基于單片機(jī)的光控路燈設(shè)計(jì)含程序和仿真圖(完整資料)

基于單片機(jī)的光控路燈設(shè)計(jì)含程序和仿真圖(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

摘要基于單片機(jī)的光控路燈設(shè)計(jì)含程序和仿真圖(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）隨著社會(huì)文明的不斷發(fā)展，城市照明已經(jīng)不僅僅局限于街道的照明，而更是發(fā)展成為了城市景觀等裝飾性照明的綜合市政工程。本系統(tǒng)采用51單片機(jī)和相關(guān)的光電檢測(cè)設(shè)備來(lái)設(shè)計(jì)智能光控路燈控制器，利用單片機(jī)可編程控制八位邏輯I／O端口實(shí)現(xiàn)路燈的智能化，達(dá)到節(jié)能、自動(dòng)控制的目的，避免了傳統(tǒng)電路對(duì)能源的浪費(fèi)，且路燈的自動(dòng)控制更方便了工作人員的管理。而且所用的路燈采用LED燈，眾所周知,ＬＥD是目前最為節(jié)能的發(fā)光元件,通過(guò)采用LED發(fā)光可以節(jié)省大量的電能,因此，智能光控節(jié)能路燈必將在未來(lái)得到廣泛的應(yīng)用.本設(shè)計(jì)方案采用光線強(qiáng)度、時(shí)間以及道路車流量的三重模式控制,在很大程度上做到了“隨需而控”，同時(shí)符合了當(dāng)今社會(huì)所倡導(dǎo)的節(jié)約型、可持續(xù)性發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn),因而擁有良好的可行性和具有很大的實(shí)用價(jià)值。本設(shè)計(jì)是以光敏電阻對(duì)于外界光線強(qiáng)弱的感應(yīng)能力為基礎(chǔ)進(jìn)行的路燈自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)光線強(qiáng)度弱到一定程度的時(shí)候，路燈就會(huì)自動(dòng)滅掉;當(dāng)光線強(qiáng)到一定程度的時(shí)候，路燈就會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟.本設(shè)計(jì)以當(dāng)外界光線強(qiáng)度弱到使光敏電阻阻值大于等于２０0歐的時(shí)候,ＬED燈會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟;小于200歐的時(shí)候,自動(dòng)關(guān)閉。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，光敏電阻,LED,路燈照明目錄摘要··························································1TOC＼ｏ”1—5”＼h\ｚ\u緒論··························································３目標(biāo)及任務(wù)················································4硬件設(shè)計(jì)ＨＹPERＬINK\l＂_Toc3266８１51５”２．1主要模塊構(gòu)成············································4HYＰＥRLIＮK\ｈ\uHYPERLINK\l＿Ｔｏc4788第１章緒論P(yáng)AGERＥF_Toｃ４788１HYPERLINK\l_Ｔoc２31３51。1設(shè)計(jì)的背景和意義PAGEＲEF_Toc231３5１１.2本設(shè)計(jì)的內(nèi)容PAGＥREF_Ｔｏc23７8６1HYPERLINK\l_Ｔoｃ24８5５1．3存在的主要問(wèn)題８５521。3.1光感功能的實(shí)現(xiàn)PAGEREＦ＿Ｔoc10197２１．３.2遙控功能的實(shí)現(xiàn)PＡＧEREF_Ｔoｃ1３7512HYPEＲLIＮK\l_Tｏｃ10043第２章總體方案設(shè)計(jì)４2.1主控制系統(tǒng)CPＵPAGＥRＥＦ_Toc30528４HYPＥRLINK\l_Tｏc２8214２.２窗簾結(jié)構(gòu)安裝及電機(jī)選擇PAGEREF_Toｃ2821462.2。1窗簾結(jié)構(gòu)安裝ＰAＧEＲEＦ_Toｃ2034162。２．２步進(jìn)電機(jī)選擇PAＧEREＦ_Toc1０1８１62。3硬件總體方案ＰAＧＥRＥF_Tｏc326０37HYＰＥRLINK\l＿Toc63８72.3.1方案設(shè)計(jì)說(shuō)明PAＧERＥＦ＿Ｔoc638782.３。2方案選擇說(shuō)明PＡGＥＲEF_Toc2593８8HＹPＥRLINK\l＿Toc158７3。1光電傳感器信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)PAＧERＥＦ_Toｃ１587１0ＨYPERLＩNK\l_Toｃ２３8743.3執(zhí)行單元模塊設(shè)計(jì)PAGEREF＿Toｃ238７417HＹPＥRＬINＫ\l_Toc2０３2第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)PAＧEREF＿Tｏｃ2０3223HYPERLINK\l_Toｃ８58８4.1程序流程PAＧEREＦ_Toc8588２3ＨＹPＥRLIＮＫ\l_Toｃ195094．2程序設(shè)計(jì)PAGEREF_Toｃ1９509２45課程設(shè)計(jì)體會(huì)PAGＥREＦ＿Toc22６４３２6HYPEＲＬＩＮK\l＿Toc30460參考文獻(xiàn)ＰAＧEREF_Toｃ3046027ＨＹＰＥRLIＮＫ\l＿Tｏｃ２2９81附錄硬件電路圖PAＧEREF_Ｔoc2298１28第1章緒論１．1設(shè)計(jì)的背景和意義２1世紀(jì)是信息化的世紀(jì)，各種電信和互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)推動(dòng)了人類文明的巨大進(jìn)步.利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)、將與家居生活有關(guān)的各種子系統(tǒng)，有機(jī)地結(jié)合在一起,通過(guò)統(tǒng)籌管理，讓家居生活更加舒適、安全、有效。在現(xiàn)代社會(huì),對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)而言,窗簾不僅具有遮光作用,更有美化功能，它不僅可以協(xié)調(diào)居室的色彩搭配，而且能夠柔化空間造型的線條，營(yíng)造溫馨愜意的環(huán)境。隨著高新技術(shù)及電子器件的發(fā)展，光控、溫控及遙控窗簾應(yīng)運(yùn)而生，給人們的生活帶來(lái)了很多方便。單片機(jī)控制的自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)，既能解決每天手動(dòng)拉開(kāi)和關(guān)上窗簾的不便，又顯示出了生活的檔次,同時(shí)還可以根據(jù)光線的明暗來(lái)自動(dòng)控制窗簾的開(kāi)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。同時(shí),遙控和定時(shí)的組合控制,可以讓人們?cè)谛枰臅r(shí)段內(nèi),方便、快捷使用。自動(dòng)控制窗簾系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,它改變了人們的生活方式，單片機(jī)控制的自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)具有豐富的智能化功能,為家庭用戶營(yíng)造一個(gè)高效、舒適、便利的居住環(huán)境，給人們?nèi)粘Ｉ顜?lái)了極大地方便。自動(dòng)控制窗簾系統(tǒng)又牽扯一大批產(chǎn)業(yè),單片機(jī)控制的自動(dòng)控制窗簾產(chǎn)品面向家庭用戶,其應(yīng)用市場(chǎng)是龐大的,發(fā)展前景也是廣闊的，必將吸引大批各類企業(yè)介入,從而牽動(dòng)一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。