【正文】 令 2:光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址 00H。高電平表示有效，低電平則無效。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平 16 表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 F: 低電平時顯示 5x7 的點(diǎn)陣字符，高電平時顯示5x10 的點(diǎn)陣字符。 指令 8： DDRAM 地址設(shè)置。 指令 10：寫數(shù)據(jù)。 液晶顯示器電路如圖 所示： 圖 1602液晶顯示電路 光敏傳感器電路 窗簾自動控制系統(tǒng)的光控功能是可以根據(jù)用戶設(shè)定的光照強(qiáng)度值通過感光器采集光照自動開關(guān)窗簾，因此需要用到光照傳感元器件，在本設(shè)計(jì)中采用了光敏電阻。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。光敏電阻屬半導(dǎo)體光敏器件，除具靈敏度高，反 應(yīng)速度快，光譜特性及 r值一致性好等特點(diǎn)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(yīng)用于照相機(jī)，太陽能庭院燈，草坪燈，驗(yàn)鈔機(jī)，石英鐘，音樂杯，禮品盒，迷你小夜燈，光聲控開關(guān)，路燈自動開關(guān)以及各種光控玩具，光控?zé)麸棧瑹艟叩裙庾詣娱_關(guān)控制領(lǐng)域。然后將得到的兩組電壓值進(jìn)行比較，比 較后的信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī) 89C52 的 P1 接口，單片機(jī)處理后輸出命令控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)通過光照控制窗簾的開關(guān)功能。由于光敏電阻信號檢測后得到的是模擬信號，所以光控電路采集到的模擬信號需要經(jīng)過 A/D轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號給單片機(jī)。在選擇 A/D 轉(zhuǎn)換時，先要確定 A/D 轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度以及轉(zhuǎn)換位數(shù)等， A/D 轉(zhuǎn)換的位數(shù)確定與整個測量控制系統(tǒng)所需測量控制的范圍和精度有關(guān)，在自定 窗簾控制系統(tǒng)中采用了8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0832。 圖 光敏電阻電路圖 18 圖 光控電路原理圖 由運(yùn)放組成比較電路，同向輸入端有兩個電阻分壓得到一個電壓值，作為基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，而反相輸入端用一個光敏二極管對外部環(huán)境的光線進(jìn)行采集，利用光敏二極管暗時電阻大，亮?xí)r電阻小的特點(diǎn)，來確定反向輸入端的電壓值。來實(shí)現(xiàn)天亮窗簾自動打開 ，天黑窗簾自動關(guān)閉這一自動控制功能。光敏電阻電路圖如圖 所示。 步進(jìn)電機(jī)控制電路 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、自動化儀表等領(lǐng)域。 現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（ vr）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（ pm）、混合式步進(jìn) 電機(jī)（ hb）和單相式步進(jìn)電機(jī)等。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。混合式步進(jìn)電機(jī)混合了永磁式和反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為 度而五相步進(jìn)角一般為 度。所以，本設(shè)計(jì)采用 28BYJ48型四相八拍 步進(jìn)電機(jī)。當(dāng)對步進(jìn)電機(jī)施加一系列連續(xù)不斷的控制脈沖時，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動。當(dāng)通電狀態(tài)改變完成一個循環(huán)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個齒距。 ： 1/16。 ：四相八拍。 6.打滑扭力：≥ 500～ 。 ：≤35dB（空載， 100Hz，水平距馬達(dá) 10cm）。ULN2021 晶體管陣列： ULN2021 是一個單片高電壓、高電流的達(dá)林頓晶體管陣列集成電路。單個達(dá)林頓對的集電極電流是 500mA。此電路主要應(yīng)用于繼電器驅(qū)動器，字錘驅(qū)動器，燈驅(qū)動器，顯示驅(qū)動器（ LED氣體放電），線路驅(qū)動器和邏輯緩沖器。 ULN2021 的主要特點(diǎn)： （ 1） 500mA 額定集電極電流（單個輸出）。 （ 3）輸入和各種邏輯類型兼容。 步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的方框圖以及其控制系統(tǒng)的電路圖如圖 與 所示。 溫度檢測電路 本設(shè)計(jì)溫度檢測使用的溫度傳感器的型號為 DS18B20。