自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號(hào)專 業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)院（系）機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)任務(wù)與要求本設(shè)計(jì)的任務(wù)是：在總體方案設(shè)計(jì)中以光敏電阻作為傳送信號(hào)的傳感器，用步進(jìn)電機(jī)作為信號(hào)輸出的執(zhí)行元件，89c51單片機(jī)作為主要的控制元器件，并且應(yīng)用了按鍵以及和顯示電路。應(yīng)用89c51單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)減少了硬件的復(fù)雜性，光敏電阻接收外界光照信號(hào)，經(jīng)過ad轉(zhuǎn)換后，傳送給單片機(jī)一個(gè)電信號(hào)，單片機(jī)經(jīng)過處理后，控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作，以控制窗簾的開閉。設(shè)計(jì)要求是：電路，在各個(gè)電路模塊的配合下最終實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的智能化要求。完成時(shí)間段201

2、3年6月15日 至2013年12月5日 共24周指導(dǎo)教師單位重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院職稱講師院（系）審核意見畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字2013.6.15-2013.6.28查找資料，選題2013.6.15-2013.6.28完成論文的初稿2013.8.31-2013.9.30完成論文二稿的寫作2013.10.1-2013.10.20完成論文的終稿及格式修改2013.10.21-2013.11.20進(jìn)一步修改論文、定稿，打印論文，做好答辯的準(zhǔn)備2013.10.21-2013.11.20做好論文答辯準(zhǔn)備教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定

3、學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)之一畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查記錄表學(xué)生填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)學(xué)生姓名: 趙麗 學(xué)號(hào)：5902021101028專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)指導(dǎo)教師姓名:張忠雨職稱: 講師檢查教師填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目工作量飽滿一般不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目難度大適中不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目涉及知識(shí)點(diǎn)豐富比較豐富較少畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目價(jià)值很有價(jià)值一般價(jià)值不大學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度填寫情況指導(dǎo)次數(shù)學(xué)生工作態(tài)度認(rèn)真一般較差其他檢查內(nèi)容：存在問題及采取措施:檢查教師簽字: 年 月 日院（系）意見(加蓋公章): 年 月 日摘要本文綜述了自動(dòng)窗簾控制

4、的設(shè)計(jì)與制作過程，介紹了設(shè)計(jì)制作一個(gè)完整的窗簾控制設(shè)計(jì)需要做的理論分析以及其制作過程。自動(dòng)窗簾控制的核心采用的是單片機(jī)at89c51，其次利用了光照傳感器、鍵盤顯示接口電路以及信號(hào)調(diào)理電路等外圍電路，整個(gè)設(shè)計(jì)在各模塊的配合下可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制、自動(dòng)控制、定時(shí)控制等功能。該設(shè)計(jì)在理論層面上，用程序語言驅(qū)動(dòng)各模塊工作實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)在聯(lián)系，在應(yīng)用層面上則用protel軟件進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)。自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的構(gòu)成主要由光照傳感電路、設(shè)計(jì)主控模塊電路、電源轉(zhuǎn)換電路、電機(jī)控制電路、鍵盤以及顯示電路等組成，重點(diǎn)討論了窗簾自動(dòng)控制設(shè)計(jì)過程、硬件選用和軟件調(diào)試等問題，通過本器可實(shí)現(xiàn)利用光照強(qiáng)度以及設(shè)置時(shí)間來控制窗簾自

5、動(dòng)開閉。關(guān)鍵詞：單片機(jī) 自動(dòng)控制 at89c51 protelabstractin this paper design and production process of the automatic curtain control introduces a complete curtain control design theory analysis and its production proces design. the core of automatic curtain control using a single chip at89c51, followed by a light se

6、nsor, keyboard and display interface circuit andsignal conditioning circuit, the design can realize the semi-automatic control,automatic control, timing control and other functions in each module with the.the design on the theoretical level, driving the inner link of each module design and realizati

7、on of language, in the application level with protel software schematic design.automatic curtain control design is mainly composed of a light sensing circuit, the design of main control module circuit, a power conversion circuit, the motor control circuit, keyboard and display circuit, discussed the

