畢業(yè)論文--基于單片機的無線遙控電動窗簾設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　課題名稱：基于單片機的無線遙控電動窗簾設計 </p><p><b>　　總 目 錄</b></p><p>　　第一部分 任務書</p><p>　　第二部分 開題報告</p><p>

2、;　　第三部分 畢業(yè)設計論文</p><p>　　第 一 部 分</p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務</b></p><p><b>　　書</b></p><p><b>　　**</b&

3、gt;</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　第 二 部 分</p><p><b>　　開</b></p><p><b>　　題</b></p><p><b>　　報</b></

4、p><p><b>　　告</b></p><p>　　** 電子信息工程系 14 屆</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）開題報告書（表1）</p><p>　　第 三 部 分</p><p><b>　　畢</b></p><p><b

5、>　　業(yè)</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　報</b></p><p><b>　　告</b></p><p>　　基于單片機的無線

6、遙控電動窗簾設計</p><p><b>　　**</b></p><p><b>　　**</b></p><p>　　【摘 要】：隨著電子技術(shù)和自動化技術(shù)的發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高。家用電器產(chǎn)品也在不斷的更新?lián)Q代。從始初的晶體管到電子管；由模擬到數(shù)字；由分立元件到集成電路；從普通向高性能、多功能型；由手動控制

7、向紅外線遙控、向智能化發(fā)展。此次要設計的是遙控窗簾。它是采用AT89C51單片機的最小系統(tǒng)設計，控制一個可逆、直流電動機控制窗簾的拉開和關(guān)閉。</p><p>　　這里介紹了基于單片機技術(shù)的遙控窗簾的設計原理，給出了遙控器和接受控制器的硬件設計方案，以流程圖方式對本系統(tǒng)的遙控器和接收器的軟件設計進行了較為詳細的介紹，并制作出了仿真模擬。該系統(tǒng)主要由鍵盤掃描電路、單片機（AT89C51）、行程開關(guān)及電動機驅(qū)動控制電

8、路和顯示電路等組成；能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制模式與手動控制模式選擇，自動控制模式中系統(tǒng)可以自行判斷白天與夜間時段，并根據(jù)光線的變化自動開合窗簾；手動控制中操作者可以通過遙控器手動控制窗簾的開合，并可使窗簾在任意位置停止。</p><p>　　該設計包括電機驅(qū)動電路、系統(tǒng)主控模塊、顯示模塊、光照強度檢測模塊等組成，可實現(xiàn)窗簾自動升降和手動升降。</p><p>　　【關(guān)鍵詞：】單片機； 無線遙控；

9、光敏電阻； 電機驅(qū)動；</p><p>　　The wireless remote control electric curtain design based on single chip microcomputerZhao Shuai cong</p><p>　　1102 electrical</p><p>　　Abstract: With the deve

10、lopment of electronic technology and automation technology, people is higher and higher requirement for the quality of life.Home appliances products are constantly updated.From the beginning at the beginning of the trans

11、istor to tube;From analog to digital;By the discrete component to the integrated circuit;From normal to high performance, multiple function;From manual control to infrared remote control, the intelligent development.This

12、 is to design remote control curtains</p><p>　　Here introduces the remote control curtain based on single chip microcomputer technology, the design principle of hardware design scheme of the remote control a

13、nd accept the controller are given, in the flow chart of this system software design of remote controls and receivers are discussed in detail, and made simulation.The system is mainly composed of keyboard scanning circui

14、t, single chip microcomputer (AT89C51), travel switch and motor drive control circuit and display circuit and so on;Can </p><p>　　The design including the motor drive circuit, system control module, display

15、module, light intensity detection module, etc, which can realize automatic curtain lifting and manual lifting </p><p>　　Keywords: Microcontroller;The wireless remote control;Photosensitive resistance;Motor d

16、rive;目 錄</p><p><b>　　第一章 概述1</b></p><p>　　1.1 窗簾的發(fā)展史1</p><p>　　1.2 無線電動窗簾的現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3 選題目的和意義2</p><p>　　1.4 選題的要求3</p><p&

17、gt;　　第二章 課題設計方案4</p><p>　　2.1 方案選擇4</p><p>　　2.2 設計方案4</p><p><b>　　2.3原理框圖5</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設計6</p><p>　　3.1功能模塊介紹6</p><p

