【正文】 其次，在制定的方案基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)硬件以及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)軟硬件聯(lián)合調(diào)試。 （ 2） 具有溫度、日期、星期、時(shí)間顯示功能。針對(duì)人們對(duì)智能化的需求以及對(duì)舒適生活的追求，智能窗簾改變了傳 統(tǒng)窗簾的劣勢(shì)，它可以根據(jù)外界光照強(qiáng)度的不同而自動(dòng)開(kāi)閉窗簾。經(jīng)過(guò)觀察，沒(méi)有這些現(xiàn)象出現(xiàn)。檢測(cè)和修改完成后為下一步通電檢測(cè)排除了短路的危險(xiǎn)和由于虛焊引起檢測(cè)結(jié)果不真實(shí)的麻煩。因此把硬件調(diào)試按照以下兩部分分步來(lái)進(jìn)行： （ 1）測(cè)試所有焊點(diǎn)是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在 。將所有硬件一次性焊好之后，直接編寫(xiě) 步進(jìn)電機(jī) 程序并下載進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果 步進(jìn)電機(jī) 無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)對(duì)硬件和程序的反復(fù)檢查，無(wú)法確定是硬件還是軟件原因，最終由于工作原因，只有春節(jié)過(guò)后再?gòu)念^開(kāi)始。最終選擇第二種方案。 最終解決了點(diǎn)陣閃爍的問(wèn)題。 通過(guò)對(duì)比最終采用每?jī)蓚€(gè) 8*8 的點(diǎn)陣構(gòu)成一個(gè) 8 列 16 行的點(diǎn)陣，顯示一個(gè)數(shù)字，每 4 個(gè) 8*8 的點(diǎn)陣構(gòu)成一個(gè) 16*16 的點(diǎn)陣顯示一個(gè)漢字，然后將日期，星期，時(shí)間和溫度分成三頁(yè)顯示，采用這種方案， 10 個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字字庫(kù)可以共用，避免 16 個(gè)數(shù)字需要建 160 個(gè)數(shù)字的字庫(kù)的現(xiàn)象發(fā)生，簡(jiǎn)化了程序。 } 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)將脈沖改為 ADADDCCCBBBA 即可。D = 1。 } break。C = 1。 } 步進(jìn) 電機(jī) 控制程序 當(dāng)光敏電阻檢測(cè)光線亮度達(dá)到給定值時(shí)，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)將窗簾拉上，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)采用單雙八拍工作方式 AABBBCCCDDDA 即一個(gè)脈沖轉(zhuǎn) 度。 return(temperature)。 //讀溫度寄存器（頭兩個(gè)值分別為溫度的低位和高位） tempL=ReadOneChar()。當(dāng) flagdi,keyxuan 標(biāo)志位允許時(shí)，將數(shù)字溫度數(shù)據(jù)送到 LED 顯示屏上顯示 23 delay(125)。 } } } } 22 DS18B20 程序流程圖 DS18B20 的程序流程圖如圖 所示： N Y N Y 圖 溫度模塊程序流程圖 圖 DS18B20 流程圖 DS18B20 讀取溫度值 的程序 如下： ReadTemperature(void) //向 DS18B20 讀溫度值 { Init_DS18B20()。 j++。 disp_buff[5]=ziku_table[yshi*16+j]。 //將年月日頁(yè)面第一行的數(shù)據(jù)存入數(shù)組 disp_buff[1]=ziku_table[dshi*16+j]。 //分離月份的十 位數(shù) mge=month%10。 //從時(shí)鐘芯片讀取分鐘 hour=read_ds(4)。 //從時(shí)鐘芯片讀取日期 month=read_ds(8)。 //允許 HC595 數(shù)據(jù)輸出到 Q1Q8 端口 EN_port = 0。 } } EN_port = 1。 else DA_in_port = 0。 for(i=0。 CLK_port = 0。i++) { if((data_buffamp。zishu) { data_buff = p[temp]。 Latch_port = 0。 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 從顯示數(shù)組讀取數(shù)據(jù)到顯示寄存器 讀取顯示控制命令選擇顯示方式 調(diào)用相應(yīng)顯示程序 19 動(dòng)態(tài)掃描分為行掃描和列掃描兩種方式區(qū)別在于選通端和數(shù) 據(jù)輸入端分別是行還是列。 也就是說(shuō)采用動(dòng)態(tài)掃描顯示需要不斷進(jìn)行畫(huà)面的刷新 。 對(duì)靜態(tài)顯示來(lái)說(shuō)，每一個(gè)發(fā)光二極管都需要一套驅(qū)動(dòng)電路，一幀畫(huà)面輸入以后便可一勞永逸地顯示，除非我們改變了顯示內(nèi)容，需要重新輸出新的點(diǎn)陣數(shù)據(jù) 。 圖 軟件功能結(jié)構(gòu)框圖 主 程序 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ DS），和一個(gè)串行輸出（ Q7） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線 [15]。