1.2本設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：窗簾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、窗簾安裝布局的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)和硬件的選擇。窗簾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在現(xiàn)代的審美觀念中，人們往往追求的整體美觀,同時(shí)窗簾作為整體家居環(huán)境的一部分,它的結(jié)構(gòu)和尺寸大小有一定的限制.為了滿足人們對(duì)美的追求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用硬度高、質(zhì)量輕的鋁合金材料來(lái)制作窗簾的整體框架.窗簾安裝布局的設(shè)計(jì):窗簾光感模塊依靠?jī)蓚€(gè)光感模塊和三個(gè)限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn).對(duì)于不同尺寸的窗簾,可根據(jù)實(shí)際情況改變限位開(kāi)關(guān)的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)控制?？刂葡到y(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)：智能窗簾的智能化體現(xiàn)在其自身光控部分，當(dāng)人們?cè)谑覂?nèi)休息、工作的時(shí)候，由于外界光線強(qiáng)度的改變，可能給在室內(nèi)的人們?cè)斐刹贿m,而光控剛好解決了這一缺陷。只要事先設(shè)置好光感的強(qiáng)度,程序就可根據(jù)這個(gè)光線改變而實(shí)現(xiàn)窗簾的開(kāi)合,從而改變室內(nèi)光線強(qiáng)度,給人們一個(gè)舒適、溫馨的環(huán)境。系統(tǒng)的定時(shí)部分可提供任何狀態(tài)下12個(gè)小時(shí)的定時(shí)功能,在定時(shí)結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到光感模式，同時(shí)用戶也可在未到時(shí)間的情況下重新開(kāi)啟光感模式。本系統(tǒng)還可提供溫度時(shí)時(shí)檢測(cè),時(shí)刻提醒用戶注意溫度變化。１.3存在的主要問(wèn)題1.3.1光感功能的實(shí)現(xiàn)光感部分主要可分成光感檢測(cè)和光感執(zhí)行兩部分。光感檢測(cè)依靠的是光敏電阻的使用。光敏電阻可分成暗電流和亮電流兩部分。暗電流:光敏電阻在室溫條件下,全暗(無(wú)光照射）后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間測(cè)量的電阻值,稱為暗電阻，此時(shí)在給定電壓下流過(guò)的電流。亮電流：光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流。光敏電阻的暗電阻越大,而亮電阻越小則性能越好.也就是說(shuō)，暗電流越小，光電流越大,這樣的光敏電阻的靈敏度越高。實(shí)用的光敏電阻的暗電阻往往超過(guò)1ＭΩ，甚至高達(dá)100ＭΩ,而亮電阻則在幾kΩ以下,暗電阻與亮電阻之比在102～１06之間,可見(jiàn)光敏電阻的靈敏度很高。而本設(shè)計(jì)中在光感電路加入一個(gè)滑動(dòng)電阻,用戶可根據(jù)當(dāng)?shù)毓饩€的實(shí)際情況來(lái)改變光感元件對(duì)光線的敏感程度，從而達(dá)到完美的控制目的。光感執(zhí)行部分主要包括一個(gè)直流電機(jī)和三個(gè)限位開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn).當(dāng)光敏電阻判斷光線強(qiáng)度改變時(shí)，電機(jī)按相應(yīng)方向轉(zhuǎn)動(dòng).以光線程度變強(qiáng)為例，電機(jī)向窗簾關(guān)合的方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)繞繩碰到某一限位開(kāi)關(guān)時(shí),電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。再進(jìn)入另一光敏電阻的判斷，如果還是超過(guò)設(shè)定的位置,電機(jī)繼續(xù)以同方向轉(zhuǎn)動(dòng),碰到行程開(kāi)關(guān)停止。1.3。2遙控功能的實(shí)現(xiàn)遙控器使用方便，功能多。目前已廣泛應(yīng)用在電視機(jī)、VCＤ、DVＤ、空調(diào)等各種家用電器中,且價(jià)格便宜，市場(chǎng)上非常容易買到.如果能將遙控器上許多的按鍵解碼出來(lái)，用作單片機(jī)系統(tǒng)的輸入，則解決了常規(guī)矩陣鍵盤(pán)線路板過(guò)大、布線復(fù)雜、占用I/O口過(guò)多的弊病.而且通過(guò)使用遙控器，操作時(shí)可實(shí)現(xiàn)人與設(shè)備的分離，從而更加方便使用。紅外線的是一種波長(zhǎng)為９50nm的光,超出人類的可視光譜范圍，因此是不可見(jiàn)的。這也是我們用它來(lái)做遙控的原因之一,另一個(gè)原因就是紅外線很容易人工生成，成本低廉。雖然人眼不能直接看到紅外線，但是通過(guò)攝像機(jī)或者數(shù)碼相機(jī)，我們就能在圖片里看到它們。不幸的是我們周圍有很多紅外源.太陽(yáng)是最大的紅外源，其它的比如燈泡，蠟燭，中央加熱系統(tǒng),甚至是我們的身體都是紅外源。事實(shí)上，只要是發(fā)熱的物體,就會(huì)發(fā)射紅外線。所以我們必須采取一些措施來(lái)防止我們的控制信號(hào)受到干擾，采用調(diào)制可以使我們的控制信號(hào)免受干擾。通過(guò)調(diào)制，我們把紅外線以特殊的頻率發(fā)射,然后紅外接收設(shè)施以相同的頻率來(lái)接收，從而避免干擾。第2章總體方案設(shè)計(jì)2。1主控制系統(tǒng)CＰU單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。單片機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制.目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。彩電,冰箱，空調(diào),錄像機(jī)，VCＤ，遙控器，游戲機(jī)，電飯煲等無(wú)處不見(jiàn)單片機(jī)的影子,單片機(jī)早已深深地溶入我們每個(gè)人的生活之中.單片機(jī)能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性,易用性及節(jié)能性等主要性能指標(biāo)，給我們的生活帶來(lái)舒適和方便的同時(shí)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀良好，我們根據(jù)單片機(jī)技術(shù)的先進(jìn)性和穩(wěn)定性制訂了如下幾種方案:方案一：SＴＣ單片機(jī)ＳTC公司的單片機(jī)主要是基于8051內(nèi)核,是新一代增強(qiáng)型單片機(jī),指令代碼完全兼容傳統(tǒng)８051，速度快8～12倍，帶ADC，4路PWM，雙串口,有全球唯一ＩD號(hào)，加密性好,抗干擾強(qiáng)。其中,SＴC公司推出了了STC89系列單片機(jī)，增加了大量的新功能,提高了51的性能，是MCS５1家族中的佼佼者。STC89系列單片機(jī)是ＭCＳ—51系列單片機(jī)的派生產(chǎn)品。它們?cè)谥噶钕到y(tǒng)、硬件結(jié)構(gòu)和片內(nèi)資源上與標(biāo)準(zhǔn)8０５2單片機(jī)完全兼容，DIP40封裝系列與8０5１為ｐｉｎ－to-pin兼容。STC89系列單片機(jī)高速（最高時(shí)鐘頻率90MHz)，低功耗,在系統(tǒng)/在應(yīng)用可編程(ISP，IAＰ）,不占用戶資源.方案二:MOＴO(shè)ROＬＡ單片機(jī)MOＴＯROLA是世界上最大的單片機(jī)廠商.品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多是其特點(diǎn),在8位機(jī)方面有６８HC05和生級(jí)產(chǎn)品68HC08，６8ＨC０5有3０多個(gè)系列，200多個(gè)品種，產(chǎn)量已超過(guò)2０億片。