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文檔簡介
1、<p><b> 摘 要</b></p><p> 本文首先介紹了智能家居的基本知識及其應用前景,進而闡明了開發(fā)作為智能家居中一個很重要部分——感光自動窗簾的意義。隨后著重介紹了開發(fā)單片機控制的紅外線遙控窗簾系統(tǒng)所用到的集成芯片STC89C52、光感傳感器、繼電器、步進電機等硬件的結構原理。</p><p><b> 目 錄</
2、b></p><p><b> 第1章.緒言1</b></p><p><b> 1.1課題背景1</b></p><p> 1.3課題的研究工作2</p><p> 第2章.單片機簡介4</p><p> 2.1單片機的發(fā)展4</p>
3、<p> 2.2單片機的特點5</p><p> 2.3單片機的應用5</p><p> 第3 章.系統(tǒng)設計6</p><p> 3.1系統(tǒng)方案確定6</p><p> 3.2核心芯片結構原理介紹7</p><p> 3.2.1 中央控制器——STC89C52RC7</p>
4、;<p> 3.3硬件電路原理設計18</p><p> 3.3.6光控測光電路21</p><p> 3.3.7電機執(zhí)行電路21</p><p> 3.3.8窗簾框架構造設計22</p><p> 3.4軟件設計23</p><p><b> 第4章.調試30</
5、b></p><p> 第5章.總 結32</p><p> 第6章.致 謝33</p><p><b> 參考文獻34</b></p><p><b> 附錄:35</b></p><p><b> 原理圖:35</b>&l
6、t;/p><p><b> 源程序:36</b></p><p><b> 第1章.緒言</b></p><p> 本章闡述了單片機控制的感光自動窗簾系統(tǒng)的市場價值、研究背景、國內外的現(xiàn)狀、以及發(fā)展方向,明確指出了單片機控制的感光自動窗簾系統(tǒng)所面臨的問題及一些解決方案。</p><p><
7、b> 1.1課題背景</b></p><p> 生活在提高,時代在進步,人類在向文明邁進,不同的時代對居住空間、環(huán)境有不同的要求,這是社會的必然潮流[1]。單片機控制的自動窗簾遙控系統(tǒng),既能解決每天手拉開和關上窗簾的不便,又顯示出了生活的檔次,同時還可以根據(jù)光線的明暗來自動控制窗簾的開關,以調節(jié)室內的光線,更進一步地滿足了人們的享受要求。所以該產品能形成大規(guī)模生產,很快會普及全國市場,產生巨
8、大的經濟效益;另外,除了廣大市民住宅使用外,該遙控窗簾器還可以廣泛應用于別墅、公寓、賓館、飯店、寫字樓、歌舞廳、影劇院、會議廳、銀行、學校、醫(yī)院等各種公共場所,因此該產品具有廣闊的市場前景。</p><p> 遙控自動窗簾系統(tǒng)在我國還剛剛興起,但其發(fā)展前景廣闊,推廣和應用自動窗簾系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。其一,改變人們的生活方式。單片機控制的遙控自動窗簾系統(tǒng)具有豐富的智能化功能,為家庭用戶營造一個高效、舒適、便利
9、、環(huán)保的居住環(huán)境。單片機控制的遙控自動窗簾只用一個多功能遙控器就能控制和監(jiān)測住房的窗簾開關問題,給人們日上生活帶來極大的方便。這些都將改變人們傳統(tǒng)的生活方式,并提高了人們的生活質量。其二、牽動一大批產業(yè)。單片機控制的遙控自動窗簾產品面向家庭用戶,其應用市場是龐大的,發(fā)展前景也是廣闊的,必將吸引大批有遠見的各類企業(yè)介入,從而牽動一大批產業(yè)的發(fā)展。這里最先受益的應該是房地產業(yè),單片機控制的遙控自動窗簾不僅是一個很好的概念與“賣點”,同時也是
10、直接提升住宅檔次的一個條件,這將會給房地產商帶來新的利潤空間。在家居集成化、網絡化的趨勢下,家居集成也成為一種潮流,許多更專業(yè)的、美觀的、智能化的家居集成產品相繼出現(xiàn)。其三,開拓一個嶄新的市場。遙控自動窗簾系統(tǒng)牽動了許多的行業(yè),它將不僅僅是目前的IT系統(tǒng)集成商或建筑弱電工程總包商的市場,而且是專業(yè)公司和智能化裝飾公司的市場。</p><p> 1.3課題的研究工作</p><p> 智
11、能家居系統(tǒng)是一個大的社會系統(tǒng)工程,我們應當加快我國智能家居標準化進程。自動窗簾系統(tǒng)作為智能家居中一個很重要的部分,需要在我國智能家居這一領域,建立起一個具有中國特色的新興、健康的產業(yè)鏈。讓自動窗簾系統(tǒng)在我國并不是遠在天邊,而是近在眼前?,F(xiàn)有的電動窗簾機的控制方式有固定式開關控制、遙控、光控、聲控等,其中以前兩種形式居多。就實用程度和經濟角度來說,用固定式開關控制方式較好,這是因為窗簾的開閉不像電視機等家電產品開閉得那樣頻繁,每天開閉的次
12、數(shù)不多,因此安裝在固定的地方使用也相當方便,如把開關裝在床頭柜等電器綜合控制系統(tǒng)中,睡在床上就能控制窗簾的開閉。利用觸摸開關,實現(xiàn)全自動斷電,既安全又節(jié)能,但最重要的一點就是沒有實現(xiàn)完全的自動化,沒的擺脫對人的依賴作用。而采用遙控控制時,需要候機電源,不可能完全斷電而且增加遙控功能,也增加了成本,售價也相應提高。</p><p> 窗簾機的控制方式大體上有三種:聲控、光控、時控,聲控和遙控屬于半自動類;而光控雖
