畢業(yè)設(shè)計基于單片機(jī)控制的自動啟閉光控窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計

1、 編號: 畢業(yè)論文(設(shè)計)題 目 自動啟閉光控窗簾 指導(dǎo)教師 金秀慧 學(xué)生姓名 葛玉兵 學(xué) 號 200801702032 專 業(yè) 自動化 教學(xué)單位 德州學(xué)院機(jī)電工程系 二o一二年四月二十三日1目 錄 摘 要11 引言11.1 課題背景11.2 國內(nèi)外概況11.3 課題的研究工作22 核心芯片結(jié)構(gòu)原理介紹32.1 stc89c52單片機(jī)32.2紅外線接收模塊tosp183852.3 時鐘芯片ds130272.4 ad轉(zhuǎn)換器adc080982.5液晶顯示器lcd160292.6 uln2003簡介113 硬件部分系統(tǒng)設(shè)計113.1 電源部分硬件電路設(shè)計113.2 顯示部分硬件電路設(shè)計123.3 時

2、鐘部分硬件電路設(shè)計133.4 紅外接收部分硬件電路設(shè)計133.5 光控電路測光部分電路設(shè)計143.6 電機(jī)驅(qū)動部分電路設(shè)計153.7 電機(jī)控制部分的設(shè)計154 系統(tǒng)軟件設(shè)計174.1 紅外線解碼的設(shè)計174.3 lcd1602顯示程序184.3 遙控控制部分19參考文獻(xiàn)20謝 辭22 自動啟閉光控窗簾摘 要：本文首先介紹了智能家居的基本知識及其應(yīng)用前景，進(jìn)而闡明自動啟閉光控窗簾的意義。隨后介紹了開發(fā)單片機(jī)控制的自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)所用到的集成芯片等硬件的結(jié)構(gòu)原理?；趯φ麄€系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計進(jìn)及分析，分別給出了電源電路、時鐘ds1302電路、紅外線接收電路、電機(jī)控制電路、顯示電路，并對相應(yīng)電

3、路設(shè)計進(jìn)行了相關(guān)的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路分別寫出了紅外線解碼程序、時鐘芯片ds1302控制程序、lcd液晶顯示程序的編寫思路。關(guān)鍵詞：光控；窗簾；單片機(jī)；步進(jìn)電機(jī)1 引言1.1 課題背景單片機(jī)控制的自動啟閉窗簾控制系統(tǒng)，既能解決每天手拉開和關(guān)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(guān)，以調(diào)節(jié)室內(nèi)的光線，更進(jìn)一步地滿足了人們的享受要求。除了廣大市民住宅使用外，該遙控窗簾器還可以廣泛應(yīng)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(xué)校、醫(yī)院等各種公共場所，因此該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)在我國還剛剛興起，但其發(fā)展前

4、景廣闊，推廣和應(yīng)用自動窗簾系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 1.2 國內(nèi)外概況 在歐美等發(fā)達(dá)國家，電動窗簾已廣泛應(yīng)用。在10年前，電動窗簾就已經(jīng)進(jìn)入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電控技術(shù)的不斷提高及價格的不斷下降，電動窗簾熱才又卷土重來。據(jù)了解，全國共有170多種電動窗簾器獲得了國家專利，但就其技術(shù)本身而言，還是大同小異，但售價卻有很大差別，貴的要數(shù)千元，便宜的只要500塊。盡管自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)在國內(nèi)是一個新興的行業(yè)，但是，它也正以不可抵擋之勢迅速崛起。自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)走進(jìn)中國以來，在短短四年的時間里，自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)商由最初的幾家公司增加到如今的百余家企業(yè)。目前，我國自動啟閉

5、光控窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)廠商、分銷商、集成商與裝飾公司都形成了相當(dāng)規(guī)模，不少國內(nèi)知名企業(yè)紛紛涉足遙控自動窗簾系統(tǒng)行業(yè)，如青島海爾、清華同方、tcl等，并涌現(xiàn)出一些較具影響力的智能家居專業(yè)廠商，如上海索博智能電子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居電子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。自動窗簾產(chǎn)品已開始走進(jìn)中國的家庭。具報道，我國2004年售出商品房1.9億m,如果每20 m需要一套窗簾架產(chǎn)品，僅此一項就可以年新增窗簾架產(chǎn)品近千萬套加上。年新增窗簾架產(chǎn)品市場需求將不低于2000萬套。如果單片機(jī)控制的遙控自動窗簾，銷售占市場的5%左右，就可實現(xiàn)年產(chǎn)值上億元。1.3 課題的研究分析及

