【導(dǎo)讀】本次設(shè)計方案以控制芯片AT89S51作為整個系統(tǒng)的控制中心，顏色的LED來分別顯示車庫卷簾門自動控制的三種狀態(tài)。中進(jìn)行仿真模擬，保障系統(tǒng)功能的正確實施。越性，與此同時，為后續(xù)的二次研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

　　

【正文】 32 顯示程序設(shè)計 本方案采用三種顏色的 LED燈來清楚表示步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)及停止三種狀態(tài)（即車庫卷簾門的上升和停止三種狀態(tài)）。通過對 ～ 高低電平的掃描去控制 LED 燈的亮滅 ， 此種方法簡單又容易實現(xiàn) ， 故此次采用這種顯示原理 ，從而清楚知道卷簾門的工作狀況。 具體程序編寫如下 : =1。 //紅燈亮 =0。//紅燈滅 =1。 //綠燈亮 =0。 //綠燈滅 =1。 //黃燈亮 =0。 //黃燈滅 延時子程序 本次設(shè)計中的步進(jìn)電機只要依次給其一定時間的脈沖 ， 步進(jìn)電機即可連續(xù)轉(zhuǎn)動起來。在設(shè)計步進(jìn)電機驅(qū)動程序的時 ， 會對每一 STEP 加一個延時 ， 避免了電機急速啟動所造成的 步進(jìn)電機就有失步現(xiàn)象 ， 從而造成不能正常啟動；同樣 ， 假如車庫卷簾門到達(dá)預(yù)設(shè)位置猛然停下來 ， 在慣性作用 下 ， 步進(jìn)電機會發(fā)生 “剎不住車”的 現(xiàn)象 ， 從而 會 導(dǎo)致降低自動卷簾門位置 的 精 確 度。所以 ， 延時程序有必要貫穿整個系統(tǒng)程序。 void delay(void) { int k。 for(k=0。k2021。k++)。 } 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 33 第 六 章 系統(tǒng)安裝與仿真調(diào)試 系統(tǒng)安裝 因為本次設(shè)計主要是體驗整個單片機開發(fā)的流程 ， 所以硬件電路 的搭建主要采用插件的方式在 MCS51 單片機實驗開發(fā)板上進(jìn)行 實現(xiàn) ， 省去 了制作 PCB 板的時間 ， 讓我們有更多的時間去領(lǐng)悟 MCS51 單片機整體的一個開發(fā)流程。 由于單片機開發(fā)板上自帶最小系統(tǒng) ， 所以直接通過杜邦線再把按鍵模塊、顯示模塊和電機驅(qū)動模塊與 AT89S51 單片機端口連接好就可以了。具體連接方式請參考電路原理圖。 系統(tǒng)仿真調(diào)試 硬件搭建和軟件設(shè)計設(shè)計完成之后 ， 下面便對 系統(tǒng) 進(jìn)行仿真調(diào)試 。本系統(tǒng)采用軟件調(diào)試、硬件調(diào)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試三種方式對系統(tǒng)進(jìn)行測試 軟件仿真調(diào)試 一般軟件的仿真與調(diào)試主要有兩種常見的方式，即 模塊程序設(shè)計 和實時多任務(wù)操作設(shè)計。由 于此次硬件設(shè)計分模塊化設(shè)計，所以 程序設(shè)計采用的是模塊程序設(shè)計技術(shù)。 本次程序的編譯與調(diào)試主要通過 KeilC51+Proteus 來實現(xiàn)。首先 ， 分別對一個個子程序進(jìn)行 編譯和測試 。 測試 的 具體操作方式主要有： 單步運行方式和斷點運行方式 。測試的內(nèi)容主要包括 系統(tǒng) CPU 的現(xiàn)場、 RAM 的內(nèi)容和 I/O 口的狀態(tài)。通過檢測 ， 可以發(fā)現(xiàn) 一些常見的錯誤，例如 死循環(huán)錯誤、機器碼錯誤及轉(zhuǎn)移地址的錯誤 。此外 系統(tǒng)中的硬件故障、軟件算法錯誤及硬件設(shè)計錯誤 也會被檢測出 。 