多功能窗簾控制系統(tǒng).doc

目 錄一、摘 要2流程圖3流程圖解說3二、電路組成4 光敏檢測模塊5光敏采集模塊的原理圖5 電機驅(qū)動模塊 電源及照明燈控制電路 三、89C52單片機最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)原理圖 四、紅外遙控器部分 紅外控制原理圖 五、程序摘要： 一、 摘要本系統(tǒng)以80C51單片機為核心器件。其主要模塊有單片機控制系統(tǒng)，光敏檢測模塊，電機驅(qū)動模塊，溫度檢測模塊，電源模塊，及窗串通信。光敏二極管檢測光照強度的變化，將壓信號送入單片機，單片機電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)窗簾的來回移動，并輔以溫度檢測模塊來檢測室溫，構(gòu)成一個多功能自動窗簾控制系統(tǒng)。其中,光敏控制模塊由光敏二極管構(gòu)成，電機驅(qū)動模塊采用DS2003實現(xiàn)電機的驅(qū)動，而溫度檢測模塊采用DS18B20來構(gòu)成，電源模塊實現(xiàn)給整個系統(tǒng)供+5V的電源。經(jīng)過程序編制，制作電路板和調(diào)試，基本達到了我們所期望的系統(tǒng)功能。 關(guān)鍵詞：單片機（89C52）光敏二極管、DS2003、DS18B20、穩(wěn)壓7805 流程圖：開始有電?備用電源Y白天？Y內(nèi)部光強？拉上窗簾N外部光強？Y窗簾打開遙控器開燈窗簾拉上遙控器打開燈結(jié)束流程圖解說：首先，判斷是否有電，沒電的情況下由自制的備用電源供電，若果有電，由放置在室外的光敏元件測量系統(tǒng)檢測此時為黑夜還是白天如果是黑夜窗簾自動拉上，并由室內(nèi)的紅外感應(yīng)元件檢測是否有人，如果有人則打開燈，如果沒人，則燈熄滅。如果室外光敏元件檢測到是白天，則由室內(nèi)的光敏監(jiān)測系統(tǒng)檢測光線的強弱光線弱則判斷室外的光線強弱若光線也弱則打開燈，若外部光線強則拉開窗簾。如果室內(nèi)光線強則拉上窗簾二、電路組成(1）光敏檢測模塊光敏二極管的構(gòu)成及原理：光敏二極管又稱光電二極管，它與普通半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是相似的。下圖是光敏二極管的結(jié)構(gòu)圖。在光敏二極管管殼上有一個能射入光線的玻璃透鏡，入射光通過透鏡正好照射在管芯上。發(fā)光二極管管芯是一個具有光敏特性的PN結(jié)，它被封裝在管殼內(nèi)。發(fā)光二極管管芯的光敏面是通過擴散工藝在N型單晶硅上形成的一層薄膜。光敏二極管的管芯以及管芯上的PN結(jié)面積做得較大，而管芯上的電極面積做得較小，PN結(jié)的結(jié)深比普通半導(dǎo)體二極管做得淺，這些結(jié)構(gòu)上的特點都是為了提高光電轉(zhuǎn)換的能力。另外，與普通半導(dǎo)體二極管一樣，在硅片上生長了一層SiO2保護層，它把PN結(jié)的邊緣保護起來，從而提高了管子的穩(wěn)定性，減少了暗電流。 光敏二極管與普通光敏二極管一樣，它的PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，因此，光敏二極管工作時應(yīng)加上反向電壓，如圖所示。當(dāng)無光照時，電路中也有很小的反向飽和漏電流，一般為1 * 10-8 - 1X10 -9A(稱為暗電流)，此時相當(dāng)于光敏二極管截止;當(dāng)有光照射時，PN結(jié)附近受光子的轟擊，半導(dǎo)體內(nèi)被束縛的價電子吸收光子能量而被擊發(fā)產(chǎn)生電子一空穴對O這些載流子的數(shù)目，對于多數(shù)載流子影響不大，但對P區(qū)和N區(qū)的少數(shù)載流子來說，則會使少數(shù)載流子的濃度大大提高，在反向電壓作用下，反向飽和漏電流大大增加，形成光電流，該光電流隨入射光強度的變化而相應(yīng)變化。光電流通過負載RL時，在電阻兩端將得到隨人射光變化的電壓信號。光敏二極管就是這樣完成電功能轉(zhuǎn)換的。