單片機(jī)自動(dòng)窗簾設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 成績課程論文題 目： 單片機(jī)自動(dòng)窗簾設(shè)計(jì)報(bào)告 學(xué)生姓名： 馬昊 學(xué)生學(xué)號(hào)： 系 別： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息工程 年 級(jí)： 10級(jí) 任課教師： 張水鋒 電氣信息工程學(xué)院制2012年11月單片機(jī)自動(dòng)窗簾設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)生：馬昊指導(dǎo)教師：張水鋒電氣信息工程學(xué)院 電子信息工程專業(yè)摘要隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高。家用電器產(chǎn)品也在不斷的更新?lián)Q代。從始初的晶體管到電子管；由模擬到數(shù)字；由分立元件到集成電路；從普通向高性能、多功能型；由手動(dòng)控制向紅外線遙控、向智能化發(fā)展。此次要設(shè)計(jì)的是遙控窗簾。它是采用AT89S52單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制一個(gè)可逆、直流電動(dòng)機(jī)控

2、制窗簾的拉開和關(guān)閉。這里介紹了基于單片機(jī)技術(shù)的遙控窗簾的設(shè)計(jì)原理，給出了遙控器和接受控制器的硬件設(shè)計(jì)方案，以流程圖方式對本系統(tǒng)的遙控器和接收器的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹，并制作出了實(shí)物模型。該系統(tǒng)的遙控器部分主要由鍵盤掃描電路、單片機(jī)（AT89S52）、行程開關(guān)及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路等組成；窗簾控制部分主要由導(dǎo)軌、窗簾、拉繩和電動(dòng)機(jī)等組成。接收器根據(jù)接收到的遙控器編碼不同來控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止，從而實(shí)現(xiàn)窗簾的打開、關(guān)閉或停止目錄1、概述41.1選題目的和意義41.2選題的要求42、系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)52.1 遙控窗簾的基本設(shè)計(jì)原理52.2原理框圖52.3各功能模塊介紹62.3.1

3、無線遙控控制62.3.2手動(dòng)控制72.3.3輸出部分72.3.4防過卷模塊82.3.5TLP5214光耦隔離102.3.6電機(jī)控制模塊102.3.7窗簾控制122.4單片機(jī)123、軟件設(shè)計(jì)183.1主程序設(shè)計(jì)183.2主程序說明：183.3模塊化程序流程圖194、 Proteus軟件仿真214.1Protues0軟件仿真電路圖214.2仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析214.3硬件測試225、課程設(shè)計(jì)體會(huì)231、概述1.1選題目的和意義隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的改變，寬大窗戶的辦公和生活建筑越來越多。這種建筑結(jié)構(gòu)美觀，采光良好。但是，窗戶的高度或者寬度超過4米以后手拉窗簾卻比較困難。而現(xiàn)在的放地產(chǎn)商幾

4、乎卻都沒有為用戶考慮這個(gè)問題，使一些高檔住宅反而帶來了生活上的不便，解決這個(gè)問題的方法是使用窗簾機(jī)。窗簾機(jī)是專門為高大的窗戶設(shè)計(jì)的窗簾控制裝置，根據(jù)功能不同可以分為電動(dòng)、遙控、自動(dòng)和智能等多種規(guī)格。電動(dòng)窗簾機(jī)是通過窗簾機(jī)上的控制按鍵操作窗簾開合的一種最簡單的窗簾機(jī)，僅僅解決了手動(dòng)窗簾的問題，可還需要人來近距離操作，電動(dòng)窗簾使一些超高、超寬窗簾的操作變得比較容易。但是因?yàn)檫@種窗簾技術(shù)含量低，基本沒有廠家作大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；遙控窗簾機(jī)可以遠(yuǎn)距離操作窗簾的開合，使用更為方便，自動(dòng)窗簾機(jī)具有自動(dòng)控制功能，可以滿足用戶各種情況下的使用要求。1.2選題的要求（1） 進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原

