基于單片機(jī)的遙控窗簾設(shè)計(jì)

河南理工大學(xué)《單片機(jī)應(yīng)用與仿真訓(xùn)練》設(shè)計(jì)報(bào)告基于單片機(jī)的遙控窗簾設(shè)計(jì)姓名學(xué)號(hào)：姓名學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)老師：所在學(xué)院：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院摘要 本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一款基于單片機(jī)的遙控窗簾，其中單片機(jī)是主要處理和遙控控制以及手動(dòng)控制的核心，其用于接受處理遙控信號(hào)，然后輸出信號(hào)傳送給光耦和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)窗簾開、合的控制。這款設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是可以隨意控制窗簾的打開和關(guān)閉面積，兼具遠(yuǎn)距離遙控和近距離手動(dòng)控制兩種方式，以保證一種控制方式出現(xiàn)故障也不影響對(duì)窗簾的開合，并且具有反映迅速、功耗低、噪聲小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)報(bào)告簡(jiǎn)要介紹了基于單片機(jī)技術(shù)的遙控窗簾的設(shè)計(jì)原理，并且根據(jù)系統(tǒng)的基本原理制作出了實(shí)物模型。本控制系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)模塊組成：無線信號(hào)發(fā)射模塊、無線信號(hào)接收模塊，單片機(jī)系統(tǒng)模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)模塊。其中無線信號(hào)發(fā)射模塊的核心是編碼芯片PT2262，配套使用的是以解碼芯片PT2272為核心的無線接收模塊，兩組模塊配合將對(duì)電機(jī)控制正反轉(zhuǎn)的信息轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制代碼，通過與單片機(jī)內(nèi)部的程序配合實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及停止的無線遙控控制；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是以L298N芯片以及光耦芯片TLP521-4為核心的功率驅(qū)動(dòng)電路；電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)模塊是根據(jù)霍爾元件對(duì)磁鋼磁場(chǎng)變化而發(fā)出的脈沖的信號(hào)的原理做成的；單片機(jī)控制模塊的核心組件是AT89S52芯片，配以單片機(jī)最小系統(tǒng)電路作為無線遙控窗簾系統(tǒng)的總控制模塊。此遙控窗簾設(shè)計(jì)中，電路焊接，程序的編寫和模擬，系統(tǒng)的調(diào)試等均由我們獨(dú)立完成，并成功做出無線遙控窗簾的實(shí)物模型。設(shè)計(jì)中經(jīng)過不斷克服困難，使我們對(duì)單片機(jī)的原理及應(yīng)用得到更深理解和體會(huì)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、直流電機(jī)、L298N、光耦、無線遙控、霍爾傳感器目錄TOC\o"1-3"\h\u323091概述 3270281.1設(shè)計(jì)目的 3133661.3AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介 377482.2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理分析及使用端口介紹 8290992.3無線發(fā)射和接收模塊 8134282.4直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 1182062.5電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)模塊 15165273軟件設(shè)計(jì) 16306093.1直流電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì) 164263.2窗簾的過卷檢測(cè)程序設(shè)計(jì) 17112574Proteus軟件仿真 1844624.1系統(tǒng)模型的搭建 18146784.2程序的調(diào)試 19267404.3系統(tǒng)仿真 1960205課程設(shè)計(jì)體會(huì) 19585附1源程序代碼 214751附2系統(tǒng)原理圖 241概述1.1設(shè)計(jì)目的1、綜合運(yùn)用理論知識(shí)獨(dú)立完成一個(gè)課題設(shè)計(jì)。2、通過查閱手冊(cè)、書籍和文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的能力。3、通過與同學(xué)、老師的商討，培養(yǎng)與他人合作的能力。4、學(xué)習(xí)集成芯片的使用與焊接方法。5、學(xué)習(xí)單片機(jī)軟硬件的整合與功能實(shí)現(xiàn)。1.2設(shè)計(jì)要求如今窗簾已是各種住房裝修不可缺少的一部分，但市場(chǎng)上大部分還是手動(dòng)拉動(dòng)的窗簾，而自動(dòng)遙控也由于造價(jià)高昂等原因，只被一小部分場(chǎng)所使用，不能得到普及。本題目要求設(shè)計(jì)的無線遙控窗簾由無線控制端和手動(dòng)控制端共同控制窗簾電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自由啟停。并且要造價(jià)低廉，功能完善，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，綠色節(jié)能，使用低壓直流安全電源。