自動(dòng)窗簾控制器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　設(shè)計(jì)課題： 自動(dòng)窗簾控制器 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名： </p>&

2、lt;p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　專 業(yè)： 電氣自動(dòng)化 </p><p>　　教 研 室： 電子電氣 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </

3、p><p>　　聯(lián)系電話： </p><p>　　E-mail： </p><p><b>　　自動(dòng)窗簾控制器</b></p><p>　　內(nèi)容摘要：自動(dòng)控制屬于電子及信息科學(xué)的一個(gè)重要分支，并且在現(xiàn)代家

4、居中有著較好的目前發(fā)展前景。目前，家庭居住環(huán)境的采光及避光問題主要采用的是手動(dòng)開閉窗簾，手動(dòng)開閉不僅費(fèi)力而且很多方面不夠人性化，可能對(duì)用戶造成一定的困擾，窗簾控制器可以解決這些問題。本文綜述了自動(dòng)窗簾控制器的設(shè)計(jì)與制作過程，介紹了設(shè)計(jì)制作一個(gè)完整的窗簾控制器需要做的理論分析以及其制作過程。自動(dòng)窗簾控制器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)器在各模塊的配合下可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控

5、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(yǔ)言驅(qū)動(dòng)各模塊工作，實(shí)現(xiàn)器的內(nèi)在聯(lián)系，在應(yīng)用層面上則采用Protel軟件進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)。</p><p>　　自動(dòng)窗簾控制器的構(gòu)成主要由光照傳感電路、器主控模塊電路、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)控制器的設(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(lái)控制窗簾自動(dòng)開閉。</p>

6、<p>　　關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，自動(dòng)控制，AT89C51，Protel</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒 論3</b></p><p><b>　　一、方案論證4</b></p><p>　　1、課題研究背景及意義4<

7、;/p><p>　　2、基本內(nèi)容安排4</p><p>　　3、設(shè)計(jì)思想及基本功能4</p><p>　　二、總體電路設(shè)計(jì)及其原理說明4</p><p><b>　　1、方案選取5</b></p><p>　　2、總體方案設(shè)計(jì)5</p><p>　?、?系統(tǒng)基本功能

8、6</p><p>　?、?器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3、電源電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　4、89C51單片機(jī)及相關(guān)電路7</p><p>　　① 89C51單片機(jī)概述7</p><p><b>　?、?晶振電路8</b></p><p><

9、b>　?、?復(fù)位電路8</b></p><p><b>　?、?時(shí)鐘電路9</b></p><p><b>　?、?鍵盤電路10</b></p><p><b>　?、?顯示電路10</b></p><p>　?、?A\D轉(zhuǎn)換電路11</p&g

10、t;<p>　?、?光敏傳感器12</p><p><b>　?、?步進(jìn)電機(jī)12</b></p><p>　?、?信號(hào)校正電路13</p><p>　　5、程序分析與設(shè)計(jì)14</p><p>　?、?主程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　② 主要子程序設(shè)計(jì)15</p&

11、gt;<p>　　A、鍵盤程序設(shè)計(jì)15</p><p>　?、?定時(shí)程序設(shè)計(jì)15</p><p>　　④ 步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)16</p><p><b>　　總 結(jié)17</b></p><p><b>　　致 謝18</b></p><p>　　參 考

12、文 獻(xiàn)19</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　伴隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，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)代家庭生活環(huán)境中，居

13、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撸@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。</p><p>　　在智能化產(chǎn)品中，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)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

14、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。</p><p>　　針對(duì)人們對(duì)智能化的需求以及對(duì)舒適生活的追求，窗簾自動(dòng)控制器改變了傳統(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(lái)控制窗簾。該器利用光敏電阻檢測(cè)光照強(qiáng)度的變化，并且將光敏檢測(cè)模

15、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(lái)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(jiǎn)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)該器進(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(cè)等功能，會(huì)使該器更具有實(shí)用性，而且也完善了器。</p><p><b>　　一、方案論證

16、</b></p><p>　　1、課題研究背景及意義</p><p>　　21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，知識(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。智能控制器主要利用計(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

17、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。器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)器實(shí)現(xiàn)其特定控制功能的各種程序組成。本設(shè)計(jì)中介紹了自動(dòng)窗簾控制器的硬件構(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

18、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(jiǎn)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。</p><p><b>　　2、基本內(nèi)容安排</b></p><p>　　（1）緒論：介紹目前國(guó)內(nèi)外電動(dòng)窗簾的發(fā)展現(xiàn)狀和研究的目的和意義。</p><p>　　（2）總體設(shè)計(jì)方案：概括自動(dòng)窗簾控制器的的總體設(shè)計(jì)方案選取以及硬件設(shè)計(jì)的總況。<

19、/p><p>　　（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。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）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)窗簾控制器功能的擴(kuò)展。</p><

