【導(dǎo)讀】快捷、方便的居住環(huán)境?，F(xiàn)在的房屋多是有很大的落地窗，所以對于窗簾要求也。因此，自動窗簾控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。如有聲控的、光控的、遙控的?，F(xiàn)在的自動窗簾控制系統(tǒng)的核心器件多為單片機，動力部分多種多樣，有直流電機和步進電機等。電機是因為步進電機能夠精確速度及轉(zhuǎn)動距離。單片機使用STC89C52，編寫程序。本次設(shè)計我準(zhǔn)備采用兩種方式來控制步進電

　　

【正文】 學(xué)生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。由于 Proteus提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實 踐精神、創(chuàng)造精神的平臺 。 隨著科技的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)已成為許多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計手段。它具有設(shè)計靈活，結(jié)果、過程洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 的統(tǒng)一的特點。可使設(shè)計時間大為縮短、耗資大為減少，也可降低工程制造的風(fēng)險。相信在單片機開發(fā)應(yīng)用中 Proteus 也能 獲 得愈來愈廣泛的應(yīng)用。 使用 Proteus 軟件進行單片機系統(tǒng)仿真設(shè)計 ， 是虛擬仿真技術(shù)和計算機多媒體技術(shù)相結(jié)合的綜合運用，有利于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力及仿真軟件的操作能力；在單片機課程設(shè)計和全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽中，我們使用 Proteus 開發(fā)環(huán)境對學(xué)生進行培訓(xùn)，在不需要硬件 投入的條件下，學(xué)生普遍反映，對單片機的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用 Proteus 進行系統(tǒng)仿真開發(fā)成功之后再進行實際制作，能極大提高單片機系統(tǒng)設(shè)計效率。因此， Proteus 有較高的推廣利用價值。 Keil 概述 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言 [ 9]軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會更加深刻。 單片機開發(fā)中除必要的硬 件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?CPU 可以執(zhí)行的機器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于 MCS51 單片機的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā)MCS51 系列單片機的軟件，這從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持Keil 即可看出。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個 功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ UVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 Pentium 或以上的CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9 NT、WIN202 WINXP 等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用 51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍 。 自動窗簾控制系統(tǒng)仿真與調(diào)試 圖 41自動窗簾系統(tǒng) 仿真 電路 圖 41 是本 系統(tǒng)的總體電路仿真圖，在這圖上我們可以能夠看到系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 本設(shè)計在實物焊接上是使用的兩個四位一體的 LED 顯示器，但在仿真過程中為了方便使用了八位的數(shù)碼管，顯示內(nèi)容在定時和顯示時鐘切換。