【正文】 [2]自動窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計，孫勇，楊文月，趙宇新，電子技術(shù)應(yīng)用。完成初步方案論證后，顏老師認(rèn)真查看了我的各個方案，指出了方案中存在的很多問題。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。如電路可以進(jìn)一步調(diào)試其精 確度和靈敏度，通過多只光敏電阻更加準(zhǔn)確的控制窗簾升降。 論文設(shè)計的核心控制器選用 AT89C52 單片機，光線采集選用光電傳感器 ULN3330。 對本自動系統(tǒng)的設(shè)計還必須滿足用戶想要窗簾停的某一位置停下來的需求，為此設(shè)計了步進(jìn)電機停止開關(guān)，為簡化程序，更加利用 L298 芯片本身的功能，本文采用了一個單刀雙擲開關(guān) SW1，開 關(guān)一端接使能端 ENA、 ENB，另兩端一段接 +5V 的電源，為芯片使能端提供高電平，另外一端接地，限制使能端的使用，當(dāng)開關(guān)接到地時，兩個使能端接地， L298 芯片不再起作用，電機停止運動，由此達(dá)到停止的目的。 L298 的輸入引腳與單片機的 ~ 口分別相連， IN1~IN4引腳從單片機輸入控制電平，控制步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)， OUT1~OUT4 分別接步進(jìn)電機的四個相線，ENA、 ENB 接控制使能端控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)、停。 PROTEL 總電路圖 amp。 因此 ， 設(shè) 計一種能夠 控制 居室 窗 簾 的 檢 測 自 動控制 裝 置 ， 能夠 在 夜 間 關(guān) 閉 ， 白 天 打 開 ， 具 有很 強 的 實用性 。 setp_motor_rev(3)。 //取反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) delay(250)。i++) //轉(zhuǎn) n 圈 { for(j=0。 //取正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) delay(250)。i5*n。i60。 //2 相勵磁反轉(zhuǎn)表 sbit k1=P3^0。 因此我所選用的 軟件開發(fā)平臺為 Keil 軟件，用 C 語言編寫具體的程序代碼。這樣，在開發(fā)應(yīng)用軟件的過程中，編輯、編譯、匯編、連接、調(diào)試等各個階段都集中在一個環(huán)境中。當(dāng)天暗時，光敏傳感器輸出低電平，電機要逆時針轉(zhuǎn)動了，窗簾打開，障礙物去除，開關(guān)斷開，使能端打開，電機反轉(zhuǎn)，同樣電機反轉(zhuǎn)碰到左邊的行程開關(guān) SW4 時，開關(guān)閉合，使能端關(guān)閉，電機停止轉(zhuǎn)動。芯片的 VCC 和 VSS 引腳 與地必須連接 100nF 電容器 ，圖中 F 和 100μF 電容并聯(lián)即為 100nf。 轉(zhuǎn)動慣量 重量 REF 軸向間隙 ≤ 徑向間隙 ≤ 軸伸徑向圖跳動 ≤ 安裝配合面垂直度 ≤ 安裝配合面同心度 ≤ 電機定子鐵芯與接線端子間冷態(tài)絕緣電阻應(yīng)大于 100MΩ(用 DC500V兆歐表測量 )； 執(zhí)行單元模塊電路連接 23 （ 1）電機驅(qū)動電路連接 本文主要采用 L298， 通過單片機的 I/O 輸入改變芯片控制端的電平， 改變繞組脈沖信號的順序即可 對電機 實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。10 ％ 繞組電感 32mH177。 （ 2） 步進(jìn) 電機控制波形（ PWM 信號） 單四拍、雙四拍與八拍工作方式的電源通電時序與波形分別如圖 、 b、 c 所示： a. 單四拍 b. 雙四拍 22 圖 （ 3）本文中的步進(jìn)電機 用 42BYG（ 250）系列 混合式步進(jìn)電動機 . 表 6 步進(jìn)電機 規(guī)格 驅(qū)動方式 恒流斬波驅(qū)動 勵磁方式 2相勵磁 (四 相四拍運行 ).可正反向旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)向 按 ABBCCDDA 順序通電 額定電流 (單相 ) DC 額定電壓 12V 步距角 176。 電機一旦選定，電機的靜力矩確定，而動態(tài)力矩卻不然，電機的動態(tài)力矩取決于電機運行時的平均電流（而非靜態(tài)電流），平均電流越大，電機輸出力矩越大，即電機的頻率特性越硬。 最大空載起動頻率 電機在某種驅(qū)動形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動的最大頻率。不同運行拍數(shù)其值不同，四拍運行時應(yīng)在 5%之內(nèi)，八拍運行時應(yīng)在 15%以內(nèi)。 本文選用的是 混合式步進(jìn) 電機， 混合式步進(jìn) 電機 是混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點。當(dāng)外界運動部件上的撞塊碰壓按鈕 使其觸頭動作，當(dāng)運動部件離開后，在彈簧作用下，其觸頭自動復(fù)位。 行程開關(guān)可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。 在電氣控制系統(tǒng)中，位置開關(guān)的作用是實現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測。當(dāng)天亮或天暗時，步進(jìn)電機會反方向運動，開關(guān)的障礙物去除，常開觸頭恢復(fù)，由此實現(xiàn)步進(jìn)電機的末端停止控制，沒有碰到常開觸 頭，電機會一直運轉(zhuǎn)，這樣也可使窗簾拉到極限位置，很好的保證了室內(nèi)私密性 20 的性能。 IN1~ IN4： 輸 入控制電平，控制電機的正反轉(zhuǎn) ,輸入端電平和輸出端電平是對應(yīng)的。 功率電源電壓 ,此 引腳 與地必須連接 100nF 電容器 VCC：電機電壓，最大可接 50V。 本文主要采用 L298 驅(qū)動芯片， 通過單片機的 I/O 輸入改變芯片控制端的電平，即可以對電機進(jìn)行正反轉(zhuǎn)，停止的操作 。上電復(fù)位電路。時鐘電路為單片機產(chǎn)生時序脈沖，單片機所有運動與控制過程都是在統(tǒng)一的時序脈沖驅(qū)動下進(jìn)行的，時鐘電路好比人的心臟，如果人的心臟停止工作，則人就沒有生命了，同樣，如果單片機的時鐘電路停止工作，那么單片機也就停止運行了。 