【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的低電平。當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，只有在對(duì)應(yīng)的行線輸出低電平時(shí)才能在對(duì)應(yīng)的列線端口檢測(cè)到低電平。按鍵的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)時(shí)均會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，這時(shí)觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如果不妥善處理，將會(huì)引起按鍵命令的錯(cuò)誤執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行。一般消除抖動(dòng)采用軟件方法來(lái)解決，將在軟件部分介紹這點(diǎn)。顯示部分則主要顯示時(shí)間，用于設(shè)置時(shí)間。采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。每位數(shù)碼管由7個(gè)筆畫(huà)加上小數(shù)點(diǎn)共8個(gè)發(fā)光二極管組成；有共陰極和共陽(yáng)極兩種類型，公共端用來(lái)進(jìn)行位控制，筆畫(huà)端用來(lái)進(jìn)行字符控制；數(shù)碼管顯示有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方法。在數(shù)碼管顯示中，有2個(gè)技術(shù)問(wèn)題需要解決，這就是整數(shù)高位和閃爍顯示問(wèn)題。雖然某些新型LED驅(qū)動(dòng)芯片本身具有閃爍控制和熄滅控制功能，但通過(guò)合理的軟件設(shè)計(jì)，采用廉價(jià)芯片組成的驅(qū)動(dòng)電路同樣可以實(shí)現(xiàn)整數(shù)高位滅零和閃爍顯示功能，達(dá)到降低系統(tǒng)硬件成本的目的。本設(shè)計(jì)采用的就是4位LED數(shù)碼管的串行驅(qū)動(dòng)電路來(lái)達(dá)到顯示時(shí)間和消除閃爍顯示的目的。驅(qū)動(dòng)器采用74LS164。 顯示電路 傳感器電動(dòng)窗簾要根據(jù)光照的情況而自動(dòng)開(kāi)關(guān)窗簾，因而需要使用到光電傳感器。這里使用光敏電阻。光敏電阻是用光電導(dǎo)體制成的光電器件，又稱光導(dǎo)管，他是基于半導(dǎo)體光電效應(yīng)工作的。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)可以加直流偏壓，也可以加交流電壓。當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值急劇減少，因此電路中電流迅速增加。光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定。因此在自動(dòng)化技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子—空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器：對(duì)紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測(cè)紫外線。紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測(cè)、非接觸測(cè)量、人體病變探測(cè)、紅外光譜，紅外通信等國(guó)防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中?？梢?jiàn)光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動(dòng)亮滅，自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置，機(jī)械上的自動(dòng)保護(hù)裝置和“位置檢測(cè)器”，極薄零件的厚度檢測(cè)器，照相機(jī)自動(dòng)曝光裝置，光電計(jì)數(shù)器，煙霧報(bào)警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。這里選用Ф3系列的GL3526。應(yīng)用光控原理工作，天亮窗簾自動(dòng)打開(kāi)，天黑窗簾自動(dòng)關(guān)閉。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)光敏電阻對(duì)外部環(huán)境的光線進(jìn)行采集，利用光敏電阻暗時(shí)電阻大，亮?xí)r電阻小的特點(diǎn)，來(lái)確定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)89C2051的P0口，從而通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)天亮窗簾自動(dòng)打開(kāi)，天黑窗簾自動(dòng)關(guān)閉這一自動(dòng)控制功能。 信號(hào)調(diào)理電路 放大濾波電路在許多需要用A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過(guò)一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。儀表儀器放大器的選型很多，我們這里介紹一種用途非常廣泛的儀表放大器。來(lái)自傳感器的信號(hào)通常都伴隨著很大的共模電壓（包括干擾電壓）。一般采用差動(dòng)輸入集成運(yùn)算放大器來(lái)抑制它，但是必須要求外接電阻完全平衡對(duì)稱，運(yùn)算放大器才具有理想特性。否則，放大器將有共模誤差輸出，其大小既與外接電阻對(duì)稱精度有關(guān)，又與運(yùn)算放大器本身的共模抑制能力有關(guān)。一般運(yùn)算放大器共模抑制比可達(dá)80dB，而采用由幾個(gè)集成運(yùn)算放大器組成的測(cè)量放大電路，共模抑制比可達(dá)100～120dB。濾波器是具有頻率選擇作用的電路或運(yùn)算處理系統(tǒng)，具有濾除噪聲和分離各種不同信號(hào)的功能。傳感器過(guò)來(lái)的信號(hào)經(jīng)常帶有各種各樣的干擾，因此要采用濾波電路來(lái)去除干擾。