畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-智能加遙控電動(dòng)窗簾設(shè)計(jì)

圖書分類號(hào)：密級(jí)：畢業(yè)設(shè)計(jì)全套圖紙加V信153893706或扣3346389411智能加遙控電動(dòng)窗簾設(shè)計(jì)DESIGNOFINTELLIGENTANDREMOTECONTROLELECTRICCURTAIN學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師年5月26日畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGEII學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日日期：年月日摘要本設(shè)計(jì)說明了智能窗簾控制裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制作過程，為了實(shí)現(xiàn)針對(duì)住宅主人出差，家里無人居住的情況。利用電子技術(shù)、傳感技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)一種智能加遙控的電動(dòng)窗簾，根據(jù)用戶的需求，自主切換為智能控制或電話遠(yuǎn)程遙控控制，實(shí)現(xiàn)無人時(shí)窗簾也能每天開關(guān)，以達(dá)到欺騙盜賊不敢來光顧住所的目的。智能窗簾控制裝置系統(tǒng)的構(gòu)成概括主要如下：由光照傳感電路、系統(tǒng)主控模塊電路、電源轉(zhuǎn)換電路、電機(jī)控制電路、紅外線控制電路以及雙音頻控制模塊電路等組成。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)討論了窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程、硬件選用和軟件調(diào)試等問題，最終通過本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)利用光照強(qiáng)度、紅外線控制以及電話控制窗簾自動(dòng)開閉。關(guān)鍵詞單片機(jī)；智能窗簾；紅外線控制；雙音頻模塊AbstractThisdesignshowstheintelligentcurtaincontrolsystemdesignandtheproductionprocess,inordertosolvingproblemthatthemasteronabusinesstripandnooneliveathome.Useofelectronictechnology,sensortechnologyandcomputertechnology,designakindofintelligentremotecontrolelectriccurtain,accordingtotheneedsofusers,independentswitchforintelligentcontrolortelephoneremotecontrol.withoutthepersoncurtaincanalsoswitcheveryday,toachievethepurposeofcheatingthiefdarenottocomehome.Intelligentcurtaincontrolsystemmainlyincludeasfollows:bythelightsensorcircuit,systemcontrolmodulecircuit,powerconversioncircuit,motorcontrolcircuit,infraredcontrolcircuitanddualaudiocontrolmodulecircuitandsoon.Curtainautomaticcontrolsystemismainlydiscussedinthedesignofthedesignprocess,selectionofhardwareandsoftwaredebugging,questions,finallybythissystemcanberealizedusinglightintensity,infraredcontrolandtelephonecontrolthecurtainsopenandcloseautomatically.KeywordssinglechipIntelligentcurtaininfra-redDualaudiomodule畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE41目錄摘要 IAbstract II1緒論 11.1智能窗簾概述 11.1.1智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景 11.1.2智能窗簾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 11.1.3智能窗簾的發(fā)展 11.2系統(tǒng)功能思路以及所需解決的問題 21.2.1研究方法技術(shù)路線 21.2.2研究解決主要內(nèi)容 22機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 42.1機(jī)械結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì) 42.1.1窗簾框架構(gòu)造設(shè)計(jì) 42.1.2執(zhí)行結(jié)構(gòu) 42.1.3電機(jī)位置的設(shè)計(jì) 52.1.4窗簾軌道設(shè)計(jì) 52.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 62.3本章小結(jié) 83硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 93.1總體設(shè)計(jì) 93.2控制器選型設(shè)計(jì) 93.3傳感器選型及安裝 113.4AD轉(zhuǎn)換電路 123.5電源模塊 153.6電機(jī)選擇 153.7晶振復(fù)位電路 183.7.1復(fù)位電路 183.7.2晶振電路 183.8霍爾元件 193.9紅外線模塊 213.10雙音頻模塊 263.10.1振鈴檢測(cè)電路 263.10.2模擬摘掛機(jī)電路 273.10.3語言提示電路 283.10.4雙音頻解碼電路 293.11本章小結(jié) 314智能窗簾軟件設(shè)計(jì)及程序編寫 324.1光敏傳感器程序設(shè)計(jì) 324.2霍爾元件程序設(shè)定 334.3雙音頻控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制程序設(shè)計(jì) 334.4紅外遙控程序設(shè)計(jì) 354.5主控制芯片的程序設(shè)計(jì) 364.6本章小結(jié) 37結(jié)論 38致謝 39參考文獻(xiàn) 401緒論1.1智能窗簾概述1.1.1智能窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景現(xiàn)如今，計(jì)算機(jī)正在飛速的發(fā)展，每天都能產(chǎn)生許多的科研和生產(chǎn)新品，微型計(jì)算機(jī)作為現(xiàn)今最高端的科技產(chǎn)物已經(jīng)完全融入我們的生活。而在微型計(jì)算機(jī)中單片機(jī)的使用最為常見，它體積小巧、價(jià)格低、結(jié)構(gòu)完整、通用性強(qiáng)、功能全面穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，使得它的使用越來越平常。由此帶動(dòng)了它性能的不斷提高，適用范圍越來越廣泛，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域占有的地位也越來越重[1]。近些年，由于經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的大力發(fā)展，高層住房和寫字樓比比皆是，人們的生活質(zhì)量普遍提升。因此居民消費(fèi)水平的提高相對(duì)應(yīng)的拉動(dòng)人們對(duì)電器的需求，這些電器能為人們減輕生活的負(fù)擔(dān)，豐富人們的日常生活，最終提高人們的生活質(zhì)量水平，為人們提供高質(zhì)量的生活需求。需求拉動(dòng)生產(chǎn)，因此在消費(fèi)需求的帶動(dòng)下也帶來了生產(chǎn)的變革和創(chuàng)新。現(xiàn)如今各個(gè)產(chǎn)業(yè)各個(gè)行業(yè)都在不停發(fā)展，產(chǎn)品也在不停的更新?lián)Q代。所以我認(rèn)為窗簾作為家居裝修中的一部分，也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代，目前，常用的窗簾都是橫向手動(dòng)拉動(dòng)或者縱向通過繩索上下拉動(dòng)的，只有一部分高收入的家庭采用是使用紅外線短距離遙控的電機(jī)式滑軌窗簾。但價(jià)格比較昂貴，不能普及。隨著生活節(jié)奏的加快出差的平?；约吧习嗟脑绯鐾須w，家里無人居住情況日益增多，這給犯罪分子提供了有理的作案條件。因此需要利用電子技術(shù)、傳感技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，設(shè)計(jì)一種智能加遙控的電動(dòng)窗簾，根據(jù)用戶的需求，自主切換為智能控制或電話遠(yuǎn)程遙控功能，實(shí)現(xiàn)無人時(shí)窗簾也能每天開關(guān)，以欺騙盜賊不敢來關(guān)顧住所。所以設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)功能全、造價(jià)省，能夠進(jìn)入大眾生活并且?guī)椭脩魜肀Ｗo(hù)自己的家園。通過選擇設(shè)計(jì)使用單片機(jī)綜合控制、霍爾元件輔助控制、雙音頻模塊遙控控制、紅外遙控器控制以及光敏傳感器自我控制的多功能窗簾，符合了當(dāng)今的發(fā)展趨勢(shì)。該窗簾采用STC89C52單片機(jī)作為總的控制芯片，控制一個(gè)H橋直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以到達(dá)控制窗簾的拉開和關(guān)閉[2][3][5]。