【文章內(nèi)容簡介】 5 號齒輪則會與 D、 A 相繞組 的電 磁極產(chǎn)生錯 位 。 當(dāng) 單刀 開關(guān) SC 連通 電源 時 ， SB、 SA、 SD 斷開， 此時 C 相繞組的 電 磁力和 4 號齒之間 電 磁力 開始 作用，使 得 轉(zhuǎn)子 開始 轉(zhuǎn)動， 4 號 齒輪 和 C 相繞組的 電 磁極對齊。智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計 12 但 0、 3 號 齒輪與 A、 B 相繞組 電磁極就會 產(chǎn)生 錯位 ， 5 號 齒輪 就 與 A、 D 相繞組 的電 磁極產(chǎn)生 錯位 。 同理 ， ABCD 四相繞組 依次 輪流供電， 由于 0 至 5 號齒輪的之間的錯位， 轉(zhuǎn)子 就會依次順著 ABCD 方向 運轉(zhuǎn) 。 四相步進電機 一般有三種工作模 式： 單四拍、雙四拍、八拍三種 ，它們是根據(jù)電流時序 的不同 來劃分的 。單四拍 的 步距角與雙四拍的 一樣 [14]， 且雙四拍 的轉(zhuǎn)動力矩 大， 單四拍 和 雙四拍的步距角 是 八拍 模式下 的 兩倍 ， 故 八拍 模式擁有 保持高轉(zhuǎn)動力矩 和 高控制精度 的雙優(yōu)點 。 單四拍、雙四拍與八拍工作 模式 的電源通電時序與波形分別如圖 15 所示： 圖 15 電機工作時序與波形 電機驅(qū)動 本設(shè)計的電機驅(qū)動采用 ULN2022， ULN2022 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品 ,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點 [15],適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。且廣泛用于單片機、儀器儀表、 PLC 等現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中。在工作電壓為 5V 時，可直接與 TTL 和 CMOS 電路連接，即可直接驅(qū)動繼電器等負載。ULN2022 輸入為 5V 的 TTL 電平，且輸出電壓可達 50V，以及灌電流可達 500mA。 需要注意的是，在使用 ULN2022 時 ，為 了讓這個二極管起到續(xù)流作用，必須將 COM引腳 （ pin9）接在負載的供電電源上，只有這樣才能夠形成續(xù)流回路 ，這是因為 ULN2022是集電極開路輸出 。 ULN2022 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 16： 圖 16 ULN2022 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 2022 屆本科畢業(yè)論文 13 4 軟件設(shè)計 原理圖繪制 Altium Designer 6 是 Altium 公司 Protel 系列軟件基于 Windows 平臺的最新產(chǎn)品 [15]，是 Altium 公司總結(jié)了多年的技術(shù)研發(fā) 成果，是對 Protel 99 SE 以及 Protel DXP 不斷修改、擴充新設(shè)計模塊和多次升級完善后的產(chǎn)物。 Altium Designer 6 是完全一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)下的一個版本。 Altium Designer 6 是將設(shè)計流程、集體化 PCB 設(shè)計、可編程器件設(shè)計和基于處理器設(shè)計的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的電路設(shè)計系統(tǒng)。 Altium Designer 6 除了全面繼承包括 Protel 99SE、 Protel DXP 在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點外，還增加了許多改進和很多高端功能。該平臺拓寬了板級設(shè)計的 傳統(tǒng)界面，全面集成了 FPGA 設(shè)計功能和 SOPC 設(shè)計實現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計人員能將系統(tǒng)設(shè)計中的 FPGA 與 PCB 設(shè)計及嵌入式設(shè)計集成在一起 [16]。 