13、屬全自動式,但因光敏器件的靈敏度,冬夏等不同季節(jié)的光照度的不同,以及人們對起閉窗簾在時間上的要求不同,而難以實施和普及。因此,時控式的全自動窗簾機便成了專業(yè)以及業(yè)余電子設計人員的熱門課題。根據(jù)以上自動窗簾有些不能實現(xiàn)完全的自動化;有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化,但結構復雜,性能不夠穩(wěn)定;有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化,且性能還可以,但價格昂貴不適合普通消費者使用。所以我想利用價格相對便宜的紅外線遙控發(fā)射芯片、單片機作為主要控制器件,來完成該系統(tǒng)
14、的設計。該系統(tǒng)主要有如下幾方面的特點:</p><p> ?。?)發(fā)射紅外線的發(fā)射裝置采用一般彩色電視機的遙控器,這樣既方便又實惠,可謂一物兩用。</p><p> ?。?)時間控制開關窗簾。通過對DS1302芯片的設定,讓用戶可以隨自己的生活習慣方便的自動開關窗簾,無需手動。</p><p> ?。?)采用紅外遙控方式,不會干擾其它電器的正常工作,也不會影響鄰近的
15、無線設備。超距離遙控,可達8~9m。</p><p> ?。?)另一種控制方式為手動控制方式,防止停電后采用手動控制。</p><p> (5)美觀。以往的遙控電動窗簾都是向一邊拉或向上拉,而本設計為向兩邊打開,隨個人的愛好可以控制其大小。</p><p> ?。?)體積小、結構簡單、靈敏度高、抗干擾性強、經濟實用、工作可靠。</p><p&g
16、t;<b> 第2章.單片機簡介</b></p><p> 單片微型計算機簡稱單片機,又稱為嵌入式微控制器(Embedded microcontroller)。常用英文字母的縮寫MCU表示單片機,它最早是被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中,使計算機系統(tǒng)更小,更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設
17、備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器,從此以后,單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣以大規(guī)模集成電路為主組成的微型計算機,它的誕生是計算機發(fā)展史上一個新的里程碑。</p><p> 單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統(tǒng),因此它得到了最多的應用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多的計算機?,F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電
18、腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機在工作。汽車上一般配備40多部單片機,復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作!單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和,甚至比人類的數(shù)量還要多。 </p><p> 單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機,和計算機相比,單片機只缺少了I/O
19、設備。概括的講:一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時,學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。 </p><p> 單片機內部也用和電腦功能類似的模塊,比如CPU,內存,并行總線,還有和硬盤作用相同的存儲器件,不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多,不過價錢也是低的,一般不超過10元即可......用它來做一些控制電器一類不是很復雜的
20、工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影!......它主要是作為控制部分的核心部件。</p><p><b> 2.1單片機的發(fā)展</b></p><p> 單片機從誕生至今已經經歷了4個發(fā)展階段,分別是:</p><p> 第一階段(1974-1976年):單片機初級階段。因工藝限制,此
21、階段的單片機采用雙片的形式而且功能比較簡單。例如仙童公司生產的F8單片機,只包括了 8位CPU,64個字節(jié)的RAM,和兩個并行口,需要加一塊具有1KB ROM、定時器/計數(shù)器和兩個并行口的3851芯片才能組成一臺完整的計算機。</p><p> 第二階段(1976-1978年):低性能單片機階段。此階段的單片機已成為一臺完整的計算機,但內部資源不夠豐富,以Intel公司生產的MCS-48系列為代表,片內集成了8
22、位CPU、8位定時器/計數(shù)器、RAM和ROM等,但無串行口,中斷系統(tǒng)也比較簡單,片內RAM和ROM容量較小且尋址范圍不大于4KB。</p><p> 第三階段(1978-1982):高性能單片機階段。此階段的單片機內部資源豐富,以Intel公司生產的MCS-51系列為代表,片內集成了8位CPU、16位定時器/計數(shù)器、串行I/O口、多級中斷系統(tǒng)、RAM和ROM等,片內RAM和ROM容量加大,尋址范圍可達64KB。
23、有的型號內部還帶有A/D轉換器。</p><p> 第四階段(1982-):8位單片機得鞏固發(fā)展及16位、32位單片機推出階段。16位單片機以Intel公司生產得MCS-96系列為代表,在片內帶有多通道A/D轉換器和高速輸入/輸出(HSI/HSO)部件,中斷處理和實時處理能力很強。</p><p> 目前單片機的品種眾多,其中性能優(yōu)良的8位單片機在今后若干年內仍然將是工業(yè)檢測、控制應用
