【正文】 R311KR321K1 2 3 4 5X1 CON51 2 3 4 5X2 CON5C9 C10VCCS0SWPBS1 SWPBS2 SWPBS3 SWPBS4 SWPBS5 SWPBS6 SWPBS7 SWPBS8SWPBS9 SWPBSA SWPBSB SWPBSC SWPBSD SWPBSE SWPBSF SWPBR3310KR3410KR3510KR3610KVCC89C51T1 TRANS112341N5408X4BRIDGE1C1 1000uC2 470u+12VAC 220VDCC3 1000uC4 470uD1 1N5822L1 100uH+5V+12VON/OFF紅色 紅色 橙色 黃色黃色 粉色粉色 藍色 藍色橙色35 附錄 二 ：程序清單 主程序 : ML EQU 32H 。 其次要感謝的是 所有 在大學三年中 教育 指導 過我的 所有 老師 ， 你們傳授給我的專業(yè)知識是我完成本 設計 的基礎 ，也是日后踏入工作崗位的重要基石，對 于老師們一 絲不茍，兢兢業(yè)業(yè)的精神表示衷心的感謝。在論文完稿之際，我想借此機會對在完成畢業(yè)設計期間關心、幫助、支持和鼓勵過我的老師、同學以及朋友們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福！ 首先我要感謝的是我的指導 老師，在完成整個畢業(yè)設計的過程中，老師給我提供了很大的幫助，在選題、設計以及修改論文的各個環(huán)節(jié)里老師給我指出了很多錯誤，提出了很多寶貴意見，對于設計中存在的問題也是耐心的回答和指導，讓我能夠順利的完成畢業(yè)設計。 32 致 謝 經(jīng)過這么長時間的忙碌，畢業(yè)設計和論文已經(jīng)接近尾聲。 此次設計過程中，在完成設計任務之外也讓我系統(tǒng)性地認識和 全面地掌握了單片機相關技術，從本次畢業(yè)設計中我更加深刻地認識到理念來源于實際的含義。最后，對設計內(nèi)容進一步修繕，以求達到最佳設計結果。首先，在選題方面查閱了很多與題目有關的資料和課題并且制定設計方案，進行設計的總體規(guī)劃，然后將這些方案落實到設計環(huán)節(jié)中。光敏電阻的良好感光性以及步進電機的結構簡單，控制方便的優(yōu)點使窗簾控制開關更加穩(wěn)定 。應用 89C51 單片機的優(yōu)勢減少了硬件的復雜性，光敏電阻接收外界光照信號，經(jīng)過 A\D 轉(zhuǎn)換后，傳送給單片機一個電信號，單片機經(jīng)過處理后，控制步進電機做出相應的動作，以控制窗簾的開閉。 結論 本次設計系統(tǒng)地介紹了自動窗簾控制系統(tǒng)的硬件 電路設計以及軟件設計。 對于四相 8拍的設計，其控制方式模型如下： 步 序 控 制 位 工作 狀態(tài) 控制 模型 D相 C相 B相 A相 1 0 0 0 0 0 0 1 1 AB 03H 2 0 0 0 0 0 1 1 0 BC 06H 3 0 0 0 0 1 1 0 0 CD 0CH 4 0 0 0 0 1 0 0 1 DA 09H A組線圈對應 B組線圈對應 C組線圈對應 31 D組線圈對應 正轉(zhuǎn)次序 : AB 組 BC 組 CD組 DA 組 (即一個脈沖 ,正轉(zhuǎn) 度 ) 總之，只要按一定的順序改變 ～ 三位通電的狀況，即可控制步進電機依選定的方向步進。圖 是步進電機程序流程圖。圖 是定時程序流程圖。時鐘芯片發(fā)出 50ms 的信號給單片機后，計數(shù)器開始工作，計數(shù)器記到 20，則時間即為 1 秒，秒單元加 1，當秒單元計數(shù)到 60，分單元加 1，此時秒單元清零。 （ 2）若沒有鍵被確認：直接結束處理（ ret）。 2.若延時未到直接結束處理（ ret）。 （ 2）若不是首次按下：將鍵值暫存起來，標志置位結束處理。 2).若不是連鍵則判斷：是否按下 20ms？ 1.若確認按下 20ms，得到有效鍵值等待彈起 2. 若不是按下 20ms 直接結束處理（ ret）。在該設計中用以下思路設計的鍵處理程序。 在單片機應用系統(tǒng)設計中，系統(tǒng)有兩性能很大一部分取決于鍵盤處理程序。列線 分別接有 4個上拉電阻到正電源 +5V，并把列線 設置為輸入線，行線 設置為輸出線。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。 圖 鍵盤程序流程圖 按鍵設置采用了掃描法，要判斷鍵盤中有無鍵按下時將全部 行線 Y0Y3 置低電平，列線置高電平，然后檢測列線的狀態(tài)。