本設(shè)計(jì)要求自己分析元件功能用法，設(shè)計(jì)出硬件原理圖，自己動(dòng)手焊接電路，自己編寫調(diào)試程序以實(shí)現(xiàn)以上功能；對(duì)設(shè)計(jì)的硬件、軟件調(diào)試，直至正確地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能；要求學(xué)生最終提供：設(shè)計(jì)說明書一份，焊好且調(diào)試好的電路板一塊；統(tǒng)一進(jìn)行答辯考試。1.3AT89S52單片機(jī)簡(jiǎn)介AT89S52主要功能列舉如下：1、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash2、晶片內(nèi)部具時(shí)鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至12MHz）3、內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）為8KB4、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）為256字節(jié)5、32個(gè)可編程I/O口線6、8個(gè)中斷向量源7、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器9、全雙工UART串行通道AT89S52各引腳功能介紹：VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：?jiǎn)涡酒到y(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動(dòng)作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機(jī)。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶片重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)機(jī)器周期以上的時(shí)間，AT89S51便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。EA/Vpp："EA"為英文"ExternalAccess"的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動(dòng)作，也就是說當(dāng)此引腳接低電平后，系統(tǒng)會(huì)取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執(zhí)行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因?yàn)槠鋬?nèi)部無程序存儲(chǔ)器空間。如果是使用8751內(nèi)部程序空間時(shí)，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內(nèi)部EPROM時(shí)，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文"AddressLatchEnable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號(hào)。AT89S52可以利用這支引腳來觸發(fā)外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0～A7）鎖進(jìn)鎖存器中，因?yàn)锳T89S52是以多工的方式送出地址及數(shù)據(jù)。平時(shí)在程序執(zhí)行時(shí)ALE引腳的輸出頻率約是系統(tǒng)工作頻率的1/6，因此可以用來驅(qū)動(dòng)其他周邊晶片的時(shí)基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時(shí)，此引腳會(huì)被當(dāng)成程序規(guī)劃的特殊功能來使用。PSEN：此為"ProgramStoreEnable"的縮寫，其意為程序儲(chǔ)存啟用，當(dāng)8051被設(shè)成為讀取外部程序代碼工作模式時(shí)（EA=0），會(huì)送出此信號(hào)以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與程序存儲(chǔ)器可以合并在一起而共用64K的定址范圍。PORT0（P0.0～P0.7）：端口0是一個(gè)8位寬的開路汲極（OpenDrain）雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個(gè)I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)做I/O用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)LS的TTL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電平時(shí)（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）及數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設(shè)計(jì)者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲(chǔ)器空間。PORT2（P2.0～P2.7）：端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。P2除了當(dāng)做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴(kuò)充外接程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個(gè)時(shí)候P2便不能當(dāng)做I/O來使用了。