智能窗簾控制系統(tǒng)得設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、 . .PAGE27 / NUMPAGES31信息與控制工程學(xué)院硬件課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書智能窗簾控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)號(hào)： 09580136 學(xué)生： 虎 專業(yè)班級(jí)： 電氣 0901 指導(dǎo)教師： 于軍 職 稱： 副教授 起止日期： 2012.3.52012.3.24 化工學(xué)院Jilin Institute of Chemical Technology課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：智能窗簾控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的：1掌握STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)與接口電路的設(shè)計(jì)；2熟練掌握單片機(jī)的編程方法；3掌握利用Keil進(jìn)行軟件仿真編程與程序下載的方法。三、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)智能窗簾的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的基

2、本功能有：1具有室溫度的測(cè)量與顯示功能；2具有根據(jù)光的強(qiáng)弱控制窗簾的位置。；四、設(shè)計(jì)時(shí)間與進(jìn)度安排：設(shè)計(jì)時(shí)間共三周（2012.03.052012.03.23）,具體安排如下表：周安排設(shè) 計(jì) 容設(shè)計(jì)時(shí)間第一周設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)和外圍電路的原理圖，學(xué)習(xí)單片機(jī)開發(fā)工具Keil的使用，繪制設(shè)計(jì)電路原理圖。2012.03.052012.03.09第二周按照原理圖焊接電路板，學(xué)習(xí)單片機(jī)對(duì)各模塊的編程驅(qū)動(dòng)方法以與掌握利用Keil進(jìn)行編程，學(xué)習(xí)對(duì)單片各模塊功能程序的調(diào)試和整合。2012.03.122012.03.16第三周硬件下載并調(diào)試程序?qū)崿F(xiàn)智能窗簾控制系統(tǒng)的基本功能。完成并提交硬件設(shè)計(jì)作品與硬件課程設(shè)計(jì)說(shuō)

3、明書，課程設(shè)計(jì)答辯。2012.03.192012.03.23五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)與學(xué)生成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ):年 月 日成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字):目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc320855638課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 PAGEREF _Toc320855638 h IHYPERLINK l _Toc320855639第1章課程設(shè)計(jì)的目的 PAGEREF _Toc320855639 h 1HYPERLINK l _Toc320855640第2章總體電路設(shè)計(jì)與其原理說(shuō)明 PAGEREF _Toc320855640 h 2HYPERLINK l _Toc3208556412.1

4、方案選取 PAGEREF _Toc320855641 h 2HYPERLINK l _Toc3208556422.2總體方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc320855642 h 2HYPERLINK l _Toc3208556432.2.1系統(tǒng)基本功能 PAGEREF _Toc320855643 h 2HYPERLINK l _Toc3208556442.2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc320855644 h 2HYPERLINK l _Toc320855645第3章單片機(jī)基礎(chǔ) PAGEREF _Toc320855645 h 4HYPERLINK l _Toc320855646

5、3.1 89C52單片機(jī)概述 PAGEREF _Toc320855646 h 4HYPERLINK l _Toc3208556473.2 晶振電路 PAGEREF _Toc320855647 h 5HYPERLINK l _Toc3208556483.3 復(fù)位電路 PAGEREF _Toc320855648 h 6HYPERLINK l _Toc320855649第4章硬件電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc320855649 h 8HYPERLINK l _Toc3208556504.1電源電路 PAGEREF _Toc320855650 h 8HYPERLINK l _Toc32085565

6、14.2直流電機(jī)電路 PAGEREF _Toc320855651 h 9HYPERLINK l _Toc3208556524.3 光照強(qiáng)度檢測(cè)電路 PAGEREF _Toc320855652 h 10HYPERLINK l _Toc3208556534.4 LCD1602顯示電路 PAGEREF _Toc320855653 h 12HYPERLINK l _Toc320855654第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc320855654 h 14HYPERLINK l _Toc3208556555.1 KELL開發(fā)平臺(tái) PAGEREF _Toc320855655 h 14HYPERLIN

