【正文】 5 第 3 章 硬件分析與設(shè)計 ................................................................................................... 7 單片機(jī)及相關(guān)電路設(shè)計 ....................................................................................... 7 89C51 單片機(jī)概述 .................................................................................. 7 晶振電路 .................................................................................................. 8 復(fù)位電路 .................................................................................................. 8 顯示電路 .................................................................................................. 9 光敏傳感器電路 ................................................................................................. 9 A/D 轉(zhuǎn)換電路 .................................................................................................... 11 步進(jìn)電機(jī)電路 ................................................................................................... 12 ........................................................................................................................ 13 溫度檢測電路 ................................................................................................... 13 紅外控制電路 ................................................................................................... 15 第 4 章 程序分析設(shè)計 .................................................................................................... 18 主程序 ............................................................................................................. 18 重要子程序設(shè)計 ............................................................................................... 18 第 5 章 總結(jié) .................................................................................................................. 19 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 21 附錄 1 :原理圖 ............................................................................................................... 22 附錄 2 :部分子程序 ....................................................................................................... 23 摘要 自動控制技術(shù)是 20 世紀(jì)發(fā)展最快、影響最大的技術(shù)之一，也是 21 世紀(jì)最重要的高技術(shù)之一。今天，技術(shù)、生產(chǎn)、軍事、管理、生活等各個領(lǐng)域，都離不開自動控制技術(shù)。隨著電子計算機(jī)技術(shù)和其他 高技術(shù)的發(fā)展，自動控制技術(shù)的水平越來越高，應(yīng)用越來越廣泛，作用越來越重要。 當(dāng)然，在智能家居方面，自動控制技術(shù)有較好的發(fā)展前景。 針對家居環(huán)境采光及避光問題，自動窗簾控制系統(tǒng)將取代手動控制，更加人性化。自動窗簾控制系統(tǒng)核心是 采用單片機(jī) AT89C51 控制，其次采用感光傳感器，紅外控制電路，溫度檢測電路等外圍電路。該設(shè)計在理論層面上，以程序語言驅(qū)動各模塊工作，實現(xiàn)了各模塊的內(nèi)在聯(lián)系，應(yīng)用層面上采用軟件進(jìn)行原理圖設(shè)計和仿真。該設(shè)計則主要討論了自動窗簾系統(tǒng)的設(shè)計過程，硬件電路設(shè)計，軟件調(diào)試過程， 以及利用軟件實現(xiàn)紅外線遙控信號的編碼及解碼方式 。 關(guān)鍵詞 ： 自動控制 ，自動窗簾，單片機(jī)，步進(jìn)電機(jī) 第 1 章 緒論 系統(tǒng)設(shè)計的背景及意義 智能家居以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，盡顯便捷將家中的各種設(shè)備 （ 如音視頻設(shè)備、照明設(shè)備、窗簾控制、空調(diào)控制、網(wǎng)絡(luò)家電等 ） 通過家庭網(wǎng)絡(luò)連接到一起。