8位增強(qiáng)型單片機(jī)68HＣ11也有３0多個(gè)品種,年產(chǎn)量在1億片以上。生級(jí)產(chǎn)品有68HC12。16位機(jī)68HC16也有十多個(gè)品種。32位單片機(jī)的68３XX系列也有幾十個(gè)品種。近年來(lái)，以PowerPC、Coｌｄfire、Ｍ.CORＥ等為CＰU，將DＳP未為輔助模塊集成的單片機(jī)也紛紛推出,目前仍是單片機(jī)的首選牌品。MOTORＯLA單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣速度下所用的時(shí)鐘頻率較Iｎtｅl類單片機(jī)低得多，因而使得高頻噪聲低、抗干擾能力強(qiáng)，更適合用于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境.MOTORＯLA8位單片機(jī)過(guò)去的策略是以掩膜為主，最近推出ＯTP計(jì)劃以適應(yīng)單片機(jī)發(fā)展趨勢(shì)，在３2位機(jī)上，Ｍ.CORE在性能和功耗方面都勝過(guò)ＡRＭ7.方案三:Scenix單片機(jī)Sceniｘ單片機(jī)的I/O模塊有新意.I/O模塊的集成與組合技術(shù)是單片機(jī)技術(shù)不可缺少的重要方面。除傳統(tǒng)的Ｉ/O功能模塊如并行I／O、ＵRＴ、SPＩ、Ｉ2C、A／Ｄ、PWM、PLL、DTMF等，新的I/O模塊不斷出現(xiàn),如UＳＢ,CAＮ、J1850,最具代表性的是MOTＯRＯＬA32位單片機(jī)，它集成了包括各種通信協(xié)議在內(nèi)的I/O模塊，而Scｅnｉx單片機(jī)在I/O模塊的處理上引入虛擬I／O的新概念。Sceｎｉx采用了RISC結(jié)構(gòu)的CＰU,使ＣPU最高工作頻率達(dá)50ＭＨｚ。運(yùn)算速度接近50ＭIPＳ。有了強(qiáng)有力的CＰU,各種I/Ｏ功能便可以用軟件的辦法模擬。單片機(jī)的封裝采用２０/28引腳。公司提供各種Ｉ／Ｏ的庫(kù)函數(shù)，用于實(shí)現(xiàn)各種Ｉ／Ｏ模塊的功能.這些用軟件完成的模塊包括多路UＡRT、多種Ａ/D、PWM、SPI、DTＭF、FＳＫ、LCD驅(qū)動(dòng)等，這些都是通常用硬件實(shí)現(xiàn)起來(lái)也相當(dāng)復(fù)雜的模塊。綜合比較三個(gè)方案,方案一工具好用,DＥMO易搞,成本偏低,所以此次選用的是AT８9Ｃ５２單片機(jī)。這是一種低功耗、高性能ＣMOS8位微控制器,具有８K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)8０C52產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。同時(shí)具有8k字節(jié)Flash,２５6字節(jié)RAM，3２位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，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,片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外,ＡT８9Ｓ52可降至0Hｚ靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式.空閑模式下，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內(nèi)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。圖2。1８9C５2圖2。2窗簾結(jié)構(gòu)安裝及電機(jī)選擇2．2.1窗簾結(jié)構(gòu)安裝家居窗簾不僅要美觀，而且得低噪音,高穩(wěn)定性。因此采用在滑線上縛有一或二只永磁體，與之相對(duì)應(yīng)有一或二只吊環(huán)是磁性材料制成，滑線上縛有永磁體，在封閉的簾桿內(nèi)腔運(yùn)行，而吊環(huán)全部套在簾桿外周或嵌進(jìn)下部開(kāi)的縫內(nèi)，永磁體用磁力透過(guò)簾桿牽引吊環(huán)，這種新型電動(dòng)窗簾滑線不外露,不會(huì)蒙塵和纏繞,可以電動(dòng)手拉兼容。圖2。2窗簾結(jié)構(gòu)示意圖2.2.2步進(jìn)電機(jī)選擇步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu).通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)也可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的.目前,比較常用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)(ＶR)、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（PＭ）、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（HＢ)等。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和普通電動(dòng)機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動(dòng)的形式，因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)多和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。但步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電動(dòng)機(jī);所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場(chǎng)合。步進(jìn)電機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域，由于其不需要A/Ｄ轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認(rèn)為是最理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。型號(hào)峰值堵轉(zhuǎn)最大空載轉(zhuǎn)數(shù)（r/min)轉(zhuǎn)矩（Ｎ.m）電流(Ａ）電壓（V)功率（W)GW31ＺY-637.51．512１863表2。３直流電機(jī)參數(shù)本設(shè)計(jì)采用的是12V的來(lái)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，計(jì)算轉(zhuǎn)數(shù)與扭矩如下：按上表參數(shù)計(jì)算電機(jī)在9Ｖ下的扭矩，N=最大空載轉(zhuǎn)數(shù)×（運(yùn)行電壓÷峰值電壓）=63×（9÷1２）=47.2５r/minＭ=峰值堵轉(zhuǎn)扭矩×（運(yùn)行電壓÷峰值電壓）=7．５×（9÷12）=5．6２5N.ｍ在9Ｖ的狀態(tài)下，電機(jī)產(chǎn)生5.６25的扭矩足以帶動(dòng)繞繩的轉(zhuǎn)動(dòng)。２．3硬件總體方案硬件設(shè)計(jì)的好壞決定整個(gè)方案的成功與否，所以在硬件設(shè)計(jì)時(shí)，在實(shí)現(xiàn)功能的情況下電路設(shè)計(jì)越簡(jiǎn)單越好，這樣才能保證這個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文采用單片機(jī)AＴ89C52作為系統(tǒng)的核心控制器件,通過(guò)光電傳感器采集數(shù)據(jù)（數(shù)字信號(hào)），經(jīng)單片機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向及步數(shù)，并根據(jù)光線變化自動(dòng)調(diào)整窗簾的開(kāi)度。2．３。1方案設(shè)計(jì)說(shuō)明考慮到自動(dòng)窗簾的成本和巨大的市場(chǎng)空間,本文提出一種方案，應(yīng)用光控原理工作,光亮在一定程度窗簾自動(dòng)打開(kāi),光線變暗窗簾自動(dòng)關(guān)閉,實(shí)現(xiàn)光控電動(dòng)自動(dòng)窗簾的設(shè)計(jì),成本低，環(huán)保且方便使用。