7、K l _Toc3208556565.1.1 KELL軟件簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc320855656 h 14HYPERLINK l _Toc3208556575.1.2 KELL軟件的使用方法 PAGEREF _Toc320855657 h 14HYPERLINK l _Toc320855658結(jié)論 PAGEREF _Toc320855658 h 16HYPERLINK l _Toc320855659參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc320855659 h 17HYPERLINK l _Toc320855660附錄一：系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc320855660 h 18HY

8、PERLINK l _Toc320855661附錄二：智能窗簾控制系統(tǒng)程序 PAGEREF _Toc320855661 h 19第1章 課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行的一次綜合性專業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生獲得以下幾方面能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）奠定基礎(chǔ)。1進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)一門或幾門相關(guān)專業(yè)課（或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課）理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、文獻(xiàn)查閱、報(bào)告撰寫等基本技能；2培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力與獨(dú)立分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；3培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、創(chuàng)新意識(shí)、嚴(yán)肅認(rèn)真的治學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。第2章 總體電路設(shè)計(jì)與其原理說(shuō)

9、明2.1 方案選取單片機(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)窗簾控制系統(tǒng)的智能化要求，要求其能夠?qū)崿F(xiàn)如下兩種功能： 功能（一）基于溫度檢測(cè)以與溫度顯示功能功能（二）基于光照強(qiáng)度器件的自動(dòng)控制功能這二種功能都是基于單片機(jī)控制的，采用直流電機(jī)控制以與液晶顯示，不同的設(shè)計(jì)部分在于檢測(cè)器件的選取上。本次課程設(shè)計(jì)采用溫度采集和光照檢測(cè)元件，通過(guò)光照強(qiáng)度來(lái)控制窗簾的開閉，以減少光照對(duì)室的溫度影響。2.2總體方案設(shè)計(jì)自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)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)

10、節(jié)。本章從人們對(duì)系統(tǒng)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)控制系統(tǒng)的總體構(gòu)架，并且在基本功能需求的基礎(chǔ)上盡可能考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。2.2.1系統(tǒng)基本功能 伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，人們對(duì)生活舒適性的追求越來(lái)越強(qiáng)烈，而窗簾在每個(gè)家庭生活是必備的，其基本功能是保護(hù)住戶的隱私以與遮蔽等。基于這些作用窗簾的便利性自然也受到家庭的關(guān)注。但傳統(tǒng)的窗簾絕大部分是用手去開關(guān)，每天開關(guān)不僅不省力，而且還可能錯(cuò)過(guò)最佳光照時(shí)間，尤其是大窗簾，比較重，而且長(zhǎng)，在開閉時(shí)需要費(fèi)很大力氣才能開關(guān)窗簾，特別不方便；針對(duì)這種現(xiàn)象，電動(dòng)窗簾便由此產(chǎn)生?，F(xiàn)有的電動(dòng)窗簾基本上都可以利用按鍵控制，自動(dòng)

11、開關(guān)閉窗簾，雖然省了力氣，但是有些方面的設(shè)計(jì)還是不夠人性化。對(duì)此，本控制系統(tǒng)提出可以根據(jù)光照以與定時(shí)等開關(guān)窗簾，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，白天打開的功能。2.2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體框圖如圖2-2所示。圖2-2 智能窗簾控制原理圖根據(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，從光傳感器上采集的信號(hào)經(jīng)過(guò)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89C52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)

12、、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)。第3章 單片機(jī)基礎(chǔ)3.1 89C52單片機(jī)概述STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯

13、操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35Mhz，6T/12T可選。 STC89C52RC單片機(jī): 8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； 帶4K字節(jié)EEPROM存儲(chǔ)空間; 可直接使用串口下載； AT89S52單片機(jī): 8K字節(jié)程序存儲(chǔ)空間； 256字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間； 沒(méi)有帶EEPROM存儲(chǔ)空間; 其引腳圖如圖3-1所示圖3-1 STC 89C52 引腳圖3.2 晶振電路電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于

14、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(guò)基準(zhǔn)頻率來(lái)控制電路中的頻率的準(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)。圖3-2是單片機(jī)的晶振電路。片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。片振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在1.2MHz24MHz之間選取。C1、C2是反饋電容，其值在20pF100pF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。振蕩周期XTAL1接外部晶體的一個(gè)引腳，XTAL2接外晶體的另一端。在單片機(jī)部，接至上振蕩器的反相放大器

