【文章內(nèi)容簡介】 的電路布線和選用最經(jīng)濟實用的器件來達到設計要求。 自動窗簾控制器具有以下幾個基本功能： （ 1）手動控制：該功能是根據(jù)用戶的需求通過按鍵進行窗簾的開關，此功能可以使窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài)； （ 2）自動控制：用戶可以通過按鍵一次性開閉窗簾； （ 3）光照控制：器可以根據(jù)用戶設定的光照強度值通過感光器采集光照自動開光窗簾； （ 4）時間控制：此功能是根據(jù)用戶設定的時間一次性開關窗簾。 二、總體電路設計及其原理說明 自動窗簾控制器 5 方案選取 單片機在各種電子產(chǎn)品中的應用已經(jīng)越來越廣泛，很多的電子產(chǎn)品利用單片機所取得的便 利性得到了人們的好評，針對單片機控制的自動窗簾控制器的智能化要求，實現(xiàn)其自動控制的方案有兩種： 方案（一）基于溫度檢測以及聲控檢測器件的自動控制 方案（二）基于光照強度器件的自動控制 這二個方案都是基于單片機控制的，采用步進電機控制以及液晶顯示，不同的設計部分在于檢測器件的選取上。 方案（一）的器框圖如圖 1： 方案（二）的器框圖如圖 2： 圖 2 方案（二）的原理框圖 方案（一）與方案（二）的區(qū)別主要在于檢測器件的應用，方案（一）采用溫度采集和聲音檢測元件 ，通過設定的溫度來控制窗簾的開閉，以減少光照對室內(nèi)的溫度影響，利用聲音控制雖然方便性有所提高，但是其誤差較大。方案（二）采用的時鐘模塊實用性更強。綜合考慮以上因素，器設計采用方案（二）。 總體方案設計 自動窗簾控制器 總體方案設計是 基于 滿足設計要求的 前提并且根據(jù)理論上 自動窗簾控制器 6 的可實現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟實用性，而進行設計的重要 環(huán)節(jié)。本章從 人們對 器功能需求出發(fā)， 在綜合考慮各種因素的情況下，設計出自動控制 器的總體 構架 ，并且在基本功能需求的 基礎上 盡可能 考慮器的可擴展性 。 ① 系統(tǒng)基本功能 A. 手動控制狀態(tài)：此功能使自動窗簾控制 器具有手動拉開、關閉和停止功能。 B. 半自動控制狀態(tài)：此功能是在要打開或者關閉窗簾的時候，通過 “開 ”或“關 ”按鍵，窗簾在電機的帶動下可以自動開閉。 C. 亮度自動控制：此功能是利用設定的光照強度自動完成窗簾的打開或者關閉，真正實現(xiàn)黑天關閉，白天打開的功能。 D. 時間自動控制：此功能根據(jù)用戶需要，設定需要開閉窗簾的時間，通過輸入的開啟或關閉時間，控制窗簾開關。 ② 器總體結構設計 自動窗簾控制器設計的總體框圖如圖 3所示： 圖 3 電動窗簾控制器結構框圖 根據(jù)光照來開閉 窗簾主要原理是用光敏電阻采集外界的光強度，從光傳感器采集的信號利用信號校正電路放大，濾波后輸入到 A/D轉(zhuǎn)換器，由于 A/D轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換需要一定時間，一旦在這段時間內(nèi)信號發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換結果將會出現(xiàn)偏差，所以在轉(zhuǎn)換期間要應該采用采樣保持電路。傳入的信號由 89C51單片機來控制，并且做出響應，以實現(xiàn)電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止。顯示模塊是用來顯示自動窗簾控制器的各種狀態(tài)。鍵盤作為輸入設備，通過不同按鍵來控制單片機進行各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 電源電路設計 單片機正常工作電壓為 5V，因此設計的電源電路主要是提供單片機工作電壓。 圖 4 是為單片機提供電壓的電源電路。在這個電路中采用了三端集成穩(wěn)壓器LM7805，可以輸出 5V 的直流電壓以供給單片機 。 光敏傳感 信號校正 A/D 轉(zhuǎn)換 89C51 顯 示 模塊 鍵盤模塊 步進電機 自動窗簾控制器 7 圖 4 電源電路圖 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 。 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)整管的保護電路，使用起來可靠、方便。 其內(nèi)部結構圖如圖 5 所示 。 圖 5 LM7805 內(nèi)部示意圖 89C51 單片機及相關電路 ① 89C51 單片機 概述 單片機是將中央處理器（ CPU）、隨機存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM或 EPROM）、定時器芯片和一些輸入 /輸出接口電路集成在一個芯片上的微控制器。 AT89C51 單片機是低功耗、高性能的 CMOS 8 位單片機，片上帶有 8K Flash 存儲器，且允許在器改寫或用編程器編程。其 主要參數(shù)有 ： A 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 B 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz C 128*8 位內(nèi)部 RAM D 32 可編程 I/O 線 E 兩個 16 位 定時器 /計數(shù)器 F 5 個中斷源 G 低功耗的閑置和掉電模式 H 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 自動窗簾控制器 8 ② 晶振電路 電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準頻率的。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。同時，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機發(fā)出時鐘信號。 圖 6 是單片機的晶振電路。片內(nèi)電路與片外器件就構成一個時鐘產(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 C2 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＝ s?121 ； 圖 6 單片機晶振電路圖 ③ 復位電路 復位電路的主要功能是使單片機進行初始化，在初始化的過程中需要在復位引腳上加大于 2 個機器周期的高電平。復位后的單片機地址初始化為 0000H， 然后繼續(xù)從 0000H 單元開始 執(zhí)行程序。在復位電路中提供復位信號，等到器電源穩(wěn)定后，再撤銷復位信號。但是為了在復位按鍵穩(wěn)定的前提下，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防在按鍵過程中引起的抖動而影響復位。圖 所示的 RC 復位電路可以實現(xiàn)上述基本功能。 自動窗簾控制器 9 圖 復位電路圖 ④ 時鐘電路 DS12887 芯片和 AT89C5l 單片機的接口電路如圖 7 所示： 圖 7 時鐘電路圖 其中 DS12887的模式通過選擇腳 MOT接地來確定， DS12887的中斷輸出端 IQR和 89C51的外部中斷 INT0接 口相聯(lián) ， R/W 接口與單片機 89C51的 RD/WR接口相連；而 DS12887的 AS端口和單片機