24、領域中的主角。</p><p><b> 2.2單片機的特點</b></p><p> ?。?)小巧靈活、成本低、易于產品化。能利用它方便地組裝成各種智能式測控設備及各種智能儀器儀表,很容易滿足儀器設備既智能又微型化的要求。</p><p> (2)可靠性高、適用的溫度范圍寬。單片機芯片一般是按工業(yè)測控要求設計的,能適應各種惡劣的環(huán)境。這一
25、點是其他機種無法比擬的。</p><p> ?。?) 易擴展、控制能力強。通過單片機本身或擴展可以方便地構成各種規(guī)模地應用系統(tǒng)及多機和分布式計算機控制系統(tǒng)。</p><p> ?。?) 指令系統(tǒng)相對簡單,較易掌握,且指令中又較豐富地邏輯控制功能指令,能較方便地直接操作外部輸入輸出設備。</p><p> 由于單片機具有功能強、體積小、可靠性好和價格便宜等獨特優(yōu)點,
26、已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術改造和新產品更新?lián)Q代的理想機種,具有廣泛的發(fā)展前景。單片機技術的應用,使得許多領域的技術水平和自動化程度大大提高,可以說,當今世界正面臨著一場以單片機(微電腦)技術為標志的新技術革命。</p><p><b> 2.3單片機的應用</b></p><p> 可以說,二十世紀跨越了三個“電”的時代,即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過,這
27、種電腦,通常是指個人計算機,簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。還有一類計算機,大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機(亦稱微控制器)。顧名思義,這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路,即可進行簡單運算和控制。因為它體積小,通常都藏在被控機械的“肚子”里?,F(xiàn)在,這種單片機的使用領域已十分廣泛,如智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統(tǒng)、家用電器等。各種產品一旦用上了單片機,就能起到使產品升級換代的功效,常在產
28、品名稱前冠以形容詞——“智能型”,如智能型洗衣機等?,F(xiàn)在有些工廠的技術人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產品,不是電路太復雜,就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因,可能就卡在產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。</p><p> 目前單片機滲透到我們生活的各個領域,幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理,廣
29、泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 </p><p> 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域,</p><
30、;p><b> 第3 章.系統(tǒng)設計</b></p><p><b> 3.1系統(tǒng)方案確定</b></p><p> 這次設計題目為單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛,在很多的電子產品中也用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應用范圍的日益廣泛和多樣,各種適用于不同場合的窗簾控制器應運而生。</p><p>
31、實現(xiàn)這種控制目的的方案有3個。</p><p> 方案(一)自動控制系統(tǒng)。(采用A/D轉換器)</p><p> 方案(二)模擬集成控制器自動控制系統(tǒng)。(采用V/F轉換電路)</p><p> 這二個方案都是采用單片機控制,液晶顯示模塊LCD顯示。</p><p> 方案(一)的系統(tǒng)框圖如圖3-1:</p><p&
32、gt; 圖3-1 方案一的原理框圖</p><p> STC89C52是一款采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容的單片機,其主要性能特點有:</p><p> ?。?)高性能、低功耗的8Byte微控制器,RISC精簡指令集機構,指令功能強大,且多數(shù)為單周期指令,具有低功耗的閑置和掉電控制模式、5個中斷源、兩個16位定時器/計數(shù)器
33、等功能。</p><p> ?。?)片內集成4KB可編程閃爍存儲器,可進行1000次以上寫/擦循環(huán)操作,數(shù)據(jù)保留時間可達10年,支持三級程序存儲器鎖定。</p><p> ?。?)豐富強大的外部接口性能:32可編程I/O線,可編程串行通道,片內振蕩器和時鐘電路。 </p><p> 采用LG28顯示模塊41BH數(shù)碼管,動態(tài)掃描,8550三極管位選驅動 , AT89
34、C51微處理器P0口直接段選實現(xiàn)小時、分鐘顯示,具有顯示亮度強、穩(wěn)定性能好、顯示誤差少等優(yōu)點。</p><p> 方案(二)的框圖如圖3-2:</p><p> 圖3-2 方案二的原理框圖</p><p> 該窗簾控制器采用STC89C52單片機的最小系統(tǒng)設計,控制一個220v的可逆、變速電動機控制窗簾的拉開和關閉。窗簾控制器可以使用紅外遙控器進行遠程手動開