1.1.2智能窗簾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)智能窗簾系統(tǒng)是由窗簾本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)、直流電機(jī)、直流電機(jī)與窗簾之間的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)以及控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的單片機(jī)系統(tǒng)所組成的。在運(yùn)行過程中，當(dāng)滿足單片機(jī)運(yùn)行的高低電平流入單片機(jī)后，單片機(jī)所攜帶的代碼自動(dòng)判斷導(dǎo)出所需信號(hào)，促使直流電機(jī)通電實(shí)現(xiàn)正傳或反轉(zhuǎn)，通過與之相連的傳動(dòng)系統(tǒng)，帶動(dòng)窗簾的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)窗簾自動(dòng)運(yùn)行的自動(dòng)化[4]。1.1.3智能窗簾的發(fā)展智能窗簾雖然還是一個(gè)新興發(fā)展產(chǎn)業(yè)，但智能是為了生活更加方便安全，一開始用來遮光和保護(hù)隱私的窗簾也因?yàn)殡姍C(jī)的引用，更方便省力的使用。隨著智能家居這一概念的廣泛宣傳，智能家居的理念開始被人們所接受，人們也開始向一些智能化的家庭電器投向目光，而電動(dòng)窗簾甚至是智能窗簾也開始被人們所接受和使用。只是現(xiàn)如今，很多消費(fèi)者還是不能接受同樣的窗簾材質(zhì)，加個(gè)電機(jī)就要貴1萬多元的現(xiàn)實(shí)。但智能化家居仍就是未來的主要發(fā)展趨勢(shì)[6]。隨著智能窗簾的日益發(fā)展，窗簾的功能已經(jīng)越來越完善，現(xiàn)如今已經(jīng)發(fā)明出來的有光能窗簾、隔音窗簾、節(jié)能窗簾、隱身窗簾等。窗簾將在節(jié)能、發(fā)電等方面有了很大發(fā)展，或許在不久的將來，窗簾可以當(dāng)做發(fā)電機(jī)來使用，作為能量收集的工具，能將光能轉(zhuǎn)化為電能。光能窗簾，是把太陽能發(fā)電和窗簾相結(jié)合的創(chuàng)新之舉，他是由日本研制而成的，其原理是把一個(gè)類似于太陽能發(fā)電管工作原理的感光器放在窗簾外側(cè)，當(dāng)太陽光照射時(shí)通過自產(chǎn)的電能給窗簾的電機(jī)，通過自己產(chǎn)生的電能控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟和閉合。隔音窗簾是美國(guó)為都市生活特地研究的一種窗簾，它把隔音板的原理融入了窗簾之中，在窗簾中加入了多組吸音和隔音模塊，使得聲音穿過的同時(shí)得到了有效的吸收和減弱以達(dá)到膈音的效果。這對(duì)于生活在鬧市中的人們是一種非常實(shí)用的功能，它能使得人們?cè)隰[市中保持家里的一絲寧靜。英國(guó)也研究出一種節(jié)能窗簾，它通過在窗簾的外側(cè)貼一層保護(hù)層，保護(hù)層是由特殊材料制作而成的，能使得室內(nèi)外的熱能發(fā)散減少一大半，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼的目的。1.2系統(tǒng)功能思路以及所需解決的問題1.2.1研究方法技術(shù)路線 1、選擇合適的窗簾機(jī)械結(jié)構(gòu)，挑選適用的電動(dòng)機(jī)，組成合適的、實(shí)用的、經(jīng)濟(jì)的大體機(jī)械框架。2、根據(jù)研究要去選擇各種所需的電器元件，單片機(jī)等所需材料。3、通過已經(jīng)選擇的合適的電路控制結(jié)構(gòu)，各種電器元件，遙控開關(guān)結(jié)構(gòu)，再和對(duì)應(yīng)的單片機(jī)組合形成本次設(shè)計(jì)的主要操作電路。1.2.2研究解決主要內(nèi)容1、電動(dòng)窗簾能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)、電話遠(yuǎn)程遙控和手動(dòng)按鈕控制其開關(guān)工作；2、當(dāng)設(shè)定為自動(dòng)智能模式時(shí)，可根據(jù)時(shí)間和環(huán)境光自行控制開關(guān)窗簾；3、當(dāng)設(shè)定為電話遠(yuǎn)程遙控模式時(shí)，可通過撥打與其相連的電話傳輸控制信號(hào)來控制開關(guān)窗簾。4、當(dāng)設(shè)定為手動(dòng)按鈕控制模式時(shí)，可通過手動(dòng)按鈕來控制開關(guān)窗簾；1.2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路本系統(tǒng)是通過控制H橋直流電機(jī)的電流接入方向，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳或反轉(zhuǎn)，即窗簾的拉開或合并。它可以使用手動(dòng)或自動(dòng)來控制窗簾的開度。此次設(shè)計(jì)是利用高效的光敏元件，依照不同的環(huán)境亮度來實(shí)現(xiàn)窗簾的各種開度，以及紅外線模塊手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)窗簾的各種開度和雙音頻模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電話控制窗簾的開度。其核心是通過單片機(jī)匯總接收這些高低電平來實(shí)現(xiàn)控制直流電機(jī)的運(yùn)作。1.3本章小結(jié)本章主要介紹了智能窗簾的設(shè)計(jì)背景、發(fā)展前景、結(jié)構(gòu)，分析總結(jié)了此次課題研究的主要內(nèi)容、攻克方向以及存在的主要問題，并論述了本課題的研究目的、意義、方向和設(shè)計(jì)思路。本課題所設(shè)計(jì)的智能窗簾，是根據(jù)現(xiàn)有的市場(chǎng)電動(dòng)窗簾，在其基礎(chǔ)上添加智能化的模塊，傳動(dòng)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)功能的全面化，使用的自動(dòng)化，生活的便捷化。2機(jī)械系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)的智能遙控窗簾包括機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括窗簾支架、窗簾框架構(gòu)造、材料選擇等。電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是硬件、軟件方面的設(shè)計(jì)。2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)2.1.1窗簾框架構(gòu)造設(shè)計(jì)窗簾框架構(gòu)造設(shè)計(jì)包括窗簾微動(dòng)開關(guān)連接電路設(shè)計(jì)和窗簾架的制作與設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中的微動(dòng)開關(guān)通過霍爾元件、電磁鐵片與單片機(jī)的引腳相連，微動(dòng)開關(guān)中的霍爾元件安裝在窗簾滑桿上，電磁鐵片安裝在如圖的支架上固定。當(dāng)窗簾移動(dòng)到預(yù)定位置時(shí)，觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，使單片機(jī)接受到低電平信號(hào)，此時(shí)單片機(jī)給電機(jī)停轉(zhuǎn)指令電機(jī)停轉(zhuǎn)，窗簾停到指定位置。見圖2-1：圖2-1窗簾框架構(gòu)造2.1.2執(zhí)行結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)窗簾的開合方式選擇了左右開合方式，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分為以下幾部分：1．軌道主體構(gòu)架：采用常見的嵌入式長(zhǎng)條導(dǎo)軌，可選擇直接購買，樣式如圖3-2。圖2-2窗簾的主體構(gòu)架2．材料選擇：由于外加了電機(jī)的重量為了安全支撐，外部材料選擇耐用牢固的金屬材料，最好使用高硬度低重量的合金。3．導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌長(zhǎng)200cm,寬5cm。用釘子將每個(gè)節(jié)點(diǎn)牢牢的固定在墻體上，由于它支撐了整個(gè)窗簾加單機(jī)的所有重量，為了安全起見可加固兩根鐵絲從兩邊綁住導(dǎo)軌或電機(jī)，進(jìn)行二次固定，以防危險(xiǎn)發(fā)生。2.1.3電機(jī)位置的設(shè)計(jì)將電機(jī)安放于導(dǎo)軌的兩端，使用箱體固定如圖2-3所示，安放位置需滿足傳動(dòng)需要，即電機(jī)的位置要緊靠導(dǎo)軌。圖2-3電機(jī)位置圖2.1.4窗簾軌道設(shè)計(jì)1）導(dǎo)軌設(shè)計(jì)：如圖3-3所示，窗簾軌道采用雙軌道形式，即兩邊履帶互不影響不重疊，滿足圖2-1的工作原理。使其能正常的雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)開閉的進(jìn)行。2）導(dǎo)軌材料的選擇為使窗簾能自如滑動(dòng)，需減吊輪與軌道之間的摩擦力，固選用表面光滑的剛性塑料管，長(zhǎng)度為200cm。下面為電機(jī)導(dǎo)軌三視圖（窗簾為關(guān)閉狀態(tài)）圖2-4主視圖圖2-5俯視圖2.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖2-6機(jī)械整體示意圖圖2-6為窗簾機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。窗簾機(jī)使用電機(jī)履帶傳動(dòng)為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，運(yùn)用履帶帶動(dòng)吊輪、滑車運(yùn)動(dòng)完成傳動(dòng)目的，減少了整體的摩擦阻力，使電機(jī)功率降低，軌道磨損減少，使窗簾的可靠性和使用壽命得到很大提高。（1）電機(jī)履帶傳動(dòng)構(gòu)成：電機(jī)的傳動(dòng)軸頂端是多槽結(jié)構(gòu)，一般是8槽。履帶是圓周型的，由前后2個(gè)滾筒繃緊卡在導(dǎo)軌上。前滾筒某側(cè)也是多槽結(jié)構(gòu)的軸承。