6、其特點 現(xiàn)有的電動窗簾機(jī)的控制方式有固定式開關(guān)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(jīng)濟(jì)角度來說，用固定式開關(guān)控制方式較好，這是因為窗簾的開閉不像電視機(jī)等家電產(chǎn)品開閉得那樣頻繁，每天開閉的次數(shù)不多，因此安裝在固定的地方使用也相當(dāng)方便，如把開關(guān)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(guān)，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(jī)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(yīng)提高。窗簾機(jī)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

7、光控雖屬全自動式，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8。因此，時控式的全自動窗簾機(jī)便成了專業(yè)以及業(yè)余電子設(shè)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(jié)構(gòu)復(fù)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、時鐘芯片、單片機(jī)作為主要控制器件，來完成該系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)主要有如下幾方面的特點：（1）發(fā)射紅外線的發(fā)射裝置采用一般彩色電視機(jī)的遙控器，這樣既方便又實惠。（2）時間控制開關(guān)窗簾。通過對d

8、s1302芯片的設(shè)定，讓用戶可以隨自己的生活習(xí)慣方便的自動開關(guān)窗簾，無需手動。（3）采用紅外遙控方式，不會干擾其它電器的正常工作，也不會影響鄰近的無線設(shè)備。超距離遙控，可達(dá)89m。（4）能根據(jù)光照的強(qiáng)度來自動調(diào)整窗簾打開的程度。（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(shè)計用的窗簾為百葉窗。（6）體積小、結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)實用、工作可靠。1.4 總體方案設(shè)計圖時鐘部分紅外部分光敏部分stc89c52電源部分步進(jìn)電機(jī)圖1 總體方案圖2 核心芯片結(jié)構(gòu)原理介紹2.1 stc89c52單片機(jī)2.1.1 stc89c52的特點stc89c52rc具有以下幾個特點：stc8

9、9c52rc與mcs-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；片內(nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲器；32位雙向輸入輸出線；兩個十六位定時器/計數(shù)器；五個中斷源,兩級中斷優(yōu)先級；一個全雙工的異步串行口；2.1.2 stc89c52的主要引腳功能1 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。 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, 應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存,信號用ale。 p1口是專門供用戶使用的i/o口,是準(zhǔn)雙向口。 p2口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時作高8位地址線用。不擴(kuò)展外部存儲器時,p2口也可以作為用i/o 口

10、線使用,p2口也是準(zhǔn)雙向口。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口的第二功能如表1所示9。端口引腳各個功能p3.0rxd（串行口輸入端）p3.1txd（串行口輸出端）p3.2(外部中斷0請求輸入端，低電平有效)p3.3(外部中斷1請求輸入端，低電平有效)p3.4t0（定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端）p3.5t1（定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端）p3.6(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端,低電平有效)p3.7（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入端，低電平有效）表1 p3口第二功能2.1.3 stc89c52的時鐘電路和復(fù)位電路

11、（1）時鐘產(chǎn)生電路本電路選用的電容為30pf，晶振頻率為12mhz，振蕩周期，機(jī)器周期，指令周期。xtal1和xtal2：片內(nèi)振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調(diào)電容。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形，而這種機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電場。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stc89c52rc片內(nèi)的osc電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。如圖2。圖2 時鐘電路（2）單片機(jī)復(fù)位電路圖3為單片機(jī)復(fù)位電路。單片機(jī)在開機(jī)時都需要復(fù)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(jī)的復(fù)位后是靠外部

12、電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要在單片機(jī)的rst引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖（2個機(jī)器周期）以上的高電平，單片機(jī)便可實現(xiàn)初始化狀態(tài)復(fù)位。stc89c52rc單片機(jī)的rst引腳是復(fù)位信號的輸入端。 圖3 復(fù)位電路2.2紅外線接收模塊tosp1838 近年來，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,無線通信技術(shù)正在向各個領(lǐng)域滲透,特別是利用紅外線進(jìn)行通信無論從小型化、輕量化、還是從安全性等方面考慮,其可行性都比較高。紅外數(shù)據(jù)通訊實際是利用紅外線作為通訊載體,由紅外發(fā)射器和紅外接收器來完成信號的無線收發(fā)。在發(fā)射端,對發(fā)送的數(shù)字信號經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)制后,送入電光變換電路,驅(qū)動紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光脈沖;在接收端,紅外接