35、、手動關和手動??刂疲贿€可以根據(jù)室外環(huán)境亮度實現(xiàn)環(huán)境亮度光控。以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數(shù)的調整等等都可以通過遙控器進行設置。 該紅外遙控窗簾可謂是一款多功能的窗簾控制器窗簾控制器原理圖。</p><p> 經過論證選擇方案二。</p><p> 3.2核心芯片結構原理介紹</p><p> 為使基于單片機控制的紅外線遙控系統(tǒng)在實際使用過程中方便快捷,并且
36、具有較高的性能/價格比,所以對該系統(tǒng)的原器件作了精心挑選。按在實際工作中的作用,可分為以下幾個部分:STC89C52RC單片機是整個電路的核心,它控制其它模塊來完成各種復雜的操作; </p><p> 3.2.1 中央控制器——STC89C52RC</p><p> STC89C52RC是由宏晶公司推出的一種小型單片機,其主要特點為采用Flash存貯器技術,降低了制造成本,其軟件、硬件
37、與MCS-51完全兼容,且采用高密度非易失存儲器制造技術制造,將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,可以很快被中國廣大用戶接受。其程序的電可擦寫特性,使得開發(fā)與試驗比較容易,為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p> 3.2.1.1 STC89C52RC的特點</p><p> STC89C52RC有很寬的工作電源電壓,可為2.7~6V,當工作在
38、3V時,電流相當于6V工作時的1/4。STC89C52RC工作于12Hz時,動態(tài)電流為5.5mA,空閑態(tài)為1mA,掉電狀態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。</p><p> STC89C52RC具有以下幾個特點:</p><p> ·STC89C52RC與MCS-51系列的單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容;</p><p>
39、 ·片內有4k字節(jié)在線可重復編程快擦寫程序存儲器;</p><p> ·全靜態(tài)工作,工作范圍:0Hz~24MHz;</p><p> ·三級程序存儲器加密;</p><p> ·128×8位內部RAM;</p><p> ·32位雙向輸入輸出線;</p><
40、;p> ·兩個十六位定時器/計數(shù)器</p><p> ·五個中斷源,兩級中斷優(yōu)先級;</p><p> ·一個全雙工的異步串行口;</p><p> ·間歇和掉電兩種工作方式</p><p> ·超強抗干擾: 高抗靜電(ESD保護) ,輕松過 2K
41、V/4KV快速脈沖干擾;</p><p> ·寬電壓,不怕電源抖動 ;·寬溫度范圍,-40℃~85℃ ;·禁止ALE輸出;;·超低功耗: 1 、掉電模式:典型功耗<0.1 μ A ; 2 、空閑模式:典型功耗2mA ; 3
42、、正常工作模式:典型功耗4mA-7mA ; 4 、掉電模式可由外部中斷喚醒,適用于電池供電系統(tǒng),如水表、氣表、便攜設備等.; </p><p> 3.2.1.2 STC89C52RC引腳功能</p><p><b> 1電源:</b></p><p> ①VCC - 芯片電源,接+5V; </p&g
43、t;<p> ?、赩SS - 接地端; </p><p><b> 2.時鐘:</b></p><p> XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 </p><p><b> 3.控制線:</b></p><p><b> 控制線共有4根: <
44、;/b></p><p> ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖</p><p> ① ALE功能:用來鎖存P0口送出的低8位地址</p><p> ?、?PROG功能:片內有EPROM的芯片,在EPROM編程期間,此引腳輸入編程脈沖。 </p><p> PSEN:外ROM讀選通信號。 </p>
45、<p> RST/VPD:復位/備用電源。 </p><p> ?、?RST(Reset)功能:復位信號輸入端。 </p><p> ?、?VPD功能:在Vcc掉電情況下,接備用電源。 </p><p> EA/Vpp:內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。 </p><p> ?、?EA功能:內外ROM選擇端。 </p
46、><p> ?、?Vpp功能:片內有EPROM的芯片,在EPROM編程期間,施加編程電源Vpp。 </p><p> 4.I/O口線:P0、P1、P2、P3共四個八位口。</p><p> P0口是三態(tài)雙向口,通稱數(shù)據(jù)總線口,因為只有該口能直接用于對外部存儲器的讀/寫操作。P0口也用以輸出外部存儲器的低8位地圖1址。由于是分時輸出,故應在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存
47、,地址鎖存,信號用ALE。</p><p> P1口是專門供用戶使用的I/O口,是準雙向口。</p><p> P2口是從系統(tǒng)擴展時作高8位地址線用。不擴展外部存儲器時,P2口也可以作為用戶I/O口線使用,P2口也是準雙向口。</p><p> P3口是雙功能口,該口的每一位均可獨立地定義為第一I/O功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時操作同P1口。P3口