PORT1（P1.0～P1.7）：端口1也是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載，同樣地若將端口1的輸出設(shè)為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當(dāng)做定時(shí)器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。PORT3（P3.0～P3.7）：端口3也具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，同時(shí)還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)控制及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫入信號(hào)。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總設(shè)計(jì)思路及框圖圖2.11系統(tǒng)總體框圖這款基于單片機(jī)的遙控窗簾，其系統(tǒng)組成如上圖所示，主要分六大部分：無線電收發(fā)與電平轉(zhuǎn)換模塊、手動(dòng)控制按鍵、單片機(jī)處理中樞、窗簾位置自動(dòng)識(shí)別中斷信號(hào)發(fā)生器、電機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。其中無線電接收模塊可接收來自遙控器的正反轉(zhuǎn)信號(hào)，再由其內(nèi)部芯片和相應(yīng)電路，使信號(hào)變?yōu)門TL電平，分別由不同引腳輸出，然后再把電平信號(hào)輸入單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)分析處理后，再由其引腳持續(xù)輸出給驅(qū)動(dòng)模塊電平信號(hào)，再經(jīng)TLP521光電耦合芯片、L298N驅(qū)動(dòng)芯片，輸出給直流電機(jī)以電壓，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)。同時(shí)，此電路可使用手動(dòng)按鍵進(jìn)行控制。且當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)窗簾到達(dá)窗戶兩個(gè)邊沿出時(shí)，可使兩端霍爾片被觸發(fā)，產(chǎn)生中斷控制信號(hào)，是電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以避免電機(jī)堵轉(zhuǎn)出現(xiàn)過流。2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理分析及使用端口介紹圖2.21單片機(jī)最小系統(tǒng)這是以AT89S52單片機(jī)為cpu的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它由12MHZ晶振和兩個(gè)30PF的瓷片電容組成震蕩發(fā)生器，以18腳XTAL2和19腳XTAL1輸入。其復(fù)位端以手動(dòng)按鍵來控制，它是用一個(gè)極性電容和一個(gè)電阻組成電平產(chǎn)生電路，由9腳RST口輸入。此遙控窗簾系統(tǒng)單片機(jī)以P1口為控制信號(hào)輸入端，INT0口為中斷信號(hào)入口，P2、P3口為信號(hào)輸出端。2.3無線發(fā)射和接收模塊無線遙控模塊采用PT2262/PT2272編碼解碼芯片做成的無線發(fā)送接受模塊。編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)由：地址碼、數(shù)據(jù)碼、同步碼組成一個(gè)完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對(duì)后，VT腳才輸出高電平，與此同時(shí)相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編碼芯片也會(huì)連續(xù)發(fā)射。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時(shí)，PT2262不接通電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發(fā)射電路不工作，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，PT2262得電工作，其第17腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號(hào)，當(dāng)17腳為高電平期間315MHz的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號(hào)，當(dāng)17腳為低平期間315MHz的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全收控于PT2262的17腳輸出的數(shù)字信號(hào)，從而對(duì)高頻電路完成幅度鍵控（ASK調(diào)制）相當(dāng)于調(diào)制度為100％的調(diào)幅。PT2262/PT2272特點(diǎn)：(a)、CMOS工藝制造，低功耗(b)、外部元器件少(c)、RC振蕩電阻(d)、工作電壓范圍寬：2。6-15v(e)、數(shù)據(jù)最多可達(dá)6位(f)、地址碼最多可達(dá)531441種圖2.31外形圖及測(cè)試應(yīng)用圖在通常使用中，一般采用8位地址碼和4位數(shù)據(jù)碼，這時(shí)編碼電路PT2262和解碼PT2272的第1～8腳為地址設(shè)定腳，有三種狀態(tài)可供選擇：懸空、接正電源、接地三種狀態(tài)，3的8次方為6561，所以地址編碼不重復(fù)度為6561組，只有發(fā)射端PT2262和接收端PT2272的地址編碼完全相同，才能配對(duì)使用，遙控模塊的生產(chǎn)廠家為了便于生產(chǎn)管理，出廠時(shí)遙控模塊的PT2262和PT2272的八位地址編碼端全部懸空，這樣用戶可以很方便選擇各種編碼狀態(tài)，用戶如果想改變地址編碼，只要將PT2262和PT2272的1～8腳設(shè)置相同即可，例如將發(fā)射機(jī)的PT2262的第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空，那么接收機(jī)的PT2272只要也第1腳接地第5腳接正電源，其它引腳懸空就能實(shí)現(xiàn)配對(duì)接收。