8、 curtain selection andsoftware debugging, hardware design process of automatic control, the device can be realized by the light intensity and setting time control automatic curtainopening and closing.key words:single chip computer automatic control at89c51 prote.目錄第一章 緒 言5第一節(jié) 課題研究背景及意義5第二節(jié) 基本內(nèi)容安排6第三

9、節(jié) 設(shè)計(jì)思想及基本功能7第二章 總體電路設(shè)計(jì)及其原理說明8第一節(jié) 方案選取8第二節(jié) 總體方案設(shè)計(jì)9第三章 硬件分析與設(shè)計(jì)11第一節(jié) 電源電路設(shè)計(jì)11第二節(jié) 89c51單片機(jī)及相關(guān)電路12第四章 程序分析與設(shè)計(jì)24第一節(jié) 主程序設(shè)計(jì)24第二節(jié) 主要子程序設(shè)計(jì)25結(jié)論28致謝29參考文獻(xiàn)30第一章 緒言第一節(jié) 課題研究背景及意義伴隨著信息化時(shí)代的到來，人們的生活速度以及對(duì)生活質(zhì)量的追求也在大幅提高。電子產(chǎn)品智能化速度的加快，也使人們的工作、生活和通訊的關(guān)系日益緊密。智能化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)在改變?nèi)藗児ぷ鞣绞脚c生活習(xí)慣的同時(shí)，讓人們對(duì)生活質(zhì)量的提升提出了更高的要求，方便、舒適成了人們所追求的生活方式，在現(xiàn)代

10、家庭生活環(huán)境中，居家環(huán)境早已不僅僅局限在物理空間上，人們更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的環(huán)境。智能化的電子產(chǎn)品以及設(shè)計(jì)將以前的被動(dòng)靜止物體轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兡軌蚍奖悴倏氐墓ぞ?，這些產(chǎn)品具有提供全方位的信息交換的功能，不僅能夠優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們合理的安排時(shí)間，增強(qiáng)居家環(huán)境的安全性，甚至還可以為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。在智能化產(chǎn)品中，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，單片機(jī)以它體積小、質(zhì)量輕、耗電省、可靠性高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，開始不斷發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、航天航空領(lǐng)域、工業(yè)專用設(shè)備的管理及過程控制等領(lǐng)域，在很多的大中型的電氣設(shè)備以及小型的電子產(chǎn)品中也用到了單片機(jī)進(jìn)行控制。針對(duì)人

11、們對(duì)智能化的需求以及對(duì)舒適生活的追求，窗簾自動(dòng)控制設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)窗簾的劣勢(shì)，它可以根據(jù)外界光照強(qiáng)度的不同而自動(dòng)開閉窗簾，也可以根據(jù)人們?cè)O(shè)定的時(shí)間來控制窗簾。該器利用光敏電阻檢測光照強(qiáng)度的變化，并且將光敏檢測模塊的電阻變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，然后將電壓變化的信號(hào)送單片機(jī)，單片機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制著步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)窗簾的來回移動(dòng)。本設(shè)計(jì)正是把利用at89c51 單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)以及簡單實(shí)用性，順利的完成了對(duì)智能控制的要求，并且為智能化的家居設(shè)備提供了良好的基礎(chǔ)。此外，對(duì)該設(shè)計(jì)進(jìn)行擴(kuò)展，比如可以加上防火，防盜，甚至室內(nèi)煤氣濃度監(jiān)測等功能，會(huì)使該器更具有實(shí)用性，而且也完善了器。21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，知

12、識(shí)與科技成為時(shí)代的潮流，在它們的推動(dòng)下，智能化也因此得到了很大的發(fā)展，其作用在社會(huì)生活中日益得到彰顯。智能控制設(shè)計(jì)主要利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、綜合布線技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合而發(fā)揮作用。在通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能控制技術(shù)的迅猛發(fā)展潮流下，家庭生活實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化與智能化，居家環(huán)境也變得更加舒適與安全。智能化控制的工作原理自然離不開運(yùn)算和控制單元，而該器采用的主控器件at89c51，正是運(yùn)算與控制單元的集合體。設(shè)計(jì)的整體主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分由單片機(jī)擴(kuò)展的外圍電路以及各種實(shí)現(xiàn)單片機(jī)器控制功能的接口電路組成；軟件部分主要由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種程序組成。本設(shè)計(jì)