48、的第二功能如表2.1所示。</p><p> 表1 P3口第二功能</p><p> 3.2.1.3時鐘電路和復位電路</p><p><b> 1)時鐘產生電路</b></p><p> 片內電路與片外器件就構成一個時鐘產生電路,CPU的所有操作均在時鐘脈沖同步下進行。片內振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率,一
49、般多在1.2MHz~24MHz之間選取。C1、C2是反饋電容,其值在20pF~100pF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。</p><p><b> 振蕩周期=;</b></p><p><b> 機器周期</b></p><p><b> 指令周期=。</
50、b></p><p> XTAL1和XTAL2:片內振蕩電路輸入線,這兩個端子用來外接石英晶體和微調電容。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時,它將會產生一定頻率的機械變形,而這種機械振動又會產生交變電場,上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應。一般情況下,無論是機械振動的振幅,還是交變電場的振幅都非常小。但是,當交變電場的頻率為某一特定值時,振幅驟然增大,產生共振,稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率,也稱
51、諧振頻率。即用來連接8051片內OSC的定時反饋回路,如圖3.5所示。石英晶振起振后要能在XTAL2線上輸出一個3V左右的正弦波,以便使MCS-51片內的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。通常,OSC的輸出時鐘頻率fosc為0.5MHz-16MHz,典型值為12MHz或者11.0592MHz。電容C1和C2可以幫助起振,典型值為30pF,調節(jié)它們可以達到微調fosc的目的。如圖3-3.</p><p><
52、;b> 圖3-3 時鐘電路</b></p><p><b> 2)單片機復位電路</b></p><p> 圖3-4為單片機復位電路。單片機在開機時都需要復位,以便中央處理CPU以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài),并從這個狀態(tài)開始工作。單片機的復位后是靠外部電路實現(xiàn)的,在時鐘電路工作后,只要在單片機的RST引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖(2
53、個機器周期)以上的高電平,單片機便可實現(xiàn)初始化狀態(tài)復位。MCS-51單片機的RST引腳是復位信號的輸入端。例如:若MCS-51單片機時鐘頻率為12MHz,則復位脈沖寬度至少應該為2μs。</p><p><b> 圖3-4 復位電路</b></p><p> 3.3.6光控測光電路</p><p> 光控電路由D6(光敏二極管)、C10、
54、Q5組成,利用單片機的P2.2及P2.3完成對環(huán)境亮度的測試工作。</p><p> D6和C10組成充放電回路,P2.2輸出為低電平,有光照時光敏二極管反向導通,C10通過光敏二極管充電,此時環(huán)境亮度決定了光敏二極管的光阻值,光阻值大,C10放電速度慢,反之放電速度快。P2.3用來檢測C10電壓下降到1/2VCC以下后,P2.3測得數(shù)為“0”,反之測得數(shù)據(jù)位“1”,為了減少P2.3對C10的充放電影響,C10
55、充放電電壓通過三極管Q5組成的射極輸出器連接到P2.3上,射極輸出器的高輸入阻抗減少了P2.3對電路的影響。單片機對P2.3的狀態(tài)進行檢測,當P2.3為“0”時表示白天,當P2.3為“1“時表示黑夜。</p><p> 圖3-15 光控檢測電路</p><p> 3.3.7電機執(zhí)行電路</p><p> 電機執(zhí)行部分完全受單片機的控制,通過單片機的P2.0和
56、P2.1完成。單片機復位狀態(tài)下P2.0和P2.1輸出高電平,三極管Q1、Q2,Q3、Q4截止,兩個繼電器K1、K2釋放狀態(tài),方向可逆的電動機M因無電源供電而停止。當P2.0或者P2.1其中有一個被拉低后,兩個繼電器便會有一個導通,例如P2.0拉低后Q1導通、Q2導通,K1吸合,電機M得電轉動,當只有P2.1拉低后,電機M則反方向轉動,實現(xiàn)了窗簾的拉開和關閉。兩個繼電器的工作狀態(tài)受單片機控制,在同一個時間內兩個繼電器僅能有一個吸合。即便是
57、在電機M工作期間,操作了反向轉動按鍵,單片機也是先釋放當前工作的繼電器,并延時一段時間后再吸合另外一個繼電器,防止了電機M正反工作線圈同時通電的冒險。</p><p> 圖3-16 電機執(zhí)行電路</p><p> 3.3.8窗簾框架構造設計</p><p> 窗簾框架構造設計包括窗簾微動開關連接電路設計和窗簾架的制作與設計。本設計中的微動開關通過電容、電阻組
58、成的復位電路與單片機的復位引腳相連,微動開關安裝在窗簾滑桿上,當窗簾移動到預定位置時,觸動微動開關,使單片機復位,此時電機停轉,窗簾停到指定位置。</p><p> 圖3-17 窗簾框架構造</p><p><b> 3.4軟件設計</b></p><p> 程序的編寫是該系統(tǒng)重要的部分,如果軟件編寫的科學就能體現(xiàn)出該系統(tǒng)功能的完整性、實