178。 ～ ： P2 高八位地址總線動態(tài)端口。 178。 ～ : P0 數(shù)據(jù) /低八位地址復(fù)用總線端口。 EA=1，單片機訪問內(nèi)部程序存儲器。取指令操作期間， PSEN 的頻率為振蕩頻率的 1/6；但若此期間有訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的操作時，則有一個機器周期中的 PSEN信號將不出現(xiàn)。②對 8751 單片機片內(nèi) EPROM編程時，編程脈沖由該引腳接入。 178。 HMOS 單片機采用外部時鐘信號時，外部時鐘信號由此引腳接入。 XTAL1：接外部晶體的一個引腳。 GND： 接地端。 51系列單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖 7 所示，各個功能部件由內(nèi)部總線連接在一起。 178。 14 178。 178。 178。這里的 51 單片機指的是 Intel公司的 MCS51 系列單片機，屬于這一系列的單片機芯片有許多種，如 8051/805 8031/8038752/8751 等，他們的基本組成、基本性能、指令系統(tǒng)都是相同的。當(dāng)開關(guān)閉合時，開關(guān)接地， 口為低電平，窗簾閉合。 ULN3330 控制電路基本思路： 表 2 光照強度與窗簾狀態(tài)關(guān)系 下面兩圖即為光電傳感器 ULN3330 模塊電路連接圖： ○ 1 左圖： 光電傳感器的輸出端 ○2 OUTPUT 接單片機的 口，輸出端的高低電平就送到單片機的口，電源端接 +12V的直流電壓， VSS 端接地。 穩(wěn)壓電路可確保當(dāng)電壓在 4～ 15 V范圍內(nèi)變化時電路也能穩(wěn)定地工作。 當(dāng)它受到光照時，會產(chǎn)生微安數(shù)量級的光電流。 該器件可用于眾多使用光敏器件的場合， 使光敏器件的應(yīng)用變得更簡單、 可靠。 光電檢測必須具備光源、 被測物和光電元件。 ○4步進(jìn)電機選用 步進(jìn)電機的步距角 選用 /步 （ 四相電機） 。 邏輯框圖如圖 2所示。實現(xiàn)框圖如圖 1所示： 圖 1：本 設(shè)計實現(xiàn)的方框圖 該系統(tǒng)具有抗干擾能力強、結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定 ,成本低廉 ,利于推廣等特點 ,能夠滿足智能家居需求 ,具有良好的市場應(yīng)用前景 . 論文設(shè)計的核心控制器選用的是 AT89C52 單片機，光線采集選用光電傳感器 ULN3330。 步進(jìn)電機主要應(yīng)用在 數(shù)控機床制造領(lǐng)域，由于 其 不需要 A/D 轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認(rèn)為是最理想的數(shù)控機床執(zhí)行元件。通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時 也 可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 陽單片機 : 中國臺灣凌陽科技股份有限公司 致 力于 8 位和 16 位機的開發(fā) .。由于其較高的性能價格比，應(yīng)用已日趨廣泛。 單片機 : Microchip 單片機是市場份額增長最快的單片機 .他的主要產(chǎn)品是 16C 系列 8 位單片機 ,CPU采用 RISC 結(jié)構(gòu) ,僅 33 條指令 ,運行速度快 ,且以低價位著稱 。 其生產(chǎn)成本很低 。彩電，冰箱，空調(diào)，錄像機， VCD，遙 控器，游戲機，電飯煲等無處不見單片機的影子，單片機早已深深 地溶入我們每個人的生活之中。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。它的體積小、質(zhì)量輕、價 格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。光敏電阻的相對光敏靈敏度與入射波長的關(guān)系稱為光敏電阻的光譜特性 ,亦稱光譜響應(yīng)。在一定照度下 ,流過光敏電阻的電流與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系稱為光敏電阻的伏安特性。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長的光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。它在光線的作用下其阻值往往小。 光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。本文講述了用單片機結(jié)合軟件來采集光強 3 并控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動從而控制窗簾開、閉。單片機控制的遙控自動窗簾產(chǎn)品面向家庭用戶，其應(yīng)用市場是龐大的，發(fā)展前景也是廣 闊的，必將吸引大批有遠(yuǎn)見的各類企業(yè)介入，從而牽動一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這些都將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式，并提高了人們的生活質(zhì)量。 光感自動窗簾系統(tǒng)在我國還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣和應(yīng)用自動窗簾系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。amp。PROTUES 仿真圖 ................................................. 28 6．結(jié)論 .......................................................................... 30 7. 致謝 .......................................................................... 30 參考資料 ......................................................................... 31 2 1. 背景意義 光控自動窗簾系統(tǒng)的背景、意義 隨著生活的 提 高，時代的 進(jìn)步， 人們 對居住空間、 周圍 環(huán)境有 了更高 的要求，這是社會的必然潮流。其一，改變?nèi)藗兊纳罘绞?。?二 ，開拓一個嶄新的市場