由于 Altium Designer 6 在繼承先前 Protel 軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了 FPGA 設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計功能， Altium Designer 6 對計算機的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。 圖 17和圖 18分別為在 Altium Designer 6平臺上繪制的 ATmega16原理圖和 PCB圖。 圖 17 ATmega16 原理圖 智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計 14 圖 18 ATmega16 PCB 圖 程序編譯環(huán)境 ICCAVR 軟件 ICCAVR 軟件是 一種符合 ANSI 標準的 C 語言來開發(fā) MCU（單片機）程序的一個工具，功能合適、使用方便、技術(shù)支持好，它主要有以下幾個特點： （ IDE）； ，文檔的編輯和工程的構(gòu)造都是在項目工程中完成的，編譯的錯誤會在在狀態(tài)窗口中顯示，且當(dāng)你點擊一個編譯錯誤時，光標則會自動跳到該行的錯誤； 直接 生成 HEX 格式 的燒寫文件（大多數(shù)編程器 都 支持 HEX 格式的文件 ，可以直接下載到芯片中使用）和符合 AVRStudio 的調(diào)試文件 (COFF 格式 )[17]。 32 位的程序，可在 Win 9 Win 9 Win ME、 Win NT、 Win 202 Win XP 和 Win 7 等 環(huán)境下運行。 下圖為 ICCAVR 編譯環(huán)境界面： 2022 屆本科畢業(yè)論文 15 圖 19 ICCAVR 編譯環(huán)境 Progisp ISP 下載軟件： Progisp ISP 具有以下特性： 1）支持所有的 AVR 芯片的編程，支持 AT89S51,AT89S52；2）自定義串口的下載編程器的支持； 3） USBASP 下載器的 支持； 4）自定義編程熔絲信息的支持； 5）支持高壓下載器； 6）支持脫機下載器實現(xiàn)脫機下載； 7）支持命令行模式，可以直接嵌入其他 IDE 中使用；綠色軟件，無需安裝，占用資源少； 8）支持自定義漢化信息提示； 9）支持工程管理 可以將所有的配置數(shù)據(jù)與編程數(shù)據(jù)打包為單一文件。 圖 20 為 progisp 的主界面： 圖 20 Progisp 主界面 智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計 16 整體設(shè)計功能 通過按鍵選擇工作模式： ,檢測光照強度，自動控制窗簾的拉伸；檢測光照強度，自動控制臺燈的亮滅；檢測聲音，控制臺燈的亮滅； ,檢測是否有火焰 產(chǎn)生，蜂鳴器報警；檢測是否有異常聲音產(chǎn)生，蜂鳴器報警；檢測是否有外來人員進入，蜂鳴器報警； 設(shè)計功能流程圖如下： 圖 21 功能流程圖 5 結(jié)論 通過本次畢業(yè)設(shè)計，基本完成了預(yù)期的設(shè)計模式（自動模式與按鍵模式）。整個設(shè)計都在液晶 5510 下顯示，如圖 22。 整個系統(tǒng)的檢測控制都取決于我們的傳感器模塊，它們主要由聲音傳感器、紅外傳感器以及光敏傳感器組成。在這些傳感器的實時監(jiān)測下，完成了我們的整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，使主控芯片能夠得到快速且準確的外界信息。設(shè)計的傳感 器模塊如圖 23。 環(huán)境是否變暗 開始 按鍵選擇模式 返回 是否有異常火焰 安防模式 火焰?zhèn)鞲衅? 蜂鳴器報警 光傳感器 電機工作，拉到窗簾 臺燈亮滅 聲音 傳感器 是否有聲音 自動模式 2022 屆本科畢業(yè)論文 17 圖 22 液晶顯示界面 圖 23 傳感器模塊 本次設(shè)計為了模擬顯示的窗簾，此次選擇細線上掛幾個物體來擔(dān)當(dāng)窗簾的角色，用步進電機來控制窗簾的收縮。實際測試效果明顯，能夠根據(jù)環(huán)境中光照等信息，來控制窗簾開關(guān)，實物圖如下： 圖 24 步進電機控制窗簾模型 智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計 18 通過幾個月的不斷學(xué)習(xí)與設(shè)計，本次的智能家居設(shè)計實現(xiàn)了光照強度檢測、聲音檢測以及紅外煙霧檢測，并達到了自動控制窗簾拉伸，自動控制臺燈亮滅的效果。且在安防模式中，能夠?qū)崟r檢測家居環(huán)境，如有異常，且會報警提醒。 