15、的輸出端。采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)HMOS單片機(jī)，該引腳接外部振。在石英晶體的兩個(gè)管腳加交變電場(chǎng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生一定頻率的機(jī)械變形，而這種機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。一般情況下，無(wú)論是機(jī)械振動(dòng)的振幅，還是交變電場(chǎng)的振幅都非常小。但是，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率為某一特定值時(shí)，振幅驟然增大，產(chǎn)生共振，稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。石英晶振起振后要能在XTAL2線上輸出一個(gè)3V左右的正弦波，以便使MCS-51片的OSC電路按石英晶振一樣頻率自激振蕩。通常，OSC的輸出時(shí)鐘頻率fOSC為0.5MHz-16MHz，典型值為12MHz或者11.0592MHz。

16、電容C1和C2可以幫助起振，典型值為30pF，調(diào)節(jié)它們可以達(dá)到微調(diào)fOSC的目的。 其電路如圖3-2所示：圖3-2 單片機(jī)晶振電路圖3.3 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需要給89C52的復(fù)位引腳RST加上大于2個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可以使89C52復(fù)位。復(fù)位時(shí)，單片機(jī)初始化為0000H，從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運(yùn)行錯(cuò)誤（如程序跑飛）或操作錯(cuò)誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時(shí)，也需要復(fù)位鍵使RST腳為高電平，使89C52擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態(tài)而重新啟動(dòng)。圖3-3是復(fù)位電路圖。圖3-3 單片機(jī)復(fù)位電路圖第4章 硬件電路設(shè)計(jì)4.1電源電

17、路三端集成穩(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LM78LM79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，電路部還有過(guò)流、過(guò)熱與調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便。其部結(jié)構(gòu)圖如圖4-1所示。圖4-1 LM7805部示意圖單片機(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3-1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)。其電路如圖4-2所示：圖4-2 電源電路圖4.2直流電機(jī)電路直流電機(jī)是能實(shí)現(xiàn)直流電能和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/28

18、598.htm t _blank 機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。當(dāng)它作 HYPERLINK :/baike.baidu /view/157572.htm t _blank 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1081361.htm t _blank 直流電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能；作 HYPERLINK :/baike.baidu /view/54769.htm t _blank 發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/106753.htm t _blank 直流發(fā)電機(jī)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)控制信號(hào)工作的

19、。而本次測(cè)控系統(tǒng)是以單片機(jī)位控制中心的，下面將介紹步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。直流電機(jī)里邊固定有環(huán)狀永磁體，電流通過(guò)轉(zhuǎn)子上的線圈產(chǎn)生洛倫磁力，當(dāng)轉(zhuǎn)子上的線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)，再繼續(xù)轉(zhuǎn)受到的磁場(chǎng)方向?qū)⒏淖?，因此此時(shí)轉(zhuǎn)子末端的電刷跟轉(zhuǎn)換片交替接觸，從而線圈上的電流方向也改變，產(chǎn)生的洛倫磁力方向不變，所以電機(jī)能保持一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路是根據(jù)控制信號(hào)工作的。而本次測(cè)控系統(tǒng)是以單片機(jī)位控制中心的，下面將介紹步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1620095.htm t _blank 定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)靜止不動(dòng)的部分稱為 HYP

20、ERLINK :/baike.baidu /view/509193.htm t _blank 定子，定子的主要作用是產(chǎn)生 HYPERLINK :/baike.baidu /view/351.htm t _blank 磁場(chǎng)，由機(jī)座、主 HYPERLINK :/baike.baidu /view/129754.htm t _blank 磁極、換向極、端蓋、軸承和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1058552.htm t _blank 電刷裝置等組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/110429.htm t _blank

21、 轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2462579.htm t _blank 電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/303142.htm t _blank 電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/962375.htm t _blank 電樞繞組、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1929.htm t _blank 換向器和風(fēng)扇等組成。本實(shí)驗(yàn)中，L293D采用16引腳DIP封裝，其部集