13、收器對收到的紅外信號進(jìn)行光電變換,并進(jìn)行解調(diào)后,恢復(fù)出原信號。在紅外數(shù)據(jù)通訊中,紅外接收器件的選擇是紅外數(shù)據(jù)通訊中至關(guān)重要的因素。2.2.1紅外線一體化接收頭tsop1838系列是temic公司推出的一體化紅外線接收模塊,集紅外線接收、放大、解調(diào)于一體,不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與ttl電平信號兼容的所有工作；而體積只有普通三極管大小一樣，適合各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸,其傳輸距離大于4米。 紅外線接收模塊tsop1838系列的管腳分布如圖4所示，1、2分別為電源和地,3為信號輸出端,其輸出電平和ttl電平兼容。tsop1838系列的特性如下：多種接收頻率可供選擇:30

14、khz、33khz、36khz、36.7k hz、38khz、40khz、56khz；大范圍工作電壓:(3-6) v；遙控距離:大于4m。圖4 tsop1838引腳圖tsop1838系列紅外線模塊接收器的受光面一側(cè)為黑色環(huán)氧聚焦濾波透鏡，此透鏡消除了可見光對它的干擾,對于提高可靠性及濾除光噪聲至關(guān)重要。模塊內(nèi)含紅外線 pin接收管、前置放大器和解調(diào)器。當(dāng)紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號經(jīng)空間傳送到 tsop1838系列模塊時,模塊內(nèi)部 pin紅外線接收管將紅外光轉(zhuǎn)換為電信號,該信號經(jīng)前置放大、解調(diào)后由 3腳輸出與 ttl電平兼容的電信號,該信號能直接送入到微控器等要求 ttl電平信號輸入的芯片中6。2.

15、2.2 紅外線發(fā)射碼組成要使用紅外線一體化接受頭接受遙控器發(fā)射的紅外線,再通過單片機(jī)解碼，那就，必須先了解紅外線發(fā)射器所發(fā)射的紅外線碼的組成。一般的彩電、vcd遙控器的編碼采用的格式為1913、9012、1621格式；要識別一個遙控器的格式很簡單,只要把遙控器拆開,看它所用的集成塊型號就知道,比如upd1621、saa3010,其格式就是1621、3010格式。這種格式以1621為例,當(dāng)按下遙控器上的某個按鍵時,遙控器將發(fā)射出一幀數(shù)據(jù),幀數(shù)據(jù)的編碼格式由三部分組成：引導(dǎo)碼（lead code）、客戶碼(custom code)和數(shù)據(jù)碼（data code），對于一個遙控器來說,每個按鍵所發(fā)射的

16、幀數(shù)據(jù)的客戶碼總是一樣的,有區(qū)別的只是數(shù)據(jù)碼。其中9012和1913、1621格式的唯一區(qū)別就是引導(dǎo)碼的高電平寬度不一樣，9012格式為4.5ms,1913和1621格式為9ms。幀結(jié)構(gòu)中的客戶碼和數(shù)據(jù)碼各有兩個字節(jié),第一個字節(jié)和第二個字節(jié)互為按位取反,其中客戶碼的高4 位與低4位又互為按位取反。0碼由0.56ms高電平和0.565ms低電平組合而成、1碼由0.56ms高電平和1.69ms低電平組合而成。碼元的高電平信號采用38khz矩形波(載波)調(diào)制發(fā)射，載波占空比(duty)為1/3，低電平無信號發(fā)射。2.3 時鐘芯片ds1302ds1302 是美國dallas公司推出的一種高性能、低功耗

17、、帶ram的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、分、秒進(jìn)行計時,具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5v5.5v。2.3.1 ds1302簡介ds1302的引腳排列,其中vcc1為后備電源，vcc2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。ds1302由vcc1或vcc2兩者中的較大者供電。x1和x2是振蕩源，外接32.768khz晶振。rst是復(fù)位/片選線，通過把rst輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳送。rst輸入有兩種功能：首先，rst接通控制邏輯,允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，rst提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)rst為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初

18、始化,允許對ds1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中rst置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送,i/o引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在vcc2.0v之前，rst必須保持低電平。只有在sclk為低電平時，才能將rst置為高電平。i/o為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端(雙向)。sclk為時鐘輸入端。 下圖5為ds1302的引腳功能圖：圖5 ds1302引腳功能圖2.4 ad轉(zhuǎn)換器adc0809 2.4.1 adc0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分主要由adc0809芯片負(fù)責(zé)，讀入模擬信號的管腳我們選用的是in0，輸出數(shù)字信號是d0d7，與單片機(jī)相連接adc0809是帶有8位a/d轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容