18、>　　3.1.1 無線遙控控制6</p><p>　　3.1.2 光照檢測部分7</p><p>　　3.1.3 輸出部分9</p><p>　　3.1.4 防過卷模塊9</p><p>　　3.1.5 電機控制模塊9</p><p>　　3.2 AT89C51單片機10</p>&l

19、t;p>　　3.4 各模塊電路11</p><p>　　3.4．1 最小系統(tǒng)設計11</p><p>　　3.4．2遙控按鍵設計12</p><p>　　3.4．3 顯示電路14</p><p>　　3.4．4 電機驅(qū)動電路15</p><p>　　第四章 軟件設計16</p>&l

20、t;p>　　4.1 主程序16</p><p>　　4.2 ADC程序流程圖20</p><p>　　4.3 判鍵子程序流程圖22</p><p>　　4.4 顯示子程序24</p><p>　　第五章 Proteus軟件仿真29</p><p>　　5.1 Protues介紹29</p>

21、;<p>　　5.2 Protues界面介紹29</p><p>　　5.3 Protues的簡單使用30</p><p>　　5.4 Protues軟件仿真電路圖33</p><p>　　5.5仿真實驗結(jié)果分析33</p><p><b>　　5.6仿真33</b></p>&

22、lt;p><b>　　總結(jié)37</b></p><p><b>　　致謝38</b></p><p><b>　　參考文獻39</b></p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p>　　1.1 窗簾的發(fā)展史</p>

23、;<p>　　窗簾跟中國的朝代一樣，也是經(jīng)歷了一個歷史悠久的發(fā)展史。窗簾是從原始穴居和半穴居時代一直發(fā)展到了現(xiàn)在的二十一世紀。它主要還從以下幾個方面進行有了新的發(fā)展：</p><p>　　材料創(chuàng)新：用來織造窗簾的纖維材料近年發(fā)展較快，化學纖維中的玉米纖維、大豆纖維、牛奶纖維、竹漿纖維及加入了各種功能材料的纖維層出不窮。有單一品種，也有兩種或多種材料復合而成。天然纖維中的竹原纖維、菠蘿纖維、棕櫚類纖維

24、及金屬纖維等也在開發(fā)中。天然纖維與化纖混合、并捻等都可取長補短，創(chuàng)造出新型、獨特風格的產(chǎn)品。紡織材料與草、竹、木、塑料、金屬等結(jié)合制作的窗簾，則會產(chǎn)生別具一格的效果。</p><p>　　工藝創(chuàng)新：在化纖紡絲、紡紗、織造、后整理中進行創(chuàng)新。如各種變形紗、竹節(jié)紗的應用，色織、提花、繡花、補花、印花、爛花工藝的組合，對織物進行壓縐、水熔、植絨、磨毛、起絨、涂層處理等將賦予窗簾新的形象和感覺。采用電子噴繪技術(shù)，將使窗簾

25、更加個性化。</p><p>　　功能創(chuàng)新：窗簾除了遮陽、保護隱私外，還應根據(jù)使用位置開發(fā)更多的實用功能，如用于衛(wèi)生間則應有除臭功能，廚房的窗簾應能防油自潔，賓館、歌廳、網(wǎng)吧、影劇院公共場所用必須有高效低毒阻燃性。醫(yī)院用的窗簾應抗菌防霉，防止交叉感染。對溫差較大的地區(qū)可開發(fā)蓄熱保溫窗簾。在廣大農(nóng)村、山區(qū)，更應開發(fā)防蚊、防蟲的窗簾。對于體弱多病者，不妨開發(fā)些有保健功能、安神鎮(zhèn)靜類的窗簾，可創(chuàng)造一個有利人體健康的環(huán)境

26、。原來只有手動的窗簾，現(xiàn)在發(fā)展到有電動窗簾，可以讓人們使用起來更加的方便。</p><p>　　設計創(chuàng)新：當代紡織產(chǎn)品流行周期越來越短，窗簾的設計是從紗線原料選用、織造工藝、后整理的改進外，最重要的是圖案及色彩的搭配。圖案及色彩首先要考慮流行趨勢，及所選用的場合、使用的人群。如高檔賓館飯店則要求豪華氣派，一般家庭用則希望優(yōu)雅溫馨。還應設計一些針對專門使用人群的產(chǎn)品，如針對不同學年、不同性格的學生專用窗簾，可設計一