兩個(gè) 138 級(jí)聯(lián)成 4 線 16 線譯碼器，三級(jí)管 Q1Q16 接顯示屏 H1H16 解決了顯示屏供電不足的問(wèn)題。 51 系列單片機(jī)端口低電平時(shí)，吸入電流可達(dá) 20ｍＡ，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為高電平時(shí)，輸出電流僅數(shù)十 μＡ甚至更?。娏鲗?shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒(méi)有驅(qū)動(dòng)能力，所以單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示屏顯示。 同時(shí) 為了避免模塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來(lái)減小出現(xiàn)這一問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn)，所以構(gòu)建一個(gè) 1616 的 LED 點(diǎn)陣屏選用四塊 88 點(diǎn)陣模塊。目前市場(chǎng)上普遍采用的點(diǎn)陣模塊有 8 1616 幾種；這兩種屏幕構(gòu)成方法各有有缺點(diǎn)，單個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成顯 示屏優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)單個(gè)的發(fā)光二極管出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)只需更換一個(gè)二極管即可，檢修的成本較低，缺點(diǎn)在于連接線路復(fù)雜；而點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省約了大量的連線，不過(guò)當(dāng)一個(gè) LED 出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)同在一個(gè)模塊的所有LED 都必須被更換。 時(shí)鐘電路如圖 所示： 13 圖 DS12C887 時(shí)鐘電路 點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì) 顯示 部分包括了一塊顯示屏，以及驅(qū)動(dòng)該顯示屏的驅(qū)動(dòng)電路。 DS/RD：數(shù)據(jù)選擇或讀輸入腳，該引腳有兩種工作模式，當(dāng) MOT接 GND 時(shí)，選用Intel 工作模式，在該模式中，該引腳 是讀允許輸入腳。 MOT：模式選擇腳，本系統(tǒng)采用 Intel模式。外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但是外接電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，因此我們選用 30pF 的電容作為起振電容。 11 OE：第 13 腳，輸出有效（低電平） 。 Q7’：第 9 腳，串行數(shù)據(jù)輸出 。 特點(diǎn)： 8 位串行輸入 /8 位串行或并行輸出；存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài)；輸出寄存器（三態(tài)輸出：就是具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態(tài)的門電路。移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ Ds），和一個(gè)串行輸出（ Q7’） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE時(shí)（為低電平）， 存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線 [11]。 74HC595是具有 8 位 移位寄存器 和一個(gè) 存儲(chǔ)器 ，三態(tài)輸出功能。利用這種復(fù)合使能特性，僅需 4 片 74HC138 芯片和 1 個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè) 132（ 5 線到 32 線）譯碼器。 圖 DS18B20 引腳圖 DS18B20 電路圖如圖 所示： 9 圖 DS18B20 電路圖 74HC138 74HC138 是一款高速 CMOS 器件， 74HC138 引腳兼容低功耗肖特基 TTL（ LSTTL）系列。將存貯器中的二進(jìn)制數(shù)求補(bǔ)再轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)并除以 2 就得到被測(cè)溫度值 (55℃ ——125℃ )。最后 8 位是前面 56 位的 CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn) )碼。 DSl8B20 的測(cè)量范圍從 55℃ 到 +125℃ ，增量值為 ℃ ，可在 ls(典型值 )內(nèi)把溫度變換成數(shù)字 [8]。 表 DS12C887 的存儲(chǔ)功能 地址 功能 取值范圍十進(jìn)制數(shù) 取值范圍 二進(jìn)制 BCD 碼 0 秒 059 003B 0059 1 秒鬧鐘 059 003B 0059 2 分 059 003B 0059 3 分鬧鐘 059 003B 0059 4 12 小時(shí)模式 112 010C AM 818C PM 0112 AM 8192 PM 24 小時(shí)模式 023 0017 0023 5 時(shí)鬧鐘， 12 小時(shí)制 112 010C AM 818C PM 0112 AM 8192 PM 時(shí)鬧鐘， 24 小時(shí)制 023 0017 0023 6 星期幾（星期天 =1） 17 0107 0107 7 日 131 011F 0131 8 月 112 010C 0112 9 年 099 0063 0099 10 控制寄存器 A 11 控制寄存器 B 12 控制寄存器 C 13 控制寄存器 D 50 世紀(jì) 099 NA 19， 20 8 DS18B20 DSl8B20 數(shù)字溫度計(jì)提供 9 位 (二進(jìn)制 )溫度讀數(shù)，指示器件的溫度信息經(jīng)過(guò)單線接口送入 DSl8B20 或從 DSl8B20 送出，因此從主機(jī) CPU 到 DSl8B20 僅需一條線 (和地線 )。 