22、成了雙極型H-橋電路，所有的開量都做成n型。這種雙極型脈沖調(diào)寬方式具有很多優(yōu)點(diǎn)，如電流連續(xù)；電機(jī)可四角限運(yùn)行；電機(jī)停止時(shí)有微振電流，起到“動(dòng)力潤(rùn)滑”作用，消除正反向時(shí)的靜摩擦死區(qū)：低速平穩(wěn)性好等。L293D通過(guò)部邏輯生成使能信號(hào)。H-橋電路的輸入量可以用來(lái)設(shè)置馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使能信號(hào)可以用于脈寬調(diào)整（PWM）。另外，L293D將2個(gè)H-橋電路集成到1片芯片上，這就意味著用1片芯片可以同時(shí)控制2個(gè)電機(jī)。OUT1、OUT2為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制信號(hào)，OUT1、OUT2分別為1，0時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，反之，電機(jī)反轉(zhuǎn)。其接口電路如圖4-3所示：圖4-3電機(jī)電路與單片機(jī)的連接4.3 光照強(qiáng)度檢測(cè)電路窗簾自動(dòng)控制系統(tǒng)

23、的光控功能是可以根據(jù)光照的強(qiáng)弱來(lái)控制窗簾的開閉的，因此需要用光照傳感器件，在本設(shè)計(jì)中采用光敏電阻。由于光敏電阻具有根據(jù)光照阻值變化的特點(diǎn)，可以得到反向輸入端電壓值。然后得到戀足電壓值進(jìn)行比較，比較后的新號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)89C52的P1接口，單片機(jī)處理后輸出命令控制單片機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)光照控制窗簾開關(guān)功能。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。在選擇A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先要確定A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，該設(shè)計(jì)運(yùn)用的是A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832，A/D轉(zhuǎn)換誤的位數(shù)確定與整個(gè)測(cè)量控制系統(tǒng)所需測(cè)量控制的圍和精度有關(guān)，系統(tǒng)精度涉與的環(huán)節(jié)很多，包括傳感器的變換精度，信號(hào)

24、預(yù)處理電路精度A/D轉(zhuǎn)換器以與輸出電路等。本次設(shè)計(jì)使用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0832。電動(dòng)窗簾要根據(jù)光照的情況而自動(dòng)開關(guān)窗簾，因而需要使用到光電傳感器。這里使用光敏電阻。光敏電阻是用光電導(dǎo)體制成的光電器件，又稱光導(dǎo)管，他是基于半導(dǎo)體光電效應(yīng)工作的。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)可以加直流偏壓，也可以加交流電壓。當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)圍的光照時(shí)，它的阻值急劇減少，因此電路中電流迅速增加。光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定。因此在自動(dòng)化技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。光敏電阻器一

25、般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）就激發(fā)出電子空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。應(yīng)用光控原理工正常情況下ADC0832 與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI 并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。當(dāng)ADC0832未工作時(shí)其CS輸入端應(yīng)為高電平，此時(shí)芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當(dāng)要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)

26、束。此時(shí)芯片開始轉(zhuǎn)換工作，同時(shí)由處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK 輸入時(shí)鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號(hào)。在第1 個(gè)時(shí)鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號(hào)。在第2、3個(gè)脈沖下沉之前DI端應(yīng)輸入2 位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能 “1”時(shí)，只對(duì)CH1進(jìn)行單通道轉(zhuǎn)換。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“0”時(shí)，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負(fù)輸入端IN-進(jìn)行輸入。當(dāng)2 位數(shù)據(jù)為“0”、“1”時(shí)，將CH0作為負(fù)輸入端IN-，CH1 作為正輸入端IN+進(jìn)行輸入。到第3 個(gè)脈沖的下沉之后DI端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數(shù)據(jù)輸出DO進(jìn)行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的讀取。從第4