綜合考慮，采用低通濾波器。本設(shè)計(jì)采用將放大濾波功能結(jié)合的電路。 A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換的作用是進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。在選擇A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先要確定A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，該設(shè)計(jì)運(yùn)用的是8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809，A/D轉(zhuǎn)換誤的位數(shù)確定與整個(gè)測(cè)量控制系統(tǒng)所需測(cè)量控制的范圍和精度有關(guān)，系統(tǒng)精度涉及的環(huán)節(jié)很多，包括傳感器的變換精度，信號(hào)預(yù)處理電路精度A/D轉(zhuǎn)換器以及輸出電路等。本次設(shè)計(jì)使用8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809。關(guān)于ADC0809的介紹：ADC0809是CMOS 單片型逐次逼近式A／D 轉(zhuǎn)換器，它由8 路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)型D／A 轉(zhuǎn)換器、逐次逼近，寄存器、三態(tài)輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809 可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨(dú)工作。輸入輸出與TTL 兼容。 ADC0809與單片機(jī)的接口電路A/D 轉(zhuǎn)換后得到的是數(shù)字量的模擬量，這些數(shù)據(jù)應(yīng)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)串的關(guān)鍵是如何確定A/D 轉(zhuǎn)換完成。因?yàn)橹挥写_定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成后，才進(jìn)行傳送。為此可采用以下三種方式： 1）定時(shí)傳送方式：對(duì)于一種A時(shí)子程序。A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后，就調(diào)動(dòng)這個(gè)子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了。接著，就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128us，相當(dāng)于6MHZ的MCS51單片機(jī)共60 個(gè)機(jī)器周期?？筛鶕?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延了。2）查詢方式A/D 轉(zhuǎn)換芯片表明有轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(hào)，例如ADC0809 的E端，因此可以通過(guò)查詢方式用軟件測(cè)試EOC的狀態(tài)，即可知道轉(zhuǎn)換是否完成，若完成，則進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。3）中斷方式中斷方式ADC0809與8031的中斷方式接口電路只需將0809的EOC端經(jīng)過(guò)一非門(mén)連接到8031的INTl 端即可。采用中斷方式可大大節(jié)省CPU的時(shí)間，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC發(fā)出一個(gè)脈沖向單片機(jī)提出中斷請(qǐng)求，單片機(jī)響應(yīng)中斷請(qǐng)求，由外部中斷1 的中斷服務(wù)程序讀A／D 結(jié)果，并啟動(dòng)0809的下一次轉(zhuǎn)換，外部中斷1 采用邊沿觸發(fā)方式。設(shè)計(jì)中用單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809后，延時(shí)130us，就可以讀取正確的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括顯示子程序，鍵盤(pán)子程序，時(shí)鐘程序，步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)及部分構(gòu)成。本章節(jié)系統(tǒng)的介紹了電動(dòng)窗簾的主程序和各主要功能子程序的設(shè)計(jì)流程，具體的程序代碼見(jiàn)附錄。 主程序軟件設(shè)計(jì)主程序構(gòu)成無(wú)限循環(huán)，主要完成單片機(jī)初始化，關(guān)中斷，菜單顯示內(nèi)容初始化，按鍵掃描，電機(jī)運(yùn)行，計(jì)時(shí)等功能。 主程序流程圖啟動(dòng)主程序，先關(guān)中斷并且設(shè)置堆棧，接著初始化寄存器，初始化顯示內(nèi)容；然后執(zhí)行按鍵查詢，執(zhí)行相應(yīng)的操作。如果是設(shè)定鍵，則設(shè)定時(shí)間，開(kāi)始計(jì)時(shí)；到時(shí)間后步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始相應(yīng)的工作，工作完成后停機(jī)。如果是電機(jī)控制鍵，則也執(zhí)行相應(yīng)的工作。如果都不是，則是復(fù)位鍵，采取復(fù)位操作。 主要功能子程序設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是： ★ 判斷旋轉(zhuǎn)方向；★ 按順序傳送控制脈沖；★ 判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。 步進(jìn)電機(jī)工作流程圖 顯示程序顯示程序開(kāi)始后，起始地址60H發(fā)送到R0，01H發(fā)送至顯示位代碼R2，再將位代碼發(fā)送到單片機(jī)A口，單片機(jī)取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換成顯示代碼發(fā)送至單片機(jī)B口，延時(shí)2ms，指針R0加1，然后判斷6顯示是否完成。