27、些能集中注意力安靜型的，也可設計一些能開拓視野知識型的，如宇宙天體、動物樂園、植物王國、卡通世界、地理知識、詩詞書法典范等。對于不同地區(qū)、民族、信仰、文化層次的人群也設計出既有文化內(nèi)函，又有地域特點的窗簾。</p><p>　　情趣創(chuàng)新：窗簾每天都要在人們眼中出現(xiàn)，因此，除了美觀溫馨外，還應該有情趣，在圖案設計、材料及工藝選用都增加一些情趣成分。如采用變色技術(shù)、夜光技術(shù)可給窗簾增加新的活力。窗簾行業(yè)還可與電器技術(shù)

28、結(jié)合，移動時發(fā)出美妙的音樂，定時開閉、達到叫早或催眠的效果，使之更加人性化。</p><p>　　從上面的文章中大家可以清晰的來了解到窗簾的一個復雜而又悠久的發(fā)展史，能對窗簾有一個更好的了解。</p><p>　　1.2 無線電動窗簾的現(xiàn)狀</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，人民生活和工作條件的不斷改善，電動窗簾越來越為人所接受，在歐美等發(fā)達國家，電動窗簾已廣泛應

29、用。電動窗簾產(chǎn)品不但實現(xiàn)了電動化，通過紅外線、無線電遙控或定時控制實現(xiàn)自動化，而且運用陽光、溫度、風等電子感應器，實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化操作，降低勞動強度，延長產(chǎn)品的使用壽命。</p><p>　　電動窗簾，與傳統(tǒng)不同的是：環(huán)形滑線與吊環(huán)不再縛為一體，而是通過磁力相聯(lián)系。具體結(jié)構(gòu)是：滑線上縛有永磁體，在封閉的簾桿內(nèi)腔運行，磁力透過簾桿牽引吊環(huán)。這種新型電動窗簾滑線不外露，不會蒙塵和纏繞，可以電動手拉兼容，做浴簾也很適宜

30、。一種電動窗簾，由電機、減速輪組、主動輪、滑輪和環(huán)形滑線組成，其特征是：滑線上縛有一或二只永磁體，與之相對應有一或二只吊環(huán)是磁性材料制成；沿線和永磁體在由非磁性材料制成的簾。桿內(nèi)腔運行，而吊環(huán)全部套在簾桿外周或嵌進下部開的縫內(nèi)，永磁體用磁力牽引吊環(huán)。</p><p>　　1.3 選題目的和意義</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的改變，寬大窗戶的辦公和生活建筑越來越多。這

31、種建筑結(jié)構(gòu)美觀，采光良好。但是，窗戶的高度或者寬度超過4米以后手拉窗簾卻比較困難。而現(xiàn)在的房地產(chǎn)商幾乎卻都沒有為用戶考慮這個問題，使一些高檔住宅反而帶來了生活上的不便，解決這個問題的方法是使用窗簾機。</p><p>　　窗簾機是專門為高大的窗戶設計的窗簾控制裝置，根據(jù)功能不同可以分為電動、遙控、自動和智能等多種規(guī)格。電動窗簾機是通過窗簾機上的控制按鍵操作窗簾開合的一種最簡單的窗簾機，僅僅解決了手動窗簾的問題，可

32、還需要人來近距離操作，電動窗簾使一些超高、超寬窗簾的操作變得比較容易。但是因為這種窗簾技術(shù)含量低，基本沒有廠家作大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；遙控窗簾機可以遠距離操作窗簾的開合，使用更為方便，自動窗簾機具有自動控制功能，可以滿足用戶各種情況下的使用要求。</p><p><b>　　1.4 選題的要求</b></p><p>　　（1） 進一步熟悉和掌握單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

33、，了解單片機應用系統(tǒng)設計的基本方法和步驟</p><p>　　（2）掌握單片機仿真軟件Proteus的使用方法； </p><p>　　（3）掌握鍵盤和顯示器在的單片機控制系統(tǒng)中的應用。</p><p>　?。?）掌握撰寫課程設計報告的方法。</p><p>　　第二章 課題設計方案</p><p><b>