電機(jī)的多槽軸承和滾筒的多槽軸承靠1條多楔帶（也就是多槽皮帶）傳動(dòng)。電機(jī)啟動(dòng)后，扭力帶動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)，馬達(dá)軸承帶動(dòng)多楔帶，多楔帶帶動(dòng)前滾筒，繃緊的履帶由前滾筒帶動(dòng)。后滾筒做相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)中采用電機(jī)傳動(dòng)履帶，履帶帶動(dòng)吊輪滑車在導(dǎo)軌上滑行產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全系數(shù)高，能耗低，能有效的實(shí)現(xiàn)機(jī)械的傳動(dòng)，穩(wěn)定持久的實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并能使固定窗簾的吊輪滑塊牢固的固定在滑軌內(nèi)，防止所固定的窗簾掉落，使窗簾的使用更加的安全可靠。（3）傳動(dòng)結(jié)構(gòu)部件：如圖2-6所示，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)部件包括傳動(dòng)輸出：電機(jī)傳動(dòng)支撐：導(dǎo)軌、安裝項(xiàng)碼傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：吊輪、傳動(dòng)履帶、滑車傳動(dòng)鏈接機(jī)構(gòu)：主傳動(dòng)箱、副傳動(dòng)箱（4）各結(jié)構(gòu)部件的作用電機(jī)：提供所需傳動(dòng)總動(dòng)力導(dǎo)軌：保護(hù)和容納整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝項(xiàng)碼：保護(hù)整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，防止滑車吊輪的飛出吊輪：固定在履帶上，是傳動(dòng)系統(tǒng)最終所需傳動(dòng)的目標(biāo)傳動(dòng)履帶：傳動(dòng)系統(tǒng)的主要傳動(dòng)對(duì)象滑車：連接窗簾，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)傳動(dòng)的目標(biāo)主傳動(dòng)箱：實(shí)現(xiàn)電機(jī)的固定保護(hù)和電機(jī)與履帶之間的傳動(dòng)連接副傳動(dòng)箱：輔助實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的實(shí)行（5）運(yùn)動(dòng)流程如圖2-6所示將吊輪固定在履帶的一點(diǎn)，滑車固定在導(dǎo)軌中，再接上窗簾，將左右窗簾的頂點(diǎn)牢牢固定在導(dǎo)軌兩個(gè)端點(diǎn)，防止滑動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主傳動(dòng)箱實(shí)現(xiàn)電機(jī)和履帶的對(duì)接，電機(jī)帶動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)，履帶的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)了固定在履帶上吊輪的移動(dòng)，吊輪分別在兩側(cè)履帶向相反的方向移動(dòng)。吊輪的運(yùn)動(dòng)會(huì)使得窗簾之間產(chǎn)生拉力，拉力帶動(dòng)了滑車在導(dǎo)軌上的滑動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定位置時(shí)霍爾元件遇到鐵片，使電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，這樣以中間為界，就成功的實(shí)現(xiàn)了窗簾的開啟和閉合。2.3本章小結(jié)本章節(jié)主要介紹了智能窗簾的機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。機(jī)械結(jié)構(gòu)是通過使用通用的市場(chǎng)窗簾結(jié)構(gòu)，但加入了霍爾元件做了微小的符合系統(tǒng)需要的設(shè)計(jì)，并加入了電機(jī)的放置。使其更加自動(dòng)化。而在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，使用了便捷的履帶式傳動(dòng)和軌道滑車傳動(dòng)，在減少電機(jī)工作量的同時(shí)，增加了整個(gè)窗簾的使用壽命。3硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1總體設(shè)計(jì)電動(dòng)窗簾控制器的總體結(jié)構(gòu)框圖如圖3-1所示圖3-1電動(dòng)窗簾控制器結(jié)構(gòu)如圖1）由光電傳感器來探測(cè)外界的光照強(qiáng)度，從傳感器出來的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)傳遞輸入到A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器件完成一個(gè)轉(zhuǎn)換過程需要一定時(shí)間，如果在這段時(shí)間內(nèi)信號(hào)的幅度發(fā)生變化，轉(zhuǎn)換結(jié)果將會(huì)受到影響，所以期間要用到采樣保持電路。轉(zhuǎn)換后的信號(hào)由單片機(jī)控制器，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的運(yùn)行與停止。2）由紅外線接收模塊接收紅外線信號(hào)，當(dāng)高電平信號(hào)傳送給單片機(jī)時(shí)，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳，當(dāng)?shù)碗娖叫盘?hào)傳送給單片機(jī)時(shí)，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，來實(shí)現(xiàn)窗簾的拉起和閉合。3）通過電話卡使用電話打入雙音頻模塊，通過按鍵不同的音頻轉(zhuǎn)化為不同的二進(jìn)制碼高低電平，傳遞給單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)通過單片機(jī)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。4）當(dāng)窗簾到達(dá)指定位置時(shí)，霍爾元件與電磁鐵片接觸，產(chǎn)生高電平，傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，使得電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3.2控制器選型設(shè)計(jì)單片機(jī)是我們常用的控制模塊，小巧但功能齊全。而STC89C52這款單片機(jī)型號(hào)是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器的單片機(jī)。它是美國(guó)ATMEL公司的生產(chǎn)的。我們常用的89C2051單片機(jī)是一種只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)芯片，他的引腳管與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51相兼容。和89C2051單片機(jī)相比，STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。ATMEL的STC89C52是89C2051的升級(jí)版或者說是擴(kuò)充版，89C2051是它縮減版。STC89C52單片機(jī)因?yàn)閮r(jià)格的廉潔和功能的全面被許多嵌入式系統(tǒng)所使用。另外STC89C52使用靜態(tài)邏輯操作，能夠使兩種軟件選擇節(jié)電模式。因?yàn)镾TC89C52單片機(jī)包含有其他單片機(jī)的一切功能，且包含有新的內(nèi)容和功能，并具備運(yùn)算速率快、工作功率低、對(duì)外界信號(hào)抵抗強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，指令代碼也與傳統(tǒng)8051單片機(jī)一致可以完全代替8051單片機(jī)運(yùn)作。同時(shí)STC89C52RC有很寬的工作電源電壓，可為3V-6V符合常規(guī)電路5V電源的應(yīng)用還能有效的防止電源電壓浮動(dòng)對(duì)單片機(jī)造成影響。STC89C52RC工作于12Hz時(shí)，動(dòng)態(tài)電流為5.5mA，空閑態(tài)為1mA,低電流所帶來的低功率適用于低電壓低功率的小型電路中。所以從單片機(jī)的內(nèi)容和兼容性看，從制作成本和性價(jià)比考慮，我選擇STC89C52單片機(jī)為控制核心。其圖如下：期中輸入端我選用了P1.0-P1.7，輸出端我選用了P0.0和P0.1，XTAL1和XTAL2為晶振電路連接口，RST為復(fù)位電路接口。圖3-2STC89C52RC引腳圖3.3傳感器選型及安裝光敏二極管是一種光敏傳感器，它是由PN結(jié)所組成的一個(gè)半導(dǎo)體二極管。下圖為光敏二極管的結(jié)構(gòu)圖。如圖所示光敏二極管是由管殼、引腳、管芯、管殼和玻璃透鏡所組成的。管芯如右圖所示其主體是一個(gè)PN結(jié)，而在PN結(jié)上有一層SiO2保護(hù)層保護(hù)，這層保護(hù)層能保護(hù)PN結(jié)的兩端邊緣，提高PN結(jié)的穩(wěn)定、增加使用壽命和減少暗電流的干擾。光敏面如圖所示是在PN結(jié)的N型單晶硅上，光敏二極管通過大面積的PN結(jié)面積和小面積的電極來提高光電轉(zhuǎn)換能力。當(dāng)入射光通過玻璃透鏡攝入管殼內(nèi)的管芯時(shí)。當(dāng)入射光照射在光敏二極管上時(shí)，PN結(jié)附近因?yàn)槿肷涔夤庾拥霓Z擊，使得半導(dǎo)體內(nèi)被原子束縛的電子在吸收了轟擊產(chǎn)生的能量后成功放出形成（電子-空穴），在PN結(jié)內(nèi)釋放的電子會(huì)聚集流動(dòng)形成流動(dòng)電子，在反向電壓下形成反向飽和漏電流，隨著電子的增多反向電流不斷增加，形成光電流，該電流隨著入射光增加而增加的電子增加。