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(shuō)3二、電路組成4 光敏檢測(cè)模塊5光敏采集模塊的原理圖5 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 電源及照明燈控制電路 三、89C52單片機(jī)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(jī)為核心器件。其主要模塊有單片機(jī)控制系統(tǒng)，光敏檢測(cè)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，溫度檢測(cè)模塊，電源模塊，及窗串通信。光敏二極管檢測(cè)光照強(qiáng)度的變化，將壓信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)窗簾的來(lái)回移動(dòng)，并輔以溫度檢測(cè)模塊來(lái)檢測(cè)室溫，構(gòu)成一個(gè)多功能自動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)模塊采用DS2003實(shí)現(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，而溫度檢測(cè)模塊采用DS18B20來(lái)構(gòu)成，電源模塊實(shí)現(xiàn)給整個(gè)系統(tǒng)供+5V的電源。經(jīng)過(guò)程序編制，制作電路板和調(diào)試，基本達(dá)到了我們所期望的系統(tǒng)功能。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)（89C52）光敏二極管、DS2003、DS18B20、穩(wěn)壓7805 流程圖：開(kāi)始有電?備用電源Y白天？Y內(nèi)部光強(qiáng)？拉上窗簾N外部光強(qiáng)？Y窗簾打開(kāi)遙控器開(kāi)燈窗簾拉上遙控器打開(kāi)燈結(jié)束流程圖解說(shuō)：首先，判斷是否有電，沒(méi)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(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)此時(shí)為黑夜還是白天如果是黑夜窗簾自動(dòng)拉上，并由室內(nèi)的紅外感應(yīng)元件檢測(cè)是否有人，如果有人則打開(kāi)燈，如果沒(méi)人，則燈熄滅。如果室外光敏元件檢測(cè)到是白天，則由室內(nèi)的光敏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)光線的強(qiáng)弱光線弱則判斷室外的光線強(qiáng)弱若光線也弱則打開(kāi)燈，若外部光線強(qiáng)則拉開(kāi)窗簾。如果室內(nèi)光線強(qiáng)則拉上窗簾二、電路組成(1）光敏檢測(cè)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(gè)能射入光線的玻璃透鏡，入射光通過(guò)透鏡正好照射在管芯上。發(fā)光二極管管芯是一個(gè)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(guò)擴(kuò)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(diǎn)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(zhǎng)了一層SiO2保護(hù)層，它把PN結(jié)的邊緣保護(hù)起來(lái)，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(shí)應(yīng)加上反向電壓，如圖所示。當(dāng)無(wú)光照時(shí)，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(shí)相當(dāng)于光敏二極管截止;當(dāng)有光照射時(shí)，PN結(jié)附近受光子的轟擊，半導(dǎo)體內(nèi)被束縛的價(jià)電子吸收光子能量而被擊發(fā)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)O這些載流子的數(shù)目，對(duì)于多數(shù)載流子影響不大，但對(duì)P區(qū)和N區(qū)的少數(shù)載流子來(lái)說(shuō)，則會(huì)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(qiáng)度的變化而相應(yīng)變化。光電流通過(guò)負(fù)載RL時(shí)，在電阻兩端將得到隨人射光變化的電壓信號(hào)。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(qiáng)弱發(fā)生變化時(shí)回引起光敏元件的阻值發(fā)生變化從而引起標(biāo)號(hào)6處的電位發(fā)生改變，由于這個(gè)電壓信號(hào)比較微弱，所以需要將其進(jìn)行放大，而集成運(yùn)放具有放大能力強(qiáng)，靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定，輸入電阻阻大，輸出信號(hào)小等多種優(yōu)勢(shì)，所以此處我們選擇由兩級(jí)集成運(yùn)放級(jí)聯(lián)組成的放大電路來(lái)放大電壓信號(hào)，第一級(jí)采用反向比例放大器將信號(hào)進(jìn)行放大，此時(shí)輸出的是相位相反的電壓信號(hào)于是后一級(jí)采用反向的電壓跟隨器對(duì)電壓的相位進(jìn)行修正，同時(shí)增強(qiáng)一級(jí)的帶負(fù)載能力，經(jīng)過(guò)可調(diào)電阻R9的分壓將電壓信號(hào)送入電壓比較器U1和U2，U1和U2的參考電壓分別對(duì)應(yīng)了光照的兩個(gè)光照的門(mén)限值而電壓比較器會(huì)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(shí)表明光線很弱，輸出01時(shí)表明光線適中，輸出10時(shí)表明管線很強(qiáng)，我們將這些數(shù)字量電壓兩送入單片機(jī)由單片機(jī)進(jìn)行處理進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)及其他設(shè)備的運(yùn)行（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊DS2003是著名的SGS公司的產(chǎn)品，比較常見(jiàn)的是16腳MULTIWATT封裝的DS2003，內(nèi)部包含4通道邏輯驅(qū)動(dòng)電路。其額定工作電流為1A，最大可達(dá)1.5A，VSS電壓最小4.5V，最大可達(dá)36V；Vs電壓最大值也是36V，但經(jīng)過(guò)我們的實(shí)驗(yàn)，Vs電壓應(yīng)該比VSS電壓高，否則有時(shí)會(huì)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(gè)三極管。通過(guò)對(duì)角線上的一對(duì)三極管的導(dǎo)通情況，電流會(huì)從左至右或從右至左流過(guò)電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)： 電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)： 本系統(tǒng)通過(guò)光敏檢測(cè)模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電平信號(hào)輸入單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)程序控制實(shí)現(xiàn)兩個(gè)I/O端口在特定時(shí)間段向DS2003的IN1,IN2輸出高低電平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)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(shuō)：圖1是一個(gè)自制直流電源，首先將220V交流電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)變壓器降壓，經(jīng)過(guò)整流橋整成直流信號(hào)，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(gè)備用電源及應(yīng)急燈系統(tǒng)，圖中K1是一個(gè)繼電器M5110，當(dāng)有電時(shí)3,4引腳與6節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通為蓄電池充電。當(dāng)斷電后，3,4引腳與1節(jié)點(diǎn)導(dǎo)通由蓄電池向外供電，Q1是一個(gè)可控硅，P1口接通單片機(jī)80C52由單片機(jī)控制它的亮滅。三、89C52單片機(jī)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(cè)sbit L1=P11;sbit L2=P12;/室內(nèi)光線檢測(cè)sbit L3=P13;sbit L4=P14;int flag=0;/標(biāo)志位/*電機(jī)驅(qū)動(dòng)*/sbit B1=P01;sbit B2=P02;sbit B3=P03;sbit B4=P04;sbit B5=P05;sbit B6=P06;void main()EA=1;/開(kāi)總中斷EX0=1;IT0=1;/外部中斷0是下降沿觸發(fā)