【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 宙天體、動(dòng)物樂(lè)園、植物王國(guó)、卡通世界、地?fù)P州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 理知識(shí)、詩(shī)詞書(shū)法典范等。對(duì)于不同地區(qū)、民族、信仰、文化層次的人群也設(shè)計(jì)出既有文化內(nèi)函，又有地域特點(diǎn)的窗簾。 情趣創(chuàng)新：窗簾每天都要在人們眼中出現(xiàn)，因此，除了美觀溫馨外，還應(yīng)該有情趣，在圖案設(shè)計(jì)、材料及工藝選用都增加一些情趣成分。如采用變色技 術(shù)、夜光技術(shù)可給窗簾增加新的活力。窗簾行業(yè)還可與電器技術(shù)結(jié)合，移動(dòng)時(shí)發(fā)出美妙的音樂(lè)，定時(shí)開(kāi)閉、達(dá)到叫早或催眠的效果，使之更加人性化。 從上面的文章中大家可以清晰的來(lái)了解到窗簾的一個(gè)復(fù)雜而又悠久的發(fā)展史，能對(duì)窗簾有一個(gè)更好的了解。 無(wú)線電動(dòng)窗簾的現(xiàn)狀 隨著科技的發(fā)展，人民生活和工作條件的不斷改善，電動(dòng)窗簾越來(lái)越為人所接受，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，電動(dòng)窗簾已廣泛應(yīng)用。電動(dòng)窗簾產(chǎn)品不但實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)化，通過(guò)紅外線、無(wú)線電遙控或定時(shí)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而且運(yùn)用陽(yáng)光、溫度、風(fēng)等電子感應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度 ，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。 電動(dòng)窗簾，與傳統(tǒng)不同的是：環(huán)形滑線與吊環(huán)不再縛為一體，而是通過(guò)磁力相聯(lián)系。具體結(jié)構(gòu)是：滑線上縛有永磁體，在封閉的簾桿內(nèi)腔運(yùn)行，磁力透過(guò)簾桿牽引吊環(huán)。這種新型電動(dòng)窗簾滑線不外露，不會(huì)蒙塵和纏繞，可以電動(dòng)手拉兼容，做浴簾也很適宜。一種電動(dòng)窗簾，由電機(jī)、減速輪組、主動(dòng)輪、滑輪和環(huán)形滑線組成，其特征是：滑線上縛有一或二只永磁體，與之相對(duì)應(yīng)有一或二只吊環(huán)是磁性材料制成；沿線和永磁體在由非磁性材料制成的簾。桿內(nèi)腔運(yùn)行，而吊環(huán)全部套在簾桿外周或嵌進(jìn)下部開(kāi)的縫內(nèi)，永磁體用磁力牽引吊環(huán)。 選題 目的和意義 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的改變，寬大窗戶(hù)的辦公和生活建筑越來(lái)越多。這種建筑結(jié)構(gòu)美觀，采光良好。但是，窗戶(hù)的高度或者寬度超過(guò) 4米以后手拉窗簾卻比較困難。而現(xiàn)在的房地產(chǎn)商幾乎卻都沒(méi)有為用戶(hù)考慮這個(gè)問(wèn)題，使一些高檔住宅反而帶來(lái)了生活上的不便，解決這個(gè)問(wèn)題的方法是使用窗簾機(jī)。 窗簾機(jī)是專(zhuān)門(mén)為高大的窗戶(hù)設(shè)計(jì)的窗簾控制裝置，根據(jù)功能不同可以分為電動(dòng)、遙控、自動(dòng)和智能等多種規(guī)格。電動(dòng)窗簾機(jī)是通過(guò)窗簾機(jī)上的控制按鍵操作窗簾開(kāi)合的一種最簡(jiǎn)單的窗簾機(jī)，僅僅解決了手動(dòng)窗簾的問(wèn)題，可還需要人來(lái)近距離操作，電動(dòng)窗 簾使一些超高、超寬窗簾的操作變得比較容易。但是因?yàn)檫@種窗簾技術(shù)含量低，基本沒(méi)有廠家作大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；遙控窗簾機(jī)可以遠(yuǎn)距離操揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 作窗簾的開(kāi)合，使用更為方便，自動(dòng)窗簾機(jī)具有自動(dòng)控制功能，可以滿(mǎn)足用戶(hù)各種情況下的使用要求。 選題的要求 （ 1） 進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和步驟 （ 2）掌握單片機(jī)仿真軟件 Proteus 的使用方法； （ 3）掌握鍵盤(pán)和顯示器在的單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 （ 4）掌握撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告的方法。 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 課題設(shè)計(jì)方案 方案選擇 方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)，利用 555 定時(shí)芯片構(gòu)成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時(shí)鐘脈沖信號(hào)，采用計(jì)數(shù)芯片對(duì)脈沖盡心脈沖的計(jì)數(shù)和分頻，最后通過(guò)譯碼電路對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給數(shù)碼管顯示。 方案二：采用 EDA 技術(shù)，根據(jù)層次化設(shè)計(jì)理論，該設(shè)計(jì)問(wèn)題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計(jì)量模塊、譯碼和動(dòng)態(tài)掃描顯示模塊。 方案三：采用 MCU 技術(shù)，通過(guò)單片機(jī)作為主控器，利用 1602 字符液晶作為顯示電路，采用外部晶振作為時(shí)鐘脈沖，通過(guò)按鍵可以方便調(diào)節(jié)，一下是方案三的系統(tǒng)流程圖，本方案主要是必須對(duì)于數(shù)字電路 比較熟悉。 方案總結(jié)：通過(guò)各個(gè)方案的比較本次采用方案三，不但控制簡(jiǎn)單，而且成本低廉，設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單。 