實(shí)現(xiàn)框圖如圖2.４所示:光敏光敏電阻采集光強(qiáng)電路單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)芯片步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制窗簾開(kāi)閉圖2。４本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的方框圖該系統(tǒng)具有抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定，成本低廉，利于推廣等特點(diǎn),能夠滿足智能家居需求,具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景．2。3.２方案選擇說(shuō)明論文設(shè)計(jì)的核心控制器選用的是AT89C52單片機(jī),光線采集選用光電傳感器ＵLN3330。它輸出單片機(jī)能讀入數(shù)字信號(hào)，然后由L2９3D驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)動(dòng)角度。電機(jī)選用比較容易進(jìn)行角度調(diào)節(jié)的步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)之間的連接采用L293D驅(qū)動(dòng)器,它是一種兩相和四相步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片。2.3.３硬件方案選擇說(shuō)明硬件電路繪圖平臺(tái)為ＰROＴEL軟件,所用元器件在其上繪出，例如ＡＴ89C52微控制器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片Ｌ293D、42BＹG系列步進(jìn)電機(jī)、電阻、電容、按鍵、肖特基二極管、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等。邏輯框圖如圖2.5所示。圖2.５系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)eq\ｏ\ac(○，1）光檢測(cè)模塊選用集成光電傳感器ＵLN3330，當(dāng)器件頂部受到大于5０Lｘ［4］的光照時(shí)就輸出高電平，負(fù)載上沒(méi)有電流;當(dāng)光照不足45Lx時(shí)，器件就輸出低電平,負(fù)載上有電流通過(guò)。eq\o＼ａc(○,2）單片機(jī)模塊選用MCS－5１單片機(jī)系列，AＴ８9C52單片機(jī)。ｅq＼o\ａc(○，3)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊選用步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片Ｌ２9３D，采用L293D，通過(guò)單片機(jī)的Ｉ/O輸入改變芯片控制端的電平，即可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)、停止的操作。eq\o\ac（○，4)步進(jìn)電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)的步距角選用１。8度/步(四相電機(jī)).2。4軟件方案設(shè)計(jì)說(shuō)明(主控程序流程圖）軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Kｅil軟件，用C語(yǔ)言編寫(xiě)具體的程序代碼。主控程序流程圖如圖２。6所示。圖2。6主控程序流程圖第3章硬件電路設(shè)計(jì)3。1光電傳感器信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)3。１．1光電傳感器ULＮ3３30介紹光電傳感器按輸出信號(hào)有開(kāi)關(guān)型和模擬型，開(kāi)關(guān)型用于轉(zhuǎn)速測(cè)量、模擬開(kāi)關(guān)、位置開(kāi)關(guān)等;模擬型用于光電式位移計(jì)、光電比色計(jì)等。光電檢測(cè)必須具備光源、被測(cè)物和光電元件。ULＮ3330是美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的集成光電傳感器。它是一種新穎的光電開(kāi)關(guān),將光敏二極管、低電平放大器、電平探測(cè)器、輸出功率驅(qū)動(dòng)器和穩(wěn)壓電路等五部分都集成在了一塊1×1.8（mm×mｍ)的硅片上，形成一種具有驅(qū)動(dòng)能力的光敏功率器件。該器件可用于眾多使用光敏器件的場(chǎng)合，使光敏器件的應(yīng)用變得更簡(jiǎn)單、可靠。光敏二極管的光敏區(qū)域約為1。１×1。1(mｍ×mm），峰值波長(zhǎng)為880nm。當(dāng)ULＮ３330受到光照時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微安數(shù)量級(jí)的光電流.低電平放大器是一種低噪聲小電流放大器,能對(duì)微安級(jí)的光電流進(jìn)行放大、電平位移，最后輸出可供電平探測(cè)器進(jìn)行鑒別的電平。電平探測(cè)器是由施密特電路構(gòu)成的,它具有約2０％的“滯后”特性。輸出功率驅(qū)動(dòng)器是ＮPＮ中功率晶體管，最大可通過(guò)100mA的電流,可以直接驅(qū)動(dòng)各種負(fù)載。穩(wěn)壓電路可確保當(dāng)電壓在４~15V范圍內(nèi)變化時(shí)電路也能穩(wěn)定地工作。ULＮ3３30接上電源與負(fù)載后，不需要其他元件就能工作。當(dāng)器件頂部受到大于５0Lx的光照時(shí),就輸出高電平,負(fù)載上沒(méi)有電流;當(dāng)光照不足45Lｘ時(shí)，器件就輸出低電平，負(fù)載上有電流通過(guò).３.1。2傳感器信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)由于光電傳感器ULN3330直接輸出數(shù)字信號(hào),因而與單片機(jī)連接電路之間無(wú)需模數(shù)轉(zhuǎn)換電路.UＬN(yùn)3330控制電路基本思路:光照強(qiáng)度ＯUTPUT輸出端窗簾開(kāi)合狀態(tài)E>50LX高電平1打開(kāi)E〈45LX低電平０關(guān)上表３．1光照強(qiáng)度與窗簾狀態(tài)關(guān)系下面兩圖即為光電傳感器ULN3330模塊電路連接圖：ｅq\o\ａｃ(○，1）圖3．２：光電傳感器的輸出端eq\o＼aｃ(○,2）ＯUTPUT接單片機(jī)的P３.0口，輸出端的高低電平就送到單片機(jī)的口，電源端接+１2V的直流電壓，ＶSS端接地.當(dāng)外界逐漸變亮,光電傳感器件頂部受到大于５0Lx的光照時(shí)，就輸出高電平，經(jīng)單片機(jī)后由驅(qū)動(dòng)電路L293D驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn),窗簾打開(kāi)，當(dāng)光電傳感器件頂部光照不足４5Lx時(shí)，光電傳感器件就輸出低電平。經(jīng)單片機(jī)后由驅(qū)動(dòng)電路L293D驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn),窗簾閉合。eq＼o\ac(○，2)圖3。3:用開(kāi)關(guān)模擬光電傳感器，開(kāi)關(guān)一端接單片機(jī)的Ｐ3.0口，另一端為接地端，單片機(jī)上電后其端口為高電平，因而當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),P3．0口即為高電平，窗簾打開(kāi).當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),開(kāi)關(guān)接地，P3。0口為低電平,窗簾閉合。下圖即為光電傳感器ULN3３３0的電路連接圖：圖３。2ULN333０與單片機(jī)的連線圖圖３。3PROTUES中連線圖說(shuō)明：要用PＲＯＴUES軟件仿真，因其中器件庫(kù)中沒(méi)有光敏這塊，用開(kāi)關(guān)替代，左圖為光電傳感器在單片機(jī)上的連接圖，右圖為用開(kāi)關(guān)代替光電傳感器在與單片機(jī)的連接圖。