5、理，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和步驟（2）掌握單片機(jī)仿真軟件Proteus的使用方法； （3）掌握鍵盤和顯示器在的單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。（4）掌握撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告的方法。2、系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1 遙控窗簾的基本設(shè)計(jì)原理基于單片機(jī)的遙控窗簾的設(shè)計(jì)要求如下：1）控制窗簾的開關(guān)、利用直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。2）防過卷功能。3）具有無線遙控和手動(dòng)按鍵控制兩種功能。4）能夠指示運(yùn)行狀態(tài)。針對設(shè)計(jì)要求作如下設(shè)計(jì)，本裝置設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心，通過單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，利用光耦的隔離作用，保證信號(hào)的穩(wěn)定，利用L298N控制直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)和停止，來控制窗簾的上升、停止、下降等動(dòng)作，采用霍爾傳感器的磁效

6、應(yīng)實(shí)現(xiàn)最高點(diǎn)、最低點(diǎn)電機(jī)自動(dòng)停止來防止窗簾的過卷，窗簾的操作可通過鍵盤手動(dòng)和無線遙控兩種方法完成。使用不同顏色的發(fā)光二極管對窗簾的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行顯示，使窗簾這種常用的家居用品更具人性化。2.2原理框圖圖 1系統(tǒng)原理框圖2.3各功能模塊介紹2.3.1無線遙控控制利用315M遙控器發(fā)出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止信號(hào)，與窗簾相連接的控制電路接收到控制信號(hào)后，根據(jù)遙控命令來控制電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，從而達(dá)到遠(yuǎn)距離對控制窗簾的打開、閉合和停止。對于遙控窗簾來說，遙控器的按鍵需要一個(gè)打開按鍵和一個(gè)閉合按鍵來控制窗簾的打開和閉合。遙控器的按鍵還應(yīng)加一個(gè)停止按鍵，這樣我們就不會(huì)為使電機(jī)運(yùn)行而一直按著按鍵不放。這樣有兩個(gè)好處：一

7、是方便用戶控制用戶在打開或關(guān)閉窗簾時(shí)不用一直按著按鍵；二是最大可能地降低遙控器和接收器功耗，這是因?yàn)檫b控器在按下一次后發(fā)送一串?dāng)?shù)據(jù)后就可以立即進(jìn)入睡眠，對于主機(jī)也不用時(shí)時(shí)檢測信號(hào)這樣就可以更好的降低功耗。無線遙控主要用到315M無線遙控器，下面介紹315M遙控器：數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當(dāng)環(huán)境溫度在2585度之間變化時(shí)，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及振動(dòng)也很難保證已調(diào)好的頻點(diǎn)不會(huì)發(fā)生偏移。 發(fā)射模塊未設(shè)

8、編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動(dòng)碼電路及單片機(jī)接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號(hào)值的大小。比如用PT2262或者SM5262等編碼集成電路配接時(shí)，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。 數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當(dāng)電壓變化時(shí)發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當(dāng)發(fā)射電壓為3V時(shí)，空曠地傳輸距離約2050米，發(fā)射功率較小，當(dāng)電壓5V時(shí)約100200米，當(dāng)電壓9V時(shí)約300500米，當(dāng)發(fā)射電壓為12V時(shí)，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安

9、，空曠地傳輸距離700800米，發(fā)射功率約500毫瓦。當(dāng)電壓大于l2V時(shí)功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。這套模塊的特點(diǎn)是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠(yuǎn)，比較適合惡劣條件下進(jìn)行通訊。天線最好選用25厘米長的導(dǎo)線，遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)最好能夠豎立起來，因?yàn)闊o線電信號(hào)傳輸時(shí)收很多因素的影響，所以一般實(shí)用距離只有標(biāo)稱距離的一半甚至更少，這點(diǎn)需要開發(fā)時(shí)注意。 數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)停止時(shí)發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號(hào)與發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則發(fā)射模塊將不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應(yīng)接近數(shù)據(jù)模塊的實(shí)際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。 發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝

10、在主板的邊緣，應(yīng)離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌。模塊的傳輸距離與調(diào)制信號(hào)頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機(jī)的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會(huì)縮短，由于無線電信號(hào)傳輸過程中的折射和反射會(huì)形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的收發(fā)環(huán)境會(huì)有不同的收發(fā)距離。2.3.2手動(dòng)控制手動(dòng)控制是系統(tǒng)的必要補(bǔ)充，當(dāng)遙控器失靈或者接收控制部分的程序紊亂時(shí)，可通過手動(dòng)控制面板上的控制按鍵控制窗簾的打開和閉合。所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)打開按鍵、一個(gè)閉合按鍵和一個(gè)停止鍵。通過與單片機(jī)管腳連接的獨(dú)立鍵盤，每次每當(dāng)按下一個(gè)獨(dú)立鍵盤，都會(huì)向單片機(jī)的管腳輸送一個(gè)低電平

11、。單片機(jī)接收到這樣一個(gè)信號(hào)后，通過已有程序的邏輯判斷，向下面的執(zhí)行部分發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。2.3.3輸出部分對于輸出部分，本系統(tǒng)由TLP521-4光耦隔離，L298N電機(jī)控制芯片以及模擬窗簾部分組成，對于電機(jī)模塊，本裝置采用的是用L298N控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。由于單片機(jī)輸出電流太小，不能有效作為電機(jī)的直接控制，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)芯片采用L298N，該芯片的輸出引腳OUT1、OUT2與步進(jìn)電機(jī)相連接,通過給單片機(jī)輸出脈沖來間接控制電機(jī)各線圈的接通與切斷。2.3.4防過卷模塊這個(gè)窗簾是通過電機(jī)帶動(dòng)從上往下打開，所以這里需要設(shè)計(jì)兩個(gè)霍爾傳感器，一個(gè)設(shè)計(jì)在窗簾導(dǎo)軌的正上方，用于檢測窗簾是否已完全關(guān)閉；另

12、一個(gè)設(shè)計(jì)在窗簾槽的最下方，用于檢測窗簾是否已完全打開，從而防止由于電機(jī)長時(shí)間通電而損壞。本裝置用到的霍爾傳感器的介紹：霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場合中使用?；魻杺鞲衅饕曰魻栃?yīng)為其工作基礎(chǔ)，是由霍爾元件和它的附屬電路組成的集成傳感器?；魻杺鞲衅髟诠I(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用。由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成在一個(gè)芯片上，稱之為霍爾傳感器?；魻杺鞲衅饕卜Q為霍爾集成電路，其外形較小，如圖2所示圖 2霍爾傳感器霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。線性型霍爾傳

13、感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成，它輸出數(shù)字量?；魻杺鞲衅鞯奶匦裕?） 線性型霍爾傳感器的特性輸出電壓與外加磁場強(qiáng)度呈線性關(guān)系，如圖3所示，可見，在B1B2的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)有較好的線性度，磁感應(yīng)強(qiáng)度超出此范圍時(shí)則呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。圖3線性特性（2） 開關(guān)型霍爾傳感器的特性如圖4所示，其中BOP為工作點(diǎn)“開”的磁感應(yīng)強(qiáng)度，BRP為釋放點(diǎn)“關(guān)”的磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)外加的磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出低電平，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度降到動(dòng)作點(diǎn)Bop以下時(shí)，傳感器輸出電平不變，一直要降到釋放點(diǎn)BRP時(shí)，傳感器才由

14、低電平躍變?yōu)楦唠娖?。Bop與BRP之間的滯后使開關(guān)動(dòng)作更為可靠。圖4開關(guān)特性（3）“鎖鍵型”（或稱“鎖存型”）開關(guān)型霍爾傳感器，其特性如圖5所示。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度超過動(dòng)作點(diǎn)Bop時(shí)，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖?，而在外磁場撤消后，其輸出狀態(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到BRP時(shí)，才能使電平產(chǎn)生變化。圖5閉鎖性特性本次所采用的是閉鎖性的霍爾傳感器，所以，通過將霍爾傳感器至于床量的頂端和末端，是的當(dāng)窗簾打開到最大點(diǎn)，閉合到最低點(diǎn)時(shí)，能夠自動(dòng)發(fā)送信號(hào)關(guān)閉電機(jī)。2.3.5TLP5214光耦隔離為了防止電機(jī)工作是影響單片機(jī)的工作，所以用TLP521-4光耦做隔離 圖表 6光耦隔離模塊2