在仿真圖上數(shù)碼管用 8 個電阻作為上拉電阻來提高 P0 口的電壓。這樣既能節(jié)省成本，又能方便連接。在數(shù)碼管位選端充分利用了單片機接口。在時間調(diào)整中，用四線與門 74LS21 同時控制四個按鍵 [10]，通過一個外部中斷調(diào)整時間。 該數(shù)碼管上可以顯示時、分、秒，時間顯示采用 24 小時制。 數(shù)碼管可以在不同時間顯示時間。通過四個按鍵可以調(diào)整時間，調(diào)整時對應(yīng)位置的數(shù)字不停地閃爍。另外，還可以定時。定時時間到，步進電機轉(zhuǎn)動。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 顯示 部分 ： P0 口與數(shù)碼管的各段分別相連。由于 P0 口本身的輸出電壓較小，用 8 個拉電阻增大其電壓。選擇數(shù)碼管端與 P2 口相連，而且低電平有效。 時間調(diào)整 部分 ：本部分電路利用外部中斷 0，低電平觸發(fā)方式。當(dāng) 口有一低電平時，則執(zhí)行相應(yīng)的中斷程序。 各按鍵的功能分別如下：按鈕 1：顯示時間； 按鈕 2：顯示時間時，按第一次為時間調(diào)整狀態(tài)；按第二次為定時狀態(tài)；按第三次為正常顯示狀態(tài) ；按鈕 3：移位 即 在各數(shù)字之間移動，修改不同的值 ； 按鈕 4：修改值時，使相應(yīng)值加一； 按鈕 5：步進電機轉(zhuǎn)工作（ 一、定時時間到步進電機轉(zhuǎn)動；二、按鈕觸發(fā)步進電機轉(zhuǎn)動 ） 。 在這仿真的過程中遇到到了許多問題，調(diào)試了許多次。比如在 LED 顯示器顯示的時間走動的間隔與正常時間不同，這就需要在程序中調(diào)整定時器延時時間，或者調(diào)整軟件參數(shù)；在開始時，系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，定時時間到了，步進電機轉(zhuǎn)動了，但是這時 LED 顯示器卻不走了返回了初始值，于是經(jīng)過我查找資料和向同學(xué)請教，才知道了問題所在，原來是步進電機干擾了數(shù)碼管的工作，于是我采用了定時器 來控制步進電機的工作，這樣他們就互不干擾了等等還有許多問題，都可在仿真時進行調(diào)試，又方便又快捷。 流程圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 開 始初 始 化顯 示 時 間調(diào) 整 時 間手 動 開 關(guān)初 始 定 時顯 示 調(diào) 整 后定 時 時 間 到步 進 電 機 轉(zhuǎn) 動結(jié) 束調(diào) 整 定 時否否否否 圖 42 自動窗簾控制系統(tǒng)流程圖 從 上面 流程圖上可以明顯看出要使步進電機工作有方式 有兩種 。 第一種： 當(dāng)焊接的實物接上電源，這時 LED 顯示器上就顯示出初始化的時間，所以這時就要調(diào)整 LED 顯示器上的時間，這時按一下按鈕 1 是顯示時間，按一下按鈕 2， LED 顯示器的是時間小時位置的數(shù)字開始閃爍，如果你要調(diào)整小時，則觸發(fā) 按鈕 4，這時數(shù)字加 1；如果 你要調(diào)整分鐘位上的數(shù)字，則按一下按鈕 3，這分鐘位上的數(shù)字閃爍，觸發(fā) 按鈕 4，數(shù)字加 1；如果你要調(diào)整秒位置上的數(shù)字，則再按 觸發(fā) 按鈕 3，這時秒位置上的數(shù)字閃爍，觸發(fā) 按鈕 4 調(diào)整。如果你要調(diào)整定時時間，則再觸發(fā) 按鈕 2，這時，顯示器上顯示出定時時間 ，并且數(shù) 字閃爍，如果你要調(diào)整，則可以按照調(diào)整時間的方法調(diào)整定時。最后在觸發(fā) 一下按鈕 1，這時顯示器顯示出時間。本次設(shè)計我們設(shè)計一天兩次定時，間隔 12 小時，如果第一次定時時間到，步進電機正轉(zhuǎn)一段時間，窗簾拉開；如果第二次定時時間到步進電機反轉(zhuǎn)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 相同時間，窗簾合上。 第二種： 當(dāng)焊接 實 物接上電源時，如果此刻你就想打開或者是合上窗簾時，則可以直接觸發(fā) 按鈕 5，這時就可直接打開或合上窗簾。 重 新 裝 入 初 值n u m b e r 1 = n u m b e r 1 + 1n u m b e r 1 = 2 0s e c o n d = 6 0s e c o n d + + 。 n u m b e r 1 = 0m i n u t e + + 。 s e c o n d = 0m i n u t e = 6 0h o u r + + 。 