59、用性、經濟性。只有軟件和硬件都正確才能使電路正常工作達到我們想要的效果。本系統(tǒng)的軟件編程部分的編寫主要分為紅外解碼程序、LCD1602顯示程序、時鐘芯片DS1302控制程序、數(shù)據(jù)存儲程序這四大類來闡述。</p><p><b> 第5章.總 結</b></p><p> 學校給我們布置了個任務,讓同學在畢業(yè)前進行實踐調查,以便培養(yǎng)同學的能力,這樣會很好的鍛煉我們社
60、會交際能力,現(xiàn)在的社會的要求也是越來越需要我們的能力。通過這項活動,使我們的視野更加寬闊對社會的了解更多.在調研過程中我參加了實習,這更加讓我深入的了解企業(yè)。在實際調研過程中可以通過網絡,書本,指導老師還有專業(yè)人員得到相關的信息。從各個環(huán)節(jié)入手,對廠品全方面了解。突出應用性強,注重新技術,新成果的應用。對傳感器進行類比,選材,工藝設計突出實用性。立足基礎理論,面向應用技術,以必須,夠用為尺度。加理論知識和實際應用統(tǒng)一。這些都是在調研中所
61、要考慮到的。讓我學到了許多知識,培養(yǎng)了我的調查研究、查閱文獻、收集資料和理論分析的能力;分析問題和解決問題的能力。提高自身實踐技能,達到理論知識和實際應用的統(tǒng)一,讓我受益匪淺。調研的過程也就是探索如何將設計變?yōu)楝F(xiàn)實的過程,通過這次調研,讓我深深地感覺到我們在學校所學知識的重要性。設計知識在實際工程設計環(huán)節(jié)中必不可少,這也讓我感覺到自己所學知識的優(yōu)勢及不足,覺得平時的知識積累的還不夠,仍然有好多東西等著我去學習!今后要不斷地提高自身的綜合
62、素質;同時認識到實踐也是一</p><p><b> 第6章.致 謝</b></p><p> 在論文完成之際,我首先要對我的指導老師x老師和幫助過我的所有同學及提供給我實驗條件的x老師表示最真摯的謝意。在整個論文的選題、理論研究、需求分析和系統(tǒng)設計的過程中,他們給了我不少啟發(fā),并對論文的設計方案提出了許多至關重要的建議,在實驗過程中幫我解決了不少的難題。<
63、;/p><p> 在論文寫作期間曾經遇到過很多的阻力,但是在大家的幫助下總算是順利地度過了,現(xiàn)在一切都好了。</p><p> 在論文的完成過程中,我還要特別感謝xx老師給予了我無私的幫助,正是在他的鼓勵和幫助之下,才使得我的實驗能順利的完成;同時,得到了其他許多讓我分享他們寶貴經驗和知識的老師以及同學的熱心幫助,向他們表示由衷的感謝;我還要感謝這一領域的學者們,是他們給我經驗和研究方向,
64、文中引用了一些他們研究成果,在此一并表示衷心的感謝。</p><p> 由于本人學識有限,加之時間倉促,文中不免有錯誤和待改進之處,真誠歡迎各位師長、同行提出寶貴意見。謝謝!參考文獻</p><p> [1]邱麗芳.彭志剛.胡漢輝.單片機原理與應用2005</p><p> [2]李學海.標準80C51單片機基礎教程—原理篇2006</p>&l
65、t;p> [3]彭偉 單片機C語言程序設計實訓100例.2009</p><p> [4]童詩白.華成英.模擬電子技術(第四版)2006</p><p> [5]閻石.數(shù)字電子技術(第五版)2005</p><p> [6]康華光.電子技術基礎—模擬部分2005</p><p> [7]劉葉冰,董欣,張家維.智能園區(qū)系統(tǒng)集成技
66、術.工程設計CAD與智能建筑,1999 </p><p> [8]騰飛.智能家居就在眼前.中國計算機用戶,2004.</p><p> [9]丁元杰.單片微機原理及應用, 2003年7月. </p><p> [10]王明順,吳省.可涓流充電的串行實時時鐘芯片DS1302及其應用.電子技術應用,1996,</p><p> [11]崔
67、惠柳,串行實時時鐘芯片DS1302及其應用.廣西工業(yè)學院,1998.3,</p><p> [12]徐發(fā)榮.DS1302、HT1380時鐘芯片與8031單片機的接口技術.國外電子原器件,1999.</p><p> [13]徐福成,趙會成.電子制作,2004年合訂本上,自己動手搭建單片機學習開發(fā)系統(tǒng). 2</p><p> [14]李光飛,樓然苗,胡佳文等.單
68、片機課程設計實例指導.北京航空航天大學出版社.2004.</p><p> [15]覃韋玲. 利用單片機進行紅外線編、解碼遙控. 電子世界,2002.</p><p> [16]侯勇,王泊林,顧燕.一體化紅外線接收模塊及其在紅外秒表通訊中的應用.儀器儀表與裝置,2001.5</p><p> [17]鄒書文,黃光桂.紅外遙控單片機.電腦與信息技術.1995.&
69、lt;/p><p><b> 附錄:</b></p><p><b> 原理圖:</b></p><p> 附錄圖-1 基于單片機控制的智能窗簾設計系統(tǒng)原理圖</p><p><b> 源程序:</b></p><p> #include<r
70、eg52.h></p><p> #define uint unsigned int</p><p> #define uchar unsigned char</p><p> uchar s[4];</p><p> uchar a,deta1,deta2;</p><p> sbit red=P3^
71、3;</p><p> void delay(uchar x) //功能 : 延時函數(shù)</p><p><b> {</b></p><p> uchar i,j;</p><p> for(i=x;i>0;i++)</p><p> for(j=1;j>0;j
72、--);</p><p><b> }</b></p><p> void delay1(uchar x) //x*0.14MS 延時函數(shù)0.14ms</p><p><b> {</b></p><p><b> uchar i;</b></p&