它有獨(dú)特的單線接口方式， DS18B20 在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。由于采用單總線數(shù)據(jù)傳輸方式， DS18B20 的數(shù)據(jù) I/O 均由同一條線完成，因此，對讀寫的操 作時序要求嚴(yán)格。DS18B20 采用 +5V 電源供電。 脈沖控制器 功率驅(qū)動電路 步進(jìn)電機(jī) 負(fù)載 脈沖信號 21 圖 溫度模塊 22 第四章 軟件設(shè)計(jì) 智能窗簾控制系統(tǒng)的程序分析與設(shè)計(jì)包括主程序設(shè)計(jì)，步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)，顯示程序設(shè)計(jì)，鍵盤程序設(shè)計(jì)，定時程序設(shè)計(jì)幾部分。 軟件主程序設(shè)計(jì) 主程序主要完成單片機(jī)初始化，關(guān)中斷，菜單顯示內(nèi)容初始化，按鍵掃描，電機(jī)運(yùn)行，計(jì)時等 功能。 開 始關(guān) 中 斷 設(shè) 置 堆 棧復(fù) 位 初 始 化顯 示有 鍵 操 作 ？鍵 碼 分 析命 令 鍵 ？數(shù) 碼 鍵 處 理設(shè) 定 鍵 ？設(shè) 定 時 間開 始 計(jì) 時到 點(diǎn) 了 ？電 機(jī) 控 制 鍵電 機(jī) 工 作工 作 完 成 ？電 機(jī) 停 止YNYNNYNYNYNY 圖 主程序流程圖 23 主程序流程說明：電路主要分為以下幾個部分，分別是電源部分、顯示部分、按鍵部分、步進(jìn)電機(jī)控制部分、 A\D轉(zhuǎn)換部分、單片機(jī)主控器件部分，各部分具有不同的子程序。如果是設(shè)定鍵，則設(shè)定時間，開始計(jì)時；到時間后步進(jìn)電機(jī)開始相應(yīng)的工作，工作完成后停機(jī)。如果都不 是，則是復(fù)位鍵，采取復(fù)位操作。圖 是步進(jìn)電機(jī)工作流程圖。 總之，只要按一定的順序改變 四位通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī) 依選定的方向步進(jìn)。 開 始顯 示 子 程 序顯 示 器 緩 沖 起 始 地 址 6 0 H → R 2顯 示 位 代 碼 0 1 H → R 2位 代 碼 R 2 → 8 9 C 5 2取 顯 示 數(shù) 據(jù) 查 表 轉(zhuǎn) 換成 顯 示 代 碼 → 8 9 C 5 2延 時指 針 R 0 加 16 位 顯 示 完 嗎 ？返 回R 2 左 移 一 位 圖 顯示部分子程序流程圖 顯示程序設(shè)計(jì) 顯示程序開始后，起始地址 60H 發(fā)送到 R0， 01H 發(fā)送至顯示位代碼 R2，再將位代碼發(fā)送到單片機(jī) A口，單片機(jī)取顯示數(shù)據(jù)查表轉(zhuǎn)換成顯示代碼發(fā)送至單片機(jī) B口，延時2ms，指針 R0加 1，然后判斷 6位顯示是否完成。顯示部分子程序流程圖如圖 25 。解決這個問題的簡單方法是利用軟件延時。然后由單片機(jī)進(jìn)行鍵碼分析，并執(zhí)行相應(yīng)的命令，顯示并且返回。 定時程序設(shè)計(jì) 定時程序的主要作用是在用戶設(shè)定的時間后能夠使單片機(jī)收到一個中斷信號，從而發(fā)出相應(yīng) 的指令，控制窗簾的開關(guān)。當(dāng)時單元計(jì)數(shù)到 24時單元清零。 開 始調(diào) 用 顯 示 子 程 序 延 時6 m s有 按 鍵 閉合 ？兩 次 調(diào) 用 顯 示 子 程序 延 時 1 2 m s有 按 鍵 閉合 ？鍵 碼 分 析執(zhí) 行 相 應(yīng) 的 模 塊顯 示返 回YNYN 圖 鍵盤程序流程圖 26 開 始返 回現(xiàn) 場 保 護(hù) ， 重 置 初值 ， 啟 動 下 一 個 5 0 m s5 0 m s ， 計(jì) 數(shù) 器 加 1計(jì) 數(shù) 器 = 2 0 ？秒 單 元 加 1 , 5 0 m s 計(jì)數(shù) 器 清 零 ， 秒 寫 入秒 個 位 和 秒 十 位秒 單 元 = 6 0 ？分 單 元 加 1 ， 秒 單元 清 零 ， 分 寫 入分 個 位 和 分 十 位分 單 元 = 6 0 ？時 單 元 加 1 ， 分 單元 清 零 ， 時 寫 入時 個 位 和 時 十 位時 單 元 = 2 4 ？時 單 元 清 零YYYYNNNNY 圖 定時程序流程圖 27 第五章 系統(tǒng)仿真與總結(jié) Proteus 軟件簡介 Proteus 軟 件是英國 Lab Center Electronics 公司出版的 EDA 工具軟件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 仿真過程與結(jié)果 首先，將在 Keil 軟件中調(diào)試好的程序生成 *.HEX 文件，然后將本文所設(shè)計(jì)的智能窗簾控制系統(tǒng) 的原理圖在 PROTEUS 繪制好，最后調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件： *.HEX。 系統(tǒng)仿真前部分電路圖如圖 所示，圖中 STEPPERMOTOR 為步進(jìn)電機(jī)， LCD1 為1602 液晶顯示屏， DS18B20 為溫度檢測，圖中還有五個按鍵， S1， S2， S3， S4， S5。 S2 鍵為退出鍵， S3鍵為參數(shù)減 /手動關(guān)， S4鍵為參數(shù)加 /手動開，S5 為設(shè)置鍵。 LCD1602 液晶顯示屏從左到右第一排依次為當(dāng)前控制狀態(tài)，時分秒，以及星期。 在手動模式下，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)一次性開光窗簾。 