3.2單片機(jī)信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)3.2。1ＭCS－5１單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)全稱單片微型計(jì)算機(jī)，顧名思義，它指的是一種單硅片上集成的微型計(jì)算機(jī)主要功能部件的集成芯片。單片機(jī)的出現(xiàn)要?dú)w功與大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，就組織和功能而言，它如一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，內(nèi)部集成了中央處理器,隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)器、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器、輸入輸出(I/Ｏ)接口電路和串行通信接口等主要功能部件。這里的51單片機(jī)指的是Ｉnｔel公司的MCＳ-51系列單片機(jī),屬于這一系列的單片機(jī)芯片有許多種，如80５1/8052、8０3１／８０３2、８75２/8751等,他們的基本組成、基本性能、指令系統(tǒng)都是相同的。(1)MCS—51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)單片機(jī)是在一塊芯片中繼承了ＣＰU、RAM、ROＭ、定時(shí)/計(jì)數(shù)器和多功能Ｉ/O接口等計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件的大規(guī)模集成電路，又稱MＣU。51系列單片機(jī)內(nèi)包含下列幾個(gè)部件:·１個(gè)8為CPU?！?個(gè)片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路.·4KBRＯＭ程序存儲(chǔ)器.·1２８ＢRAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器.·可尋址6４KB外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和64KB外部程序存儲(chǔ)器的控制電路?！ぃ?條可編程的I/O線(4個(gè)8位并行Ｉ/O接口）?！?個(gè)１6位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器?！?個(gè)可編程全雙工串行接口?！?個(gè)中斷源、２個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷結(jié)構(gòu)。51系列單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖3．３所示，各個(gè)功能部件由內(nèi)部總線連接在一起。程序存儲(chǔ)器部分用ＲＯM代替即為8051/8052；用ＥPRＯM代替即為8751/８752；若去掉ROＭ即為8031／8０３2;用ＦLASＨEPROM代替即為89C５1/89S52?；鶞?zhǔn)頻率源脈沖技術(shù)輸入外部中斷控制并行I／Ｏ接口串行輸入串行輸出圖３．4MＣS—51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖（2）引腳功能有總線擴(kuò)展的5１單片機(jī)有44個(gè)引腳的方形封裝形式和40個(gè)引腳的雙列直插式封裝形式，本文用4０個(gè)引腳的雙列直插式封裝形式，４0個(gè)引腳封裝的引腳圖如圖3.4，各引腳的功能說(shuō)明如下。哥GND2ＸＴAL1,XTAL22RESET1EA／Ｖｐ1ALE／ＰＲOG1ＰSEN1P0。0—P0．７8P1。０-P1.7８P2．０—P2。78P3。0—P３.78圖3。5AＴ89C５2單片機(jī)引腳圖·GND:接地端。·VCC：電源端,接+5V。·XTAL1：接外部晶體的一個(gè)引腳.CHMOS單片機(jī)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，外部時(shí)鐘信號(hào)由此引腳接入?！TAＬ２：接外部晶體的一個(gè)引腳。ＨMＯＳ單片機(jī)采用外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí),外部時(shí)鐘信號(hào)由此引腳接入。·ＲＳT：①?gòu)?fù)位信號(hào)輸入。②VCC掉電后，此引腳可接備用電源,低功耗條件下保持內(nèi)部RAM中的數(shù)據(jù)。·ALE/ＲPOG:①地址鎖存允許。當(dāng)單片機(jī)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，該引腳的輸出信號(hào)ＡLE用于鎖存P0端口的低8位地址。ALE輸出的頻率為時(shí)鐘振蕩頻率的1／6。②對(duì)8７51單片機(jī)片內(nèi)EPＲOM編程時(shí)，編程脈沖由該引腳接入。·ＰSEＮ：程序存儲(chǔ)器允許.輸出讀外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào).取指令操作期間,PSEN的頻率為振蕩頻率的1/6；但若此期間有訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的操作時(shí)，則有一個(gè)機(jī)器周期中的PSEＮ信號(hào)將不出現(xiàn)。·ＥＡ/VＰP:①EA=0,單片機(jī)只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。對(duì)８０31單片機(jī)此引腳必須接地.EA＝1，單片機(jī)訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器.對(duì)于內(nèi)部有程序存儲(chǔ)器的8XX51單片機(jī)，此引腳應(yīng)接高電平,但若地址值超過(guò)4KB范圍，單片機(jī)將自動(dòng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。②在８7５1單片機(jī)內(nèi)EPRＯＭ編程期間，此引腳接入２1V編程電源VPＰ。·P０.０～P0。7:P0數(shù)據(jù)/低八位地址復(fù)用總線端口。具有雙重功能：①可以作為輸入/輸出口，外接輸入/輸出設(shè)備。②在有外接存儲(chǔ)器和I/O接口時(shí)常作為低8位地址/數(shù)據(jù)總線,即低8位地址與數(shù)據(jù)線分時(shí)使用Ｐ0口。此低8位地址由AＬE信號(hào)的下跳沿使它鎖存到外部地址鎖存器中,爾后,P0口出現(xiàn)數(shù)據(jù)信息?！1。0~P１．7：P１靜態(tài)通用端口。具有單一接口功能，Ｐ1口每一位都能作為可編程的輸入或輸出口線。·P2.０~P2。7：P2高八位地址總線動(dòng)態(tài)端口。具有雙重功能：①作為輸入／輸出口使用,外接輸入/輸出設(shè)備.②在有外接存儲(chǔ)器和I/Ｏ接口時(shí)，作為系統(tǒng)的地址總線，輸出高８位地址，與P０口低８位地址一起組成1６位地址總線。對(duì)于內(nèi)部無(wú)程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)來(lái)說(shuō)，P2口只作為地址總線使用,而不作為Ｉ/O接口?！3.0～P３．7：P3雙功能靜態(tài)端口，①可以作為輸入/輸出口，外接輸入/輸出設(shè)備。②作為第二功能使用時(shí)，每一位功能定義如表３。６所示單片機(jī)端口外圍電路Ｐ0．0－P0.7，Ｐ2．０—P2.2屏幕顯示模塊Ｐ2．5－Ｐ2。7電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊P2。3－Ｐ２.4光感模塊Ｐ1。0—P1．2，P1。3-P１．53×3矩陣按鍵模塊Ｐ１。6—P1.7，P3.0定位開(kāi)關(guān)模塊Ｐ３.２紅外線Ｐ3。3溫度模塊P3。7蜂鳴器表3.6P3口第二功能說(shuō)明(３）單片機(jī)本身的微小電路圖3．7單片機(jī)的微小系統(tǒng)連線圖上圖為單片機(jī)的小系統(tǒng)，包含片內(nèi)振蕩電路和復(fù)位電路.片內(nèi)振蕩電路：通常外接一個(gè)晶振,兩個(gè)電容，電容值取值范圍1５～45ｐf，取值范圍晶振值０~24MHZ.