設(shè)計(jì)方案 基于單片機(jī)的遙控窗簾的設(shè)計(jì)要求如下： 能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制模式與手動(dòng)控制模式選擇，自動(dòng)控制模式中系統(tǒng)可以自行判斷白天與夜間時(shí)段，并根據(jù)光線的變化自動(dòng)開(kāi)合窗簾；手動(dòng)控制中操作者可以通過(guò)遙控器手動(dòng)控制窗簾的開(kāi)合，并可使窗簾在任意位置停止。 針對(duì)設(shè)計(jì)要求作如下設(shè)計(jì)，本裝置設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，通過(guò)單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，利用繼電器控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)和停止，來(lái)控制窗簾的上升、停止、下降等動(dòng)作，采用定時(shí)的方法 ，最高點(diǎn)、最低點(diǎn)電機(jī)自動(dòng)停止來(lái)防止窗簾的過(guò)卷，窗簾的操作可通過(guò)自動(dòng)和無(wú)線遙控兩種方法完成。使用不同顏色的發(fā)光二極管對(duì)窗簾的當(dāng)前位置進(jìn)行顯示，使窗簾這種常用的家居用品更具人性化。揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 原理框圖 圖 21系統(tǒng)原理框 開(kāi)始 單片機(jī)處理 光照檢測(cè) 過(guò)卷檢測(cè) 顯示部分 電機(jī)正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) 電機(jī)停止 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 功能模塊介紹 無(wú)線遙控控制 利用 315M 遙控器發(fā)出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止信號(hào)，與窗簾相連接的控制電路接收到控制信號(hào)后，根據(jù)遙控命令來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到遠(yuǎn)距離對(duì)控制窗簾的打開(kāi)、閉合和停止。對(duì)于遙控窗簾來(lái)說(shuō) ，遙控器的按鍵需要一個(gè)打開(kāi)按鍵和一個(gè)閉合按鍵來(lái)控制窗簾的打開(kāi)和閉合。遙控器的按鍵還應(yīng)加一個(gè)停止按鍵，這樣我們就不會(huì)為使電機(jī)運(yùn)行而一直按著按鍵不放。這樣有兩個(gè)好處：一是方便用戶(hù)控制用戶(hù)在打開(kāi)或關(guān)閉窗簾時(shí)不用一直按著按鍵；二是最大可能地降低遙控器和接收器功耗，這是因?yàn)檫b控器在按下一次后發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)后就可以立即進(jìn)入睡眠，對(duì)于主機(jī)也不用時(shí)時(shí)檢測(cè)信號(hào)這樣就可以更好的降低功耗。 無(wú)線遙控主要用到 315M 無(wú)線遙控器，下面介紹 315M 遙控器： 數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為 315M，采用聲表諧振器 SAW 穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán) 境溫度在－ 25～＋ 85 度之間變化時(shí)，頻飄僅為 3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無(wú)線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的 LC 振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。 發(fā)射模塊未設(shè)編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管 Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動(dòng)碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號(hào)值的大小。比如用 PT2262 或者 SM5262 等編碼集成電路配接時(shí)，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第 17腳接至數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。 數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍 3～ 12V，當(dāng)電壓變化時(shí)發(fā)射頻率基本不變 ,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無(wú)需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當(dāng)發(fā)射電壓為 3V時(shí)，空曠地傳輸距離約 20～ 50米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓 5V 時(shí)約 100～ 200 米，當(dāng)電壓 9V 時(shí)約 300～ 500 米，當(dāng)發(fā)射電壓為 12V 時(shí)，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約 60 毫安，空曠地傳輸距離 700～ 800 米，發(fā)射功率約500 毫瓦。當(dāng)電壓大于 l2V 時(shí)功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離 比較遠(yuǎn)，比較適合惡劣條件下進(jìn)行通訊。天線最好選用 25 厘米長(zhǎng)的導(dǎo)線，遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)最好能夠豎立起來(lái)，因?yàn)闊o(wú)線電信揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 號(hào)傳輸時(shí)收很多因素的影響，所以一般實(shí)用距離只有標(biāo)稱(chēng)距離的一半甚至更少，這點(diǎn)需要開(kāi)發(fā)時(shí)注意。 數(shù)據(jù)模塊采用 ASK 方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近數(shù)據(jù)模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。 