當(dāng)光電流增加時(shí)，通過負(fù)載RL的電流也隨之增加，負(fù)載RL兩端的電壓也隨之增加，因此在電阻兩端的電壓就是人射光變化的電壓信號(hào)。圖3-3光敏電阻結(jié)構(gòu)圖光敏二極管是二極管中的一種，具有單向?qū)щ娦?。因此，光敏二極管工作時(shí)是使用反向電壓。他的工作原理如下：當(dāng)有光照射在光敏二極管上時(shí)，PN結(jié)附近因?yàn)槿肷涔夤庾拥霓Z擊，使得半導(dǎo)體內(nèi)被原子束縛的電子在吸收了轟擊產(chǎn)生的能量后成功放出形成（電子-空穴），在PN結(jié)內(nèi)釋放的電子會(huì)聚集流動(dòng)形成流動(dòng)電子，在反向電壓下形成反向飽和漏電流，隨著電子的增多反向電流不斷增加，形成光電流，該電流隨著入射光增加而增加的電子增加。當(dāng)光電流增加時(shí)，通過負(fù)載RL的電流也隨之增加，負(fù)載RL兩端的電壓也隨之增加，因此在電阻兩端的電壓就是人射光變化的電壓信號(hào)。光敏二極管就是如此使得光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的。如同光敏二極管一樣，光敏三極管也是三極管的一種類型，本身具有電流放大的功能，但與光敏二極管不同的是它的放大作用是同時(shí)受基極電路、電流控制，和光照的光輻射控制的。光敏三極管基極通常是不引出的，但一些用于控制和溫度補(bǔ)償?shù)茸饔霉饷羧龢O管的基極有引出。光敏三極管俗名光電三極管，它是一種光電轉(zhuǎn)換元器件，其基本原理如同光敏二極管一樣是光照到P-N結(jié)上時(shí)，吸收光能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋．?dāng)光敏三極管加上反向電壓時(shí)，因?yàn)楣庹帐沟萌龢O管內(nèi)產(chǎn)生電子，電子因?yàn)榉聪螂妷寒a(chǎn)生返現(xiàn)電流，所以光照強(qiáng)度越大，電子越多，產(chǎn)生的反向電流越大，大多數(shù)都工作在這種狀態(tài)。對(duì)比光敏二極管和光敏三極管，其原理都是當(dāng)入射光照射具有光敏特性的PN結(jié)時(shí)，產(chǎn)生大量電子，電子在反向電壓下形成光電流，形成的光電流流過負(fù)載電阻RL，使得負(fù)載電阻RL兩端的電壓改變。但不同點(diǎn)是光敏三極管具有更加完善和高靈敏度的放大電路，能得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果?？梢栽谕瓿扇蝿?wù)的同時(shí)節(jié)約使用放大電路，為設(shè)計(jì)節(jié)約成本和簡(jiǎn)化電路。因此在光敏傳感器上我選擇了光敏三極管3DU5C。其連接和原理圖如下圖3-4：圖3-4光敏電阻接口圖3.4AD轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換是電路常用的一個(gè)模塊，它的主要功能是把一切接收到的不是數(shù)字信號(hào)的模擬信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，使得信號(hào)能被單片機(jī)所接收。其中不是數(shù)字信號(hào)的信號(hào)可以是電路方面電信號(hào)，也可以是速度、加速度、壓力、位移、重力等物理信號(hào)。但在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換前，這些信號(hào)必須用各種傳感器轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后才能輸入到A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)。一般A/D轉(zhuǎn)換分為積分型（如TLC7135）、主次逼近型（如TLC0831）、并行比較型/串并行比較型（如TLC5510）、Σ-Δ調(diào)制型（如AD7705）、電容陣列逐次比較型和壓頻變換型（如AD650）。A/D轉(zhuǎn)換器的工作方式主要有采取三種：包括逐次逼近法、雙積分法以及電壓頻率轉(zhuǎn)換法A/D轉(zhuǎn)換四步驟：采樣、保持、量化、編碼。本次設(shè)計(jì)中所選用的A/D轉(zhuǎn)換器采用的方法是逐次逼近轉(zhuǎn)換技術(shù)。他是由一個(gè)比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、緩沖寄存器及控制邏輯電路所組成的。在A/D轉(zhuǎn)換周期將臨時(shí)使用片上D/A轉(zhuǎn)換器和高增益比較器。圖3-5AD轉(zhuǎn)換電路圖I2C總線是Philips公司推出的串行總線，他是A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中不可缺少的一部分，I2C總線系統(tǒng)與傳統(tǒng)的并行總線系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展、易實(shí)現(xiàn)模塊化標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。在一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換芯片往往是必不可少的。PCF8591是一種具有I2C總線接口的A/D轉(zhuǎn)換芯片，其主要內(nèi)容如下：PCF8591是一種具有I2C總線為接口的可以實(shí)現(xiàn)8位A/D及D/A轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換芯片。有4路A/D轉(zhuǎn)換輸入，1路D/A模擬輸出。這就是說，它既可以作A/D轉(zhuǎn)換也可以作D/A轉(zhuǎn)換。并且A/D轉(zhuǎn)換類型為逐次比較型。引腳圖如圖3-6所示。結(jié)構(gòu)圖如圖3-7所示。電源電壓典型值為5V。AIN0～AIN3：模擬信號(hào)輸入端。A0～A3：引腳地址端。VDD、VSS：電源端。（2.5～6V）SDA、SCL：I2C總線的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。OSC：外部時(shí)鐘輸入端，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端。EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)EXT接地。AGND：模擬信號(hào)地。AOUT：D/A轉(zhuǎn)換輸出端。VREF：基準(zhǔn)電源端。它性能穩(wěn)定，價(jià)格較低，具有較大的應(yīng)用前景，性價(jià)比高，因此選用此轉(zhuǎn)換模塊連接電路系統(tǒng)。圖3-6PCF8591引腳圖3-7PCF85913.5電源模塊三端穩(wěn)壓集成電路是一種常用的穩(wěn)壓電源模塊。在三端穩(wěn)壓電源產(chǎn)品中，常見的電源集成電路有78××系列和79××系列前者是正電壓輸出而后者是負(fù)電壓輸出。三端穩(wěn)壓集成電路又稱三端IC，它如同普通三極管一樣具有三條輸出引腳，三條引腳分別接輸入端、接地端以及輸出端。根據(jù)單片機(jī)所需工作電壓2.7～6V并且穩(wěn)定工作電壓5V，通過查詢資料所得使用LM78XX系列穩(wěn)壓器，為防止電壓意外超出單片機(jī)額定電壓，所以采用LM7805的+5V穩(wěn)壓器電源模塊，為其提供1V的誤差范圍。保護(hù)單片機(jī)能正常運(yùn)行。電路圖如圖所示：圖3-8LM7805電路圖LM7805電路內(nèi)部有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。7805三端穩(wěn)壓IC的內(nèi)部保護(hù)電路具有過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)等功能，這些保護(hù)能使得LM7805穩(wěn)定性大大提升。同時(shí)它的額定工作電流很大，能夠通過1A以上的電流通過。因此此電源電路具有良好的溫度系數(shù)，產(chǎn)品在大多數(shù)5V單片機(jī)電路中得到廣泛的使用。綜上所述LM7805穩(wěn)壓器的能夠?yàn)檎麄€(gè)單片機(jī)模塊提供穩(wěn)定的5V電壓，它的工作穩(wěn)定，安全可靠，是一個(gè)能夠在大部分電路使用并標(biāo)稱輸出的的穩(wěn)壓電源。符合單片機(jī)電源所需要求，因此選用LM7805電源穩(wěn)壓模塊。3.6電機(jī)選擇在電機(jī)選擇上為了實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單快捷實(shí)現(xiàn)，我選用了H橋直流電機(jī)。直流電機(jī)是定義輸出或輸入為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它是一種功能為實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；而當(dāng)它作發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。如圖所示，通過兩套電路來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正傳反轉(zhuǎn)。電路中由4個(gè)三極管連接電路，當(dāng)Q1通電，Q3通電時(shí)，或者相反Q2通電Q4通電時(shí)。電機(jī)完成通路，電流從上端經(jīng)過Q1、Q3或者Q2、Q4經(jīng)過電機(jī)。這樣就實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在單電源的情況下實(shí)現(xiàn)正傳或反轉(zhuǎn)的兩種轉(zhuǎn)換。由于這樣的電路連接加上中間的電機(jī)畫出來像一個(gè)字母H，因此此類型電機(jī)得名H橋直流電機(jī)。圖3-9電路設(shè)計(jì)框圖H橋驅(qū)動(dòng)電路如圖中所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。電路得名于“H橋驅(qū)動(dòng)電路”是因?yàn)樗男螤羁崴谱帜窰。如圖所示電路的導(dǎo)通是由4個(gè)三極管控制的，由于三極管需要導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電流和電壓，為了防止三極管過熱損壞，本設(shè)計(jì)選用的三極管需要大功率和大電流的，Q1和Q3三極管是在接收低電平時(shí)才會(huì)導(dǎo)通，因此我選用8050型號(hào)，而Q2和Q4是在接收高電平時(shí)才會(huì)導(dǎo)通，所以我選擇8550型號(hào)。