15、.3.6電機(jī)控制模塊電機(jī)控制是通過L298N來控制的。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)都由L298N的不同輸出來控制。L298N的介紹：L298 是 SGS 公司的產(chǎn)品，比較常見的是 15腳 Multiwatt 封裝的 L298N，內(nèi)部同樣包含4 通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路?？梢苑奖愕尿?qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)，或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。L298N 芯片可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，輸出電壓最高可達(dá) 50V，可以直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機(jī)的 IO 口提供信號(hào)；而且電路簡單，使用比較方便。L298N可接受標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào) VSS，VSS可接 457 V 電壓。4腳 VS 接電源電壓，VS 電壓范圍

16、 VIH 為2546 V。輸出電流可達(dá) 25 A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1 腳和 15 腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298 可驅(qū)動(dòng) 2 個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2 和 OUT3，OUT4 之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。10，12 腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。表 1 是 L298N 功能邏輯圖。In3，In4 的邏輯圖與表 1 相同。由表 1 可知 EnA 為低電平時(shí)，輸入電平對電機(jī)控制起作用，當(dāng) EnA 為高電平，輸入電平為一高一低，電機(jī)正或反轉(zhuǎn)。同為低電平電機(jī)停止，同為高電平電機(jī)剎停。E

17、NA(B)IN1(IN3）IN2(IN4)電機(jī)運(yùn)行狀況HHL正轉(zhuǎn)HLH反轉(zhuǎn)H同IN2(IN4)同IN1(IN3）快速停止LXX停止表1 L298N邏輯功能表下圖是其引腳圖：圖7L298N圖8L298N控制電機(jī)2.3.7窗簾控制窗簾是由電機(jī)來控制的，電機(jī)的正、反方向轉(zhuǎn)動(dòng)和停止，實(shí)現(xiàn)了窗簾的拉開、關(guān)閉和停止。窗簾是從上往下打開，所以這里設(shè)計(jì)了兩個(gè)霍爾傳感器用于檢測窗簾是否已完全打開或關(guān)閉。當(dāng)窗簾位置超過邊緣，則控制窗簾停止。除此之外，窗簾的打開、關(guān)閉或停止都會(huì)有相應(yīng)的指示燈來顯示。2.4單片機(jī)本裝置最重要的元件是AT89S52單片機(jī)，它為 ATMEL 所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器

18、，具有8K在系統(tǒng)可編程Flsah存儲(chǔ)器。（一）、AT89S52主要功能列舉如下：1、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash2、晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至 12MHz）3、內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）為 8KB4、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為 256字節(jié)5、32 個(gè)可編程I/O 口線6、8 個(gè)中斷向量源7、三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器9、全雙工UART串行通道（二）、AT89S52各引腳功能介紹：圖表 9AT89S52VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器

19、輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作EA/Vpp：EA為英文External Access的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。PSEN：此為Progra

20、m Store Enable的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0A7）及數(shù)據(jù)總線（D0D7）。設(shè)計(jì)者必

21、須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LS TTL負(fù)載，同樣地

22、若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入

23、。P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖：圖10單片機(jī)最小系統(tǒng)手動(dòng)操作鍵盤：圖11手動(dòng)操作鍵盤顯示電路：圖12顯示電路電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：圖13電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路光耦隔離：圖14光耦隔離3、軟件設(shè)計(jì)3.1主程序設(shè)計(jì)主程序完成系統(tǒng)初始化，并對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并發(fā)送控制指令。圖15主程序流程圖3.2主程序說明：電路由單片機(jī)系統(tǒng)最小系統(tǒng)，手動(dòng)控制，顯示，光耦隔離，驅(qū)動(dòng)電機(jī)電路，無線接收電路，以及過卷模塊組成。電源部分可以由下載線提供，也可由USB數(shù)據(jù)線提供，外加電壓5V。電機(jī)的控制由手動(dòng)鍵盤或者遙控器控制