13、中介紹了自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的硬件構(gòu)成以及軟件設(shè)計(jì)過程，以盡最大可能滿足不同人對(duì)窗簾開閉的不同需求。同時(shí)，器在針對(duì)人們一般需求的設(shè)計(jì)開發(fā)外，還提出多種解決方案，在考慮到經(jīng)濟(jì)性和簡便性的前提下，可以供日后對(duì)控制器的功能進(jìn)行擴(kuò)展。第二節(jié) 基本內(nèi)容安排該設(shè)計(jì)通過分析自動(dòng)窗簾的現(xiàn)狀和人們對(duì)自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的功能的需求，從而對(duì)自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)進(jìn)行總體的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)采用以步進(jìn)電機(jī)作為單片機(jī)控制元件，執(zhí)行窗簾開閉的主要任務(wù)；以光敏電阻作為檢測元件，以提供單片機(jī)外界光照的變化；89c51作為主控制芯片，控制著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，此外輔助以鍵盤和顯示電路，在各個(gè)電路模塊的配合下最終實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的智能化

14、要求。自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)過程分為以下幾個(gè)章節(jié)：（1）緒言：介紹目前國內(nèi)外電動(dòng)窗簾的發(fā)展現(xiàn)狀和研究的目的和意義。（2）總體設(shè)計(jì)方案：概括自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的的總體設(shè)計(jì)方案選取以及硬件設(shè)計(jì)的總況。（3）硬件設(shè)計(jì)：采用89c51單片機(jī)作為控制核心，并且輔助以外圍電路，其中包括電源電路，定時(shí)電路，步進(jìn)電機(jī)控制電路，鍵盤/顯示電路等一系列相關(guān)電路。（4）軟件設(shè)計(jì)：介紹各個(gè)功能模塊的的設(shè)計(jì)流程以及設(shè)計(jì)思路。（5）總結(jié)：針對(duì)設(shè)計(jì)中的不足進(jìn)行再思考以及提出自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)功能的擴(kuò)展。第三節(jié) 設(shè)計(jì)思想及基本功能該設(shè)計(jì)具有一般的窗簾控制設(shè)計(jì)的最基本的功能，即通過電動(dòng)按鈕來開閉窗簾，在此基本功能的前提下，本設(shè)計(jì)根據(jù)需求

15、還設(shè)計(jì)了可以根據(jù)光照強(qiáng)度和設(shè)定時(shí)間自動(dòng)開閉窗簾的功能，在選取設(shè)計(jì)方案和采用元器件方面，該器本著簡單實(shí)用經(jīng)濟(jì)的思想，盡量簡化電路設(shè)計(jì)，用最簡單的電路布線和選用最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的器件來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)具有以下幾個(gè)基本功能：（1）手動(dòng)控制：該功能是根據(jù)用戶的需求通過按鍵進(jìn)行窗簾的開關(guān)，此功能可以使窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài)；（2）自動(dòng)控制：用戶可以通過按鍵一次性開閉窗簾；（3）光照控制：器可以根據(jù)用戶設(shè)定的光照強(qiáng)度值通過感光器采集光照自動(dòng)開光窗簾；（4）時(shí)間控制：此功能是根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間一次性開關(guān)窗簾。第二章 總體電路設(shè)計(jì)及其原理說明第一節(jié) 方案選取單片機(jī)在各種電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣

16、泛，很多的電子產(chǎn)品利用單片機(jī)所取得的便利性得到了人們的好評(píng)，針對(duì)單片機(jī)控制的自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的智能化要求，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制的方案有兩種：方案（一）基于溫度檢測以及聲控檢測器件的自動(dòng)控制方案（二）基于光照強(qiáng)度器件的自動(dòng)控制這二個(gè)方案都是基于單片機(jī)控制的，采用步進(jìn)電機(jī)控制以及液晶顯示，不同的設(shè)計(jì)部分在于檢測器件的選取上。方案（一）的器框圖如圖：圖2-1 方案一的原理圖方案（二）的設(shè)計(jì)框圖如圖：圖2-2 方案（二）的原理框圖方案（一）與方案（二）的區(qū)別主要在于檢測器件的應(yīng)用，方案（一）采用溫度采集和聲音檢測元件，通過設(shè)定的溫度來控制窗簾的開閉，以減少光照對(duì)室內(nèi)的溫度影響，利用聲音控制雖然方便性有所提高