27、個(gè)脈沖下沉開始由DO端輸出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)最高位DATA7，隨后每一個(gè)脈沖下沉DO端輸出下一位數(shù)據(jù)。直到第11個(gè)脈沖時(shí)發(fā)出最低位數(shù)據(jù)DATA0，一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)輸出 完成。也正是從此位開始輸出下一個(gè)相反字節(jié)的數(shù)據(jù)，即從第11個(gè)字節(jié)的下沉輸出DATA0。隨后輸出8位數(shù)據(jù)，到第19 個(gè)脈沖時(shí)數(shù)據(jù)輸出完成，也標(biāo)志著一次A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)束。最后將CS置高電平禁用芯片，直接將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理就可以了。 天亮窗簾自動(dòng)打開，天黑窗簾自動(dòng)關(guān)閉電路，由運(yùn)放組成比較電路，同向輸入端有兩個(gè)電阻分壓得到一個(gè)電壓值，作為基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，而反相輸入端用一個(gè)光敏電阻對(duì)外部環(huán)境的光線進(jìn)行采集，利用光敏電阻暗時(shí)電阻大，亮?xí)r電阻小的特

28、點(diǎn)，來(lái)確定反向輸入端的電壓值。再兩者進(jìn)行比較，比較后的信號(hào)再送入單片機(jī)89C52的P0口，從而通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。來(lái)實(shí)現(xiàn)天亮窗簾自動(dòng)打開，天黑窗簾自動(dòng)關(guān)閉這一自動(dòng)控制功能。光強(qiáng)檢測(cè)電路如圖4-3所示。圖4-3 光強(qiáng)檢測(cè)電路4.4 LCD1602顯示電路LD1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用LCD1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中: 第1腳：VSS為地電源 第2腳：VDD接5V正電源 第

29、3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。 第5腳：RW為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RSRW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù).第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第1516腳：空腳LC16D02的第1、15引腳接地，第2引腳接

30、電源，第3引腳接1K的滑動(dòng)變阻器，第714引腳分別與單片機(jī)的P0.0P0.7相連接，第16引腳與Vcc相連。STC 89C52與LCD1602連接如圖4-4所示。圖4-4 LCD1602顯示電路第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 KELL開發(fā)平臺(tái)5.1.1 KELL軟件簡(jiǎn)介KeiluVision是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，于匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可續(xù)性、可維護(hù)上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 KeiluVision軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)

31、到KeiluVision生成的目標(biāo)的效率代碼非常之高。多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件是更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。KeiluVision提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理器和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整的開發(fā)方案。運(yùn)行KeiluVision軟件需要PENTIUM或以上的CPU，16MB或更多的RAM，20MB以上的空閑的硬盤空間，WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。5.1.2 KELL軟件的使用方法啟動(dòng)Keil C51，進(jìn)入編輯界面。1)建立一個(gè)新工程，單擊Project菜單，在彈出的下拉菜單中選中New Project選項(xiàng)。2)然后選擇你

32、要保存的路徑,輸入工程文件的名字,比如保存到C51目錄里,工程文件的名字為C51，,然后點(diǎn)擊保存.3)這時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框,要求你選擇單片機(jī)的型號(hào),你可以根據(jù)你使用的單片機(jī)來(lái)選擇,keil c51幾乎支持所有的51核的單片機(jī),我這里還是以大家用的比較多的Atmel 的89C51來(lái)說(shuō)明,選擇89C51之后,右邊欄是對(duì)這個(gè)單片機(jī)的基本的說(shuō)明,然后點(diǎn)擊確定.4）完成上一步后，開始編寫程序。單擊“File”菜單，再在下拉菜單中單擊“New”選項(xiàng)。此時(shí)光標(biāo)在編輯窗口里閃爍，這時(shí)可以鍵入用戶的應(yīng)用程序了，但應(yīng)首先保存該空白的文件，單擊菜單上的“File”，在下拉菜單中選中“Save As”選項(xiàng)單擊，屏幕如

33、下圖所示，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時(shí)，必須鍵入正確的擴(kuò)展名。注意，如果用語(yǔ)言編寫程序，則擴(kuò)展名為(.c)；如果用匯編語(yǔ)言編寫程序，則擴(kuò)展名必須為(.asm)。然后，單擊“保存”按鈕。5）回到編輯界面后，單擊“Target 1”前面的“”號(hào)，然后在“Source Group 1”上單擊右鍵，彈出菜單，然后單擊“Add File to Group Source Group 1”6）選中Test.c，然后單擊“Add ”7）輸入程序8）單擊“Project”菜單，再在下拉菜單中單擊“Built Target”選項(xiàng)（或者使用快捷鍵F7），編譯成功后，再單擊“Project”

