【正文】 由于本人知識有限，論文中難免有不足之處，在此真誠的歡迎各位評審老師、各位師長提出寶貴的意見。在設計的進展過程中，每當我遇到困難和疑問時，他都耐心地對我啟發(fā)和引導，幫助我找出問題和進一步研究的方向和思路，使我在系統(tǒng)設計中少走了許多彎路。J. Pack. Embedded雖然開始對單片機比較陌生，設計過程中也遇到過很多問題，暴露了自己不少的缺點，比如說耐心不夠，在編程的時候如果很長時間沒有結果的話就會有想放棄的想法。在本次設計中，通過網(wǎng)絡搜索、查閱單片機、步進電機驅動、紅外遙控的相關資料、電路原理圖的設計、元器件的選取、焊接、程序的編寫等，使我在不知不覺中學到了很多知識。剛開始在設計控制系統(tǒng)的時候把遙控器，步進電機控制系統(tǒng)共用一個USB電源，發(fā)現(xiàn)LCD1602液晶顯示器較暗并且無法接收紅外遙控信號?？刂破魃系奈恢脗鞲衅鳎脕砼袛啻昂煹拇蜷_程度，當窗簾完全打開或完全關閉時，步進電機停止轉動，防止損壞窗簾，由于沒有實際的窗簾實物，本設計中采用兩個按鍵代替兩個位置傳感器。圖34 按鍵調試實物圖利用遙控器的調試過程如圖35所示。步驟四：觀察程序執(zhí)行結果，如果程序運行結果與預期不一致，則返回Keil編程界面，檢查程序并修改，修改完畢后進行編譯，確認無誤后在Proteus中重新加載*.Hex文件仿真。調試過程中可以對控制系統(tǒng)的各種功能進行測試，通過與設計方案的比較來發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)缺陷，并及時完善系統(tǒng)，要求設計人員在調試過程中要認真執(zhí)行每一個調試環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題，提出相應的解決方案，保證控制系統(tǒng)在實際應用中具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。顯示紅外遙控器上6個控制按鍵的編碼，步進電機的運行狀態(tài)（RUN,STOP,AUTO），窗簾的打開和關閉指示符號以及步進電機的速度等級。寫操作時序如圖29所示。圖27 信號接收子程序流程圖圖28 信號解碼執(zhí)行子程序流程圖 LCD1602模塊程序設計（1）本操作時序：讀狀態(tài)：輸入:RS=L，R/W=H，E=H；輸出：D0—D7=狀態(tài)字。首先初始化，單片機處理并判斷接收到的控制信號，成功獲取紅外編碼信號后去執(zhí)行相應的動作。，其對應的第二功能為外部中斷0(INT0),通過接收到不同的紅外信號脈沖實現(xiàn)相應的操作。當按下啟動按鈕時系統(tǒng)進入啟動狀態(tài)，此時可以手動控制窗簾的打開，關閉，減速和加速，同時還可以進入自動模式利用光敏模塊自動控制窗簾的打開或關閉。判斷按鍵抖動常用軟件方法來檢測，即檢測在按鍵閉合后執(zhí)行一個延時程序，產(chǎn)生510ms的延時，讓前沿抖動消失后，再一次檢測鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)電平，則確認為真正有鍵按下。鍵盤是單片機最常用的輸入設備，操作人員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)簡單的人機通信。HS0038的解調可理解為：在輸入有脈沖串時，輸出端輸出低電平，否則輸出高電平，輸出端可直接與單片機串行輸入口及外部中斷相連，以實現(xiàn)隨時接收遙控信號并產(chǎn)生中斷，然后由單片機對編碼還原。 “0”碼表示為： ＋ = “1”碼表示為： ＋ = 但是值得注意的是當紅外發(fā)射二極管發(fā)射高電平的時候，HS0038紅外接收頭輸出的是低電平；當紅外發(fā)射二極管發(fā)射低電平的時候，HS0038紅外接收頭輸出的是高電平；所以HS0038接收頭輸出的波形與發(fā)射波形是反向的。圖20 數(shù)據(jù)格式圖 二進制信號的調制二進制信號的調制仍由發(fā)送單片機來完成，采用單片機的定時中斷功能，由定時器T0產(chǎn)生周期為26us的矩形脈沖，即每隔13us定時器產(chǎn)生中斷輸出一個相反的信號使單片機輸出端產(chǎn)生周期為38KHZ的脈沖信號，脈沖信號如圖21中的B圖所示，單片機通過按鍵掃描獲取用戶遙控信息，然后交由單片機對將要發(fā)射的數(shù)據(jù)進行整理將待發(fā)射的二進制信號調制在38KHZ脈沖基波上，生成脈沖發(fā)射信號，最后通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號，圖21為二進制信號的調制過程，A是二進制信號的編碼波形，B是頻率為38KHZ（周期為26us）的連續(xù)脈沖，C是經(jīng)調制后的間斷脈沖串（A和B相與之后的波形），用于紅外發(fā)射二極管發(fā)射的波形，圖中待發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)為010。編碼后面還要有編碼的反碼，用來檢驗編碼接收的正確性，防止誤操作，增強系統(tǒng)的可靠性。“0”，“1”。圖17 位置傳感器電路圖圖18 窗簾框架構造 系統(tǒng)軟件設計程序的編寫是系統(tǒng)中重要的組成部分，如果軟件編寫的科學規(guī)范就能充分體現(xiàn)出該系統(tǒng)功能的完整性、實用性和經(jīng)濟性。位置傳感器電路圖如圖17所示。則步進電機的控制字見表3。由于單片機I/O口沒有上拉電阻驅動能力有限，需要通過ULN2003來驅動步進電機[12]。ULN2003的封裝采用DIP16或SOP16，ULN2003可以驅動7個繼電器，具有高電壓輸出特性，并帶有共陰極的續(xù)流二極管使器件可用于開關型感性負載。經(jīng)常在以下電路中使用，顯示驅動、繼電器驅動、照明燈驅動、伺服電機驅動、步進電機驅動等電路中。