73、gt;<p> while(x--)</p><p><b> {</b></p><p> for (i = 0; i<13; i++);</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><
74、p> void main()</p><p><b> {</b></p><p> initbus();</p><p> inittime0();</p><p> lcd1602_init();</p><p> sec=readfromadd(7);</p>
75、<p> init_1602();</p><p><b> EA=1;</b></p><p><b> EX1=1;</b></p><p><b> IT1=1;</b></p><p><b> while(1)</b>&l
76、t;/p><p><b> {</b></p><p> writetoadd(7,sec);</p><p> delay2(100);delay2(100);delay2(100);</p><p> write_com1602(0x88);</p><p> write_data160
77、2(48+(sec/10));</p><p> write_data1602(48+(sec%10));</p><p> w_com1602(0x82);</p><p> for(i=0;i<11;i++)</p><p><b> {</b></p><p> w_data
78、1602(m[i]);</p><p><b> }</b></p><p> w_com1602(0x82+0x40);</p><p> for(i=0;i<12;i++)</p><p><b> {</b></p><p> w_data1602(b[
79、i]);</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> void itn1() interrupt 2 using 0 //函數(shù)功能:外部中斷1處理函數(shù)</p>
80、<p><b> {</b></p><p> uchar i,j,num=0;</p><p><b> EX1=0;</b></p><p> delay(15);</p><p> if(red==1) </p><p><b>
81、 {</b></p><p><b> EX1=1;</b></p><p><b> return;</b></p><p><b> } </b></p><p> while(!red)//去掉9ms的前導低電平信號</p>
82、<p><b> {</b></p><p> delay1(1);</p><p><b> }</b></p><p> for(i=0;i<4;i++)</p><p><b> {</b></p><p> for(j
83、=0;j<8;j++)</p><p><b> { </b></p><p> while(red)// 去掉4.5ms的前導高電平信號</p><p><b> {</b></p><p> delay1(1);</p><p><b&g
84、t; }</b></p><p> while(!red);//去除上一次低電平的干擾保證每次取0,1的準確</p><p> while(red) //計算高電平時長</p><p><b> {</b></p><p> delay1(1);</p><p><
85、b> num++;</b></p><p> if(num>=30)</p><p><b> {</b></p><p><b> EX1=1;</b></p><p><b> return;</b></p><p>
86、;<b> }</b></p><p><b> }</b></p><p><b> s[i]>>=1;</b></p><p> if(num>=8)</p><p> s[i]|=0x80;</p><p><b&
87、gt; num=0;</b></p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> if(s[2]!=~s[3]) //s[2]是否s[3]相反</p><p><b> {</b></p><
88、;p><b> EX1=1;</b></p><p><b> return;</b></p><p><b> }</b></p><p> switch(s[2])</p><p><b> {</b></p><p
89、> case 0x47: key=0;break;</p><p> case 0x40: key1=0;break;</p><p> case 0x44: key0=0;break;</p><p> default:break; </p><p><b> }</b></p><
90、p> keyscan();</p><p><b> EX1=1;</b></p><p><b> }</b></p><p> #include<reg52.h></p><p> #include<lcd1602.h></p><p&
91、gt; #define uchar unsigned char</p><p> #define uint unsigned int</p><p> sbit scl=P1^5;</p><p> sbit sda=P3^6;</p><p> uchar num=0,sec=0;</p><p> vo
92、id delay1() //功能:延時函數(shù)1,us級</p><p><b> {;;}</b></p><p> void delay2(uchar x) //功能:延時函數(shù)2,ms級</p><p><b> {</b></p><p> uchar i,j;</p>
93、<p> for(i=0;i<x;i++)</p><p> for(j=0;j<100;j++);</p><p><b> }</b></p><p> void initbus() 功能:總線初始化</p><p><b> {</b></p>