m i n u t e = 0h o u r = 2 4結(jié) 束否否否是是是 圖 43 定時器 0流程 圖 從流程圖 43 中我們很容易看出本次定時過程。 剛開始時， LED 顯示器顯示出時間，但是這時數(shù)字必須都變化，且與正確時間間隔相同，設(shè)計中，因此定時器產(chǎn)生 50ms 的定時間隔，由公式： 216T =50000us （ 1）得 TL0=0xb0； TH0=0x3c；又由當(dāng) number1=20 時，所以 這時 20 乘以50000us 等于 1s，這時 LED 顯示器秒位置上走 1s 變化一次（加 1），加到等于 “ 60” 時，這時分鐘位置上加一；等分鐘位置上等于 “ 60” 時，這時小時位置上加一，等到小時位置上數(shù)字是 “ 24” 時，這時小時置位上變成“ 00” 。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 結(jié) 論 十幾 周的設(shè)計就要結(jié)束了，在這 十 幾周里我 充分了解了設(shè)計的艱辛，但是我最終完成了 基于單片機的自動窗簾控制 系統(tǒng) 。對于這次設(shè)計我傾注了大量的心血，在設(shè)計前我翻閱了大量的資料，向老師和同學(xué)進行了請教。 本次設(shè)計大部分我已經(jīng) 做完 ，但是還有窗簾模型沒有做出來，沒有辦法實 踐該系統(tǒng)功能。 通過本次設(shè)計，我系統(tǒng)的了解了該系統(tǒng)的設(shè)計流程，特別是硬、軟件的設(shè)計方法，掌握了鍵盤顯示電路的基本功能及編程方法，掌握了鍵盤電路和顯示電路的一般原理，也進一步掌握了 STC89C52 定時器的使用和中斷程序的編寫 方法和步進電機的使用方法。 讓我把理論設(shè)計和工程實踐相結(jié)合、鞏固基礎(chǔ)知識與培養(yǎng)創(chuàng)新意識相結(jié)合、個人作用和集體協(xié)作相結(jié)合等方面全面的培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。這些在我今后的學(xué)習(xí)和工作當(dāng)中都會有很大的幫助。 此外 由于我的能力有限，所以我做的設(shè)計 是 基礎(chǔ)的自動窗簾控制系統(tǒng)，功能單一， 只有手動控制和定時控制 ，目前自動窗簾控制系統(tǒng)發(fā)展十分迅速，功能十分強大，系統(tǒng)外部擴展也是十分廣泛，如在系統(tǒng)上加上許多其它的功能（萬年歷），所以我的系統(tǒng)的與之相比，還有許多不足的方面。 因此 我的系統(tǒng)還可以有許多改善和擴展的地方，比如可以改為遙控的、聲控的等。 在設(shè)計過程中，我也發(fā)現(xiàn)了我自己不足的一面，在編程和焊接時經(jīng)常出現(xiàn)一些錯誤，最后在老師和同學(xué)的幫助下完成了設(shè)計 。 經(jīng)過一個月的設(shè)計，我了解到自己的知識還很貧乏， 還有許多要學(xué)習(xí)的地方，理論知識和動手能力要結(jié)合起來，要學(xué)以致用，這對我進入社會工作非常重要。 大學(xué)就要結(jié)束，本次設(shè)計對我意 義非常大，我想就是我以后沒有從事單片機這一類型行業(yè)，我也不會忘記它，反而要更加學(xué)習(xí)它。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 謝 辭 本次設(shè)計確定題目之前我仔細(xì)的向 我的輔導(dǎo)老師 張煥龍 和我的同 陳罡請教 ，在甲烷傳感器和步進電機進行選擇，最終確定做關(guān)于步進電機的設(shè)計。在編寫程序和仿真過程中，由于平常做的實驗不多，出現(xiàn)了很多問題，所以我翻閱了大量的資料，還有向我的輔導(dǎo)老師和同學(xué)進行咨詢和學(xué)習(xí)，在此特別感謝我的同學(xué)史明發(fā)、聶艷省等，在這過程中他們給我很大的幫助，我才編好了程序。編好和仿真后我就進行實物焊接，焊接過程中我也遇到了各種各樣的困難， 特別 是元件的排列，還有元件的連接，如兩個數(shù)碼管怎樣連接起來，在焊接時漏掉的問題等。 但 這些 都在同學(xué)的幫助下順利的完成，我再次感謝他們。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 參考文獻 [1]孫涵芳 . 單片機原理及應(yīng)用 [M]. 北京 : 航空航天大學(xué)出版社 , 1990 [2]龔運新 . 單片機 C 語言開發(fā)技術(shù) [M]. 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 2021 [3]譚浩強 . 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