當(dāng)兩者地址編碼完全一致時(shí)，接收機(jī)對(duì)應(yīng)的D1～D4端輸出約4V互鎖高電平控制信號(hào)，同時(shí)VT端也輸出解碼有效高電平信號(hào)。用戶可將這些信號(hào)加一級(jí)放大，便可驅(qū)動(dòng)繼電器、功率三極管等進(jìn)行負(fù)載遙控開關(guān)操縱。使用過程中，我們將GND端接地，Vss接+5V電源，D0、D1、D2、D3分別引到單片機(jī)的引腳上，VT不用懸空。當(dāng)遙控發(fā)送模塊按下按鍵A時(shí)，可以用萬(wàn)用表測(cè)得D0對(duì)應(yīng)的引腳由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。同樣地，當(dāng)遙控發(fā)送模塊按下按鍵B時(shí)，可以用萬(wàn)用表測(cè)得D1對(duì)應(yīng)的引腳由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。當(dāng)遙控發(fā)送模塊按下按鍵C時(shí)，可以用萬(wàn)用表測(cè)得D2對(duì)應(yīng)的引腳由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。當(dāng)遙控發(fā)送模塊按下按鍵D時(shí)，可以用萬(wàn)用表測(cè)得D3對(duì)應(yīng)的引腳由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平。我們可以根據(jù)電平的變化，來控制相關(guān)模塊。圖2.32無線遙控發(fā)射器圖2.33信號(hào)發(fā)生器端口圖2.4直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 TLP521是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機(jī)，可控硅系統(tǒng)設(shè)備，測(cè)量?jī)x器，影印機(jī)，自動(dòng)售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器等電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路干擾，減化電路設(shè)計(jì)。TLP521－1，－2和－4組成的砷化鎵紅外發(fā)光二極管耦合到光三極管。該TLP521－2提供了兩個(gè)孤立的光耦8引腳塑料封裝，而TLP521－4提供了4個(gè)孤立的光耦中16引腳塑料DIP封裝集電極-發(fā)射極電壓：55Ｖ（最小值）經(jīng)常轉(zhuǎn)移的比例：50％（最小）隔離電壓：2500Vrms（最?。㏕LP521TLP521-2TLP521-4光藕內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖及引腳圖：圖2.41TLP521TLP521-2TLP521-4芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳圖應(yīng)用時(shí)，可以在二極管的陽(yáng)極加一個(gè)1K左右的上拉電阻，三極管的集電極加一個(gè)1K左右的上拉電阻。當(dāng)用單片機(jī)給二極管的陰極施加低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的三極管的發(fā)射極就會(huì)導(dǎo)通，可以作為電流驅(qū)動(dòng)。一般光電隔離的兩端的所有器件，不要再共用同一個(gè)電源和地。 L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)VSS，VSS可接4．5～7V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為＋2．5～46V。輸出電流可達(dá)2．5A，可驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號(hào)。L298可驅(qū)動(dòng)2個(gè)電動(dòng)機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動(dòng)機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動(dòng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。ENA、ENB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。表2.41是L298N功能邏輯圖：表2.41L298N功能邏輯圖表2.42

L298對(duì)直流電機(jī)控制的邏輯真值表完整的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路如下：其中M1.1、M1.2、M2.1、M2.2是電動(dòng)機(jī)的接線口，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)圖2.44光耦隔離和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)完整圖2.5電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)模塊電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)模塊的核心是霍爾元件。他的工作原理是根據(jù)霍爾效應(yīng)制成的霍爾傳感器不僅可以用于磁場(chǎng)的測(cè)量，大量的還是以磁場(chǎng)為工作媒體，將物體的多種運(yùn)動(dòng)參量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷狠敵?