發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣，應(yīng)離開(kāi)周?chē)骷?5mm 以上，以免受分布參數(shù)影 晌。模塊的傳輸距離與調(diào)制信號(hào)頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開(kāi)闊區(qū)最大發(fā)射距離約800 米，在有障礙的情況下，距離會(huì)縮短，由于無(wú)線電信號(hào)傳輸過(guò)程中的折射和反射會(huì)形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會(huì)有不同的收發(fā)距離。 光照檢測(cè)部分 光敏電阻又稱(chēng)光導(dǎo)管，為純電阻元件，其工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng) (半導(dǎo)體材料受光照射后，其導(dǎo)電率發(fā)生變化的現(xiàn)象）。常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值 迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻 器的阻值迅速下降。半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)會(huì)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)，使其導(dǎo)電性能增強(qiáng)，其阻值隨光照增強(qiáng)而減小，光線越強(qiáng)，阻值越低。光敏電阻是一種沒(méi)有極性的電阻器件。光敏電阻的響應(yīng)時(shí)間一般為 250ms。光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹(shù)脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“ R”或“ RL”、“ RG”表示。 光敏電阻的工作原理： 當(dāng)光照射到光電導(dǎo)體上時(shí)，若光電導(dǎo)體為本征半導(dǎo)體材料，而且光輻射能量又足夠強(qiáng)，光導(dǎo)材料價(jià)帶上的電子將激發(fā)到導(dǎo)帶上去，從而使導(dǎo)帶的電子和價(jià)帶的空穴增加，致使光導(dǎo)體的電導(dǎo)率變大。為實(shí)現(xiàn)能級(jí)的躍遷，入射光的能量必須大于光導(dǎo)體材料的禁帶寬度 Eg，即 hν = = ≥ Eg (eV) ?ch? ?揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 式中ν和λ — 入射光的頻率和波長(zhǎng)。 一種光電導(dǎo)體，存在一個(gè)照射光的波長(zhǎng)限λ C，只有波長(zhǎng)小于λ C的光照射在光電導(dǎo)體上，才能產(chǎn)生電子在能級(jí)間的躍遷，從而使光電導(dǎo)體電導(dǎo)率增加。 光敏電阻的靈敏度易 受濕度的影響，因此要將導(dǎo)光電導(dǎo)體嚴(yán)密封裝在玻璃殼體中。如果把光敏電阻連接到外電路中，在外加電壓的作用下，用光照射就能改變電路中電流的大小，其連線電路如圖 a、 b、 c所示。 圖 31 光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應(yīng)可從紫外區(qū)到紅外區(qū)范圍內(nèi)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜，因此應(yīng)用比較廣泛。 利用光敏電阻的特性，配合 AD0804，組成檢測(cè)光照強(qiáng)度電路，如圖 32 所示 。 圖 32 光敏電阻和 A/D轉(zhuǎn)換器A 玻璃底板 半導(dǎo)體 （ a）結(jié)構(gòu)圖 Rl Rg (b)電路連接 (c)實(shí)物圖 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 輸出部分 對(duì)于輸出部分，本系統(tǒng)由繼電器控制電機(jī)以及顯示部分組成，對(duì)于電機(jī)模塊，本裝置采用的是用繼電器控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于單片機(jī)輸出電流太小，不能有效作為電機(jī)的直接控制，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，用兩個(gè)繼電器控制直流電機(jī)，兩個(gè)繼電器與直流電機(jī)相連接 ,通過(guò)給單片機(jī)輸出脈沖來(lái)間接控制電機(jī)各線圈的接通與切斷。 防過(guò)卷模塊 這個(gè)窗簾是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)從上往下打開(kāi)，所以這里通過(guò)測(cè)試，利用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，算出完全打開(kāi)和完全關(guān)閉需要的時(shí)間。在利用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)計(jì)算器，計(jì)算開(kāi)啟的關(guān)閉的時(shí)間，從而有效的杜絕窗簾過(guò)卷的情況。 電機(jī)控制模塊 電機(jī)控制是通過(guò)兩個(gè)繼電器來(lái)控制的。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)都由兩個(gè)繼電器的不同輸出來(lái)控制。 繼電器 一般由 鐵芯 、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流 過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向 鐵芯 ，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電 器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。 設(shè)置中，通過(guò)兩個(gè)繼電器控制直流電機(jī)工作，如圖 33 所示： 揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 33 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 AT89C51 單片機(jī) AT89C51 是一個(gè)低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，有 40 個(gè)引腳， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含 2 個(gè)外中斷口， 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，