34、　　2.1 方案選擇</b></p><p>　　方案一：采用數(shù)字電子技術(shù)，利用555定時芯片構(gòu)成多諧振蕩器，或采用外圍的晶振電路作為時鐘脈沖信號，采用計數(shù)芯片對脈沖盡心脈沖的計數(shù)和分頻，最后通過譯碼電路對數(shù)據(jù)進行譯碼，將譯碼所得的數(shù)據(jù)送給數(shù)碼管顯示。</p><p>　　方案二：采用EDA技術(shù)，根據(jù)層次化設計理論，該設計問題自頂向下可分為分頻模塊，控制模塊 計量模塊、譯碼和動

35、態(tài)掃描顯示模塊。</p><p>　　方案三：采用MCU技術(shù)，通過單片機作為主控器，利用1602字符液晶作為顯示電路，采用外部晶振作為時鐘脈沖，通過按鍵可以方便調(diào)節(jié)，一下是方案三的系統(tǒng)流程圖，本方案主要是必須對于數(shù)字電路比較熟悉。</p><p>　　方案總結(jié)：通過各個方案的比較本次采用方案三，不但控制簡單，而且成本低廉，設計電路簡單。</p><p><b&

36、gt;　　2.2 設計方案</b></p><p>　　基于單片機的遙控窗簾的設計要求如下：</p><p>　　能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制模式與手動控制模式選擇，自動控制模式中系統(tǒng)可以自行判斷白天與夜間時段，并根據(jù)光線的變化自動開合窗簾；手動控制中操作者可以通過遙控器手動控制窗簾的開合，并可使窗簾在任意位置停止。</p><p>　　針對設計要求作如下設計，本裝

37、置設計以單片機為核心，通過單片機發(fā)送相應的信號，利用繼電器控制直流電機正反轉(zhuǎn)和停止，來控制窗簾的上升、停止、下降等動作，采用定時的方法，最高點、最低點電機自動停止來防止窗簾的過卷，窗簾的操作可通過自動和無線遙控兩種方法完成。使用不同顏色的發(fā)光二極管對窗簾的當前位置進行顯示，使窗簾這種常用的家居用品更具人性化。</p><p><b>　　2.3原理框圖</b></p><

38、p><b>　　圖2-1系統(tǒng)原理框</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設計</p><p><b>　　3.1功能模塊介紹</b></p><p>　　3.1.1 無線遙控控制</p><p>　　利用315M遙控器發(fā)出正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止信號，與窗簾相連接的控制電路接收到控制信號后，根

39、據(jù)遙控命令來控制電機的運行狀態(tài)，從而達到遠距離對控制窗簾的打開、閉合和停止。對于遙控窗簾來說，遙控器的按鍵需要一個打開按鍵和一個閉合按鍵來控制窗簾的打開和閉合。遙控器的按鍵還應加一個停止按鍵，這樣我們就不會為使電機運行而一直按著按鍵不放。這樣有兩個好處：一是方便用戶控制用戶在打開或關(guān)閉窗簾時不用一直按著按鍵；二是最大可能地降低遙控器和接收器功耗，這是因為遙控器在按下一次后發(fā)送一串數(shù)據(jù)后就可以立即進入睡眠，對于主機也不用時時檢測信號這樣就

40、可以更好的降低功耗。</p><p>　　無線遙控主要用到315M無線遙控器，下面介紹315M遙控器：</p><p>　　數(shù)據(jù)發(fā)射模塊的工作頻率為315M，采用聲表諧振器SAW穩(wěn)頻，頻率穩(wěn)定度極高，當環(huán)境溫度在－25～＋85度之間變化時，頻飄僅為3ppm/度。特別適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。聲表諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)

41、微調(diào)電容，溫差變化及振動也很難保證已調(diào)好的頻點不會發(fā)生偏移。 </p><p>　　發(fā)射模塊未設編碼集成電路，而增加了一只數(shù)據(jù)調(diào)制三極管Q1,這種結(jié)構(gòu)使得它可以方便地和其它固定編碼電路、滾動碼電路及單片機接口，而不必考慮編碼電路的工作電壓和輸出幅度信號值的大小。比如用PT2262或者SM5262等編碼集成電路配接時，直接將它們的數(shù)據(jù)輸出端第17腳接至數(shù)據(jù)模塊的輸入端即可。 </p><p>