并且只有當(dāng)高低電平配合接通時(shí)才會(huì)使電機(jī)正確通電，電流才可能從左至右或從右至左流過電機(jī)，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向。如下圖所示：圖3-10電機(jī)簡(jiǎn)圖要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。例如，如下圖所示，當(dāng)Q1收到低電平，同時(shí)Q4收到高電平時(shí)，Q1和Q4同時(shí)導(dǎo)通電流經(jīng)過Q1流向Q4，此時(shí)電流從左至右通過電機(jī)，電機(jī)如圖所示轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)呈現(xiàn)正傳。圖3-11正轉(zhuǎn)圖下圖所示為另一對(duì)三極管Q2和Q3導(dǎo)通的情況，當(dāng)Q2收到高電平而Q3同時(shí)收到低電平時(shí)，Q2和Q3同時(shí)導(dǎo)通，電流從Q3流向Q2，在電機(jī)中電流從右上流入左下，從使電機(jī)如圖轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)電機(jī)呈現(xiàn)反轉(zhuǎn)。圖3-12反轉(zhuǎn)圖3.7晶振復(fù)位電路3.7.1復(fù)位電路復(fù)位電路是一種使電路恢復(fù)到初始狀態(tài)的電路設(shè)備，其主要作用是當(dāng)程序錯(cuò)誤（如程序無限死循環(huán)）或者操作錯(cuò)誤使得單片機(jī)處于鎖死狀態(tài)無法工作時(shí)，可以點(diǎn)擊復(fù)位按鍵的按鈕使得單片機(jī)擺脫現(xiàn)有的鎖死狀態(tài)重新進(jìn)入工作狀態(tài)。目前常用的復(fù)位電路是RC復(fù)位電路。復(fù)位電路的主要工作方式和電路如圖3-12所示，本設(shè)計(jì)所用的RC復(fù)位電路是手動(dòng)按鍵復(fù)位電路，當(dāng)認(rèn)為按下按鍵S1時(shí)，S1所在電路導(dǎo)通，VCC的+5V電壓會(huì)輸出到RST端，RST輸出高電平，CPU接收到信號(hào)后響應(yīng)，發(fā)出信號(hào)，單片機(jī)重新啟動(dòng)系統(tǒng)復(fù)位，重新開始新一輪的程序操作。圖3-13復(fù)位電路圖RC復(fù)位電路在上電前電容里的電荷放光。其原理在通電瞬間電容相當(dāng)于短路，此時(shí)就相當(dāng)于電源通過電阻再給電容充電。對(duì)于本系統(tǒng)，限于成本考慮以及設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性。而且不需要實(shí)現(xiàn)太多功能，所以不采用更加復(fù)雜多功能的MAX706電路（它在通電時(shí)當(dāng)超過1.0V時(shí)，就可以是輸出電壓為0.4V的低電平。期間會(huì)不斷變大RESET會(huì)一直保持一個(gè)低電平，但是當(dāng)達(dá)到復(fù)位門限（4.65V）以上后，其復(fù)位脈沖寬度為200ms也就是內(nèi)部定時(shí)器在200ms后使RESET變回高電平，完成復(fù)位。）因此本系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的RC復(fù)位電路即可。3.7.2晶振電路電路中的晶振是指由石英晶體制作而成的震蕩器。由于石英晶體具有頻率穩(wěn)定性高，抗外界干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因此由石英晶體制造的震蕩器的主要作用是產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率，并通過此功能來控制電路內(nèi)部所有頻率，使之能夠準(zhǔn)確的運(yùn)行。同時(shí)，它還可以產(chǎn)生振蕩電流，向單片機(jī)發(fā)出信號(hào)，通過信號(hào)的轉(zhuǎn)變次數(shù)來計(jì)數(shù)。如圖3-14晶振電路圖所示：電路中使用30PF大小的電容器作為C1和C2兩個(gè)電容器，這兩個(gè)電容在電路的主要作用是決定震蕩電路的震蕩頻率、震蕩器工作的穩(wěn)定性以及起振的快速性。晶振電路的工作頻率為1.2~12MHz。當(dāng)工作所用的頻率越高時(shí)，系統(tǒng)計(jì)數(shù)的頻率越快，從而使得單片機(jī)的運(yùn)行速度越快。但反過來，運(yùn)行速度對(duì)于存儲(chǔ)器的速度要求就越高，對(duì)印刷電路板的工藝要求也就越高，即要求線間的寄生電容要小。電路中的晶體和電容C1C2應(yīng)該近可能的靠近，組成一個(gè)微小的晶振電路，這樣能減少電路中的寄生電容，使得晶振電路能夠更穩(wěn)定、可靠地工作。C52單片機(jī)常選擇振蕩頻率12MHz的石英晶體。圖3-14單片機(jī)晶振電路圖3.8霍爾元件霍爾元件是霍爾傳感器的主要元器件，而霍爾傳感器是一種特殊的傳感器。霍爾傳感器是以霍爾效應(yīng)為原理依據(jù)所制作應(yīng)用的一種磁場(chǎng)傳感器，如今已廣泛使用，并發(fā)展成一種多品種多樣式的傳感器產(chǎn)品，為我們的生活帶來了極大的便利和對(duì)科學(xué)的發(fā)展起到不可泯滅的作用?；魻栐哂性S多優(yōu)點(diǎn)，比如說它們的結(jié)構(gòu)牢固，體積小巧，重量小，使用壽命長(zhǎng)，安裝方便簡(jiǎn)介，能耗小，可達(dá)最高頻率高（可達(dá)1MHZ），耐震抗摔，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧和其他金屬的污染或腐蝕?；魻杺鞲衅鞣譃榫€性霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器。其中霍爾線性器件具有精度高、線性度好等優(yōu)點(diǎn)；而霍爾開關(guān)器件具有工作范圍廣、輸出波形清晰、能耗低和位置重復(fù)精度高（可達(dá)μm級(jí)）等特點(diǎn)。而在本設(shè)計(jì)中，霍爾元件的用處在于控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，工作原理是，當(dāng)霍爾元件碰觸到指定位置的電磁鐵片時(shí)，向單片機(jī)發(fā)出低電平信號(hào)，單片機(jī)收到信號(hào)后向電機(jī)發(fā)出停止指令，促使電機(jī)停止運(yùn)行。根據(jù)上述設(shè)計(jì)內(nèi)容要求，通過查詢各個(gè)霍爾元器件的大概數(shù)據(jù)，最終選擇霍爾接近開關(guān)傳感器HAL131霍爾傳感器為本次設(shè)計(jì)的所需傳感器。以下是HAL131霍爾傳感器的接線圖、內(nèi)部電路圖和結(jié)構(gòu)件圖。圖3-14外部接線圖圖3-15內(nèi)部電路圖圖3-16結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖HAL131系列高靈敏度單極性霍爾效應(yīng)集成傳感器是一種由多個(gè)元器件組合而成的集成電路傳感器。它的元器件包括內(nèi)部電壓穩(wěn)壓器、差分放大器、霍爾電壓發(fā)生器、施密特觸發(fā)器、溫度補(bǔ)償單元和集電極開路輸出級(jí)，它是一個(gè)由磁敏傳感電路組成的集成電路。當(dāng)輸入一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度過后，它的輸出端會(huì)輸出一個(gè)相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。它的電源應(yīng)用比較廣泛，3.9V-30V的輸出電壓都可。由于單片機(jī)的電源電壓為5V，因此HAL131在本設(shè)計(jì)中所接電源也為5V并不是圖上簡(jiǎn)圖的12V。HAL131具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、電源電壓使用廣，輸出電流穩(wěn)定2、體積小巧、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單安裝拆卸方便。3、開關(guān)速度快，開啟瞬間無抖動(dòng)4、能夠和邏輯電路的接口直接連接3.9紅外線模塊遠(yuǎn)程遙控又被稱為遙控技術(shù)，是指實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控控制，在現(xiàn)代科學(xué)中被廣泛的應(yīng)用。紅外遙控分為接收和發(fā)射模塊，是一種短距離的無線遙控技術(shù)，它具有傳輸可靠、能耗低、使用范圍廣、成本低廉和抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。紅外線遙控的原理是通過發(fā)射電路發(fā)射經(jīng)過特殊調(diào)制的紅外光波，并通過紅外接收器的紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成的紅外接收電路接收，同時(shí)接收電路將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)經(jīng)過放大電路放大后發(fā)送給單片機(jī)接收。紅外遙控系統(tǒng)主要的組成部分包括有紅外遙控發(fā)射器、一體化接收紅外頭、單片機(jī)以以及接口的組成電路。發(fā)射部分主要由指令鍵(或操作桿)、指令編碼系統(tǒng)、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射電路等幾部分組成。接收端是由接收電路、放大電路、調(diào)制電路、指令譯碼電路、驅(qū)動(dòng)電路、執(zhí)行電路等部件組合而成的。經(jīng)過查閱資料，由于傳統(tǒng)的紅外線模塊具有以下缺點(diǎn)：體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝時(shí)間過多，型號(hào)老舊檢修復(fù)雜，成本高。因此本文選擇了最新的紅外接收發(fā)射器和紅外接收器。通過各種型號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn)篩選，本系統(tǒng)最終采用的紅外接收器信號(hào)為SC9148發(fā)射模塊。