20、p>　　3、設(shè)計(jì)思想及基本功能</p><p>　　該器具有一般的窗簾控制器的最基本的功能，即通過電動(dòng)按鈕來(lái)開閉窗簾，在此基本功能的前提下，本設(shè)計(jì)根據(jù)需求還設(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(jiǎn)單實(shí)用經(jīng)濟(jì)的思想，盡量簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，用最簡(jiǎn)單的電路布線和選用最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的器件來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　自動(dòng)窗簾控制器具有以下

21、幾個(gè)基本功能：</p><p>　?。?）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)；</p><p>　?。?）自動(dòng)控制：用戶可以通過按鍵一次性開閉窗簾；</p><p>　　（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；</p><p>　　（4）時(shí)間控制

22、：此功能是根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間一次性開關(guān)窗簾。</p><p>　　二、總體電路設(shè)計(jì)及其原理說明</p><p><b>　　1、方案選取</b></p><p>　　單片機(jī)在各種電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，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)窗簾控制器的智能化要求，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)控制的方案有兩種：<

23、/p><p>　　方案（一）基于溫度檢測(cè)以及聲控檢測(cè)器件的自動(dòng)控制</p><p>　　方案（二）基于光照強(qiáng)度器件的自動(dòng)控制</p><p>　　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(cè)器件的選取上。</p><p>　　方案（一）的器框圖如圖1：</p><p>　　方案（二）

24、的器框圖如圖2：</p><p>　　圖2 方案（二）的原理框圖</p><p>　　方案（一）與方案（二）的區(qū)別主要在于檢測(cè)器件的應(yīng)用，方案（一）采用溫度采集和聲音檢測(cè)元件，通過設(shè)定的溫度來(lái)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，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）。</p>&l

25、t;p><b>　　2、總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p><b>　?、?系

26、統(tǒng)基本功能</b></p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　亮度自動(dòng)控制：此功能是利用設(shè)定的光照強(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

27、能。</p><p>　　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)。</p><p><b>　?、?器總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　自動(dòng)窗簾控制器設(shè)計(jì)的總體框圖如圖3所示：</p><p>　　圖3 電動(dòng)窗簾控制器結(jié)構(gòu)框圖</p>&l

28、t;p>　　根據(jù)光照來(lái)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(lái)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。顯示模塊是用來(lái)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(lái)控制單片機(jī)進(jìn)行

29、各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。</p><p><b>　　3、電源電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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)。</p><p><b>　　圖4 電源電路圖</b

30、></p><p>　　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LM78\LM79系列三端穩(wěn)壓器來(lái)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(lái)可靠、方便。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。</p><p>　　圖5 LM7805內(nèi)部示意圖</p><p>　　4、89C51單片機(jī)及相關(guān)電路<

31、;/p><p>　　① 89C51單片機(jī)概述</p><p>　　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：</p><p>

32、　　A 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 　　</p><p>　　B 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz 　</p><p>　　C 128*8位內(nèi)部RAM 　　</p><p>　　D 32可編程I/O線 　　</p><p>　　E 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 　　</p><p>　　F 5個(gè)中斷源 　　<

33、/p><p>　　G 低功耗的閑置和掉電模式 　　</p><p>　　H 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p><b>　?、?晶振電路</b></p><p>　　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(lái)產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的。通過基準(zhǔn)頻率來(lái)控制電路

34、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)。</p><p>　　圖6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1.2MHz～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&

35、gt;<p><b>　　振蕩周期＝；</b></p><p>　　圖6 單片機(jī)晶振電路圖</p><p><b>　?、?復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)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)

36、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3.4所示的 RC 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能。</p><p>　　圖3.4 復(fù)位電路圖</p><p><b>　?、?時(shí)鐘電路</b></p>

37、<p>　　DS12887芯片和AT89C5l單片機(jī)的接口電路如圖7所示：</p><p><b>　　圖7 時(shí)鐘電路圖</b></p><p>　　其中DS12887的模式通過選擇腳MOT接地來(lái)確定，DS12887的中斷輸出端IQR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

38、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P2．7來(lái)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(lái)定。</p><p>　　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)鐘和控制單元，114字節(jié)用戶非易失RAM，十進(jìn)制/二進(jìn)制累加器，總線接口電路，電源開關(guān)寫保護(hù)單元和內(nèi)部鋰電池

39、等部分組成。DS12887引腳分配如圖所示：</p><p><b>　　⑤ 鍵盤電路</b></p><p>　　在窗簾控制器設(shè)計(jì)中的鍵盤采用的是4×4矩陣鍵盤。這16個(gè)按鍵分別為：設(shè)定鍵主要是用來(lái)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

40、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。</p><p><b>　　圖8 鍵盤接口電路</b></p><p><b>　?、?顯示電路</b></p><p>　　顯示電路主要是用于顯示時(shí)間。采用LED數(shù)

41、碼管進(jìn)行顯示是因?yàn)長(zhǎng)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(<0.1μs)，高頻特性好，單色性好，亮度高。(3)體積小，重量輕，抗沖擊性能好。</p><p>　　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(lái)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(lái)控制LED數(shù)碼管的顯示。顯示電路圖如