19、的控制邏輯cmos組件。它是逐次逼近式a/d轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 由圖6可知，adc0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個a/d轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存a/d轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)oe端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 圖6 adc0809功能引腳圖adc0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05v，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 ale為地址鎖存允許輸入

20、線，高電平有效。當(dāng)ale線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將a，b，c三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)入轉(zhuǎn)換器進(jìn)行換。a，b和c為地址輸入線，用于選通in0in7上的一路模擬量輸入。 st為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)st上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，st應(yīng)保持低電平。eoc為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)eoc為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換。oe為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。oe1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；oe0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。d7d0為數(shù)字量輸出線。 clk為時鐘輸入信號線。因adc08

21、09的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500khz， vref（），vref（）為參考電壓輸入11。 2.5液晶顯示器lcd16021602液晶每行可顯示16個字符，一共可以顯示兩行。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（cgrom)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。2.5.1 lcd1602的ram地址映射控制器內(nèi)部帶有80b的ram緩沖區(qū)，對應(yīng)關(guān)系如圖7所示圖7 1602lcd內(nèi)部ram顯示地址當(dāng)我們向000f、404f地址中的任一處寫顯示數(shù)據(jù)是，液晶都可以立即

22、顯示出來，當(dāng)寫到1027、5067地址是，必須通過移屏指令將它們移入可顯示區(qū)域方可正常顯示5。2.6 uln2003簡介uln2003是高耐壓、大電流達(dá)林頓陣列，由7個硅npn達(dá)林頓管組成。該電路的特點如下：uln2003的每一對達(dá)林頓管都串聯(lián)一個2.7k的基極電阻，在5v的工作電壓下它能與ttl和coms電路直接連接。uln2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點，適用于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)uln2003經(jīng)常在以下電路中試用：(1) 顯示驅(qū)動；(2) 繼電器驅(qū)動；(3) 照明燈驅(qū)動；(4) 電磁閥驅(qū)動；(5) 伺服電動機(jī)

23、、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動等電路中。uln2003的每一對達(dá)林頓管都串聯(lián)一個2.7k的基極電阻，在5v的工作電壓下它能與ttl和coms電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。uln2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500ma，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50v的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運行。3 硬件部分系統(tǒng)設(shè)計3.1 電源部分硬件電路設(shè)計 通過一帶有整流電路的12v變壓器外接市電（220v）后，輸入直流12v電壓。左邊兩個是12伏的電源濾波電容，一般大電容旁邊并聯(lián)一個小電容的目的是降低高頻內(nèi)阻，因為大的電解電容一般采用卷繞工藝制造，所以等效電感較大，小電容可以提供一個小內(nèi)阻

24、的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻。同時經(jīng)過3端集成穩(wěn)壓器lm7805穩(wěn)壓后輸出+5v電壓vcc,為訊響電路、紅外接收電路、顯示電路提供電源，5v電源經(jīng)過二極管d9、限流阻r20=5k后，為單片機(jī)及ds1302提供vdd電壓。3如圖8示。 圖8 電源電路圖3.2 顯示部分硬件電路設(shè)計顯示電路設(shè)計采用的是液晶lcd1602來顯示實時時間、調(diào)開窗簾時間、關(guān)窗簾時間等內(nèi)容。p0口作為數(shù)據(jù)口連接lcd1602的714口，來傳輸數(shù)據(jù)及指令，由于p0口帶負(fù)載能力差，故需接上拉電阻。p1.0接lcd1602的4腳rs（數(shù)據(jù)/命令選擇端），p1.1接lcd1602的5腳r/w（讀寫選擇端），p1.2接lcd160

25、2的6腳e（使能信號）。電位器w1用來調(diào)節(jié)lcd1602的亮度。如圖9示。圖9 顯示電路3.3 時鐘部分硬件電路設(shè)計ds1302主要特點是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32768hz晶振，開窗簾時間，關(guān)窗簾時間都保存在ds1302自帶的ram中，不需要單獨的eeprom。ds1302在第一次加電后，須進(jìn)行初始化操作，初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間及升降窗簾時間6。電路連接圖如圖10所示。 圖10 ds1302接線圖3.4 紅外接收部分硬件電路設(shè)計 紅外線接收電路使用一個集成紅外接收器，型號是tsop1838，靜態(tài)時輸出端輸出高電平，當(dāng)接