17、，但是其誤差較大。方案（二）采用的時(shí)鐘模塊實(shí)用性更強(qiáng)。綜合考慮以上因素，器設(shè)計(jì)采用方案（二）。第二節(jié) 總體方案設(shè)計(jì)自動(dòng)窗簾控制器總體方案設(shè)計(jì)是基于滿足設(shè)計(jì)要求的前提并且根據(jù)理論上的可實(shí)現(xiàn)性和硬件上的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，而進(jìn)行設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。本章從人們對(duì)器功能需求出發(fā)，在綜合考慮各種因素的情況下，設(shè)計(jì)出自動(dòng)控制器的總體構(gòu)架，并且在基本功能需求的基礎(chǔ)上盡可能考慮器的可擴(kuò)展性。一、系統(tǒng)基本功能a、手動(dòng)控制狀態(tài)：此功能使自動(dòng)窗簾控制器具有手動(dòng)拉開、關(guān)閉和停止功能。b、半自動(dòng)控制狀態(tài)：此功能是在要打開或者關(guān)閉窗簾的時(shí)候，通過“開”或“關(guān)”按鍵，窗簾在電機(jī)的帶動(dòng)下可以自動(dòng)開閉。c、亮度自動(dòng)控制：此功能是利用設(shè)定的

18、光照強(qiáng)度自動(dòng)完成窗簾的打開或者關(guān)閉，真正實(shí)現(xiàn)黑天關(guān)閉，白天打開的功能。d、時(shí)間自動(dòng)控制：此功能根據(jù)用戶需要，設(shè)定需要開閉窗簾的時(shí)間，通過輸入的開啟或關(guān)閉時(shí)間，控制窗簾開關(guān)。二、控制器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)窗簾控制器設(shè)計(jì)的總體框圖如圖2-3所示：圖2-3 電動(dòng)窗簾控制器結(jié)構(gòu)框圖根據(jù)光照來開閉窗簾主要原理是用光敏電阻采集外界的光強(qiáng)度，從光傳感器采集的信號(hào)利用信號(hào)校正電路放大，濾波后輸入到a/d轉(zhuǎn)換器，由于a/d轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換需要一定時(shí)間，一旦在這段時(shí)間內(nèi)信號(hào)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換結(jié)果將會(huì)出現(xiàn)偏差，所以在轉(zhuǎn)換期間要應(yīng)該采用采樣保持電路。傳入的信號(hào)由89c51單片機(jī)來控制，并且做出響應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止

19、。顯示模塊是用來顯示自動(dòng)窗簾控制器的各種狀態(tài)。鍵盤作為輸入設(shè)備，通過不同按鍵來控制單片機(jī)進(jìn)行各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。第三章 硬件分析與設(shè)計(jì)第一節(jié) 電源電路設(shè)計(jì)單片機(jī)正常工作電壓為5v，因此設(shè)計(jì)的電源電路主要是提供單片機(jī)工作電壓。圖4是為單片機(jī)提供電壓的電源電路。在這個(gè)電路中采用了三端集成穩(wěn)壓器lm7805，可以輸出5v的直流電壓以供給單片機(jī)。圖3-1 電源電路圖三端集成穩(wěn)壓器lm7805，總共有三條引腳，分別是輸入端、接地端和輸出端。用lm78lm79系列三端穩(wěn)壓器來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。圖3-2 lm780

20、5內(nèi)部示意圖第二節(jié) 89c51單片機(jī)及相關(guān)電路一、89c51單片機(jī)概述單片機(jī)是將中央處理器（cpu）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（ram）、只讀存儲(chǔ)器（ rom或eprom）、定時(shí)器芯片和一些輸入/輸出接口電路集成在一個(gè)芯片上的微控制器。at89c51單片機(jī)是低功耗、高性能的cmos 8位單片機(jī)，片上帶有8k flash 存儲(chǔ)器，且允許在器改寫或用編程器編程。其主要參數(shù)有：圖3-3 at89c51引腳圖a、4k字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器;b、全靜態(tài)工作：0hz-24mhz;c、128*8位內(nèi)部ram;d、32可編程i/o線;e、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器;f、5個(gè)中斷源;g、低功耗的閑置和掉電模式;h、片內(nèi)振蕩器和時(shí)

