【正文】 有的電話網(wǎng)，因此遙控距離可跨省市，甚至跨越國(guó)家。隨著新技術(shù)和自動(dòng)化的發(fā)展，傳感器的使用數(shù)量越來越大，功能也越來越強(qiáng)，各種傳感器都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，這給智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供極大方便。這些高科技已經(jīng)影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習(xí)慣，提高了人們生活質(zhì)量，家居智能化也正是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的。并且實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)型定時(shí)和自動(dòng)控制功能，為控制家居設(shè)備提供了良好的基礎(chǔ)。而此時(shí)采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)不僅具有采集控制方便、簡(jiǎn)單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高采各模塊和芯片的協(xié)調(diào)性，從而大大提高系統(tǒng)的可利用性。因智能家居控制系統(tǒng)布線簡(jiǎn)單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化功能可以提供遙控、家電（空調(diào)，熱水器等）控制、照明控制、室內(nèi)外遙控、窗簾自控、防盜報(bào)警、電話遠(yuǎn)程控制、可編程定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間。智能家居控制系統(tǒng)可以定義為一個(gè)過程或者一個(gè)系統(tǒng)。 photoelectric switch。 then describes the software the preparation process, but also by the subblock pattern, with each module to draw a corresponding flow chart. In this paper, the mouth of the special functions and P3 P1 port idle mode and powerdown mode, according to their different modes, to achieve semiautomatic control, automatic control, timing control of the conversion and intelligent motion control curtains. Debugging by simulation, clock control, manual switch curtains, the curtains automatically switch the basic design of such control to achieve the desired effect, with a strong practical value.
Key words: SCM。通過調(diào)試，時(shí)鐘控制、手動(dòng)開關(guān)窗簾、自動(dòng)開關(guān)窗簾等控制方面的設(shè)計(jì)基本達(dá)到了預(yù)期效果，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。硬件采用分塊的模式，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，分別給出了系統(tǒng)整體框圖、顯示電路、光電開關(guān)電路、系統(tǒng)主控模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、保護(hù)電路等相關(guān)電路；隨后講述了軟件的編寫過程，也是采用了分塊的模式，每一模塊都畫出了相應(yīng)的流程圖。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 基于單片機(jī)的智能窗簾控制器的設(shè)計(jì) 摘 要本文主要闡述了智能窗簾控制器的設(shè)計(jì)過程。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)為控制核心，介紹了基于單片機(jī)的光控窗簾系統(tǒng)，主要從硬件結(jié)構(gòu)原理及軟件編程方面進(jìn)行講解。本文利用P3口的特殊功能與P1口的空閑模式和掉電模式，根據(jù)其不同控制模式，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制、自動(dòng)控制、定時(shí)控制的相互轉(zhuǎn)換，智能的控制窗簾動(dòng)作。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能窗簾；光電開關(guān)；步進(jìn)電機(jī)AbstractThis paper describes the design process of intelligent curtain controller. This design uses AT89C51 microcontroller as the control, introduce microcontrollerbased optical control curtain system, the main structural principle of the hardware and software programming to explain. Block the model of hardware used, the circuit design of the entire system to analyze the overall block diagram of the system are given, display circuit, photoelectric switch circuit, system control module, power conversion circuits, protection circuits and other related circuit。 intelligent curtain。 stepping motor目 錄1 緒 論 1 研究目的和意義 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2 基本內(nèi)容及章節(jié)安排 32 總體方案設(shè)計(jì) 4 控制器智能項(xiàng)目 4 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃 53 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 6 89C51單片機(jī)及相關(guān)電路 6 晶振電路 6 復(fù)位電路 7 時(shí)鐘電路 8 電源電路 9 步進(jìn)電機(jī) 10 鍵盤/顯示接口電路 12 傳感器 144 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 16 主程序軟件設(shè)計(jì) 16 主要功能子程序設(shè)計(jì) 17 步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì) 17 顯示程序 17 鍵盤程序設(shè)計(jì) 18 定時(shí)程序設(shè)計(jì) 195 綜合調(diào)試 21總 結(jié) 23致 謝 24參考文獻(xiàn) 25附錄A 26附錄A 英文文獻(xiàn) 26附錄B 中文譯文 36附錄C 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖 44附錄D 設(shè)計(jì)實(shí)物圖 45附錄E 程序清單 461 緒 論 研究目的和意義21世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步。