26、收到紅外信號后，按紅外信號的數(shù)據(jù)波形輸出負(fù)脈沖數(shù)據(jù)信號。紅外信號輸出到單片機(jī)的p3.2 ，該口對應(yīng)的第二功能是外部中斷0 (int0)，利用該口的第二功能，一旦紅外線信號到來，p3.2被拉低，單片機(jī)中止當(dāng)前的工作轉(zhuǎn)移到接收、處理紅外信號。開啟中斷功能的目的，既減輕了單片機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，又保證接收到的紅外信號的完整性。圖11 紅外接收硬件電路圖3.5 光控電路測光部分電路設(shè)計 光控測光電路部分由光敏電阻dg、電阻r1a和ad轉(zhuǎn)換器adc0809組成。 光敏電阻是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱改變的電阻；入射光強(qiáng)，電阻值減小，流入adc0809的電流模擬量增大，adc0809的輸

27、出相應(yīng)的數(shù)字量，入射光減弱，電阻值增大，流入adc0809的電流減小，adc0809輸出相應(yīng)的數(shù)字量。adc0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號eoc連接到p3.0；輸出允許信號oe連接到p3.1；時鐘信號clk連接到p1.3，由單片機(jī)軟件編程實現(xiàn)16分頻，滿足clk信號低于640khz的要求；start與ale均連接到p1.4；d0d7分別接到單片機(jī)p2.0p2.7；vref（+）和vref（-）分別連接到+5v電源和gnd；adda、addb、addc均連接到gnd。單片機(jī)處理系統(tǒng)接收的信號是由信號采集裝置經(jīng)a/d轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，在此設(shè)置p2.0p2.7為輸入端口。對信號分析處理后，處理系統(tǒng)需對電機(jī)控

28、制裝置發(fā)出控制指令，在此設(shè)置p3.4-p3.7為輸出端口。當(dāng)單片機(jī)的p2.0p2.7端口接收到輸入信號后，接下來要做的是對信號的分析。在信號采集裝置中，采用了分壓電路型式，將光信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號，所以處理系統(tǒng)要分析的是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。信號采集裝置和單片機(jī)使用了同一電源，電壓為5.0v，也就是說，電壓信號的變化范圍為05.0v。轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后為0255，所以單片機(jī)通過這個數(shù)字范圍控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度。我們采用的是分級調(diào)速，把這個區(qū)域分成4個區(qū)域，每個區(qū)域?qū)?yīng)轉(zhuǎn)動角度分別為0，30，60，90。圖12 adc0809和光敏電阻電路圖3.6 電機(jī)驅(qū)動部分電路設(shè)計電機(jī)驅(qū)動

29、部分主要由達(dá)林頓驅(qū)動uln2003芯片實現(xiàn)。 uln2003所用的是單片機(jī)的p3.4p3.7接口，輸出部分選用1316引腳，8引腳接地，9引腳所示為連接步進(jìn)電機(jī)的電源。電機(jī)驅(qū)動電路連接圖圖13所示。圖13 電機(jī)控制部分電路設(shè)計3.7 電機(jī)控制部分的設(shè)計此部分主要是對控制指令的執(zhí)行。單片機(jī)根據(jù)讀入的數(shù)據(jù)通過驅(qū)動器對電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度。下面介紹一下步進(jìn)電機(jī)及其控制原理，了解步進(jìn)電機(jī)使我們能更順利的完成自動啟閉光控窗簾的設(shè)計。3.7.1 步進(jìn)電機(jī)簡述步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率的脈沖數(shù)，而不受

30、負(fù)載變化的影響，即給電動機(jī)加一個脈沖信號，電動機(jī)則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變得非常簡單。步進(jìn)電機(jī)實際上是一種單相或多相同步電動機(jī)。單相步進(jìn)電機(jī)由單路電脈沖驅(qū)動，輸出功率一般很小，其用途為微小功率驅(qū)動。多相步進(jìn)電機(jī)的多相方波脈沖驅(qū)動，在經(jīng)功率放大后分別送入步進(jìn)電機(jī)各相繞組。正常情況下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的總角度和輸入的脈沖數(shù)成正比；連續(xù)輸入一定脈沖時，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，不受電壓波動和負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電機(jī)能直接接收數(shù)字量的輸入，所以特別適合于微處理器控制。3.7.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動原理步進(jìn)電機(jī)有三線式、五線式、六線