21、鐘電路;二、晶振電路電路中的晶振即石英晶體震蕩器。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。通過基準(zhǔn)頻率來控制電路中的頻率的準(zhǔn)確性。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)。圖3-4是單片機(jī)的晶振電路。片內(nèi)電路與片外器件就構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路，cpu的所有操作均在時(shí)鐘脈沖同步下進(jìn)行。片內(nèi)振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在1.2mhz24mhz之間選取。c1、c2是反饋電容，其值在20pf100pf之間選取，典型值為30pf。本電路選用的電容為30pf，晶振頻率為12mhz。振蕩周期圖3-4 單片晶振電路圖三、復(fù)位電路復(fù)

22、位電路的主要功能是使單片機(jī)進(jìn)行初始化，在初始化的過程中需要在復(fù)位引腳上加大于2個(gè)機(jī)器周期的高電平。復(fù)位后的單片機(jī)地址初始化為0000h，然后繼續(xù)從0000h單元開始執(zhí)行程序。在復(fù)位電路中提供復(fù)位信號(hào)，等到器電源穩(wěn)定后，再撤銷復(fù)位信號(hào)。但是為了在復(fù)位按鍵穩(wěn)定的前提下，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防在按鍵過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。圖3-5所示的 rc 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。圖3-5 復(fù)位電路圖四、時(shí)鐘電路ds12887芯片和at89c5l單片機(jī)的接口電路如圖3-6所示：圖3-6 時(shí)鐘電路圖其中ds12887的模式通過選擇腳mot接地來確定，ds12887的中斷輸出端iqr

23、和89c51的外部中斷int0接口相聯(lián) ，r/w 接口與單片機(jī)89c51的rd/wr接口相連；而ds12887的as端口和單片機(jī)89c51的aie端直接相聯(lián)。ds12887的sqw端與單片機(jī)89c51的to端相連。ds12887的高位地址由端口p27來片選，ds12887的高8位地址設(shè)定為7fh，低8位由芯片內(nèi)部各單元的地址來定。ds12887內(nèi)部由振蕩電路，分頻電路，周期中斷/方波選擇電路，14字節(jié)時(shí)路，電源開關(guān)寫保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池等部分組成。ds12887引腳分配如圖所示：圖3-7 ds12887引腳分配圖五、鍵盤電路在窗簾控制器設(shè)計(jì)中的鍵盤采用的是44矩陣鍵盤。這16個(gè)按鍵分別為：設(shè)定

24、鍵主要是用來設(shè)定自動(dòng)窗簾打開或者關(guān)閉的時(shí)間；0-9數(shù)字鍵，其作用主要是用于設(shè)定時(shí)間；復(fù)位鍵主要應(yīng)用在程序出錯(cuò)以及誤操作的時(shí)候使單片機(jī)復(fù)位，從而重新設(shè)定；反轉(zhuǎn)鍵是使步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，控制窗簾關(guān)閉；正轉(zhuǎn)鍵是使步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而控制窗簾打開；停止鍵可以控制步進(jìn)電機(jī)停止工作，窗簾控制器停止運(yùn)行；確定鍵主要是用于在時(shí)間設(shè)定完成后的確定輸入。圖3-8 鍵盤接口電路六、顯示電路顯示電路主要是用于顯示時(shí)間。采用led數(shù)碼管進(jìn)行顯示是因?yàn)閘ed數(shù)碼管具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：(1)能在低電壓、小電流條件下驅(qū)動(dòng)發(fā)光，能與cmos、itl電路兼容。(2)發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短(0.1s)，高頻特性好，單色性好，亮度高。(3)體積小，