在調(diào)試過程中不斷調(diào)整用戶系統(tǒng)的硬件和軟件 ， 逐步通過一個個程序模塊；然后進(jìn)行整 體程序 的 綜合調(diào)試 ， 假如在此過程 發(fā)生 問題 ， 我們可以從各個子程序在運行時是否破壞現(xiàn)場、緩沖單元是否發(fā)生沖突、堆棧區(qū)域是否有溢出等常見不良現(xiàn)象入手進(jìn)行檢查 ；最后 ， 待全部調(diào)試完成后 ， 應(yīng)反復(fù)運行多次 ， 是系統(tǒng)整體達(dá)到最佳化。 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 34 硬件調(diào)試 硬件測試和軟件測試是密不可分的 ， 許多硬件方面的問題會在調(diào)試軟件的時候 才 被 發(fā)現(xiàn)的。 但是，一般來說 先 是 排除系統(tǒng)中明顯的硬件 問題之 后才 會與軟件結(jié)合起來進(jìn)行 聯(lián)合 調(diào)試的。 目前來講， 常見的硬件 問題 主要包括邏輯錯誤、元器件失效、 可靠性差以及電源故障。 具體 檢查 方法 :首先 要檢查加工質(zhì)量 ， 并確保沒有任何方面的錯誤 ，如短路和斷路 ， 尤其要避免電源短路； 對于使用的電子元件要進(jìn)行實際測量其一些電性參數(shù)之后 ， 才可以確認(rèn)是否符合電路設(shè)計的要求； 硬件搭建完之后 ，應(yīng)先空載上電（芯片座上不插芯片） ， 并檢查各引腳的電位是否正確。若 確認(rèn)沒問題之后 ， 才 可在斷電的情況下 插入 IC， 然后 再次檢查各引腳的電位及其邏輯關(guān)系 ，確保萬無一失。 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 35 第 六 章 結(jié)束語 目前為止 ， 此次設(shè)計目的已經(jīng)基本達(dá)到。 本次 對 “基于 MCS51 車庫卷簾門自動控制的 設(shè)計與實現(xiàn) ”課題 的研究 是一次非常難得的理論 應(yīng)用于實際 的機會。 深深地明白了理論聯(lián)系實際的科學(xué)性以及重要性。從最初方案的構(gòu)想與評估到整體系統(tǒng)功能的實現(xiàn) ， 主要經(jīng)歷了主控制器的選擇、步進(jìn)電機驅(qū)動 IC 的選擇和模塊設(shè)計、狀態(tài)顯示模塊設(shè)計、功能按鍵模塊設(shè)計和最終的仿真調(diào)試到整體功能的成功實現(xiàn) ， 在此學(xué)習(xí)過程中感慨良多。 雖然僅僅幾個月的時間 ， 但付出的時間和精力一點都不少 ， 更重要的是學(xué)到了許多書本上沒有的知識 ， 與此同時查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范以及應(yīng)用電腦 繪 圖等專業(yè)能力 也得到了一定的提升 ， 最重要的是此設(shè)計制作過程中統(tǒng)籌 兼顧的處理理念得到了充分的展現(xiàn) ， 這對于我們即將畢業(yè)的大學(xué)生來說意義重大而深遠(yuǎn)。 另一方面 ， 此次設(shè)計制作的過程對我們的動手操作能力要求比較高 ， 使得我們的動手能力得到了提升 ， 同時增加了我們的實踐經(jīng)驗和提高了我們自身的思維能力和科研素質(zhì)（即對待科學(xué)要一絲不茍 ， 精益求精）。這 為 后續(xù)的 進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了 良好 的基礎(chǔ)。 當(dāng)然在本次方案設(shè)計中自身也存在許多問題。諸如對于硬件線路如何連接上耗費了很多時間 ， 反映出自己對一些電子元器件的性能及設(shè)計方面還有很多欠缺；另外 ， 就是對軟件編程這一塊 ， 剛開始無從入手 ， 后來經(jīng)過很多次的調(diào)試才勉 強把完整的程序編寫出來 ， 由此可見對于學(xué)過的知識和理論理解的還不夠透徹 ， 此點有待后續(xù)的加強和彌補。 