34、菜單，在下拉菜單中單擊“Start/Stop Debug Session”（或者使用快捷鍵Ctrl+F59）9)調(diào)試程序:，單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Go”選項(xiàng)，（或者使用快捷鍵F5），然后再單擊“Debug”菜單，在下拉菜單中單擊“Stop Running”選項(xiàng)（或者使用快捷鍵Esc）；再單擊“View”菜單，再在下拉菜單中單擊“Serial Windows #1”選項(xiàng)，就可以看到程序運(yùn)行后的結(jié)果。（10）最后，把程序下載到單片機(jī)中。結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)地介紹了自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)以與軟件設(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，用直流電機(jī)作為信號(hào)輸出的

35、執(zhí)行元件，89C52單片機(jī)作為主要的控制元器件，并且應(yīng)用了按鍵以與顯示電路。應(yīng)用89C52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(guò)AD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(guò)處理后，控制直流電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作，以控制窗簾的開閉。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與步進(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。本次課程設(shè)計(jì)的整個(gè)研究與設(shè)計(jì)過(guò)程包括組織、設(shè)計(jì)以與完善等。首先，在組織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

36、制定的方案基礎(chǔ)上運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)對(duì)硬件以與軟件進(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)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)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(méi)有考慮到窗簾工作方式的顯示以與沒(méi)有添加類似紅外遙控的設(shè)計(jì)等。此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，在完成設(shè)計(jì)任務(wù)之外也讓我系統(tǒng)性地認(rèn)識(shí)和全面地掌握了單片機(jī)相關(guān)技術(shù)，從本次課程設(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)以與老師的就相關(guān)問(wèn)題的互相討論交流中，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)用能力有了很大的提高。經(jīng)過(guò)這么長(zhǎng)時(shí)間的忙碌，課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。在課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，由于

37、經(jīng)驗(yàn)的缺乏以與知識(shí)的局限性，難免有許多考慮不周全的地方，在組織，設(shè)計(jì)等方面，如果沒(méi)有于老師的督促指導(dǎo)，沒(méi)有同學(xué)們的支持和幫助，單獨(dú)完成這個(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)在完成課程設(shè)計(jì)期間關(guān)心、幫助、支持和鼓勵(lì)過(guò)我的老師、同學(xué)們致以最誠(chéng)摯的意和最衷心的祝福！參考文獻(xiàn)1 毅剛，單片機(jī)原理與應(yīng)用 高等教育，20032 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育,2003.3 胡漢才，單片機(jī)原理與接口技術(shù).:清華大學(xué)，2004.4 江思敏，胡榮.Protel電路設(shè)計(jì)教程.:清華大學(xué)，2002.5 全利，遲榮強(qiáng).單片機(jī)原理與接口技術(shù).:高等教育，2001.6 程學(xué)先，林珊，程

38、傳慧.匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).:機(jī)械工業(yè)，2005.7 王建校，建國(guó).51系列單片機(jī)與C51程序設(shè)計(jì).:科學(xué)，2002.8 王幸之，AT89系列單片機(jī)原理.：航空航天大學(xué) 20049 閻石 ，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).:高等教育,1998.附錄一：系統(tǒng)原理圖附錄二：智能窗簾控制系統(tǒng)程序#include#include#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuint i,j,x,shu,dat,t0,c,p,q;uchar table= ,adc0832();unsigned char th,tl,t;unsigned int a

39、=0,b=0,n=0,m=0,cont;sbit dq = P15;sbit RS = P36;sbit RW = P37; sbit E = P27; sbit CS = P32;sbit CLK= P30;sbit DO = P31;sbit IN1= P10;sbit IN2= P11;void delay(uint z) uint x,y; for( x=100;x0;x-) for(y=z;y0;y-) ;/*18b20初始化（負(fù)脈沖）*/void delay_1820(uint i) while(i-) ;void init_1820() dq=1; delay_1820(8); dq=0; delay_1820(80); dq=1; delay_1820(14); x=dq; delay_1820(20);/*18b20寫*/void write_1820(uchar dat) uint i; for(i=0;i=1; /*18b20