隨著社會信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的日益緊密。人們對家居的要求早已不是物理空間，更為關(guān)注的是一個安全、方便、舒適的居家環(huán)境。 高精度、多功能、低功耗是現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢。 單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的 應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。 設(shè)計的基本內(nèi)容 本智能家居自動窗簾控制系統(tǒng)以 STC89S51 單片機(jī)為控制核心，由電源模塊、光敏感應(yīng)模塊、溫度監(jiān)測模塊、紅外遙控模塊等幾個環(huán)節(jié)組成本系統(tǒng)的主要框架，與此同時可外擴(kuò)一些其他的控制功能。為了更體現(xiàn)人性化，本設(shè)計通過紅外線的發(fā)送和接收，可根據(jù)用戶的意愿實現(xiàn)對窗簾開閉的遠(yuǎn)距離遙控。 （ 2） 總體方案設(shè)計：介紹自動窗簾控制系統(tǒng)總體方案，及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 4） 軟件分析：介紹軟件設(shè)計。 實現(xiàn)的基本功能 自動窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個基本功能： （ 1） 光照控制：根據(jù)光照強(qiáng)度值，通過感光器采集，自動打開或關(guān)閉窗簾。 （ 2） 溫度控制：通過紅外遙控器設(shè)定給定溫度，通過溫度監(jiān)測系統(tǒng)，檢測環(huán)境溫度，當(dāng)溫度高于或低于給定值時，單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)打開或關(guān)閉窗簾。 第 2 章 總體電路設(shè)計與原理說明 方案介紹 方案：基于光照檢測及溫度檢測的自動控制 原理框圖如下：溫 控 模 塊鍵 盤光 控 模 塊紅 外 遙 控 模 塊蜂 鳴 器L C D 顯 示 模 塊單 片 機(jī) 系 統(tǒng) 圖 21 原理框圖 總體方案設(shè)計 自動窗簾控制系統(tǒng)總體方案的設(shè)計是基于滿足設(shè)計要求的前提下，根據(jù)理論上的可實現(xiàn)性和硬件電路的經(jīng)濟(jì)實用型，進(jìn)行設(shè)計。 自動控制窗簾基本功能 自動窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個模塊： （ 1） 感光控制模塊：本模塊首先通過光敏電阻在外界光線強(qiáng)度的變化下阻值的改變，使得輸出電壓發(fā)生變化。經(jīng)處理器的運(yùn)算與處理，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，達(dá)到窗簾開閉的目的。其中，溫度的閾值可由用戶通過紅外線來遙控設(shè)定。 （ 3） 紅外遙控模塊：本模塊利用 HT6221 芯片組成的遙控器發(fā)射紅外信號，接收頭接收后先解碼，并用液晶顯示每個按 鍵對應(yīng)的用戶碼值。此處，紅外遙控另外一個功能是在進(jìn)入溫度設(shè)定模式下設(shè)置初始的溫度值，并可借用紅外遙控外擴(kuò)一些較為實用的家庭簡單控制電路，為人們的日常生活帶來方便。 amp。 amp。單片機(jī)的 可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的AT89C51 是一種高效微控制器。 主要參數(shù)： （ 1） 片內(nèi)震蕩器和時鐘電路 （ 2） 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲 器； （ 3） 128*8 位內(nèi)部 RAM （ 4） 32 可編程 I/O 線 （ 5） 兩個 16 位定時 器 /計數(shù)器 （ 6） 5 個中斷源 （ 7） 全靜態(tài)工作： 0HZ24MHZ （ 8） 低功耗閑置和掉電模式 晶振電路 圖 31 單片機(jī)內(nèi)部晶振電路連接圖 單片機(jī)必須在時鐘的驅(qū)動下才能進(jìn)行工作。圖 43 就是內(nèi)部時鐘工作方式的電路圖，這是一種常用的方式。電路中的兩個電容的作用有兩個：一是幫助振蕩器起振（ C1 C2 的值大，起振的速度 慢；反之，速度快。 C1 C2 的值采用 30pF。如圖 42 所示。 顯示電路 按照電路圖鏈接電路即可，需要說明的是在這個電路 圖中， LCD 的第三腳VEE 沒有接，這個腳是控制屏幕對比度的。 圖 33 1602液晶電路 光敏傳感器電路 光 敏傳感器是最常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有： 光電管 、 光電倍增管、光敏電阻 等。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。 32184U 2AL M 358V C CR 1510KD4P H O T OR 1710KR 141KV C CR 16R 191KC447pAD0光采樣電路V C CR 1810K 圖 34 光敏傳感器 當(dāng)光敏電阻受到脈沖光照射時，光電流要經(jīng)過一段時間才能達(dá)到穩(wěn)定值，而在停止光照后，光電流也不立刻為零，這就是光敏電阻的時延特性。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 PCF8591 是一個單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、 8bit CMOS 數(shù)據(jù)獲取器件。C 總線接口。C 總線上接入 8 個 PCF8591 器件，而無需額外的硬件。C 總線以串行的方式進(jìn)行傳輸。 PCF8591 的最大轉(zhuǎn)化速率由 I178。