31、式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來驅(qū)動。若每旋轉(zhuǎn)一圈以20個勵磁信號來計算，則每個勵磁信號前進(jìn) 18，其旋轉(zhuǎn)角度與脈沖數(shù)成正比，正、反轉(zhuǎn)可由脈沖順序來控制。步進(jìn)電機(jī)的勵磁方式可分為全步勵磁及半步勵磁，其中全部勵磁又有1相勵磁及2相勵磁之分，而半步勵磁又稱12相勵磁。本次設(shè)計采用的是2想勵磁法。2相勵磁法：在每一瞬間會有兩個線圈同時導(dǎo)通。因其轉(zhuǎn)巨大，振動小，故為目前使用最多的勵磁方式，每送一勵磁信號可走18。其勵磁順序如表2所示，若勵磁信號反向傳送，則步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。stepabcdstepabcd11100300112011041001表2 正轉(zhuǎn)勵磁順序電動機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與速度成反比，速

32、度越快負(fù)載轉(zhuǎn)矩越小，但速度快至其極限時，步進(jìn)電機(jī)即不在運轉(zhuǎn)。所以在每走一步后，程序必須延時一段時間，以對轉(zhuǎn)速加以限制10。3.7.3 步進(jìn)電機(jī)的選擇步進(jìn)電機(jī)有步距角（涉及相數(shù)）、靜轉(zhuǎn)矩及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號便確定下來了。(1) 步距角的選擇：電動機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，即每個當(dāng)量電動機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。電動機(jī)的步距角應(yīng)等于或小于此角度。 (2) 靜力矩的選擇：靜力矩的選擇依據(jù)是電動機(jī)工作的負(fù)載，而負(fù)載可分為慣性負(fù)載和摩擦負(fù)載兩種。單一的慣性負(fù)載和單一的摩擦負(fù)載是不存在的。直接啟動時（一般由低速）兩種負(fù)載均要

33、考慮，加速啟動時主要考慮慣性負(fù)載，恒速運行時只要考慮摩擦負(fù)載。一般情況下，靜力矩應(yīng)為摩擦負(fù)載的23倍，靜力矩一旦選定，電動機(jī)的機(jī)座及長度便能確定下來（幾何尺寸）。(3) 電流的選擇：靜力矩相同的電動機(jī)，由于電流參數(shù)不同，其運行特性差別很大?？梢罁?jù)矩頻特性曲線圖，判斷電動機(jī)的電流。選擇電動機(jī)一般應(yīng)遵循以上步驟。本次設(shè)計選擇的是m35sp-7np四相五線永磁型步進(jìn)電機(jī)。永磁型步進(jìn)電機(jī)的特點為：(1)大步距角，例如15、22.5、30、45、90等。(2)起動頻率較低，通常為幾十到幾百hz。(3)控制功率小。（4)在斷電情況下有定位轉(zhuǎn)矩。(5)有強(qiáng)的內(nèi)阻尼力矩12。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1 紅外線解碼

34、的設(shè)計 該系統(tǒng)采用長虹彩電k11f型遙控器，產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定高8位地址為0bfh，低8位地址為40h；后16位為8位操作碼(功能碼)及其反碼。遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進(jìn)制0和1的個數(shù)不同而不同，大約在4563ms之間。當(dāng)一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個起始碼(9ms),一個結(jié)果碼(4.5ms),低8位地址碼(9ms18ms),

35、高8位地址碼(9ms18ms),8位數(shù)據(jù)碼(9ms18ms)和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼(連發(fā)代碼)將僅由起始碼(9ms)和結(jié)束碼(2.5ms)組成。解碼的關(guān)鍵是如何識別0和1。從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)0、1均以0.56ms的低電平開始,不同的是高電平的寬度不同,0為0.56ms,1為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別0和1。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為0，反之則為1，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為0，讀到的已是下一

36、位的高電平，因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可；根據(jù)碼的格式，應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。根據(jù)以上分析可得出解碼程序流程如下：有信號產(chǎn)生中斷ea清零延時小于9ms(低電平)等待高電平的到來延時小于4.5ms(高電平)等待下一次高電平的到來延時0.84ms左右讀區(qū)p3.2腳電平值再等待下一次高電平的到來延時0.84ms左右讀取p3.2腳電平值,依次取得32位代碼,前16位為識別碼,后18位既為8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)反碼10。集體流程框圖見圖14。有信號，中斷接受解碼跳出識別碼正確否？與實際鍵值（10個）比較，轉(zhuǎn)出

