi)容不變； 0x18 光標(biāo)和顯示一起向左移動； DS1302 時鐘電路 本電路 采用 DS1302 時鐘芯片（ DS1302 主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸），采用32768Hz 晶 振， 兩個電源 Vcc1 及 Vcc2 接電源 VDD，這樣如果沒有交流電的供電也可以由可充電電池供電，起了掉電保護(hù)，防止實(shí)時時間數(shù)據(jù)丟失。 2 腳 X1（晶振引腳）及 3 腳 X2（晶振引腳）接 32786Hz 的晶振，晶振旁接兩個 6pf 的起振電容， 5 腳 RST（ 復(fù)位引腳 ）與單片機(jī)的 相連， 6 腳 I/O(數(shù)據(jù)輸入輸出引腳 )與單片機(jī)的 相連， 7 腳 CLK（串行時鐘輸入引腳）與單片機(jī)的 相連，如圖 所示。 圖 DS1302 時鐘電路 DS1302 簡介 DSl302 是美國 Dallas 公司生產(chǎn)的一 種串行實(shí)時時鐘 /日歷芯片，以串行方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，它能夠向單片機(jī)提供：秒、分、時、日、月、年、及星期等實(shí)時時間信息，并能夠?qū)﹂c年天數(shù)自動調(diào)整，日歷有效至 2100 年。 DSl302 由雙電源中較大者供電，使系統(tǒng)在沒有主電源的情況下也能保持時鐘的連續(xù)運(yùn)行。片內(nèi)具有 31 個字節(jié)靜態(tài) RAM，可用來保存重要數(shù)據(jù)。 DSl302 具有引腳少、體積小、價格低等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。本文對其進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述并在分析其時序的基礎(chǔ)上給出了DSl302 與單片機(jī)連接的接口電路和通訊子程序。 DS1302 芯片引腳 DS1302 的引腳功能描述如表 所示： 基于單片機(jī)的智能型家居窗簾控制電路的設(shè)計 10 表 DS1302 引腳描述 引腳號 名稱 說明 引腳號 名稱 說明 1 Vcc2 備用電源引腳 5 CE 復(fù)位引腳 2 X1 晶振引腳 6 I/O 串行輸入輸出引腳 3 X2 晶振引腳 7 SCLK 串行時鐘輸入引腳 4 GND 電源地引腳 8 Vcc1 主電源引腳 DS1302 內(nèi)部寄存器 DS