SC9148是為紅外遙控系統(tǒng)的發(fā)射部分設(shè)計(jì)的一塊專用電路芯片，由CMOS工藝制造。該電路擁有18個(gè)功能，一共能發(fā)射75條碼，其中63條碼通過多重按鍵為連續(xù)發(fā)射碼[33]。本系統(tǒng)所采用的SC9148芯片紅外發(fā)射電路僅僅需要發(fā)射開、關(guān)、停三個(gè)信號(hào)，因此僅需要S1（開）、S2（關(guān)）、S3（停）三個(gè)單發(fā)碼按鍵。當(dāng)檢測(cè)到S1或者S2的指令時(shí)，單片機(jī)控制窗簾全部打開或者全部關(guān)閉，如果要控制窗簾到某一位置時(shí)，按下S3指令的停止鍵即可[27][29][33]。 圖3-17紅外遙控發(fā)射電路設(shè)計(jì)圖3-18SC9148A內(nèi)部結(jié)構(gòu)紅外遙控模塊作為一個(gè)整體模塊，在包含紅外遙控器發(fā)射器的同時(shí)，就一定要有與之相配的紅外遙控接收裝置來接收發(fā)射器所發(fā)射的信號(hào)。由于本系統(tǒng)在紅外線發(fā)射器上選擇了SC9148A芯片，通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)SC9149A是一款專門和SC9148芯片配套使用的紅外接收模塊。SC9148A和SC9149A配合組成了一個(gè)完整的紅外發(fā)射接收系統(tǒng)。SC9149A芯片的主要特點(diǎn)如下：（1）可同時(shí)使用多個(gè)按鍵進(jìn)行不同的操作控制；（2）可輸出保持脈沖（HP）單脈沖（SP）、和循環(huán)脈沖（CP）等信號(hào)；（3）以防止接收到其它電器設(shè)備的干擾，震蕩電路只有一個(gè)外接引腳，能實(shí)現(xiàn)專一的接收碼校驗(yàn)功能。圖3-19為SC9149A接收器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3-19SC9149A內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-20震蕩器設(shè)計(jì)電路所示，它是一個(gè)震蕩器的電路結(jié)構(gòu)，它的作用是決定紅外接收器接收信號(hào)的速度和內(nèi)部的時(shí)鐘計(jì)時(shí)速度。在使用SC9149A芯片時(shí)，把它和震蕩器連接起來，能使得紅外遙控接收信號(hào)的速度極大的提升。圖3-20SC9149A振蕩器設(shè)計(jì)電路如圖3-21紅外遙控接收電路圖所示，當(dāng)紅外受光元件接收到紅外發(fā)射器所發(fā)出的特殊信號(hào)后，信號(hào)通過放大器放大后再輸入檢測(cè)器把所有干擾信號(hào)濾波，然后把檢測(cè)器濾波過后的信號(hào)再次送到電路的輸入端（圖中芯片的2號(hào)口）。輸入信號(hào)再次通過整形電路的整形后將會(huì)被校驗(yàn)。校驗(yàn)是通過在線檢測(cè)從發(fā)射器傳送來的兩個(gè)周期信號(hào)是否一致來確定是否是正常的信號(hào)。檢驗(yàn)過程如下：首先，清除一個(gè)12位的寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)，把第一個(gè)字的數(shù)據(jù)放入其中，然后，往此寄存器內(nèi)逐個(gè)放入第二個(gè)字的數(shù)據(jù)。按照一位推一位對(duì)位進(jìn)出的原理，將移位寄存器內(nèi)的原數(shù)據(jù)逐個(gè)彈出，把逐個(gè)彈出的數(shù)據(jù)和導(dǎo)致其彈出的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，對(duì)比新導(dǎo)入的數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)彈出的數(shù)據(jù)是否完全一致。如果兩數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)構(gòu)不一致，則系統(tǒng)發(fā)生復(fù)位重新開始之前的工作，相反地，如果12位數(shù)據(jù)比較的結(jié)構(gòu)為完全一致，那么輸出端由低電平升為高電平。用戶碼是紅外線遙控特有的一種參數(shù)，它的作用是為了防止一種接收器被多種發(fā)射光干擾。如圖3-22所示：C1、C2和C3（C1、C2、C3）分別是SC9148A（SC9149A）的用戶碼，他們作用是確保SC9149A接收器只會(huì)接收到SC9148A發(fā)射器所發(fā)射的紅外線，是紅外接收芯片辨別所接受到的信號(hào)是否是自己所需要接收的信號(hào)，以防在外來紅外線的干擾下發(fā)生混亂。因此只有正確的用戶碼才能使得內(nèi)部鎖存電路產(chǎn)生新的驅(qū)動(dòng)脈沖，通過此脈沖能鎖存接收到的數(shù)據(jù)并且將輸出端由低電平轉(zhuǎn)變成高電平。根據(jù)接收電路的不同，用戶碼位的使用也就不同，本系統(tǒng)的用戶碼為C2=1、C3=0。在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，如圖3-21所示,電路連接為：把SC9149A的3~4管腳分別接到主控芯片STC89C52RC的P1.6~P1.7口。當(dāng)按下紅外發(fā)射器的按鍵時(shí)，紅外接收芯片相對(duì)應(yīng)的光敏三極管接收到相應(yīng)的發(fā)射信號(hào)，把接收到的信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的程序?qū)邮招盘?hào)進(jìn)行對(duì)比用戶碼且用戶碼正確時(shí)。單片機(jī)就會(huì)進(jìn)一步的對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行分析，發(fā)送此按鍵信號(hào)所代表的指令，使電機(jī)運(yùn)行。圖3-21SC9148電路設(shè)計(jì)圖3-22SC9148A和SC9149A組合用戶編碼3.10雙音頻模塊雙音多頻模塊簡(jiǎn)介：眾所周知電話撥號(hào)有兩種，脈沖和音頻，所謂音頻也稱雙音多頻（DTMF）信號(hào)的撥號(hào)方式，電話撥號(hào)時(shí)每按一個(gè)鍵都會(huì)發(fā)出不同的聲音，其原因就是每個(gè)按鍵的音頻都是由兩個(gè)不同的音頻混合而成的，八個(gè)音頻頻率兩兩組合組成了十二個(gè)新的音頻分別對(duì)應(yīng)十二個(gè)按鍵。本模塊所需使用的就是每個(gè)電話按鍵有不同音頻這一特性，通過打電話完成遠(yuǎn)程控制的目的。所以為了完成這個(gè)工作，本設(shè)計(jì)使用了振鈴電路檢測(cè)鈴聲的次數(shù)、模擬摘掛電路實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)接電話、語音提示電路提示完成操作和最為關(guān)鍵的雙音頻解碼電路最終完成電話按鍵的解碼，把按鍵的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的最終目的。而這些部件所組合而成的整體就被稱為雙音多頻模塊[10][13][28]。3.10.1振鈴檢測(cè)電路日常生活中當(dāng)普通電話靜置沒有電話接入時(shí)，電話機(jī)通過電話線接收到的電壓為48V。而在振鈴時(shí)電壓會(huì)變成90V，但在通話時(shí)卻會(huì)降低到8V。通過這些參數(shù)所得,本次系統(tǒng)建立了如圖3-23所示的振鈴檢測(cè)電路。由于電路使用的是直流電，而電話機(jī)導(dǎo)出的電源是交流電，因此本設(shè)計(jì)使用4個(gè)二極管組成的聯(lián)合整流電路把電話線導(dǎo)出的交流電整流成電路所需的直流電。在振鈴電路的設(shè)計(jì)中為了使48V電壓不能導(dǎo)通電路而在90V時(shí)導(dǎo)通電路，所以使用62V的穩(wěn)壓二極管作為一個(gè)開關(guān)放在電路中。當(dāng)沒有電話打入的時(shí)候，電話機(jī)處于靜置狀態(tài)，電話線輸出的48V交流電經(jīng)二極管組成的整流電路整流后輸出電壓為48V的直流電，由于輸出電壓為48V而穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓為62V，因此輸出電壓無法擊穿62V的穩(wěn)壓二極管，穩(wěn)壓二極管不導(dǎo)通，電路斷開，系統(tǒng)不工作。然而當(dāng)有電話打入進(jìn)行振鈴時(shí)，原本靜置的48V交流電會(huì)因?yàn)檎疋徦查g升高到90V交流電，交流電通過整流電路整流變?yōu)?0V的直流電輸入電路，由于輸出電壓為90V而穩(wěn)壓二極管擊穿電壓為62V，因此穩(wěn)壓二極管反向?qū)?，電路變?yōu)橥?，輸出電壓完成如圖3-23的電路回路，在電路中產(chǎn)生電流，電流通過電阻R1產(chǎn)生電壓提供給U1（光電耦合器TLP521-1），而當(dāng)光電耦合器U1收到電壓后就會(huì)導(dǎo)通，由于電話機(jī)的電壓會(huì)隨著振鈴不斷的從48V變?yōu)?0V再從90V掉回48V，因此振鈴電路也會(huì)隨著振鈴時(shí)斷時(shí)開，光電耦合器也因電壓斷續(xù)而斷開和開啟，這樣每次的開啟和斷開光電耦合器視為一次振鈴。而通過檢測(cè)與光電耦合器相連的INT1引腳的高低電平轉(zhuǎn)換次數(shù)就能準(zhǔn)確的計(jì)算出振鈴的次數(shù)[14][19]。電路中光電耦合U1的作用：當(dāng)沒有電話打入時(shí)沒有振鈴電壓無法擊穿穩(wěn)壓二極管，振鈴檢測(cè)電路中沒有電流，這時(shí)候的光電耦合器是斷開的；當(dāng)有電話接入振鈴時(shí)，經(jīng)過轉(zhuǎn)換而成的90V直流電接通整個(gè)電路，電阻R1會(huì)產(chǎn)生13MA的電流，當(dāng)13MA的電流通過R1流過光電耦合U1時(shí)，光電耦合器接通，接通的光電耦合器通過如圖3-23的右側(cè)電路會(huì)給單片機(jī)INT1引腳發(fā)出一個(gè)低電平。所以當(dāng)單片機(jī)的INT1引腳電電平發(fā)生改變時(shí)，就能說明電話機(jī)電壓改變，有電話接入，系統(tǒng)在高低電平轉(zhuǎn)換6次后任沒有人接時(shí)，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)系統(tǒng)操作。實(shí)時(shí)檢測(cè)INT1的電壓變換次數(shù)的是通過單片機(jī)的T0計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)的。