37、執(zhí)行相應(yīng)動作中斷返回y圖14 解碼流程圖4.3 lcd1602顯示程序?qū)懼噶睿狠斎耄簉s=l，r/w=l，d0d7=指令碼，e=高脈沖 ；輸出：d0d7=數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)：輸入：rs=h，r/w=l，d0d7=數(shù)據(jù)，e=高脈沖 ；輸出： 無。lcd1602的一般初始化（復(fù)位）過程：延時15ms，寫指令38h（不檢測忙信號）；延時5ms，寫指令38h（不檢測忙信號）；延時5ms，寫指令38h（不檢測忙信號，以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號）；寫指令38h：顯示模式設(shè)置；寫指令08h：顯示關(guān)閉；寫指令01h：顯示清屏；寫指令06h：顯示光標(biāo)移動設(shè)置；寫指令0ch：顯示開及光標(biāo)設(shè)置。160

38、2流程圖如下：開始初始化單片機(jī)發(fā)寫命令液晶是否應(yīng)答準(zhǔn)備寫入數(shù)據(jù)執(zhí)行顯示命令清屏并光標(biāo)復(fù)位否是圖15 1602流程圖4.3 遙控控制部分遙控控制部分就是根據(jù)遙控器發(fā)送的編碼來執(zhí)行需要的任務(wù),其中包括：開窗簾、關(guān)窗簾、停止移動(把窗簾設(shè)置成半開狀態(tài))、調(diào)節(jié)實時時間,(按一下此鍵,再按加、減鍵即可使實時時間增加一或減小一)、調(diào)節(jié)開窗簾時間、調(diào)節(jié)關(guān)窗簾時間、時間增加、時間減小、開/關(guān)自動開關(guān)簾、開/關(guān)自動關(guān)窗簾12。具體實施措施為: 1.接收到的紅外線碼值為10h,轉(zhuǎn)入執(zhí)行stop子程序,此時p3.4p3.7四個引腳都將被置為高電平,控制電機(jī)uln2003的四個控制端都處于截止?fàn)顟B(tài),電機(jī)不執(zhí)行任何動作

39、既窗簾停止不動; 2.接受到的紅外線值為16h,轉(zhuǎn)入執(zhí)行open子程序 ,電機(jī)正轉(zhuǎn),延時一段時間也就是窗簾全部打開的時候,電機(jī)停止運動; 3.接收到的紅外線值為44h,轉(zhuǎn)入執(zhí)行close子程序,電機(jī)反轉(zhuǎn),延時一段時間也就是窗簾全部被關(guān)上的時候,電機(jī)停止運動。4.接收到的紅外線值為0ch,就使01h取反,開始01h應(yīng)該為0,取反后01h變?yōu)?如果此時再按加一或是減一鍵,系統(tǒng)便會轉(zhuǎn)入執(zhí)行stime子程序,使實時時間加一或是減一后放入ds1302的ram中,如果再次按到0ch這個鍵,那么01h取反被設(shè)置為0,按加或是減鍵的時候就不能改變實時時間的值了; 5.接受到的紅外線值為46h、47h的時候與第

40、四基本上相同,不同之出就是46h為調(diào)節(jié)開窗簾的定時時間,47h為調(diào)節(jié)關(guān)窗簾的定時時間;6.接受到的紅外線值為49h時,為開/關(guān)自動開窗簾,中斷程序?qū)?3h取反,03h開始應(yīng)該為0,取反后變?yōu)?,系統(tǒng)在去讀取ds1302實時時間的時候如果發(fā)現(xiàn)03h為1就會把讀得的實時時間與開窗簾的定時時間想比較,相等就會執(zhí)行開窗簾子程序;如果再次按到該鍵,03h將被值0,在讀取實時時間的時候就不在作比較了,而是直接退出中斷程序;7.接受到的紅外線值為50h時,為開/關(guān)自動關(guān)窗簾,與開/關(guān)自動開窗簾設(shè)計一樣。參考文獻(xiàn)：1康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）m.北京：高等教育出版社,2006(1):444456