利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起，通過統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。還將原來的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。使生活更加舒適、便利和安全。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)，面對(duì)各種檢測(cè)對(duì)象和大量控制單元，需要利用各種接口標(biāo)準(zhǔn)和MCU進(jìn)行連接，再經(jīng)過MCU 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)控。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)正是利用AT89C51 單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，順利的完成了本設(shè)計(jì)的要求。正是因?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展與提高，促使了家庭實(shí)現(xiàn)了生活現(xiàn)代化，居住環(huán)境舒適化、安全化。智能家居控制系統(tǒng)的主要功能包括通信、設(shè)備自動(dòng)控制、安全防范三個(gè)方面。電話遠(yuǎn)程控制作為一較新的課題與常規(guī)的遙控方式相比，顯示出一定的優(yōu)越性，不需進(jìn)行專門的布線，不占用無(wú)線電頻率資源，避免了電磁污染。另外電話屬雙工通信手段。操作者可以通過各種提示音即時(shí)了解受控對(duì)象的有關(guān)信息，從而進(jìn)行進(jìn)一步的操作。本設(shè)計(jì)正是針對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行了較大改進(jìn)，采取單片機(jī)智能控制，利用不同的提示音達(dá)到對(duì)于不同操作的提示及對(duì)受控方狀態(tài)的信息反饋，從而使操作者能夠及時(shí)了解受控方信息，使產(chǎn)品達(dá)到交互式與智能化。信息化社會(huì)在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時(shí)，也對(duì)傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會(huì)、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步更使人們的觀念隨之巨變。家居智能化技術(shù)起源于美國(guó)，它是以家為平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。智能家居控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立一個(gè)由家庭到小區(qū)乃至整個(gè)城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)，以此來提高住宅高新技術(shù)的含量和居民居住環(huán)境水平。[1]現(xiàn)代智能化離不開運(yùn)算和控制單元，本系統(tǒng)采用89C51作為主控器件，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的過程中，應(yīng)不斷調(diào)整軟、硬件，協(xié)調(diào)地進(jìn)行軟、硬件設(shè)計(jì)，以提高工作效率，當(dāng)系統(tǒng)硬件和軟件緊密配合、協(xié)調(diào)一致，就可以組成高性能的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本文是從智能家居的一個(gè)項(xiàng)目——智能電動(dòng)窗簾的設(shè)計(jì)開始的。采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，以光敏二極管作為傳感元件的檢測(cè)單元，89C51單片機(jī)作為控制芯片，輔助鍵盤和顯示，最終實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)窗簾控制器的多項(xiàng)智能項(xiàng)目。（2）總體設(shè)計(jì)方案：給出了電動(dòng)窗簾控制器的總體方案設(shè)想，智能項(xiàng)目，和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。（4）軟件設(shè)計(jì)：主要介紹了各項(xiàng)功能的設(shè)計(jì)流程。本章從系統(tǒng)功能需求出發(fā)，規(guī)劃并確定了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上考慮了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性及可實(shí)現(xiàn)性。窗簾最基本的作用無(wú)非是保護(hù)業(yè)主的個(gè)人隱私以及遮陽(yáng)擋塵等功能，但傳統(tǒng)的窗簾您必須手動(dòng)去開關(guān)，每天早開晚關(guān)也是挺麻煩的，特別是別墅或復(fù)式房的大窗簾，比較長(zhǎng)，而且重，用時(shí)需要很大的力才能開關(guān)窗簾，特別不方便；于是電動(dòng)窗簾應(yīng)運(yùn)而生。窗簾控制器的自動(dòng)開關(guān)如何讓窗簾能夠開關(guān)自如，停機(jī)的時(shí)間是否到位。而且增加了工作狀態(tài)指示，電機(jī)工作在正傳、反轉(zhuǎn)和停止?fàn)顟B(tài)的時(shí)候，數(shù)碼管均有不同工作狀態(tài)指示。（3） （4）窗簾的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止功能可由單片機(jī)輸出電平來控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)。時(shí)間自動(dòng)控制可以由定時(shí)器來控制。 