42、;　　數(shù)據(jù)模塊具有較寬的工作電壓范圍3～12V，當電壓變化時發(fā)射頻率基本不變,和發(fā)射模塊配套的接收模塊無需任何調(diào)整就能穩(wěn)定地接收。當發(fā)射電壓為3V時，空曠地傳輸距離約20～50米，發(fā)射功率較小，當電壓5V時約100～200米，當電壓9V時約300～500米，當發(fā)射電壓為12V時，為最佳工作電壓，具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約60毫安，空曠地傳輸距離700～800米，發(fā)射功率約500毫瓦。當電壓大于l2V時功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提

43、高。這套模塊的特點是發(fā)射功率比較大，傳輸距離比較遠，比較適合惡劣條件下進行通訊。天線最好選用25厘米長的導線，遠距離傳輸時最好能夠豎立起來，因為無線電信號傳輸時收很多因素的影響，所以一般實用距離只有標稱距離的一半甚至更少，這點需要開發(fā)時注意。 </p><p>　　數(shù)據(jù)模塊采用ASK方式調(diào)制，以降低功耗，當數(shù)據(jù)信號停止時發(fā)射電流降為零，數(shù)據(jù)信號與發(fā)射模塊輸入端可以用電阻或者直接連接而不能用電容耦合，否則發(fā)射模塊將

44、不能正常工作。數(shù)據(jù)電平應接近數(shù)據(jù)模塊的實際工作電壓，以獲得較高的調(diào)制效果。 </p><p>　　發(fā)射發(fā)射模塊最好能垂直安裝在主板的邊緣，應離開周圍器件5mm以上，以免受分布參數(shù)影晌。模塊的傳輸距離與調(diào)制信號頻率及幅度，發(fā)射電壓及電池容量，發(fā)射天線，接收機的靈敏度，收發(fā)環(huán)境有關(guān)。一般在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約800米，在有障礙的情況下，距離會縮短，由于無線電信號傳輸過程中的折射和反射會形成一些死區(qū)及不穩(wěn)定區(qū)域，不同的

45、收發(fā)環(huán)境會有不同的收發(fā)距離。</p><p>　　3.1.2 光照檢測部分</p><p>　　光敏電阻又稱光導管，為純電阻元件，其工作原理是基于光電導效應(半導體材料受光照射后，其導電率發(fā)生變化的現(xiàn)象）。常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導電，在外加電場的作用下作漂移

46、運動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負極，從而使光敏電阻 器的阻值迅速下降。半導體材料受到光照時會產(chǎn)生電子一空穴對，使其導電性能增強，其阻值隨光照增強而減小，光線越強，阻值越低。光敏電阻是一種沒有極性的電阻器件。光敏電阻的響應時間一般為2---50ms。光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。</p><p>　　光敏電阻的工作原理

47、：</p><p>　　當光照射到光電導體上時，若光電導體為本征半導體材料，而且光輻射能量又足夠強，光導材料價帶上的電子將激發(fā)到導帶上去，從而使導帶的電子和價帶的空穴增加，致使光導體的電導率變大。為實現(xiàn)能級的躍遷，入射光的能量必須大于光導體材料的禁帶寬度Eg，即</p><p>　　hν= = ≥Eg (eV) </p><p>　　式中ν和

48、λ—入射光的頻率和波長。</p><p>　　一種光電導體，存在一個照射光的波長限λC，只有波長小于λC的光照射在光電導體上，才能產(chǎn)生電子在能級間的躍遷，從而使光電導體電導率增加。</p><p>　　光敏電阻的靈敏度易受濕度的影響，因此要將導光電導體嚴密封裝在玻璃殼體中。如果把光敏電阻連接到外電路中，在外加電壓的作用下，用光照射就能改變電路中電流的大小，其連線電路如圖a、b、c所示。&l