圖 圖 電機(jī)正傳 29 若此時按下 S1手動 /自動模式切換鍵則系統(tǒng)變?yōu)樽詣幽Ｊ?，如圖 所示?？煞謩e按 S3， S4+，來切換菜單，切換到設(shè)置光線值的菜單如圖 所示。若此時光 30 標(biāo)位于“ 1”處，按下 S5 鍵，則此時進(jìn)入系統(tǒng)時間設(shè)置如圖 所示，則此時按下 S3，S4+設(shè)定當(dāng)前光標(biāo)的值，然后按下 S5 鍵向右切換光標(biāo)位置，依次設(shè)定當(dāng)前時間的時分秒，星期，以及年月日，設(shè)定完成后按 S2返回主界面，系統(tǒng)時間設(shè)置完成，如圖 所示。顯示屏第一排為關(guān)窗時間，第二排為開窗時間的設(shè)置，若設(shè)定關(guān)窗簾時間為 31 18:25，開窗簾時間設(shè)定為 18:30。然后按下 S2 鍵返回主界面。 圖 圖 閉設(shè)置 32 圖 窗簾定時時間設(shè)置完畢 圖 33 圖 34 第六章 總結(jié) 經(jīng)過這段時間資料的查找和設(shè)計(jì)，最終完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)。本設(shè)計(jì)采用光敏電阻、溫度傳感器作為檢測元件， 89C52 單片機(jī)作為控制芯片，步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，結(jié)合鍵盤和顯示器件，實(shí)現(xiàn)了智能窗簾控制器的多項(xiàng)智能項(xiàng)目。所用芯片簡單實(shí)用，減少了開發(fā)和硬件開銷。在實(shí)現(xiàn)一般應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又添加了定時元器件電路，用戶可以自己設(shè)定開關(guān)時間，使窗簾的自動化性能得到進(jìn)一步提升。光敏電阻的良好感光性以及步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，控制方便的優(yōu)點(diǎn)使窗簾控制開關(guān)更加 穩(wěn)定。 同時，智能項(xiàng)目是一項(xiàng)比較有價值的項(xiàng)目，智能窗簾也有許多問題和功能可以進(jìn)一步研究，如解決光電開關(guān)的滯回特性，可以使用施密特電路來完成。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個研究與設(shè)計(jì)過程包括選題、設(shè)計(jì)以及完善等。其次，在制定的方案基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)的知識對硬件以及軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并用相關(guān)軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。但是由于個人水平能力有限，論文設(shè)計(jì)上存在許多不足之處，有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。 35 此次設(shè)計(jì)過程中，在完成設(shè)計(jì)任務(wù)之外也讓我系統(tǒng)性地認(rèn)識和全面地掌握了單片機(jī)相關(guān)技術(shù)，從本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我更加深刻地 認(rèn)識到了理念來源于實(shí)際的含義。所以在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)中，使我對所學(xué)的科目進(jìn)行了綜合，讓我對所學(xué)的知識更加的清楚，我也相信在不久的將來踏入社會，類似這樣的設(shè)計(jì)絕不在少數(shù)，只要我們努力學(xué)習(xí)、勇于實(shí)踐、勤學(xué)好問我們就會懂得以前不明白或不懂得道理，就會很快地成長和成熟起來。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，由于經(jīng)驗(yàn)的缺乏以及知識的局限性，難免有許多考慮不周全的地方，在選題，設(shè)計(jì)等方面，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，沒有同學(xué)們的支持和幫助，單獨(dú)完成這個設(shè)計(jì)，其中還是有一定難度的。在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 我還要感謝所有關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友和同學(xué)們，感謝你們對我的關(guān)心、關(guān)注和支持。 最后感謝一直支持我、愛護(hù)我的父母，不僅養(yǎng)育了我，給了我經(jīng)濟(jì)上的援助，而且還在我最缺乏信心的時候鼓勵我，在我情緒低落時安慰我，他們是最無私的，謝謝爸媽 ! 39 附錄 A：系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖 1234ABCD4321D C B ATitleNumberRevisionSizeA4Date:14Jun2015Sheet of File:E:\protel\智能窗簾控制系統(tǒng)1.DDBDrawn By:123VVGNDINOUTU5 78L05C4 470uFC50.01uFR5 2kD2VCC54 623 1SW1sw灰色J2 電源P1.01P1.12P1.23P1.