25、重量輕，抗沖擊性能好。本設(shè)計(jì)采用的是4位led數(shù)碼管的串行驅(qū)動(dòng)電路來達(dá)到顯示的目的。驅(qū)動(dòng)器采用74ls164，由單片機(jī)89c51的p3.0和p3.1來控制led數(shù)碼管的顯示。顯示電路圖如3-9所示。圖3-9 顯示電路74ls164是8 位串行輸入，并行輸出的移位寄存器。其引腳及各個(gè)引腳的作用如下圖3-10所示： 圖3-10 74ls164引腳圖符號(hào)引腳說明dsa1數(shù)據(jù)輸入dsb1數(shù)據(jù)輸入q0q336輸出gnd7地 (0 v)cp8時(shí)鐘輸入（低電平到高電平邊沿觸發(fā)）/mr9中央復(fù)位輸入（低電平有效）q4q71013輸出vcc14正電源表3-1 74ls164引腳說明 七、ad轉(zhuǎn)換電路a/d轉(zhuǎn)換的

26、作用是進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。adc0809的主要特性有：a、8路輸入通道，8位a/d轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。b、具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。c、轉(zhuǎn)換時(shí)間為100s(時(shí)鐘為640khz時(shí))，130s（時(shí)鐘為500khz時(shí)）。d、模擬輸入電壓范圍05v，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。e、工作溫度范圍為-4085攝氏度。f、低功耗，約15mw。adc0809芯片為28引腳的雙列直插式封裝：圖3-11 adc0809引腳圖八、光敏傳感器簾自動(dòng)控制器的光控功能是可以根據(jù)光照的強(qiáng)弱來自動(dòng)控制窗簾的開閉的，因此需要用到光照傳感元器件，本設(shè)計(jì)采用了型號(hào)為gl3526的光敏電阻。光敏電阻與單片機(jī)的

27、連接如圖3-12所示：圖3-12 光敏傳感器九、步進(jìn)電機(jī)下圖為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行原理圖。3-13 步進(jìn)電機(jī)控制原理圖在步進(jìn)電機(jī)控制電路中，步進(jìn)控制器的作用是把輸入脈沖轉(zhuǎn)換成環(huán)型脈沖，以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向。在實(shí)際應(yīng)用中由軟件代替步進(jìn)控制器，其優(yōu)點(diǎn)是使線路簡化，降低成本，可靠性提高。在窗簾控制器中選用了型號(hào)為130hz308-450的三相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是力矩大，精度高，。步進(jìn)電機(jī)電路與單片機(jī)的連接如圖3-14：自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)器可以選用大功率復(fù)合管，也可以是專門的驅(qū)動(dòng)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。這樣可以避免單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)功率回路的共地干擾，防止

28、強(qiáng)功率的干擾信號(hào)影響主控部分。另外，一旦驅(qū)動(dòng)電路出現(xiàn)故障，也可以隔離較大的電壓，不致串入單片機(jī)而使其損壞。圖3-14 步進(jìn)電機(jī)電路與單片機(jī)的連接步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路也有很多種，最為常見的是單電壓驅(qū)動(dòng)，雙電壓驅(qū)動(dòng)以及細(xì)分驅(qū)動(dòng)等。本設(shè)計(jì)采用的是細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，電路圖如3-15所示。圖3-15 細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 十、信號(hào)校正電路在模擬信號(hào)采集過程中，難免會(huì)碰到采集信號(hào)過于微弱，難以接收到，此時(shí)必須采用一個(gè)信號(hào)放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大才能滿足a/d轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求，并且放大器還不能產(chǎn)生干擾信號(hào)，因此必須選擇一種符合要求的放大器。此外，進(jìn)行信號(hào)采集時(shí)，采集到的信號(hào)不僅是有用的信號(hào)，還有很多干擾

29、信號(hào)，應(yīng)該選用具有頻率選擇作用的濾波器，這樣可以比較有效地濾除噪聲和分離各種不同信號(hào),在本設(shè)計(jì)中采用了低通濾波器。如圖3-16所示。圖3-16 放大濾波電路第四章 程序分析與設(shè)計(jì)控制器軟件設(shè)計(jì)主要有幾部分組成，其中包括顯示子程序，按鍵子程序，定時(shí)時(shí)鐘程序，步進(jìn)電機(jī)控制程序等。本章介紹了自動(dòng)窗簾控制器的主程序以及各主要部分功能程序的設(shè)計(jì)過程。第一節(jié) 主程序設(shè)計(jì)主程序流程圖如圖4-1所示： 圖4-1 主程序流程圖主程序流程說明：電路主要分為以下幾個(gè)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、ad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。主程序的作用主要是先初始化寄存器以