24、，手動(dòng)鍵盤占用P10P12三個(gè)I/O資源口，當(dāng)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理判斷，看需要對電動(dòng)機(jī)發(fā)送什么樣的指令信號(hào)。同樣的當(dāng)用遙控器控制時(shí)，無線發(fā)射模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，無線接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，便對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并對相應(yīng)位置位，無線接收模塊占用P33P35三個(gè)I/O資源口，當(dāng)相應(yīng)的資源口接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行邏輯判斷，并做出反應(yīng)，發(fā)送信號(hào)。為了防止電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中對單片機(jī)的影響，用TLP521-4光耦進(jìn)行信號(hào)隔離，對單片機(jī)發(fā)送來的信號(hào)，光耦保持，并將它發(fā)送個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298N，L298N收到光耦發(fā)送來的信號(hào)后，根據(jù)信號(hào)，對電動(dòng)機(jī)發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，使其進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，并帶動(dòng)窗

25、簾打開，關(guān)閉。為了防止窗簾再打開和關(guān)閉的時(shí)候過卷，用用兩個(gè)霍爾傳感器作為位置檢測，當(dāng)窗簾運(yùn)動(dòng)到指定高度是，霍爾傳感器便發(fā)送信號(hào)個(gè)單片機(jī)，單片機(jī)收到信號(hào)后便發(fā)送信號(hào)，控制電機(jī)停止3.3模塊化程序流程圖正轉(zhuǎn)流程圖：圖16正轉(zhuǎn)程序流程圖反轉(zhuǎn)流程:圖17反轉(zhuǎn)程序流程圖4、 Proteus軟件仿真4.1Protues0軟件仿真電路圖由于部分原件在Protues里面無法仿真，Protues里面對單片機(jī)來說，可以不仿真其最小系統(tǒng)電路，所以在此仿真電路中只涉及到，手動(dòng)操作鍵盤，燈光顯示，電機(jī)驅(qū)動(dòng)三個(gè)模塊。如下圖所示：圖18總系統(tǒng)模擬圖4.2仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析將所編寫的程序，生成可執(zhí)行的文件并加載到Protues

26、仿真軟件的單片機(jī)中，執(zhí)行軟件程序，在執(zhí)行過程中能順利的完成所需執(zhí)行的任務(wù)，正常正傳，反轉(zhuǎn)，停車，對應(yīng)不同的運(yùn)行方式，不同顏色的的燈光顯示，綠色對應(yīng)正轉(zhuǎn)，紅色停止，黃色對應(yīng)反轉(zhuǎn)。軟件仿真時(shí)遇到了電機(jī)轉(zhuǎn)速過快的問題，窗簾作為家用，一般情況下是低轉(zhuǎn)速生氣和降落的，為了解決這個(gè)問題，對程序進(jìn)行了小部分修改，對于L298N芯片，要是驅(qū)動(dòng)的電機(jī)慢速啟動(dòng)，只需要對其進(jìn)行PWM波送信號(hào)，送信號(hào)的時(shí)候，改變電機(jī)停轉(zhuǎn)的占空比即可，在程序上做一定的修改后，仿真軟件電機(jī)便可慢速啟動(dòng)，達(dá)到所需要的要求。在仿真軟件上的仿真結(jié)果達(dá)到要求。4.3硬件測試按照設(shè)計(jì)的電路將硬件電路焊接完畢后，對硬件電路進(jìn)行了一系列的測試，各種功能都能實(shí)現(xiàn)，可通過遙控器或者手動(dòng)鍵盤來使電機(jī)達(dá)到正反轉(zhuǎn)的效果。為了防止窗簾過卷所添加的霍爾傳感器，未在軟件仿真中使用，但在硬件測試中，能很好的工作，在測試時(shí)遇到的問題是無線遙控的一個(gè)控制鍵不靈敏，需要靠近接收裝置才能進(jìn)行控制?？傮w來說，硬件電路和程序都沒有問題，能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。5、課程設(shè)計(jì)體會(huì)這次單片機(jī)課程