，因而在自?dòng)控制、各種物理量的測(cè)量中得到了大量的應(yīng)用。集成霍爾傳感器主要由霍爾片和放大器組成，根據(jù)不同應(yīng)用的需要，有的還加溫度補(bǔ)償電路、穩(wěn)壓電源或施密特觸發(fā)器及開關(guān)電路等，加了不同附加器件后其應(yīng)用和特性各不相同。集成霍爾傳感器的特點(diǎn)是:體積小、頻響寬、動(dòng)態(tài)特性好、對(duì)外圍電路要求簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)及價(jià)格低廉。器件輸出電壓與器件所在位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度成線性關(guān)系。如SS95A系列和MLX90215系列，運(yùn)用此類器件時(shí)，只要選取適當(dāng)?shù)男〈配?，就可將與小磁鋼一起運(yùn)動(dòng)的物體的位置、位移、速度、角度等信息以電信號(hào)的形式傳感出來，達(dá)到了自動(dòng)測(cè)量與控制的目的。當(dāng)霍爾器件所在位置的磁場(chǎng)尚未達(dá)到工作點(diǎn)之前，器件以高電平輸出，當(dāng)磁場(chǎng)增強(qiáng)到工作點(diǎn)(Bop)時(shí)，霍爾片輸出的電壓UH經(jīng)差分放大器放大后，送至施密特觸發(fā)器，使之翻轉(zhuǎn)導(dǎo)通，從而使門電路輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，稱此為“開”狀態(tài)。反之，當(dāng)磁場(chǎng)減小到釋放點(diǎn)(Brp)時(shí)，門電路輸出端截止，則由低電平變?yōu)楦唠娖?，稱為“關(guān)”狀態(tài)。常見的霍爾開關(guān)有UGN3109、A44E和US5881。由于該傳感器只對(duì)一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)起作用，抗干擾能力強(qiáng)，因而應(yīng)用廣泛。當(dāng)磁場(chǎng)超過工作點(diǎn)時(shí)，其輸出導(dǎo)通為低電平，而當(dāng)磁場(chǎng)變小乃至完全撤消后，其輸出狀態(tài)保持不變，必須施加一個(gè)反向磁場(chǎng)，才能達(dá)到釋放點(diǎn)，輸出截止轉(zhuǎn)為高電平，可見具有鎖存記憶功能。常見的集成霍爾鎖存器有UGN3075和US1881。US1881有兩種封裝形式：圖2.51霍爾鎖存器的封裝當(dāng)磁鋼從霍爾傳感器的前面重復(fù)消磁、勵(lì)磁的過程中，其OUT端會(huì)輸出一個(gè)電平變化信號(hào)，作為計(jì)數(shù)器T0的外部脈沖。整個(gè)系統(tǒng)也就是根據(jù)霍爾傳感器和磁鋼一起用產(chǎn)生外部脈沖，使得T0計(jì)數(shù)的這個(gè)特性來實(shí)現(xiàn)窗簾的防過卷功能的。是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)之一，使用它可以實(shí)現(xiàn)窗簾的智能化。3軟件設(shè)計(jì)程序的編寫是該系統(tǒng)的重要部分，如果程序編寫的科學(xué)就能體現(xiàn)出該系統(tǒng)的完整性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性。高質(zhì)量的軟件設(shè)計(jì)是單片機(jī)高效工作的前提和要求，但是只有軟件和硬件都正確，并且軟件和硬件能夠互相兼容、協(xié)調(diào)工作才能使系統(tǒng)工作達(dá)到我們想要的效果。本系統(tǒng)的軟件編程部分主要通過電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)、窗簾的過卷檢測(cè)程序設(shè)計(jì)兩部分進(jìn)行介紹。3.1直流電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的電機(jī)正/反轉(zhuǎn)程序?qū)儆谕獠啃盘?hào)對(duì)單片機(jī)端口電平高低的控制讓后經(jīng)單片機(jī)處理后輸出對(duì)電機(jī)控制的信號(hào)。首先單片機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下等待P1口控制信號(hào)，一旦滿足條件單片機(jī)就會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。單片機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)行程序流程圖如下：用戶發(fā)出正/反轉(zhuǎn)命令用戶發(fā)出正/反轉(zhuǎn)命令單片機(jī)執(zhí)行正/反轉(zhuǎn)命令初始化P1口清零開始電機(jī)是否發(fā)生正/反轉(zhuǎn)結(jié)束是否圖3.1電機(jī)正/反轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)流程圖

3.2窗簾的過卷檢測(cè)程序設(shè)計(jì)窗簾的過卷檢測(cè)流程圖如下開始開始檢測(cè)電機(jī)是否正在正反轉(zhuǎn)檢測(cè)窗簾是否過卷發(fā)出停止指令是電機(jī)是否停止運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束是否否圖3.2窗簾的過卷檢測(cè)程序設(shè)計(jì)流程4Proteus軟件仿真在搭建好系統(tǒng)仿真模型后，就可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行部分和整體調(diào)試了，系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試的目的就是查找系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及軟件設(shè)計(jì)中的漏洞，及時(shí)彌補(bǔ)過失，一是系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。