然后由單片機進行鍵碼分析，并執(zhí)行相應的命令，顯示并且返回。解決這個問題的簡單方法是利用軟件延時。如果經(jīng)過分析后都不是，采取復位的操作。 主程序的作用主要是先初始化寄存器以及顯示內(nèi)容；然后查詢按鍵操作，并且對按鍵進行分析以及處理，通過分析處理，對于設定鍵，則設定時間，到了設27 定的時間后步進電機工作。 主程序流程圖如圖 。 12)= 在 9V 的狀態(tài)下，電機產(chǎn)生 的扭矩足以帶動繞繩的轉(zhuǎn)動。 12） =M=峰值堵轉(zhuǎn)扭矩（運行電壓247。7%(20℃) :≥500Hz :≥800Hz (200Hz):≥ :≥ 本設計采用的是 12V 電源 來 作為 直流電機驅(qū)動，計算轉(zhuǎn)數(shù)與扭矩如下 ： 按上表參數(shù)計算電機在 9V下的扭矩， N=最大空載轉(zhuǎn)數(shù)（運行電壓247。 25 圖 24BYJ48 12VDC 1/16直流電機 性能參數(shù)： :12VDC :4 相 :1/16 :176。 圖 窗簾框架構 電機選擇 本設計選用型號為： 24BYJ48 12VDC 1/16 的直流電動機， 其優(yōu)點是力矩大，精度高，大大增加了 本設計的可利用性。本設計中的微動開關通過電容、電阻組成的復位電路與單片機的復位引腳相連，微動開關安裝在窗簾滑桿上，當窗簾移動到預定位置時，觸動微動開關，使單片機復位，此時電機停轉(zhuǎn)，窗簾停到指定位置。 積分運算電路具有低通特性，而通帶放大倍數(shù)取決于電阻組成的負反饋網(wǎng)絡，故在積分運算電路中電容上并聯(lián)一個電阻，得到反相輸入一階低通濾波電路，24 該電路具有放大和濾波 功能，如圖 所示。 信號校正電路 在模擬信號采集過程中，難免會碰到采集信號過于 微弱，難以接收到，此時必須采用一個信號放大電路對信號進行一定倍數(shù)的放大才能滿足 A/D 轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，并且放大器還不能產(chǎn)生干擾信號，因此必須選擇一種符合要求的放大器。另外，一旦驅(qū)動電路出現(xiàn)故障，也可以隔離較大的電壓，不致串入單片機而使其損壞。 圖 步進電機電路與單片機的連接 自動窗簾控制系統(tǒng)的驅(qū)動器可以選用大功率復合管，也可以是專門的驅(qū)動器，比如光電隔離器，采用光電隔離器一是可以抗干擾，二是起到電隔離的作用。 采用 51驅(qū)動 ULN2021 的方法進行驅(qū)動， 其優(yōu)點是力矩大，精度高，其步距角是 176。在實際應用中由軟件代替步進控制器，其優(yōu)點是使線路簡化，降低成本，可靠性提高。 下圖為步進電機運行原理圖。步進電動機的輸入量是脈沖序列，輸出量則為相應的增量位移或步進運動 。 光敏電阻與單 片機的連接如圖 所示。然后將得到的兩組電壓值進行比較，比較后的信號經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換送入單片機 89C51 的 P1 接口，單片機處理后輸出命令控制電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)通過光照控制窗簾的開關功能。光敏電阻屬半導體光敏器件，除具靈敏度高，反應速度快，光譜特性及r值一致性好等特點外，在高溫，多濕的惡劣 環(huán)境 下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性，可廣泛應用于 照相機 ， 太陽能庭院燈 ， 草坪燈 ， 驗鈔機 ，石英鐘，音樂杯，禮品盒，迷你小夜燈，光聲控開關，路燈自動開關以及各種光控 玩具 ，光控燈飾，燈具等光自動 開關 控制領域。這些制作材料具有在特定 波長 的光照射下，其阻值迅速減小的特性。 21 圖 ADC0809與單片機連接示意圖 光敏傳感器 窗簾自動控制系統(tǒng)的光控功能是可以根據(jù)光照的強弱來自動控制窗簾的開閉的，因此需要用到光照傳感元器件，在本設計中采用了光敏電阻。 表 通道選擇表 ADC0809 與單片機 89C51 的連接示意圖如圖 ，其中 74LS373為鎖存器，當三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時， O0O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負載或總線。地址鎖存與譯碼電路完成對 A、 B、 C 3 個地址位進行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。