參考文獻 [1] 王鵬 .基于網(wǎng) 絡(luò)數(shù)據(jù)終端的家庭智能控制系統(tǒng) [D].西安工業(yè)學(xué)院 ,2022. 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[17] 甘能 .淺議智能家居控制系統(tǒng) [J].中小企業(yè)管理與科技 ,2022,(30):292. 附錄 1： 名稱 數(shù)量 HCSR501 人體紅外感應(yīng)模塊 1 火焰?zhèn)鞲衅? 1 光敏傳感器 1 聲音傳感器 1 有源蜂鳴器 1 雙 12V 變壓器 1 穩(wěn)壓芯片 7805/7812 5 繼電器 1 步進電機 28BYJ48 1 LCD 液晶 5110 1 4X4 矩陣鍵盤 1 ULN2022 電機驅(qū)動 1 電阻 若干 電容 若干 杜邦線 若干 部分器件清單 附錄 2： 智能家居控制系 統(tǒng)整體圖 Mega16 最小系統(tǒng) 電源模塊 致謝 轉(zhuǎn)眼大學(xué)生活就進入到了尾聲，而在這時我也完成了自己的畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計對任何一個畢業(yè)生來說都應(yīng)該是非常重要的，因為這需要通過自己所學(xué)到的知識來解決實際的問題，是對自己綜合能力的一個考驗。 經(jīng)過將近三個月的單片機畢業(yè)設(shè)計，在整個過程中我得到了許多同學(xué)和老師的幫助，終于完成了我的智能家居控制的設(shè)計，雖然有部分功能尚未實現(xiàn)不能達到設(shè)計要求，但總體上完成了一個從硬件到軟件完整的設(shè)計 流程。 通過本系統(tǒng)的設(shè)計和制作，是我對單片機的控制掌握的更加深刻，并且深化了課堂上學(xué)到的知識，培養(yǎng)了運用能力，強化了解決問題的能力。并且通過設(shè)計也讓我對系統(tǒng)的設(shè)計方法，調(diào)試方法等都有了深刻的了解，對各類傳感器的使用有一定的了解。通過設(shè)計也讓我對電子更加感興趣，增強了學(xué)習(xí)的興趣。 在整個過程中， 導(dǎo)師給予了 大量 指導(dǎo)，并提供了很多與該研究相關(guān)的重要信息，培養(yǎng)了我們對科學(xué)研究的嚴謹態(tài)度和創(chuàng)新精神 ， 對我影響深遠。不僅使我掌握了基本的 科學(xué) 研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理 ， 這將非常有利于我今后的學(xué)習(xí)和工 作 。 在此，謹向?qū)煴硎局孕牡母兄x和 至高的敬意 ！ 您好，為你提供優(yōu)秀的畢業(yè)論文參考資料，請您刪除以下內(nèi)容， O(∩ _∩ )O 謝謝?。?！ A large group of tea merchants on camels and horses from Northwest China39。s Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansu39。s Zhangye city during their journey to Kazakhstan, May 5, 2022. The caravan, consisting of more than 100 camels, three horsedrawn carriages and four support vehicles, started the trip from Jingyang county in Shaanxi on Sept 19, 2022. It will pass through Gansu province and Xinjiang Uygur autonomous region, and finally arrive in Almaty, formerly known as AlmaAta, the largest city in Kazakhstan, and Dungan in Zhambyl province. The trip will cover about 15,000 kilometers and take the caravan more than one year to plete. The caravan is expected to return to Jingyang in March 2022. Then they will e back, carrying specialty products from Kazakhstan