94、<p><b> scl=1;</b></p><p><b> delay1();</b></p><p><b> sda=1;</b></p><p><b> delay1();</b></p><p><b> }
95、</b></p><p> void start() //功能:起始信號</p><p><b> {</b></p><p> sda=1;delay1();cl=1;delay1();sda=0;delay1();</p><p><b> }</b></
96、p><p> void stop() //功能:終止信號</p><p><b> {</b></p><p> sda=0;delay1();scl=1;delay1();</p><p> sda=1;delay1();scl=0;delay1();</p><p><b>
97、 }</b></p><p> void ask() //功能:應答信號</p><p><b> {</b></p><p> uchar i=0;</p><p> scl=1;delay1();//</p><p> while((sda==1
98、)&&(i<255))</p><p><b> {</b></p><p><b> i++;</b></p><p><b> }</b></p><p> scl=0;delay1();//</p><p><b
99、> }</b></p><p> void write1byte(uchar dete) //功能:寫一個字節(jié)</p><p><b> {</b></p><p> uchar i,temp;</p><p> temp=dete;</p><p>
100、; for(i=0;i<8;i++)</p><p><b> {</b></p><p> temp<<=1;scl=0;delay1();</p><p> sda=CY;delay1();scl=1;delay1();</p><p><b> }</b></
101、p><p> scl=0;delay1();sda=1;delay1(); //=1?</p><p><b> }</b></p><p> uchar read1byte() //功能:讀一個字節(jié)</p><p><b> {</b></p><p>
102、; uchar i,dete;</p><p> scl=0;delay1(); sda=1;delay1();</p><p> for(i=0;i<8;i++)</p><p><b> {</b></p><p> scl=1;delay1(); dete=(dete<<1)|s
103、da; scl=0;delay1();</p><p><b> }</b></p><p> return dete;</p><p><b> }</b></p><p> uchar readfromadd(uchar address) //功能:讀指定地址</
104、p><p><b> {</b></p><p> uchar temp;</p><p> start();write1byte(0xa0);ask();write1byte(address);</p><p> ask();start();write1byte(0xa1);ask();temp=read1byte
105、();</p><p> stop();return temp;</p><p><b> }</b></p><p> void writetoadd(uchar address,uchar dete) //輸入指定地址及數(shù)據(jù) </p><p><b> {</b></p>
106、<p> start();write1byte(0xa0);ask();write1byte(address);</p><p> ask();write1byte(dete);ask();stop();</p><p><b> }</b></p><p> void inittime0() //功能:定時器初始化&l
107、t;/p><p><b> {</b></p><p> TMOD=0x01;</p><p> TH0=(65536-50000)/256;</p><p> TL0=(65536-50000)%256;</p><p> EA=1;ET0=1;TR0=1;</p><
108、p><b> }</b></p><p> void main() //函數(shù)名:void main()</p><p><b> {</b></p><p> initbus();inittime0();</p><p> lcd1602_init();s
109、ec=readfromadd(7);</p><p><b> while(1)</b></p><p><b> {</b></p><p> writetoadd(7,sec);</p><p> delay2(100);delay2(100);delay2(100);</p>
110、;<p> write_com1602(0x88);write_data1602(48+(sec/10));</p><p> write_data1602(48+(sec%10));</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p&g
111、t; void time0() interrupt 1 //功能:定時器0中斷函數(shù)</p><p><b> {</b></p><p> TH0=(65536-50000)/256;</p><p> TL0=(65536-50000)%256;</p><p><b> num++;&l
112、t;/b></p><p> if(num==20)</p><p><b> {</b></p><p> num=0;sec++;</p><p> if(sec>=100)</p><p><b> {</b></p><p&g
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