時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)序脈沖，單片機(jī)所有運(yùn)動(dòng)與控制過(guò)程都是在統(tǒng)一的時(shí)序脈沖驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行的，時(shí)鐘電路好比人的心臟,如果人的心臟停止工作,則人就沒(méi)有生命了,同樣,如果單片機(jī)的時(shí)鐘電路停止工作，那么單片機(jī)也就停止運(yùn)行了。復(fù)位電路:當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí),在此引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平使單片機(jī)復(fù)位，一般在此引腳與ＶSS之間接一個(gè)下拉電阻，與VCC引腳之間接一個(gè)電容，單片機(jī)復(fù)位后,從程序存儲(chǔ)器的0000H單元執(zhí)行程序，并初始化一些專用寄存器為復(fù)位狀態(tài)值。本文中單片機(jī)復(fù)位電路的連接如上圖。3.3執(zhí)行單元模塊設(shè)計(jì)３。3．1驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分&＆行程開(kāi)關(guān)（１)L2９3Ｄ芯片介紹L２93Ｄ為意大利ＳＧＳ半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的雙全橋步進(jìn)電機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片（DuａlFｕll－ＢrｉdgeDriｖｅr),內(nèi)部包含4信道邏輯驅(qū)動(dòng)電路，是一種二相和四相步進(jìn)電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)二相或1個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)含二個(gè)H－Briｄge的高電壓、大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn)

ＴTL邏輯準(zhǔn)位信號(hào)，可驅(qū)動(dòng)46V、2Ａ以下的步進(jìn)電機(jī)，且可以直接透過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓;此芯片可直接由單片機(jī)的IＯ端口來(lái)提供模擬時(shí)序信號(hào)，L２９3D之接腳如圖3。8所示，OUTl、OUＴ２和OUＴ３、ＯＵT4之間接步進(jìn)電機(jī);input1~input４輸入控制電位來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn);Enable則控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。本文主要采用L２93D驅(qū)動(dòng)芯片，通過(guò)單片機(jī)的I/O輸入改變芯片控制端的電平,即可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn),停止的操作。圖3.8L293D內(nèi)部邏輯圖輸入引腳與輸出引腳的邏輯關(guān)系表如表３。９（EＮB引腳與ENA引腳同）：L293D功能引腳模塊ENＡIＮ1IN2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)0××停止1１0正轉(zhuǎn)101反轉(zhuǎn)1１１剎停10０停止表3．9L２9３D功能引腳模塊（2)芯片（采用poweｒso20封裝）引腳說(shuō)明：＋5V：芯片電壓5Ｖ。功率電源電壓，此引腳與地必須連接1００nＦ電容器ＶCＣ:電機(jī)電壓，最大可接５0V。邏輯電源電壓。此引腳與地必須連接100nF電容器GNＤ:共地接法。ＥｎＡ,EnB：接控制使能端高電平有效,ＥNA、ENB分別為IＮ1和ＩN２、IN3和IN4的使能端。IN１～I(xiàn)N4:輸入控制電平,控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，輸入端電平和輸出端電平是對(duì)應(yīng)的。ＯＵＴ1~ＯUＴ4:輸出端，接電機(jī).L２93Ｄ需要從外部接兩個(gè)電壓，一個(gè)是給電機(jī)的，另一個(gè)給L2９3Ｄ芯片的。圖3.10雙四拍模式波形圖（3)位置開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān))步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的位置的末端分別安裝行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)窗簾運(yùn)動(dòng)到末端位置時(shí)會(huì)碰到行程開(kāi)關(guān),使開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸頭閉合,一旦常開(kāi)觸頭閉合，電機(jī)就停止正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn).當(dāng)天亮或天暗時(shí)，步進(jìn)電機(jī)會(huì)反方向運(yùn)動(dòng)，開(kāi)關(guān)的障礙物去除,常開(kāi)觸頭恢復(fù)，由此實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的末端停止控制，沒(méi)有碰到常開(kāi)觸頭，電機(jī)會(huì)一直運(yùn)轉(zhuǎn),這樣也可使窗簾拉到極限位置,很好的保證了室內(nèi)私密性的性能。位置開(kāi)關(guān)(又稱限位開(kāi)關(guān)）的一種，是一種常用的小電流主令電器.利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的碰撞使其出頭動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)接通或斷開(kāi)控制電路，達(dá)到一定的控制目的，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。通常，這類開(kāi)關(guān)被用來(lái)限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程,使運(yùn)動(dòng)部件暗特定的位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等.在電氣控制系統(tǒng)中,位置開(kāi)關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測(cè)。用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。一般限位開(kāi)關(guān)由操作頭、觸點(diǎn)系統(tǒng)和外殼組成。在實(shí)際生產(chǎn)中，行程開(kāi)關(guān)被安裝在預(yù)先定好的位置，當(dāng)安裝在機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換,所以說(shuō),行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切開(kāi)電路開(kāi)關(guān),其作用原理與按鈕相似。行程開(kāi)關(guān)可以安裝在相對(duì)靜止的物體（如固定架、門(mén)框等，簡(jiǎn)稱靜物）上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行車、門(mén)等,簡(jiǎn)稱動(dòng)物）上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開(kāi)關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_(kāi)的接點(diǎn)閉合。由開(kāi)關(guān)接點(diǎn)開(kāi)、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作本文選用的是直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)。