其典型值為 +5V。 Vcc： +5V 電源。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 D0 為最低位， D7為最高。 D7～ D0：數(shù)據(jù)輸出線。 EOC=0，正在進行轉(zhuǎn)換； EOC=1，轉(zhuǎn)換結束。通常使用頻率為 500KHz 的時鐘信號。 CLK：時鐘信號。 START 上升沿時，復位 ADC0809； START 下降沿時啟動芯片，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START 應保持低電平。對應 ALE上跳沿， A、 B、 C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。 ADC0809 芯片為 28 引腳 的 雙列直插式封裝 ，其 信號引腳的功能說明 如下 ： IN7～ IN0： 模擬量輸入通道 。 （ 3） 轉(zhuǎn)換時間為 100μs( 時鐘為 640kHz時 )， 130μs （時鐘為 500kHz 時） （ 4）模 擬輸入電壓范圍 0～＋ 5V，不需零點和滿刻度校準。 ADC0809 的 主要特性 有 ： （ 1） 8路輸入通道， 8位 A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為 8位。 ADC0809是美國國家半導體公司生產(chǎn)的 CMOS工藝 8通道， 8位逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器 。其引腳及各個引腳的作用如下圖 所示： 圖 74LS164 引腳及說明 符號 引腳 說明 DSA 1 數(shù)據(jù)輸入 DSB 2 數(shù)據(jù)輸入 Q0~Q3 3~6 輸出 GND 7 地 (0 V) CP 8 時鐘輸入（低電平到高電平邊沿觸發(fā)） /MR 9 中央復位輸入（低電平有效） Q4~Q7 10~13 輸出 VCC 14 正電源 19 A\D 轉(zhuǎn)換電路 A/D 轉(zhuǎn)換的作用是進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。顯示電路圖如 所示。 本設計采用的是 4 位 LED 數(shù)碼管的串行驅(qū)動電路來達到顯示的目的。通 過分時輪流控制各個 LED 數(shù)碼管的 COM 端，就使 各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。故實際應用時必須增加驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬體電路的復雜性。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的 I/O 口 進行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二 — 十進位器進行驅(qū)動。(3)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。采用 LED數(shù)碼管進行顯示 是因為 LED數(shù)碼管具有以下幾個優(yōu)點： (1)能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動發(fā)光，能與 CMOS、 ITL17 電路兼容。 由于按鍵比較多，單獨設置按鍵會增加總體設計的復雜性，而且為了減少所占用的端口，可以將按鍵組成一個矩陣，如圖 所示。在窗簾控制系統(tǒng)設計中的鍵盤采用的是 44 矩陣鍵盤。模式選擇腳 MOT接地， DS12887時鐘芯片的 AS端口和 89C51單片機的 AIE端直接相聯(lián)；而 DS、R／ W 讀寫控制線與單片機的 RD/WR控制線制線相連； DS12887的高位地址由 89C51單片機的 P2． 7端口來片選，則 DS12887的高 8位地址定為 7FH，而其低 8位則由芯16 片內(nèi)部各單元的地址來決定 (00H3FH)； DS12887的中斷輸出端 IQR和 89C51的外部中斷 INT0端相聯(lián)，給單片機提供中斷信號； DS12887的 SQW端與 89C5I的 TO端相連。除此之外， DS12887 內(nèi)部還有 128 字節(jié)的 RAM 的單元，其中前 10個字節(jié)用于存放日歷時鐘信息，字