電動(dòng)窗簾控制器結(jié)構(gòu)框圖由光電傳感器來探測(cè)外界的光強(qiáng)，從傳感器出來的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路的放大，濾波調(diào)理后輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器件完成一個(gè)轉(zhuǎn)換過程需要一定時(shí)間，如果在這段時(shí)間內(nèi)信號(hào)的幅度發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換結(jié)果將會(huì)受到影響，所以期間要用到采樣保持電路。顯示部件用來顯示電動(dòng)窗簾控制器的各種狀態(tài)信息。[3]3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)總體硬件硬件包括單片機(jī)外圍電路、A/D轉(zhuǎn)換電路，信號(hào)調(diào)理電路、檢測(cè)電路、鍵盤/顯示接口電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路等模塊。單片機(jī)的P2口控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行從而控制窗簾的升降。 89C51單片機(jī)及相關(guān)電路89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。同時(shí)，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機(jī)發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)。電路中的電容C1和C2的典型值通常選擇為30μF左右，該電容的大小會(huì)影響振蕩電路頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。晶體的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越快，單片機(jī)的運(yùn)行速度越快。晶體和電容應(yīng)該盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。 單片機(jī)晶振電路圖 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給89C51的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可以使89C51復(fù)位。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運(yùn)行錯(cuò)誤（如程序跑飛）或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時(shí)，也需要復(fù)位鍵使RST腳為高電平，使89C51擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動(dòng)。這里使用DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片來完成這項(xiàng)功能。使用DS12887時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：Vcc正常情況下為5V，所有的輸入被忽略，輸出為高阻狀態(tài)，Vcc降至3V時(shí)，外部電源被關(guān)斷，內(nèi)部鋰電池為實(shí)時(shí)時(shí)鐘和RAM供電，在斷電情況下，時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行，其中的數(shù)據(jù)可保存十年以上不會(huì)丟失。AS引腳用于分離數(shù)據(jù)地址總線AD7AD0上的地址和數(shù)據(jù)信息，連接到MCU的ALE引腳。 DS12887有一個(gè)可編程輸出方波引腳SQW，從該引腳可以輸出頻率為2Hz256Hz的方波，在系統(tǒng)中正是利用此引腳輸出周期為125MS的方波，作為MCU外部中斷/INT0的中斷源實(shí)現(xiàn)周期性中斷，每當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，MCU讀一二次輸入口，檢查電表是否轉(zhuǎn)過一圈，在整點(diǎn)時(shí)還要采一次三相電流和電壓。[5]。 時(shí)鐘電路圖 電源電路單片機(jī)工作需要使用5V電壓，因此需要給單片機(jī)設(shè)計(jì)電源電路。 電源電路圖 步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)為一種數(shù)字伺服執(zhí)行元件，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、控制方便、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化儀表等領(lǐng)域。單片機(jī)在本次試驗(yàn)中對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制從而達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)角和位移的控制的方法。176。176。而本次測(cè)控系統(tǒng)是以單片機(jī)位控制中心的，下面將介紹步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。 脈沖控制器 功率驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī)負(fù)載脈沖信號(hào) 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)方框圖 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)電路圖單片機(jī)輸出步進(jìn)脈沖后，再由脈沖分配電路按事先確定的順序控制各相的通斷。軟件控制脈沖將在軟件設(shè)計(jì)部分說明。此外，萬(wàn)一驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障，也不致讓功放中較高的電壓串入單片機(jī)而使其損壞。但電壓驅(qū)動(dòng)是步進(jìn)電機(jī)控制中最為簡(jiǎn)單的一種驅(qū)動(dòng)電路，它在本質(zhì)上是一個(gè)單間的反相器。而且它的外接電阻要消耗相當(dāng)一部分能量，這樣會(huì)影響電路的穩(wěn)定性。對(duì)于斬波驅(qū)動(dòng)則可以克服這種缺點(diǎn)，并且還可以提高步進(jìn)電機(jī)的效率。但由于其波形頂部呈現(xiàn)鋸齒形波動(dòng)，所以產(chǎn)生較大的電磁噪聲。本設(shè)計(jì)采用的是恒頻脈寬調(diào)制細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路。本設(shè)計(jì)中的鍵盤采用的4個(gè)按鍵。其中K0設(shè)置為光控與手動(dòng)定時(shí)的切換按鈕，K1為定時(shí)打開按鍵，K2為定時(shí)關(guān)閉按鍵。比如要定時(shí)3秒鐘打開，就連續(xù)按下3次K1按鍵即可。在掃描法中，所有的行線固定為輸出端口，并依次輸出低電平；所有列線固定為輸入端口，用來檢測(cè)按鍵狀態(tài)。當(dāng)某個(gè)按鍵按下時(shí)，只有在對(duì)應(yīng)的行線輸出