光采集模塊的原理及電路圖：當(dāng)光線的強弱發(fā)生變化時回引起光敏元件的阻值發(fā)生變化從而引起標(biāo)號6處的電位發(fā)生改變，由于這個電壓信號比較微弱，所以需要將其進行放大，而集成運放具有放大能力強，靜態(tài)工作點穩(wěn)定，輸入電阻阻大，輸出信號小等多種優(yōu)勢，所以此處我們選擇由兩級集成運放級聯(lián)組成的放大電路來放大電壓信號，第一級采用反向比例放大器將信號進行放大，此時輸出的是相位相反的電壓信號于是后一級采用反向的電壓跟隨器對電壓的相位進行修正，同時增強一級的帶負載能力，經(jīng)過可調(diào)電阻R9的分壓將電壓信號送入電壓比較器U1和U2，U1和U2的參考電壓分別對應(yīng)了光照的兩個光照的門限值而電壓比較器會輸出不同的高低電平，此處我們以0為低電平以1為高電平當(dāng)U2U1輸出00時表明光線很弱，輸出01時表明光線適中，輸出10時表明管線很強，我們將這些數(shù)字量電壓兩送入單片機由單片機進行處理進而控制步進電機及其他設(shè)備的運行（2）電機驅(qū)動模塊DS2003是著名的SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是16腳MULTIWATT封裝的DS2003，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動電路。其額定工作電流為1A，最大可達1.5A，VSS電壓最小4.5V，最大可達36V；Vs電壓最大值也是36V，但經(jīng)過我們的實驗，Vs電壓應(yīng)該比VSS電壓高，否則有時會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。下表是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系。該芯片的核心是H橋電路，H 主要包括4個三極管。通過對角線上的一對三極管的導(dǎo)通情況，電流會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉(zhuǎn)向。電機順時針轉(zhuǎn)動： 電機逆時針轉(zhuǎn)動： 本系統(tǒng)通過光敏檢測模塊將光信號轉(zhuǎn)化為電平信號輸入單片機，單片機通過程序控制實現(xiàn)兩個I/O端口在特定時間段向DS2003的IN1,IN2輸出高低電平，進而實現(xiàn)對電機的控制。（3）電源及照明燈控制電路原理圖： 圖1 圖2原理解說：圖1是一個自制直流電源，首先將220V交流電壓信號，經(jīng)過變壓器降壓，經(jīng)過整流橋整成直流信號，經(jīng)7805穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓，從而得到穩(wěn)定的直流電壓。圖2 是一個備用電源及應(yīng)急燈系統(tǒng)，圖中K1是一個繼電器M5110，當(dāng)有電時3,4引腳與6節(jié)點導(dǎo)通為蓄電池充電。當(dāng)斷電后，3,4引腳與1節(jié)點導(dǎo)通由蓄電池向外供電，Q1是一個可控硅，P1口接通單片機80C52由單片機控制它的亮滅。三、89C52單片機最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)原理圖：四、紅外遙控器部分紅外遙控部分原理圖：五、程序摘要：（1）預(yù)定義部分#includesbit IR=P32;/紅外中斷位sbit Switch=P10; /室內(nèi)光線檢測sbit L1=P11;sbit L2=P12;/室內(nèi)光線檢測sbit L3=P13;sbit L4=P14;int flag=0;/標(biāo)志位/*電機驅(qū)動*/sbit B1=P01;sbit B2=P02;sbit B3=P03;sbit B4=P04;sbit B5=P05;sbit B6=P06;void main()EA=1;/開總中斷EX0=1;IT0=1;/外部中斷0是下降沿觸發(fā)