Proteus軟件仿真主要分為以下幾個(gè)步驟：4.1系統(tǒng)模型的搭建在Proteus的元件庫(kù)中尋找所需要的核心芯片和外圍設(shè)備元件，根據(jù)電路的需要來搭建模型電路。如果在Proteus元件庫(kù)中沒有某一定型號(hào)的元件，則可以使用其他具有相似功能的元件進(jìn)行代替，例如在Proteus元件庫(kù)中沒有AT89S52單片機(jī)，則可以用AT89C51來就進(jìn)行代替，但代替時(shí)一定要注意不同元件之間的微小差異，在程序設(shè)計(jì)以及元件參數(shù)設(shè)定時(shí)需要將這方面因素考慮進(jìn)去。4.2程序的調(diào)試任何與單片機(jī)有關(guān)的仿真都要求其特定的系統(tǒng)程序，所以在之前首先要編寫程序，編寫完成后，首先對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，可以使用Proteus自身待的調(diào)試功能，也可以使用其他軟件，比如Keil等，在排除程序中的邏輯錯(cuò)誤后，就可以在Proteus仿真圖中進(jìn)行硬軟聯(lián)調(diào)了。4.3系統(tǒng)仿真在系統(tǒng)模型搭建成功 且程序調(diào)試成功后，就可以使用Proteus軟件進(jìn)行仿真測(cè)試了。首先將調(diào)試軟件生成的.HEX文件下載到單片機(jī)中，然后根據(jù)預(yù)先的約定進(jìn)行單片機(jī)系統(tǒng)功能的驗(yàn)證和調(diào)試，記錄參數(shù)，最后就是調(diào)整階段了，找出單片機(jī)仿真時(shí)與預(yù)先設(shè)想功能的差異處，尋找產(chǎn)生差異的原因，最終消除差異。這可能需要很長(zhǎng)時(shí)間，這種情況下就要和同學(xué)合作共同差錯(cuò)，這樣才能避免個(gè)人思維定式的干擾。5課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我們真的是受益匪淺，動(dòng)手能力和合作能力都得到了一定的提高，要感謝領(lǐng)導(dǎo)和老師們?yōu)槲覀兲峁┑倪@次寶貴的實(shí)踐機(jī)。在這次設(shè)計(jì)過程中，硬件的設(shè)計(jì)跟焊接都要我們自己動(dòng)手，軟件的編程也要我們不斷的調(diào)試，最終一個(gè)能完成課程設(shè)計(jì)的勞動(dòng)成果出來了，很高興它能按著設(shè)計(jì)的思想和要求運(yùn)行起來。當(dāng)然，這其中也有很多的問題。第一，不夠細(xì)心比如由于粗心大意焊錯(cuò)了線，由于對(duì)課本理論的不熟悉導(dǎo)致編程出現(xiàn)錯(cuò)誤。第二，是在學(xué)習(xí)態(tài)度上，這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們的學(xué)習(xí)態(tài)度的一次檢驗(yàn)。對(duì)于這次單片機(jī)綜合課程設(shè)計(jì)，我的第一大心得體會(huì)就是作為一名工程技術(shù)人員，要求具備的首要素質(zhì)絕對(duì)應(yīng)該是嚴(yán)謹(jǐn)。我們這次設(shè)計(jì)所遇到的多半問題多數(shù)都是由于我們不夠嚴(yán)謹(jǐn)。第三，在做人上，我認(rèn)識(shí)到，無論做什么事情，只要你足夠堅(jiān)強(qiáng)，有足夠的毅力和決心，有足夠的挑戰(zhàn)困難的勇氣，就沒有什么辦不到的。本次課程設(shè)計(jì)雖然取得了一定的收獲，但是在很多方面還是有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善的。比如，霍爾傳感器的轉(zhuǎn)盤有點(diǎn)重，在電機(jī)正反轉(zhuǎn)的時(shí)候可能會(huì)因?yàn)榉謮翰蛔闶拐崔D(zhuǎn)指示燈（兩個(gè)發(fā)光二極管）不亮。另外，本次設(shè)計(jì)沒有光控電路，如果再加上一個(gè)光控電路，在光線較暗的時(shí)候能自動(dòng)開窗簾，二而在光線較強(qiáng)的時(shí)候能夠自動(dòng)關(guān)窗簾，那這個(gè)設(shè)計(jì)將會(huì)更加完善。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我們加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，將理論很好的應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。參考文獻(xiàn)[1]余發(fā)山，王福忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2008[2]陳有卿，通用集成電路應(yīng)用與實(shí)例分析[M].中國(guó)電力出版社，2007[3]艾永樂，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].中國(guó)電力出版社，2008[4]余永權(quán)，單片機(jī)在系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003[5]李建華，使用遙控器原理與制作[M].北京：人民郵電出版社，1996[6]何立民，MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)配置與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)，1995附1源程序代碼#include<reg52.h>#include<stdio.h>sbitopen=P1^0;sbitclose=P1^1;sbitstop=P1^2;sbitkj=P1^3;sbitbj=P1^4;voidDelay1ms(intcount){ unsignedinti,j; for(i=0;i<count;i++) for(j=0;j<120;j++);}unsignedchargetkey(){ i