30、及顯示內(nèi)容；然后查詢按鍵操作，并且對(duì)按鍵進(jìn)行分析以及處理，通過分析處理，對(duì)于設(shè)定鍵，則設(shè)定時(shí)間，到了設(shè)定的時(shí)間后步進(jìn)電機(jī)工作。對(duì)于控制鍵，執(zhí)行窗簾開閉的工作。如果經(jīng)過分析后都不是，采取復(fù)位的操作。第二節(jié) 主要子程序設(shè)計(jì)一、盤程序設(shè)計(jì)在單片機(jī)處理按鍵操作后都延時(shí)5ms，如果確定是按鍵后再延時(shí)12ms，這樣基本可以避免鍵盤的抖動(dòng)。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。圖4-2是鍵盤程序設(shè)計(jì)流程圖。 圖4-2 鍵盤程序流程圖按鍵設(shè)置采用了掃描法，要判斷鍵盤中有無鍵按下時(shí)將全部行線y0-y3置低電平，列線置高電平，然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而

31、且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個(gè)按鍵之中。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。二、定時(shí)程序設(shè)計(jì)圖4-3是定時(shí)程序流程圖。圖4-3 定時(shí)程序流程圖三、步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)圖4-4是步進(jìn)電機(jī)程序流程圖。 圖4-4 步進(jìn)電機(jī)程序流程圖步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：（1）判斷旋轉(zhuǎn)方向；（2）按順序傳送控制脈沖；（3）判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。對(duì)于三相單三拍的設(shè)計(jì)，其控制方式模型如下：步序控 制 位工作狀態(tài)控制模型p.7p.6p.5p.4p.3p.2c相p.1b相p.0a相100000001a01h200000010b02h300000100c04h表4-1 控制方式模型表總之，只要

32、按一定的順序改變p1.0p1.2三位通電的狀況，即可控制步進(jìn)電機(jī)依選定的方向步進(jìn)。而對(duì)于節(jié)拍比較多的控制程序，通常采用循環(huán)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)論本次設(shè)計(jì)介紹了自動(dòng)窗簾控制設(shè)計(jì)的硬件電路設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)。在總體方案設(shè)計(jì)中以光敏電阻作為傳送信號(hào)的傳感器，用步進(jìn)電機(jī)作為信號(hào)輸出的執(zhí)行元件，89c51單片機(jī)作為主要的控制元器件，并且應(yīng)用了按鍵以及和顯示電路。應(yīng)用89c51單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)減少了硬件的復(fù)雜性，光敏電阻接收外界光照信號(hào)，經(jīng)過ad轉(zhuǎn)換后，傳送給單片機(jī)一個(gè)電信號(hào)，單片機(jī)經(jīng)過處理后，控制步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作，以控制窗簾的開閉。在實(shí)現(xiàn)一般應(yīng)用的基礎(chǔ)上，又添加了定時(shí)元器件電路，使窗簾的自動(dòng)化性能得到進(jìn)一步

33、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。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)研究與設(shè)計(jì)過程包括選題、設(shè)計(jì)以及完善等。首先，在選題方面查閱了很多與題目有關(guān)的資料和課題并且制定設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)計(jì)的總體規(guī)劃，然后將這些方案落實(shí)到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中。其次，在制定的方案基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)硬件以及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并用相關(guān)軟件進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。最后，對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)一步修繕，以求達(dá)到最佳設(shè)計(jì)結(jié)果。雖然設(shè)計(jì)內(nèi)容完成了基本的功能，但是其中還是存在一定欠缺，比如在設(shè)計(jì)中沒有考慮到窗簾工作方式的顯示以及沒有添加類似紅外遙控的設(shè)計(jì)等。此次設(shè)計(jì)過程中，在完成設(shè)計(jì)任務(wù)之外也讓我器性地認(rèn)識(shí)和全面地掌握了單片