直動(dòng)式行程開(kāi)關(guān)動(dòng)作原理同按鈕類似，所不同的是:一個(gè)是手動(dòng)，另一個(gè)則由運(yùn)動(dòng)部件的撞塊碰撞.當(dāng)外界運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊碰壓按鈕使其觸頭動(dòng)作，當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件離開(kāi)后，在彈簧作用下,其觸頭自動(dòng)復(fù)位。０＄５d21２aa8913６34f5cａ130c0b"\o＂查看圖片＂\ｔ＂_blank”3.3.2步進(jìn)電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響,即給電機(jī)加一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)則轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)步距角.本文選用的是混合式步進(jìn)電機(jī)，混合式步進(jìn)電機(jī)是混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為１.8度，五相步進(jìn)角一般為０。７2度，這種步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用最為廣泛.３。3。3執(zhí)行單元模塊電路連接(１）電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接本文主要采用Ｌ293D，通過(guò)單片機(jī)的I/O輸入改變芯片控制端的電平，改變繞組脈沖信號(hào)的順序即可對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。Ｌ2９3Ｄ的輸入引腳與單片機(jī)的P1．0~P1。3口分別相連，IN1～I(xiàn)Ｎ4引腳從單片機(jī)輸入控制電平，控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，OUT１~OUT４分別接步進(jìn)電機(jī)的四個(gè)相線，ENA、ENB接控制使能端控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)、停.當(dāng)EＮA、ENB同時(shí)接高電平時(shí)L２９3Ｄ芯片是工作的,即使能端有效,控制IＮ1～I(xiàn)Ｎ４引腳電平的頻率即可控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速.芯片的輸出引腳分別接2個(gè)續(xù)流二極管，起到保護(hù)電路作用。芯片的VCＣ和VSS引腳與地必須連接1０0ｎF電容器,圖中０。1μF和１00μF電容并聯(lián)即為１00nf。對(duì)本自動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還必須滿足用戶想要窗簾停的某一位置停下來(lái)的需求，為此設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)停止開(kāi)關(guān)，為簡(jiǎn)化程序，更加利用L2９3D芯片本身的功能，本文采用了一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)ＳW1,開(kāi)關(guān)一端接使能端EＮA、EＮB，另兩端一段接＋５V的電源，為芯片使能端提供高電平,另外一端接地，限制使能端的使用，當(dāng)開(kāi)關(guān)接到地時(shí)，兩個(gè)使能端接地，L２93D芯片不再起作用，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，由此達(dá)到停止的目的.電機(jī)控制窗簾的兩個(gè)極限位置--－--—窗簾的兩端，要能使電機(jī)停下來(lái)，這一問(wèn)題的解決有兩種方案，一種是計(jì)算步進(jìn)電機(jī)在窗簾開(kāi)合長(zhǎng)度中所要轉(zhuǎn)的圈數(shù)，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)本身的步長(zhǎng)計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，寫(xiě)入程序里進(jìn)行控制，還有一種是利用行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制,當(dāng)窗簾走到極限位置時(shí)會(huì)碰到行程開(kāi)關(guān)，使行程開(kāi)關(guān)閉合,這里的行程開(kāi)關(guān)是接地和使能端的,開(kāi)關(guān)閉合就是關(guān)閉使能端,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，分析比較這兩種方案，認(rèn)為后一種較為簡(jiǎn)便且使居室的嚴(yán)密性得到保證,因?yàn)槭芟抻诓竭M(jìn)電機(jī)本身的精確度和丟步失步現(xiàn)象，電機(jī)難免不會(huì)在某一時(shí)刻出現(xiàn)丟步，是窗簾在還沒(méi)完全拉合的狀態(tài)下停止。行程開(kāi)關(guān)控制步進(jìn)電機(jī)極限位置停止：天亮?xí)r，光敏傳感器接受到高電平，依程序所設(shè)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),窗簾以某一速度被慢慢拉開(kāi)，走到極限位置時(shí)，窗簾碰到右端的行程開(kāi)關(guān)SW3,開(kāi)關(guān)閉合使能端關(guān)閉，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)天暗時(shí)，光敏傳感器輸出低電平,電機(jī)要逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)了，窗簾打開(kāi),障礙物去除，開(kāi)關(guān)斷開(kāi),使能端打開(kāi)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，同樣電機(jī)反轉(zhuǎn)碰到左邊的行程開(kāi)關(guān)ＳW4時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合,使能端關(guān)閉,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。鑒于上述考慮,我們小組的設(shè)計(jì)電路圖如3．１1所示:圖3.1１L２93D控制電機(jī)電路系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4．1程序流程5１單片機(jī)的開(kāi)發(fā)除了需要硬件的支持外,同樣離不開(kāi)軟件。CＰＵ真正可執(zhí)行的是機(jī)器碼,用匯編語(yǔ)言或Ｃ語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序必須轉(zhuǎn)為機(jī)器碼才能被執(zhí)行,轉(zhuǎn)化方法有手動(dòng)匯編和機(jī)器匯編兩種，前者已很少使用，機(jī)器匯編是通過(guò)匯編軟件將源程序轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼的編譯方法.這種匯編軟件稱為編譯器，ｋｅil是目前最流行的51單片機(jī)開(kāi)發(fā)軟件，keil提供了一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境uVｉsion，它包括編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理、和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器.這樣,在開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件的過(guò)程中,編輯、編譯、匯編、連接、調(diào)試等各個(gè)階段都集中在一個(gè)環(huán)境中.先用編譯器編寫(xiě)程序、接著調(diào)用編譯器進(jìn)行編譯，連接之后即可直接運(yùn)行。