42、9所示。</p><p><b>　　圖9 顯示電路</b></p><p>　　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10所示：</p><p>　　圖10 74LS164引腳及說明 　　 </p><p><b>　?、?A\D轉(zhuǎn)換電路</b>&

43、lt;/p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換的作用是進(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。</p><p>　　ADC0809的主要特性有：</p><p>　　A、8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。 　　</p><p>　　B、具有轉(zhuǎn)換起停控制端。 　　</p><p>　　C、轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(

44、時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）　 　　　　</p><p>　　D、模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 　　</p><p>　　E、工作溫度范圍為-40～＋85攝氏度 　　</p><p>　　F、低功耗，約15mW。</p><p>　　ADC0809芯片為28引腳的雙列直插式封裝：</p

45、><p><b>　?、?光敏傳感器</b></p><p>　　窗簾自動(dòng)控制器的光控功能是可以根據(jù)光照的強(qiáng)弱來(lái)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。</p><p>　　光敏電阻與單片機(jī)的連接如圖11所示：</p><p><b>　　圖11 光敏傳感器<

46、;/b></p><p><b>　?、?步進(jìn)電機(jī)</b></p><p>　　下圖為步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行原理圖。</p><p>　　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(jiǎn)化，降低成本，可靠性提高。在窗簾控制器中選用了型號(hào)為130HZ308-45

47、0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12：</p><p>　　圖12 步進(jìn)電機(jī)電路與單片機(jī)的連接</p><p>　　自動(dòng)窗簾控制器的驅(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，防止強(qiáng)功率的干擾信號(hào)影響主控部分。另外，一旦

48、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。</p><p>　　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13所示。</p><p>　　圖13 細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路 </p><p><b>　?、?信號(hào)校正電路</b></p>&

49、lt;p>　　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14所示。<

50、/p><p>　　圖14 放大濾波電路</p><p><b>　　5、程序分析與設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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。</p><p><b>　　① 主程

51、序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主程序流程圖如圖15所示：</p><p>　　圖15 主程序流程圖</p><p><b>　　主程序流程說明：</b></p><p>　　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、A\D轉(zhuǎn)換部分、單片機(jī)主控器件部分，各部分具有不同

52、的子程序。</p><p>　　主程序的作用主要是先初始化寄存器以及顯示內(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。</p><p><b>　　② 主要子程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b

53、>　　A、鍵盤程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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16是鍵盤程序設(shè)計(jì)流程圖。</p><p>　　圖16 鍵盤程序流程圖</p><p>　　按鍵設(shè)置采用了掃描法，要判斷鍵盤中有無(wú)鍵按下時(shí)將全

54、部行線Y0-Y3置低電平，列線置高電平，然后檢測(cè)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(wú)鍵按下。</p><p><b>　　③ 定時(shí)程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖17是定時(shí)程序流程圖。</p><p>　　圖17 定時(shí)程序流程

55、圖</p><p>　?、?步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　圖18是步進(jìn)電機(jī)程序流程圖。</p><p>　　圖18步進(jìn)電機(jī)程序流程圖</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：</p><p>　?。?）判斷旋轉(zhuǎn)方向；</p><p>　?。?）按順序傳送控制脈沖；</p&

56、gt;<p>　?。?）判斷所要求的控制步數(shù)是否傳送完畢。</p><p>　　對(duì)于三相單三拍的設(shè)計(jì)，其控制方式模型如下：</p><p>　　總之，只要按一定的順序改變 P1.0～P1.2 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)。</p><p><b>　　總 結(jié)</b

57、></p><p>　　本次設(shè)計(jì)器地介紹了自動(dòng)窗簾控制器的硬件電路設(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A\D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

58、。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(jiǎn)單，控制方便的優(yōu)點(diǎn)使窗簾控制開關(guān)更加穩(wěn)定。</p><p>　　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

59、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。</p><p>　　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(lái)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

60、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)用能力有了很大提高。 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過這么長(zhǎng)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

61、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(chéng)摯的謝意和最衷心的祝福！</p><p>　　首先我要感謝的是我的導(dǎo)師老師，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)。

62、在此謹(jǐn)向老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 </p><p>　　其次要感謝的是所有在大學(xué)四年中教育指導(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。</p><p>　　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。</p><

63、p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社,2003.</p><p>　　[2] 胡漢才，單片機(jī)原理及接口技術(shù)[J].北京:清華大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[3] 江思敏，胡榮.Protel電路設(shè)計(jì)教程[J].北京:清華大學(xué)出版社，20

64、02.</p><p>　　[4] 李全利，遲榮強(qiáng).單片機(jī)原理及接口技術(shù)[J].北京:高等教育出版社，2001.</p><p>　　[5] 程學(xué)先，林珊，程傳慧.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[J].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.</p><p>　　[6] 王建校，楊建國(guó).51系列單片機(jī)及C51程序設(shè)計(jì)[J].北京:科學(xué)出版社，2002.</p><

65、;p>　　[7]王幸之.AT89系列單片機(jī)原理[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2004</p><p>　　[8] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[J].北京:高等教育出版社,1998.</p><p>　　[9] AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec</p><p>　　[10] W.Haro