CS：片選輸入，低電平有效。在讀操作中， DS 的上升沿使 DS12C887 將內(nèi)部數(shù)據(jù)送往總線 AD0～ AD7上，以供外部讀取。 6 圖 DS12C887 引腳圖 SQW：方波輸出腳，當(dāng)供電電壓 VCC 大于 時(shí)， SQW 腳可進(jìn)行方波輸出，此時(shí)用戶可以通過(guò)對(duì)控制寄存器編程來(lái)得到 13 種方波信號(hào)的輸出。在 12小時(shí)制模式中，用 AM 和 PM 區(qū)分上午和下午 ；時(shí)間的表示方法也有兩種，一種用二進(jìn)制數(shù)表示，一種是用 BCD 碼表示； DS12C887 中帶有128字節(jié) RAM，其中有 11 字節(jié) RAM用來(lái)存儲(chǔ)時(shí)間信息， 4字節(jié) RAM用來(lái)存儲(chǔ) DS12C887的控制信息，稱為控制寄存器， 113直接通過(guò) RAM使用戶使用；此外用戶還可對(duì) DS12C887進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)多種方波輸出，并可對(duì)其內(nèi)部的三路中斷通過(guò)軟件進(jìn)行屏蔽 [6]。 （ 13） 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級(jí)） /0～ 75℃ （商業(yè)級(jí)） 。 （ 10） 共 3個(gè) 16位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器。 （ 6） 通用 I/O 口（ 32個(gè)），復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3是 準(zhǔn)雙向口 /弱上拉， P0口是漏極開(kāi)路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻 [4]。 （ 2） 工作電壓： ～ （ 5V 單片機(jī) ） /～ （ 3V 單片機(jī) ） ?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 STC89C52RC 使用經(jīng)典的 MCS51 內(nèi)核，但做了很多的改 進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng) 51 單片機(jī)不具備的功能。 （ 3） 通過(guò)時(shí)鐘芯片 DS12C887 時(shí)鐘芯片 制作數(shù)字時(shí)鐘。 3 2 智能家居控制系統(tǒng)總體介紹 系統(tǒng)總體方案 本設(shè)計(jì)以 STC89C52RC 單片機(jī)為核心，通過(guò)光敏電阻檢測(cè)光線強(qiáng)弱，然后通過(guò) 步進(jìn)電機(jī) 控制窗簾的張合程度。 （ 2） 利用單片機(jī)來(lái)分析光敏電阻采集的信號(hào)，然后輸出控制信號(hào)。 本課題研究的主要內(nèi)容和研究 方案 以 STC89C52RC 單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘和智能窗簾：通過(guò)光敏電阻檢測(cè)光線強(qiáng)弱，當(dāng)光線強(qiáng)度達(dá)到一定的程度時(shí)，通過(guò)單片機(jī)控制電機(jī)將窗簾拉上，否則打開(kāi)窗簾。目前美國(guó)則有近 4 萬(wàn)戶家庭安裝了這類系統(tǒng)，在新加坡有近 30 個(gè)社區(qū)的約 5000 戶家庭采用了這種家庭智能化系統(tǒng) [2]。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的智能家居已經(jīng)獲得長(zhǎng)足發(fā)展。與智能家居含義近似的有家庭自動(dòng)化、電子家庭、數(shù)字家園、家庭網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)家居、智能家庭 /建筑，在中國(guó)香港和臺(tái)灣等地區(qū)，還有數(shù)碼家庭、數(shù)碼家居等稱法。 （ 6） 窗簾控制模塊： 通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制窗簾是否打開(kāi)。芯片內(nèi)部帶有鬧鐘功能，帶有世紀(jì)寄存器，能夠解決世紀(jì)問(wèn)題，還有閏年補(bǔ)償能多項(xiàng)功能。四塊 16*16 的點(diǎn)陣級(jí)聯(lián)后，顯示年月日，星期，時(shí)分秒和當(dāng)前室內(nèi)溫度。 （ 3） 程序設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)任務(wù)主要是以 STC89C52RC 單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘和智能窗簾：通過(guò)光敏電 阻檢測(cè)光線強(qiáng)弱，當(dāng)光線強(qiáng)度達(dá)到一定的程度時(shí)，通過(guò)單片機(jī)控制電機(jī)將窗簾拉上，否則打開(kāi)窗簾。比只利用晶振驅(qū)動(dòng)的電子時(shí)鐘功能更強(qiáng)大，時(shí)間更準(zhǔn)確。由于一般電