圖3-23振鈴檢測(cè)電路3.10.2模擬摘掛機(jī)電路和正常打電話一樣，當(dāng)電話打入時(shí)我們肯定會(huì)接聽電話，那么必須克服的另一個(gè)問題就出現(xiàn)了，無人接聽時(shí)，撥打電話的人就無法通話，無法通話就無法通過電話輸送指令。因此在此小節(jié)就介紹該如何實(shí)現(xiàn)無人情況下進(jìn)行摘掛電話。當(dāng)如上節(jié)所說單片機(jī)接收到INT1進(jìn)行6次變換表示振鈴次數(shù)已經(jīng)達(dá)到6次時(shí)，單片機(jī)就會(huì)控制執(zhí)行下一個(gè)步驟：進(jìn)行電話的自動(dòng)摘掛。為了達(dá)到自動(dòng)摘掛這一目的本設(shè)計(jì)一套自動(dòng)摘掛電路，如圖3-24所示。在電路中左側(cè)電路的兩跟電話線是電源電路，把它們接入振鈴電路兩端，而當(dāng)此電路通電時(shí)，振鈴電路電源線自動(dòng)斷開。當(dāng)振鈴計(jì)數(shù)達(dá)到6次要求時(shí)，右側(cè)電路通過單片機(jī)發(fā)送一個(gè)低電平通過電阻R2給三極管，使得三極管導(dǎo)通，繼電器工作，左邊開關(guān)閉合，左邊電路接通，電話接通。此系統(tǒng)為戶主遠(yuǎn)程操控窗簾的程序，如果需要操作請(qǐng)輸入正確密碼，如果是正常電話請(qǐng)掛機(jī)，操作結(jié)束后單片機(jī)再次發(fā)送一個(gè)高電平通過R2給三極管，三極管截止，電路斷路，繼電器停止工作，開關(guān)斷開，左電路斷路停止工作[19][20]。圖3-24模擬摘掛機(jī)電路3.10.3語言提示電路當(dāng)自動(dòng)摘機(jī)過后，為了讓打電話的一方知道這只是一個(gè)智能系統(tǒng)而不是機(jī)主本人接聽的電話，因此播放一段語音提示來表明此系統(tǒng)的存在意義和操作方式是極其必要的。雖然此設(shè)計(jì)在整個(gè)設(shè)計(jì)中并不是主要部分，即使去除也能完成所需目的，但為了使整個(gè)系統(tǒng)服務(wù)更加人性化，讓用戶使用更加溫馨我覺得此模塊還是不可缺少的。本設(shè)計(jì)選用了選用的語音錄制芯片是ISD2560，其主要參數(shù)內(nèi)容如下：ISD2560錄音芯片是一款多功能的錄音播放模塊。ISD2560芯片是通過多電平直接模擬存儲(chǔ)技術(shù)為主體而制造出來的一個(gè)集成電路，它具有錄音時(shí)間長(zhǎng)播放次數(shù)多的特點(diǎn)，它最長(zhǎng)錄音時(shí)間可達(dá)60S，最大播放次數(shù)能到10萬次以上，完全符合電話錄音的所有要求。又因?yàn)榇诵酒趯?duì)采集信號(hào)的方式中使用了最新的多電平直接模擬量存儲(chǔ)專利技術(shù)，摒棄了傳統(tǒng)的A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊，所以其錄制的語音能夠非常清楚、真實(shí)的再現(xiàn)原語音的音調(diào)和效果聲，使得錄音的功能優(yōu)質(zhì)與大部分其他同類產(chǎn)品，同時(shí)它還具有能避免一般固體錄音電路因量化和壓縮造成的量化噪聲和“金屬聲”的能力。因此，ISD2560語音錄放芯片在許多領(lǐng)域中都得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，由于這些優(yōu)點(diǎn)完全貼合電話語音所需的要求，本設(shè)計(jì)采用了此芯片作為語音模塊進(jìn)行電話的語音提示。其硬件電路圖如圖3-25所示[21][22][23]。圖3-25語言錄放電路3.10.4雙音頻解碼電路用戶在輸入正確密碼進(jìn)入操作環(huán)節(jié)，通過電話的不同按鍵來完成不同的操作，那么只能系統(tǒng)的單片機(jī)是如何確定你所按的是哪個(gè)按鍵呢？而識(shí)別按鍵后又要如何反饋給單片機(jī)進(jìn)行最終操作呢？為了達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)所需要求通過多方查找資料，咨詢相關(guān)知識(shí)人員，最終決定用MT8870解碼芯片來識(shí)別電話按鍵以及單片機(jī)的指令接收。MT8870是一種音調(diào)譯碼器，它能夠正確的分別出電話的每一個(gè)按鍵所發(fā)出DTMF信號(hào)，并把所接收到的MTMF信號(hào)解碼轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所能識(shí)別的信號(hào)。MT8870內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3-23所示。圖3-26MT8870內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖MT8870芯片的工作原理為：當(dāng)電話接通按下按鍵時(shí)，通過音頻傳送給它電話機(jī)的DTMF信號(hào)，在接收到DTMF信號(hào)后芯片首先通過內(nèi)部的撥號(hào)音濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波作用，把所有干擾信號(hào)濾去，然后在內(nèi)部放大器進(jìn)行信號(hào)放大，信號(hào)進(jìn)行完放大后就會(huì)被送往下一個(gè)工作環(huán)節(jié)即在雙音頻濾波器中進(jìn)行音頻濾波。雙音頻濾波器的工作目的是把接收到的按鍵音頻還原成合成音頻所包含的高音頻和低音頻，然后把還原的高音頻放入內(nèi)部的六階高濾波器中濾波，把還原的低音頻放入內(nèi)部的六階低濾波器中濾波。濾波后所得的高音頻和低音頻會(huì)被送到MT8870芯片中的譯碼電路中進(jìn)行譯碼工作，譯碼電路會(huì)把音頻信號(hào)通過相應(yīng)的代碼表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成單片機(jī)所能接收的二進(jìn)制碼，所解析的二進(jìn)制碼會(huì)通過MT8870的Q1、Q2、Q3、Q4四個(gè)引腳通過高低電平的轉(zhuǎn)換把所得二進(jìn)制碼發(fā)送給單片機(jī)。而當(dāng)單片機(jī)接收到這些引腳變化時(shí)，就能整合數(shù)據(jù)讀入CPU，然后通過程序解讀出電話的按鍵[33]。Q1-Q4二進(jìn)制碼數(shù)值表達(dá)的按鍵如表3-1所示:表3-1電話鍵盤輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系表撥號(hào)Q4輸出Q3輸出Q2輸出Q1輸出10001200103001140100501016011070111810009100101010*1011#1100現(xiàn)如今，由芯片MT8870為主體外加其他電路所組成的集成電路已經(jīng)在電話智能領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，尤其是在智能家具中，電話的遠(yuǎn)程操作所依靠的就是此芯片。芯片MT8870包含雙音多頻(DTMF)接收器和雙音多頻發(fā)送器兩大模塊。因此，它也具有模擬發(fā)送實(shí)現(xiàn)音頻撥號(hào)和解析按鍵音頻兩大功能。表3-2是電話鍵盤與DTMF頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系。而本設(shè)計(jì)只需要使用到它接收器的功能。表3-2電話鍵盤與DTMF頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系表高頻低頻1209Hz1336Hz1477Hz1633Hz697Hz123A770Hz456B852Hz789C941Hz*0#D本設(shè)計(jì)所需要使用到它接收器的功能具體過程如下：當(dāng)MT8870芯片接收到經(jīng)過還原的高低頻率DTMF信號(hào)后，分別對(duì)其進(jìn)行解析，當(dāng)解析成二進(jìn)制碼時(shí)通過Q1、Q2、Q3、Q4向單片機(jī)發(fā)送信號(hào)，發(fā)送信號(hào)的二進(jìn)制碼如表3-1所示。MT8870芯片的電路圖組成分布圖如圖3-27所示，芯片信號(hào)的接收端2、3號(hào)引腳通過四個(gè)二極管組成的電路連接到電話機(jī)的兩端確保電路的通暢，當(dāng)按下按鍵后，按鍵的音頻信號(hào)就會(huì)通過電路輸送給MT8870，之后就會(huì)如上文所述進(jìn)行過濾、放大、分割、濾波、譯碼和通過D01-D04這4個(gè)引腳輸出二進(jìn)制碼等工作，把輸出端D01-D04接到到單片機(jī)的P1.2-P1.5接口，這樣輸出的二進(jìn)制碼就能直接通電高低電平的方式傳送到單片機(jī)上直接控制單片機(jī)發(fā)送相應(yīng)的電機(jī)指令。圖3-27雙音頻解碼電路圖3.11本章小結(jié)本章為了實(shí)現(xiàn)窗簾的智能化選擇了許多元器件以組成一個(gè)完整的硬件控制電路，所選硬件包括雙音頻模塊、SC4198A和SC9149A紅外模塊、光敏三極管、霍爾元件、H橋直流電機(jī)晶振復(fù)位電路、PCF8591A/D轉(zhuǎn)換器和STC98C52單片機(jī)，在選擇這些硬件的同時(shí)，這些硬件的參數(shù)、原理、優(yōu)點(diǎn)以及選擇的原因也一一陳述。使讀者能夠了解這些模塊的同時(shí)，能夠了解選擇它們的原因并且知道它們大概所承擔(dān)的作用，這是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之重，是設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。4智能窗簾軟件設(shè)計(jì)及程序編寫4.1光敏傳感器程序設(shè)計(jì)光敏傳感器是一種快速感應(yīng)光電靈敏的一種傳感器，它的工作原理與光照條件直接掛鉤，而光敏三極管對(duì)光照更加敏感，下面是光敏三極管的主要工作流程。圖4-1傳感器流程圖如圖4-1所示，通過設(shè)置基礎(chǔ)值，當(dāng)光線到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，光敏電阻減少，輸出電壓增大，光敏三極管輸出電壓通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成高電平信號(hào)傳入單片機(jī)，在當(dāng)單片機(jī)確認(rèn)所收信號(hào)為高電平時(shí)，發(fā)出電機(jī)正傳指令，電機(jī)兩邊通電，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)。