49、t;/p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應可從紫外區(qū)到紅外區(qū)范圍內(nèi)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價格便宜，因此應用比較廣泛。 </p><p>　　利用光敏電阻的特性，配合AD0804，組成檢測光照強度電路，如圖3-2所示。</p><p>　　圖

50、3-2 光敏電阻和A/D轉(zhuǎn)換器</p><p>　　3.1.3 輸出部分</p><p>　　對于輸出部分，本系統(tǒng)由繼電器控制電機以及顯示部分組成，對于電機模塊，本裝置采用的是用繼電器控制電機的運轉(zhuǎn)。由于單片機輸出電流太小，不能有效作為電機的直接控制，電機的驅(qū)動電路，用兩個繼電器控制直流電機，兩個繼電器與直流電機相連接,通過給單片機輸出脈沖來間接控制電機各線圈的接通與切斷。</p&

51、gt;<p>　　3.1.4 防過卷模塊</p><p>　　這個窗簾是通過電機帶動從上往下打開，所以這里通過測試，利用電機轉(zhuǎn)動的速度，算出完全打開和完全關(guān)閉需要的時間。在利用單片機的內(nèi)部定時計算器，計算開啟的關(guān)閉的時間，從而有效的杜絕窗簾過卷的情況。</p><p>　　3.1.5 電機控制模塊</p><p>　　電機控制是通過兩個繼電器來控制的。

52、電機的正反轉(zhuǎn)都由兩個繼電器的不同輸出來控制。</p><p>　　繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、

53、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。</p><p>　　設置中，通過兩個繼電器控制直流電機工作，如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 繼電器驅(qū)動電路</p>&

54、lt;p>　　3.2 AT89C51單片機</p><p>　　AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易

55、失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。</p><p>　　AT89C51單片機各引腳的功能和應用介紹如下：</p><p><b>　　1.輸入/輸出引腳</b></p><p>　?。?）P0口（39～32腳）：P0.0～P0.7統(tǒng)稱為P0口。在不接片外存儲器與不擴展I/O口時，可作為

56、準雙向輸入/輸出口。在接有片外存儲器或擴展I/O口時，P0口分時復用為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。</p><p>　　（2） P1口（1～8腳）：P1.0～P1.7統(tǒng)稱為P1口，可作為準雙向I/O口使用。對于52子系列，P1.0與P1.1還有第二功能：P1.0可用作定時器/計數(shù)器2的計數(shù)脈沖輸入端T2，P1.1可用作定時器/計數(shù)器2的外部控制端T2EX。</p><p>　　（3） P

57、2口（21～28腳）：P2.0～P2.7統(tǒng)稱為P2口，一般可作為準雙向I/O口使用；在接有片外存儲器或擴展I/O口且尋址范圍超過256字節(jié)時，P2口用作高8位地址總線</p><p><b>　　引腳功能如下：</b></p><p>　　P3.0 RXD串行口輸入</p><p>　　P3.1 TXD串行口輸出端</p><

58、;p>　　P3.2 INT0外部中斷0請求輸入端，低電平有效</p><p>　　P3.3 INT1外部中斷1請求輸入端，低電平有效</p><p>　　P3.4 T0定時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖輸入端</p><p>　　P3.5 T1定時器/計數(shù)器1計數(shù)脈沖輸入端</p><p>　　P3.6 WR外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端，低電平

59、有效</p><p>　　P3.7 RD外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸入端，低電平有效</p><p>　?。?）P3口（10～17腳）：P3.0～P3.7統(tǒng)稱為P3口。除作為準雙向I/O口使用外，還可以將每一位用于第二功能，而且P3口的每一條引腳均可以獨立定義為第一功能的輸入輸出或第三功能。</p><p>　　3.4 各模塊電路</p><p&

60、gt;　　3.4．1 最小系統(tǒng)設計</p><p>　　最小系統(tǒng)的核心是AT89C51單片機，其內(nèi)部帶有8KB的FLASH ROM，256B片內(nèi)RAM，基本上能滿足最小系統(tǒng)的設計要求。如接上時鐘電路、復位電路即可加電工作。如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 單片機最小系統(tǒng)</p><p>　　3.4．2遙控按鍵設計</p><p&g