這樣免去了過(guò)去先用編譯器進(jìn)行編譯,再退出編輯狀態(tài)進(jìn)行編譯，調(diào)試后又要調(diào)用編譯器的反復(fù)過(guò)程。因此可以縮短開(kāi)發(fā)周期。因此我所選用的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Kｅiｌ軟件，用C語(yǔ)言編寫(xiě)具體的程序代碼。主控程序流程圖如圖４.1所示。圖4。1主控程序流程圖4.２程序設(shè)計(jì)#include<reｇ5２。ｈ＞＃ｄefinｅucｈaruｎsｉｇnｅdchａr＃defineuintuｎsiｇnedinｔucharcｏｄeｆｆw［]=｛0xｆc，0xf6,０xf３，０xf９};/／2相勵(lì)磁正轉(zhuǎn)表uｃｈarcoｄerev［］＝｛0xf9，0ｘf3，0xf6，0xfc｝;//2相勵(lì)磁反轉(zhuǎn)表sbitk1=P3^0;/／定義K1開(kāi)關(guān)ｖｏiddelay(ｕｉntx）//延時(shí)函數(shù){uchari；ｗhile（ｘ--）/／i=ｘ即延時(shí)約x毫秒foｒ(ｉ=0；i＜60；i++）;｝/＊*＊＊*＊*＊以下是步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)函數(shù)＊＊＊＊＊***／voidseｔp＿motor＿ffw（）{Ｐ1=fｆw[3];//取正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)ｄelaｙ（250);P1=ffw[2］；deｌay（500)；}/＊＊*＊＊＊＊*以下是步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)函數(shù)*＊＊＊*＊*＊/voiｄsｅtｐ_mｏtｏr_rｅｖ()｛Ｐ1=ｒｅv［２］;/／取反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)dｅｌａy（25０);P1=rev［1]；ｄelay(500）；｝/*主程序＊/voiｄｍain（){while（1)//電機(jī)轉(zhuǎn)ｍ圈{if（k1＝=1)//K1送入高電平｛delａy(1０）；iｆ（k1＝＝1){ｓetp_ｍotor_ffｗ（);//調(diào)用電機(jī)正轉(zhuǎn)函數(shù)}}elsｅ//K1送入低電平{dｅlａy（１0）;ｉf(k1=＝0）｛setp_motor_rev（)；//調(diào)用電機(jī)反轉(zhuǎn)函數(shù)}｝}｝5課程設(shè)計(jì)體會(huì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)，提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，單片機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域，在生活中可以說(shuō)得是無(wú)處不在.因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來(lái)說(shuō)掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)技術(shù)是十分重要的.回顧起此次計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，在整整兩星期的日子里,可以說(shuō)得是苦多于甜,但是可以學(xué)到很多很多的的東西,同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái),從理論中得出結(jié)論,才能真正提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力.在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到各種問(wèn)題，好多C語(yǔ)言語(yǔ)法錯(cuò)誤、編寫(xiě)程序無(wú)法運(yùn)行等等。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后,一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在馮娜老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時(shí),在馮娜老師的身上我學(xué)得到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝!

參考文獻(xiàn)[１］邱麗芳，彭志剛，胡漢輝.單片機(jī)原理與應(yīng)用［M］。重慶:重慶大學(xué)出版社，2011。［2］李學(xué)海.標(biāo)準(zhǔn)80C5１單片機(jī)基礎(chǔ)教程-原理篇［M］。北京:北京航空航天大學(xué)出版社,２０06．[3］騰飛.智能家居就在眼前[J].中國(guó)計(jì)算機(jī)用戶,200１,11（3）:25－27．[4］張世昌.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M］.天津：天津大學(xué)出版社，2002。［5］張秀艷。畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖［M］.北京:高等教育出版社，，20０4。[６］李朝青。單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，１998。[7］何立民．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編［Ｍ］.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,199７.附錄硬件電路圖

畢業(yè)論文聲控和光控路燈的設(shè)計(jì)系別專業(yè)年級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師摘要隨著科技的飛速發(fā)展,自動(dòng)化已經(jīng)運(yùn)用在了生活中的方方面面，而路燈就是一個(gè)很好的例子。如何能夠利用51單片機(jī)作為中央處理器實(shí)現(xiàn)路燈的節(jié)能是本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。通過(guò)書(shū)本知識(shí)學(xué)習(xí)、指導(dǎo)老師的輔導(dǎo)以及資料文獻(xiàn)的查閱,確定5１單片機(jī)為主要芯片,然后因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)聲光控功能,那就必須使用到光敏電阻和駐極體話筒電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)光和聲音轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，利用單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、聲控模塊、光控模塊等幾大模塊為主的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)分別通過(guò)利用聲控和光控模塊的駐極體話筒和光敏電阻將聲音信號(hào)和光信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)換為5１單片機(jī)能夠識(shí)別的電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)聲光控功能。通過(guò)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和必要繪圖仿真編程軟件繪制出系統(tǒng)原理圖、整體電路圖、程序流程圖，完成系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、光敏傳感器模電變換設(shè)計(jì)、聲控整流濾波放大并進(jìn)行程序編寫(xiě)、仿真、硬件調(diào)試等，終于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了利用51單片機(jī)使白天由光控電路起作用控制燈不亮，晚上由聲控電路起作用控制開(kāi)關(guān)閉合燈亮，并且延時(shí)一