而在當(dāng)光線低與一定數(shù)值時(shí)，光敏電阻增大，促使輸出電壓減小，光敏三極管的輸出電壓通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成低電平信號(hào)傳入單片機(jī)，在當(dāng)單片機(jī)確認(rèn)所收信號(hào)為低電平時(shí)，向電機(jī)發(fā)出反轉(zhuǎn)指令，電機(jī)反向通電，實(shí)現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。如果在光線未高于或者低于所需數(shù)值時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器既不生成高電平，也不生成低電平，單片機(jī)不發(fā)出任何指令，電機(jī)兩端無法通電電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)。4.2霍爾元件程序設(shè)定設(shè)計(jì)的主要思路是當(dāng)霍爾元件移動(dòng)遇到窗簾上的電磁鐵片時(shí)，發(fā)出高電平信號(hào)，單片機(jī)接收后，發(fā)動(dòng)指令停止電機(jī)運(yùn)動(dòng)。圖4-2霍爾元件流程圖如流程圖4-2所示，霍爾元件是本系統(tǒng)的停機(jī)元器件，也是本系統(tǒng)的重要設(shè)計(jì)之一，當(dāng)固定點(diǎn)窗簾傳動(dòng)起點(diǎn)的霍爾元件，碰觸到固定點(diǎn)的電磁鐵片時(shí)，霍爾元件產(chǎn)生低電壓，輸出低電平，單片機(jī)收到霍爾元件傳來的低電平，發(fā)出停機(jī)指令，直流電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，窗簾成功閉合或開啟。而當(dāng)平時(shí)霍爾元件不轉(zhuǎn)換高電平或者輸出高電平的時(shí)候，霍爾元件對(duì)整個(gè)電路不起到任何作用。4.3雙音頻控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制程序設(shè)計(jì)雙音頻模塊的主要流程圖如4-3所示，雙音頻整體模塊按照流程圖的先后順序進(jìn)行操作，工作原理和編程邏輯都是按此流程圖操作和編寫的。圖4-3雙音頻程序設(shè)計(jì)流程圖如流程圖4-3所示，雙音頻模塊的工作流程如下：開啟整個(gè)程序的電源，各個(gè)模塊通電開始啟動(dòng)各個(gè)芯片和各控制單片機(jī)，然后由各個(gè)芯片和單片機(jī)控制各個(gè)模塊的電路系統(tǒng)正常工作。當(dāng)各個(gè)系統(tǒng)都開啟進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，首先進(jìn)行的電路是振鈴檢測(cè)電路，只有當(dāng)振鈴響起時(shí)才能繼續(xù)下面的操作，否則整個(gè)雙音頻模塊將處于休眠狀態(tài)。當(dāng)振鈴電路開始工作并檢測(cè)到6次響鈴還是無人接聽時(shí)。總控制器發(fā)出指令使繼電器閉合，自動(dòng)摘掛電路導(dǎo)通，電話進(jìn)行自動(dòng)摘接，此時(shí)振鈴電路斷開計(jì)數(shù)器同時(shí)清零。摘接電話后，單片機(jī)通過設(shè)定的程序自動(dòng)播放已經(jīng)存儲(chǔ)好的錄音，來提示對(duì)面撥打電話的用戶現(xiàn)在接電話的是一套智能窗簾控制系統(tǒng)，必須輸入正確的密碼才能進(jìn)行下一步的窗簾操作。如果是正常電話請(qǐng)掛機(jī)。當(dāng)用戶根據(jù)提示輸入正確密碼后，根據(jù)用戶所按的按鍵來達(dá)到開啟或者關(guān)閉窗簾的目的，系統(tǒng)通過芯片MT8870和所相輔助的電路對(duì)按鍵信息解析成二進(jìn)制碼后發(fā)送給單片機(jī)。單片機(jī)會(huì)根據(jù)編寫程序完成窗簾的拉起或者閉合操作，當(dāng)操作完成后，系統(tǒng)會(huì)再次播放語音，詢問用戶是否進(jìn)行二次操作，如果用戶沒有其他要求時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示用戶掛機(jī)并提示此次操作已完成；而當(dāng)用戶還想要繼續(xù)對(duì)窗簾進(jìn)行控制時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)返回初始的操作系統(tǒng)，再次重復(fù)上述的操作流程，達(dá)到完成新指令的目的。如果用戶在電話摘接后，聽到語音提示輸出密碼但輸入了錯(cuò)誤的密碼時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)語音提示用戶：輸入密碼錯(cuò)誤請(qǐng)您重新輸入正確密碼，如果連續(xù)三次用戶都沒有成功輸入正確密碼，系統(tǒng)將會(huì)語音提示由于連續(xù)三次未輸入正確密碼，本次服務(wù)到此結(jié)束謝謝使用，然后系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī)結(jié)束此次操作。當(dāng)輸入密碼正確進(jìn)行窗簾操作時(shí)，如果按電話的1鍵就會(huì)使Q2-Q4輸出低電平Q1輸出高電平，單片機(jī)接收到電平改變后就會(huì)向電機(jī)發(fā)出正傳指令，此時(shí)窗簾閉合。而當(dāng)按下電話的2鍵時(shí)，會(huì)使得輸出端Q1、Q3、Q4輸出低電平Q2輸出高電平，單片機(jī)收到此電平信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)向電機(jī)發(fā)出反轉(zhuǎn)指令，此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)窗簾拉起。4.4紅外遙控程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的主要思路是通過紅外發(fā)射器發(fā)射的特殊發(fā)射光使紅外接收電路所對(duì)應(yīng)的光敏三極管產(chǎn)生高電平。當(dāng)按下紅外發(fā)射器的拉起按鍵時(shí)，紅外發(fā)射器發(fā)射紅外光線，使紅外接收器所對(duì)應(yīng)的光敏三極管受光降低電阻產(chǎn)生高電壓，使得3號(hào)管腳由低電平變成高電平，而4號(hào)管腳未受到影響依然是低電平。當(dāng)單片機(jī)收到此種電平的脈沖時(shí)，單片機(jī)給電機(jī)發(fā)布正傳指令，電機(jī)通電正傳。而當(dāng)按下紅外發(fā)射器的閉合按鍵時(shí)，紅外發(fā)射器發(fā)射另一種紅外光線，使得紅外接收器所對(duì)應(yīng)的另一個(gè)光敏三極管受光降低電阻產(chǎn)生高電壓，使得4號(hào)管腳由低電平變成高電平，而3號(hào)管腳未收影響依然是低電平。當(dāng)單片機(jī)收到此種電平的脈沖時(shí)，單片機(jī)給電機(jī)發(fā)布反轉(zhuǎn)指令，電機(jī)通電反轉(zhuǎn)。而當(dāng)使用紅外發(fā)生器按下停止按鍵時(shí)，同時(shí)發(fā)射上述的兩種紅外光線，使得2個(gè)光敏三極管同時(shí)受光降低電阻產(chǎn)生高電壓，同時(shí)是的3號(hào)管腳和4號(hào)管腳由低電平變成高電平。當(dāng)單片機(jī)收到此種電平脈沖時(shí)，單片機(jī)給電機(jī)發(fā)布停轉(zhuǎn)指令，電機(jī)不通電，停止轉(zhuǎn)動(dòng)。4.5主控制芯片的程序設(shè)計(jì)本章使用的主控芯片是STC89C52芯片。芯片的匯編程序如下：ORG0000HLJMPMAIN0003H000BH00013H001BH0023ORG0030HP1.0:MOVCP1.0=0JNCBE1BE1：MOVP0.0=0P0.1=1JBACC0P1.1：MOVCP1.1=1JCBE2JNCBE3BE2:MOVP0.0=0P0.1=1BE3:MOVP0.0=1P0.1=0JBACC0P1.5：MOVCP1.2=0P1.3=0P1.4=0P1.5=1JCBE4BE4:MOVP0.0=0P0.1=1JBACC0P1.4：MOVCP1.2=0P1.3=0P1.4=1P1.5=0JCBE5BE5:MOVP0.0=1P0.1=0JBACC0P1.6:MOVCP1.6=1P1.7=0JCBE6BE6:MOVP0.0=0P0.1=1JBACC0MOVCP1.6=0P1.7=1JCBE7BE7:MOVP0.0=1P0.1=0JBACC0MOVCP1.6=1P1.7=1JCBE8BE8:MOVP0.0=1P0.1=1JBACC0END4.6本章小結(jié)本章主要以上一章所設(shè)計(jì)的所有硬件電路為基礎(chǔ)，根據(jù)每個(gè)模板中的主控芯片和各個(gè)模塊所需實(shí)現(xiàn)的功能為依靠，編寫出各個(gè)模塊所配套的能實(shí)現(xiàn)各自在本次設(shè)計(jì)的功能的程序。并詳細(xì)的介紹在匯編每個(gè)模塊中，所遇到的問題和解決的方案，以及每一步所代表的意義，讓讀者更加快捷方便容易的了解本次設(shè)計(jì)的內(nèi)部設(shè)計(jì)。結(jié)論本次設(shè)計(jì)，是為了成功的實(shí)現(xiàn)了窗簾的智能化。實(shí)現(xiàn)針對(duì)住宅主人出差，家里無人居住的情況，設(shè)計(jì)一種智能加遙控的電動(dòng)窗簾。根據(jù)用戶的需求，自主切換為智能控制或電話遠(yuǎn)程遙控功能，實(shí)現(xiàn)無人時(shí)窗簾也能每天開關(guān)，以達(dá)到欺騙盜賊不敢來關(guān)顧住所的目的。通過對(duì)總體設(shè)計(jì)的總結(jié)，得出以下結(jié)論：1、通過對(duì)窗簾的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了總體的設(shè)計(jì)，使其即貼近生活又完美的容納了智能系統(tǒng)所需的條件。并且在設(shè)計(jì)的同時(shí)對(duì)電機(jī)與窗簾之間的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行深度的解析，分析并設(shè)計(jì)了傳動(dòng)所需的一切配件，并簡(jiǎn)述了配件在整體中所起的作用。使之能組成一個(gè)完整的電動(dòng)窗簾