34、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(shí)到理念來源于實(shí)際的含義。在和同學(xué)以及老師的就相關(guān)問題的互相討論交流中，我認(rèn)識(shí)到自己的很多不足，但在這些不足中我又學(xué)到了很多知識(shí)，使我的綜合應(yīng)用能力有了很大。致謝經(jīng)過這么長時(shí)間的忙碌，畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文已經(jīng)接近尾聲。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(shí)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(gè)設(shè)計(jì)，其中還是有一定難度的。在論文完稿之際，我想借此機(jī)會(huì)對(duì)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)期間關(guān)心、幫助、支持和鼓勵(lì)過我的老師、同學(xué)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(dǎo)老師，

35、在完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，老師給我提供了很大的幫助，在選題、設(shè)計(jì)以及修改論文的各個(gè)環(huán)節(jié)里老師給我指出了很多錯(cuò)誤，提出了很多寶貴意見，對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的問題也是耐心的回答和指導(dǎo)，讓我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此謹(jǐn)向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 其次要感謝的是所有在大學(xué)三年中教育指導(dǎo)過我的所有老師，你們傳授給我的專業(yè)知識(shí)是我完成本設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是日后踏入工作崗位的重要基石，對(duì)于老師們一絲不茍，兢兢業(yè)業(yè)的精神表示衷心的感謝。最后我還要向所有關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的朋友和同學(xué)們表示真摯的謝意！感謝你們對(duì)我的關(guān)心、關(guān)注和支持。參考文獻(xiàn)1童詩白、華成英：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，高等教育出版社,2003。2胡漢才：

36、單片機(jī)原理及接口技術(shù)，北京:清華大學(xué)出版社，2004。3江思敏、胡榮：protel電路設(shè)計(jì)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2002。4李全利、遲榮強(qiáng)：單片機(jī)原理及接口技術(shù)，北京:高等教育出版社，2001。5程學(xué)先、林珊、程傳慧：匯編語言程序設(shè)計(jì)，北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005。6王建校、楊建國：51系列單片機(jī)及c51程序設(shè)計(jì)，北京:科學(xué)出版社，2002。7王幸之：at89系列單片機(jī)原理，北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2004。8閻石：數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京:高等教育出版社,1998。附錄程序清單：主程序: ml equ 32h；ml存放分的個(gè)位數(shù)mh equ 33h；mh存放分的十位數(shù)hl equ

37、 34h；hl存放小時(shí)的個(gè)位數(shù)hh equ 35h；hh存放小時(shí)的十位數(shù)l0 equ 36h；l0l3：顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器l1equ 37hl2equ 38h l3 equ 39h dsplyp equ 3ah；顯示數(shù)據(jù)指針(displaypoint) plyts equ 3bh；顯示次數(shù)計(jì)數(shù)器(displaytimes) lplmod bit 39h；低兩位顯示方式(lowplaymod) hplmod bit 3ah；高兩位顯示方式(highplaymod) bright bit 3bh；display 子程序參數(shù)：亮滅指示位 tcount equ 3ch；時(shí)間計(jì)數(shù)器(timecount) a

38、ddres equ 3dh；加ifdec bit 20h；bcd 加法子程序參數(shù) rmod equ 3fh；led4 bit 30h；發(fā)光管狀態(tài)位bell bit p1witch bit p3fkey bit p30；功能鍵(s1) mkey bit p31；修改鍵(s2) workin bit 38h；工作狀態(tài)指示位main： mov le，#00h；關(guān)中 mov sp，#57h；設(shè)置堆棧指針mov psw，#00h；選用寄存器組mov tmod，#11h；設(shè)定中斷方式為t0和t1 mov a，56h； cjne a，#0aah，cstart；判斷上電復(fù)位標(biāo)志，無標(biāo)志轉(zhuǎn)冷啟動(dòng)mov a，#57h； cjne a，#55h；cstart；無標(biāo)志轉(zhuǎn)冷啟動(dòng)ajmphstart；有上電復(fù)位標(biāo)志轉(zhuǎn)熱啟動(dòng)nopljmperr；軟件陷阱，引向出錯(cuò)處理程序cstart：mov p1#0ffh；冷啟動(dòng)，全面初mov p3，#0