雖然說經(jīng)過調(diào)試后的系統(tǒng)整體功能已經(jīng)可以基本實現(xiàn) ， 但在一些電子元器件的技術(shù)參數(shù)沒有特別在意 ， 軟件設(shè)計時在 CPU 運行效率和時間上沒有仔細(xì)考量 ， 因為我們做的產(chǎn)品最終要經(jīng)過實踐檢驗的 ， 最終目標(biāo)是能夠量產(chǎn) ，所以這就對我們所設(shè)計的模型的實際可行性和可操作性提出了更高層次的要求 ， 后續(xù)還需不得努力。 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 36 參考文獻(xiàn) [1] 周琦 .SQL Server 2021 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)及應(yīng)用技術(shù) .北京大學(xué)出版社 .2021 [2] (美 )Michael 2021從入門到精通 .清華大學(xué)出版社 .2021 [3] 沉舟 . 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SQL Server實用教程 .電子工業(yè)出版社 .2021 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 37 致 謝 功夫不負(fù)有心人！通過自己的努力和老師的悉心指導(dǎo) ， 畢業(yè)論文終于被我完成了。首先需要感謝的就是我的指導(dǎo)老師 吳小香老師 。從課題的擬定到最終方案的完成 ， 老師給了我很多關(guān)鍵性的建議 ， 例如 在選擇動力源和驅(qū)動步進(jìn)電機芯片時 ， 剛開始自己選擇的是無刷直流電機和 L293D 驅(qū)動芯片 ， 但后來和老師經(jīng)過討論之后 ， 最終選擇步進(jìn)電機作為整個系統(tǒng)的動力部分以及使用ULN2021A 來驅(qū)動電機 ， 這種設(shè)計的好處以上已說明 ， 在此不再贅述。同時使得我省了好多彎路。老師的工作態(tài)度給我留下了深深印象。另外 ， 就是感謝那些曾經(jīng)幫助過我的同學(xué)。 此次畢業(yè)設(shè)計是一次對我們綜合能力和素質(zhì)全面檢驗的過程 ， 使我們在獨立解決問題的能力上得到了提升。更重要的是 ， 為我們后續(xù)的工作和學(xué)習(xí)打下了堅實基礎(chǔ)。 最后 ， 對于這一領(lǐng)域的學(xué)者們致以崇高敬意 ， 畢 竟為本次設(shè)計指明了方向而且我取其精華 ， 為此次論文增添了不少光彩 ， 因此真心感謝他們。 由于本人知識有限 ， 加之考慮到時間問題 ， 一些錯誤難免會在文中出現(xiàn) ，所以真心歡迎大家針對出現(xiàn)的問題給出寶貴意見和建議。謝謝大家！ 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 38 附 錄 A 元件清單 數(shù)量 規(guī)格 符號 電容 10uF C1 30pF C2， C3 220uF C4， C7 104 C5， C6 電阻 1K R1 R2 R3， R4 10K R6， R7， R8 300 R9 發(fā)光二極體 D1 D2 D3 D4 步進(jìn)電機 M1 按鍵 S1， S2， S3 控制芯片 AT89S51 U1 電機驅(qū)動芯片 ULN2021A U2 三端穩(wěn)壓器 7805 U3 晶振 XTAL Y1 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 39 附 錄 B 設(shè)計原理圖 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 40 附 錄 C 源 程序 基于 MCS51 單片機車庫卷簾門自動控制的設(shè)計與實現(xiàn) 41