本系統(tǒng)采用的是額定電壓為5V DC,相數(shù)為4相的步進電機，驅動方式為4相8拍，一共有5根連接線，其中紅色為電源線，采用單極性直流電源供電。圖15 光敏電阻檢測電路 步進電機驅動模塊步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構，具有瞬時啟動和急速停止的優(yōu)越特性，通過改變脈沖的順序就可以方便的改變轉動的方向，步進電機必須加驅動才可以運轉，驅動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候步進電機靜止，當步進電機驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度（即步進角）。參考電壓加在運放的反相輸入端，輸入電壓加在同相輸入端，當輸入電壓小于參考電壓時，運放輸出高電平（DO=1），當輸入電壓大于參考電壓時，運放輸出低電平(D0=0)。光導體吸收光子而產(chǎn)生的光電效應，只限于光照的表面薄層，雖然產(chǎn)生的載流子也有少數(shù)擴散到內部去，但擴散深度有限，因此光電導體一般都做成薄層。顯示模塊電路接線圖如圖14所示。圖13 LCD1602內部RAM地址映射圖當向00～0F、40～4F地址中的任一處寫顯示數(shù)據(jù)時，液晶都可以立即顯示出來，當寫到10～250～67地址時，必須通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可正常顯示[9]。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第4腳：數(shù)據(jù)/命令選擇；RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”[8]。液晶顯示器（LCD）的主要原理是以電流刺激液晶分子產(chǎn)生點、線、面并配合背部燈管構成畫面。該口對應的第二功能是外部中斷0(INT0)，利用這一功能，一旦接收到紅外信號，單片機產(chǎn)生中斷，處理紅外信號[7]。圖11 HS0038紅外接收器件紅外線接收電路使用的是集成紅外接收器，型號為HS0038，它接收紅外信號的頻率為38kHz，周期約26us，采用黑色環(huán)氧樹脂封裝，提供了一個特殊的紅外濾光器，可防止自然光、熒光燈等光源的干擾，內附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。鍵盤用于輸入控制指令，51單片機檢測鍵盤上的按鍵狀態(tài)，并對紅外信號進行調制。圖8 紅外線的發(fā)射過程框圖本遙控器的發(fā)射采用碼分制的遙控方式，碼分制紅外遙控就是指令信號產(chǎn)生電路以不同的脈沖編碼（不同的脈沖數(shù)目及組合）代表不同的控制指令[5]。圖6 紅外窗簾遙控器系統(tǒng)框圖圖7 紅外窗簾接收控制器系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件電路設計 硬件電路設計主要包括：紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、顯示模塊、光控模塊、電機驅動模塊、窗簾框架構造設計。單片機有一復位引腳RST（復位信號的輸入端），高電平有效，單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的RST引腳上出現(xiàn)24個振蕩周期（2個機器周期）以上的高電平，系統(tǒng)內部復位。
機器周期：Tm=6個狀態(tài)周期(Ts)=12個振蕩周期(Tc)。另一種是外部方式：使用外部的時鐘信號，接到XTAL1或XTAL2引腳上給單片機提供基本震蕩信號。作為一般I/O口使用時，為準雙向I/O口，可以驅動4個LS型TTL負載。h P2口是一個內部有上拉的8位I/O口。h P1口是一個內部有上拉的8位準雙向I/O口，作為一般I/O口使用，可以驅動4個LS型TTL負載。 h Upp為片內程序存儲器編程電壓輸入端。h PROG功能：片內有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 h RST（Reset）功能：復位信號輸入端，高電平有效。接內部反向放大器的輸入端，使用外部時鐘時，該引腳輸入外部時鐘脈沖。（1）電源引腳:a) Ucc接5V電源正端。h 可編程串行UART通道。h 128字節(jié)內部RAM。圖2 AT89C52內部結構圖(2) AT89C52的主要性能 AT89C52是ATMEL公司生產(chǎn)的帶4K字節(jié)閃速可編程可擦除只讀存儲器(EEPROM)的8位單片機，它具有如下主要特性[3]： h 與MCS51產(chǎn)品完全兼容。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師?，F(xiàn)在有些工廠的技術人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉，這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器）。（7）可以方便地實現(xiàn)多機和分布式控制，使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠性大為提高。在內部的各種功能部分不能滿足應用需求時，均可在外部進行擴展，與許多通用的微機接口芯片兼容，給應用系統(tǒng)設計帶來極大的方便和靈活性。（2）單片機的I/O引腳通常是多功能的。 單片機簡介將中央處理器（Central Processing Unit ,CPU）,隨機存儲器，只讀存儲器，中斷系統(tǒng)，定時器/計數(shù)器以及I/O接口電路等微型計算機的主要部件集成在一塊芯片上，使其具有計算機的基本功能，即單片微型計算機（Single Chip Mic