41、2康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第五版）m.北京：高等教育出版社,2006.(1):4484543李宏，王崇武.現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20008.(12):24364譚浩強(qiáng).c程序設(shè)計（第三版)m.北京：清華大學(xué)出版社，2005:961045劉錦波.張承慧.電機(jī)與拖動m.北京：清華大學(xué)出版社，2006:55676郭天祥.新概念51單片機(jī)c語言編程m.北京：電子工業(yè)出版社，2009.(1):1031107石珍.家庭裝飾設(shè)計與預(yù)算圖集m.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2008.(2):54608王瑞杰.光控自動窗簾機(jī)p.中國專利，95218893.7，1997(12):6159

42、陳桂友，柴元斌.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)m.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008(9):314310吳次男，劉為民.手控或光控自動窗簾裝置p.1995(5):11212011鄭毛祥.單片機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)m.第一版.北京：人民郵電出版社，2006(1):738112s.g, tzafestas and n.p. papanikoloulous. incremental fuzzy expert pid control. ieee trans ind,electron,1993, vol, 37,no5:1932-1398automatic open-close light-control curtainge yubi

43、ng(mechanical and electronic engineering department of dezhou university, dezhou shandong, 253023)abstract: this paper firstly introduces the basic knowledge of intelligent home furnishing and the prospect of its application, and illustrates the significance of automatic opening and closing light-co

44、ntrol curtain. then introduced emphatically the development of scm control automatic opening and closing the light-control curtain system used by the integrated chip hardware structure principle. in this paper, the system hardware circuit design were analyzed, respectively, gives the power supply ci

45、rcuit, clock ds1302 circuit, receiving circuit, a motor control circuit, display circuit, and the corresponding circuit design were expounded. learn the software compilation of write infrared decoding procedures, real-time clock chip ds1302 control program, lcd display program train of thought.key w

46、ords: light-control, curtain, mcu, stepping motor謝 辭四年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而對于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次的征程。四年的求學(xué)生涯在師長、同學(xué)、親友的大力支持下，走的辛苦卻也收獲滿囊。感謝四年以來我所有的授課老師，我每一次的進(jìn)步，每一點的進(jìn)步，每一點的收獲都要得益于老師的知識積累和辛勤授課。本論文是在金秀慧老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，在論文完成之際，我首先要對我的指導(dǎo)老師金秀慧老師和幫助過我的所有同學(xué)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(shè)計的過程中，他們給了我很多啟發(fā)，并對論文的設(shè)計

47、方案提出了許多至關(guān)重要的建議。在論文的完成過程中，我還要特別感謝金老師給予了我無私的幫助，正是在她的鼓勵和幫助之下，才使得我的論文能順利的完成。金老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度使我深受感動，沒有她的幫助和關(guān)懷，我也不可能完成我的論文。同時，我還得到了其他許多讓我分享他們寶貴經(jīng)驗和知識的老師以及同學(xué)的熱心幫助，向他們表示由衷的感謝。最后，我要向百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱、評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。g an employment tribunal claiemployment tribunals sort out disagreements between employers

48、 and employees.you may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.for more information about dismissal and unfair dismissal, seedism

49、issal.you can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst the disciplinary action your employer has taken against you. however, if you win your case, the tribunal may reduce any compensation awarded to you as a result of your failure to appeal.remember that in most case

50、s you must make an application to an employment tribunal within three months of the date when the event you are complaining about happened. if your application is received after this time limit, the tribunal will not usually accept i.if you are worried about how the time limits apply to you, take ad

51、vice from one of the organisations listed underfurther help.employment tribunals are less formal than some other courts, but it is still a legal process and you will need to give evidence under an oath or affirmation.most people find making a claim to an employment tribunal challenging. if you are t

52、hinking about making a claim to an employment tribunal, you should get help straight away from one of the organisations listed underfurther help.if you are being represented by a solicitor at the tribunal, they may ask you to sign an agreement where you pay their fee out of your compensation if you

53、win the case. this is known as adamages-based agreement. in england and wales, your solicitor cant charge you more than 35% of your compensation if you win the case.if you are thinking about signing up for a damages-based agreement, you should make sure youre clear about the terms of the agreement.

54、it might be best to get advice from an experienced adviser, for example, at a citizens advice bureau. to find your nearest cab, including those that give advice by e-mail, click onnearest cab.for more information about making a claim to an employment tribunal, seeemployment tribunals.the (lack of) a

55、ir up there watch mcayman islands-based webb, the head of fifas anti-racism taskforce, is in london for the football associations 150th anniversary celebrations and will attend citys premier league match at chelsea on sunday.i am going to be at the match tomorrow and i have asked to meet yaya toure, he told bbc sport.for me its about how he felt and i would like to speak to him first to find out what his e