如果完成則返回，沒(méi)完成則位代碼R2左移一位，繼續(xù)顯示查表，一直到6位顯示完成后返回。 顯示部分流程圖 鍵盤(pán)程序設(shè)計(jì)按鍵的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)時(shí)均會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，這時(shí)觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不妥善處理，將會(huì)引起按鍵命令的錯(cuò)誤執(zhí)行或者重復(fù)執(zhí)行?，F(xiàn)在用軟件延時(shí)的方法來(lái)避開(kāi)抖動(dòng)階段。在判斷是否有鍵閉合后都延時(shí)5ms，按下鍵后再延時(shí)12ms就可以避免鍵盤(pán)的抖動(dòng)。然后鍵碼分析，執(zhí)行相應(yīng)的模塊，顯示后返回。 鍵盤(pán)程序流程圖 定時(shí)程序設(shè)計(jì)定時(shí)的主要功能是在設(shè)定時(shí)間單片機(jī)能夠得到中斷信號(hào)，從而控制窗簾的開(kāi)關(guān)。時(shí)鐘發(fā)出50ms的信號(hào)給單片機(jī)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到20，則過(guò)了1秒，秒單元數(shù)值加1，當(dāng)秒單元到達(dá)60，分單元數(shù)值加1，秒單元清零。當(dāng)時(shí)單元到達(dá)24，時(shí)單元清零。標(biāo)志1天時(shí)間計(jì)滿，把他們的值放到存儲(chǔ)單元的指定單元。 定時(shí)功能流程圖5 總結(jié)與展望經(jīng)過(guò)三個(gè)月的資料查找和設(shè)計(jì)，我已完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。本文設(shè)計(jì)了電動(dòng)窗簾控制器的智能項(xiàng)目，系統(tǒng)的介紹了電動(dòng)窗簾控制器的硬件電路設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)的以系列步驟。本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，以光敏電阻作為傳感元件的傳感器作為檢測(cè)元件，89C51單片機(jī)作為控制芯片，輔助鍵盤(pán)和顯示，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)窗簾控制器的多項(xiàng)智能項(xiàng)目?？v觀整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，單片機(jī)使用了熟悉的89C51單片機(jī)，從而使整個(gè)控制芯片了如指掌。熟悉的控制芯片設(shè)計(jì)起來(lái)也是得心應(yīng)手。所用芯片簡(jiǎn)單實(shí)用，減少了開(kāi)發(fā)和硬件開(kāi)銷。傳感器部分使用光敏電阻，可以持續(xù)性的檢測(cè)外界光強(qiáng)變化，通過(guò)電橋電路后的信號(hào)進(jìn)入比較器，可以得出一個(gè)信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)的脈沖信號(hào)進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行。本設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)可以很好的執(zhí)行單片機(jī)的命令。步進(jìn)電機(jī)為一種數(shù)字伺服執(zhí)行元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、控制方便、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)。使得窗簾的開(kāi)關(guān)更加的準(zhǔn)確，穩(wěn)定。設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路配合單片機(jī)的定時(shí)功能，加上光電傳感器的檢測(cè)光強(qiáng)很好的解決了自動(dòng)控制這項(xiàng)功能。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)的時(shí)間和能力有限，還有許多功能和技術(shù)沒(méi)有充分研究，如解決光電開(kāi)關(guān)的滯回特性，可以使用施密特電路來(lái)完成，無(wú)奈時(shí)間有限。其次，顯示功能中海沒(méi)有顯示電動(dòng)窗簾控制器的工作方式。控制器固定，沒(méi)有藍(lán)牙和紅外控制功能。而且沒(méi)有完成實(shí)物的設(shè)計(jì)，這不得不說(shuō)是一個(gè)遺憾。但是，一個(gè)完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，讓我掌握了單片機(jī)系統(tǒng)和電子操作軟件等方面的知識(shí)，尤其在動(dòng)手能力方面有很大的提升，也給今后更成功、完善的設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1] 姚福安．電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐．濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2005．[2] 何西才，楊靜，任力英. 實(shí)用傳感器接口電路實(shí)例. 北京：中國(guó)電力出版社，2007[3] 劉守義. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù). 陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2007[4] 李廣第. 單片機(jī)基礎(chǔ). 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001[5] ,2005,2:3536[6] 王麗君,楊偉豐. 電機(jī)無(wú)線遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究大眾科技,2009,11:124125[7]