61、t;　　本設計中有四個按鍵，分別實現(xiàn)設置、加、減和模式。這四個鍵可以采用中斷的方法，也可以采用查詢的方法來識別。系統(tǒng)采用的是掃描的查詢方法來識別按鍵的四個按鍵均采用低電平有效，具體電路連接圖如圖3-8所示。</p><p>　　當按鍵沒有按下時，單片機的I/O口直接連接電源，因此需要接上拉電阻來進行限流，本設計中選取阻值為10kΩ 的電阻作為上拉電阻，根據(jù)計算可知此時的灌電流為2.5mA看AT89C51的資料得知

62、次電流在安全范圍內(nèi)，符合安全設計要求,具體如圖3-5所示。</p><p>　　圖3-5 手動操作鍵盤</p><p>　　3.4．3 顯示電路</p><p>　　本次設計中，由于單片機本身提供的I/O口有限，本次設計采用動態(tài)顯示，數(shù)碼管采用的是共陰極接法。用AT89c51的P0口作段碼輸出時, 驅(qū)動能力相當大，但由于輸出極為漏極開路電路，驅(qū)動拉電流負載，引腳上應

63、外接上拉電阻。因此，在本次設計中我們將數(shù)碼管各段加上拉電阻后接單片機P0口。我們把P2口的輸出信號直接接到數(shù)碼管的位選端作為位選信號，低電平有效,具體如圖3-6所示。</p><p><b>　　圖3-6顯示電路</b></p><p>　　3.4．4 電機驅(qū)動電路</p><p>　　當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方

64、向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（及步進角）。您可以通過控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時您可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。如圖3-7所示。</p><p><b>　　圖3-7電機驅(qū)動電</b></p><p><b>　　第四章 軟件設計</b></p><p><

65、b>　　4.1 主程序</b></p><p>　　該系統(tǒng)的工作原理如下：系統(tǒng)啟動后，進入自動模式。在自動模式下：系統(tǒng)檢測到光照強度不夠的情況下，當人體紅外線檢測到有人時，驅(qū)動繼電器，點亮燈泡，燈泡點亮后人體紅外線檢測沒有人后，燈泡亮30秒后自動熄滅；系統(tǒng)檢測到光照強度足夠的情況下，是不點亮燈泡的。在手動模式下，通過按鍵控制燈泡亮滅。程序流程圖如圖4-1所示：</p><p&

66、gt;　　圖4-1 程序流程圖</p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　void main(void)</p><p>　　{ TMOD = 0x01;</p><p>　　TH0 = 0x0D8;</p><p>　　TL0 = 0x0F0;</p><

67、;p><b>　　EA = 1;</b></p><p><b>　　ET0 = 1;</b></p><p><b>　　TR0 = 1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ke

68、y();</b></p><p><b>　　shuju();</b></p><p>　　xianshi(); </p><p>　　l1=!moshi;</p><p>　　if(moshi==0) </p><p>　　zhidong();</p><p>

69、;<b>　　else</b></p><p>　　shoudong();</p><p>　　if(weizhi<=0) {di=0;ding=1;jiang=1;sheng=1;weizhi=0;}</p><p><b>　　else</b></p><p>　　if(weizhi>

70、;=100) { di=1;ding=0;jiang=1;sheng=1;weizhi=100;}</p><p>　　else {di=1;ding=1;}</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void time0(void) int

71、errupt 1</p><p>　　{ TH0 = 0x0D8;</p><p>　　TL0 = 0x0F0;</p><p>　　if(tiaozheng==0)</p><p>　　{count1++;</p><p>　　if(count1==100) </p><p>　　{cou

72、nt1=0;</p><p><b>　　miao++;</b></p><p>　　if(miao>=60) {miao=0;fen++;}</p><p>　　if(fen>=60) {fen=0;shi++;}</p><p>　　if(shi>=24) {shi=0;}</p>&

73、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else count1=0;</p><p>　　if(shi<18 && shi>6) shijian=1;</p><p>　　else shijian=0;<

74、/p><p>　　if(tiaozheng>=1)</p><p>　　{count2++;</p><p>　　if(count2==50) </p><p>　　{count2=0;</p><p><b>　　ss=!ss;</b></p><p><b>

75、;　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else {count2=0;ss=0;}</p><p>　　if(kaishi==1)</p><p>　　{count3++;</p><p>　　if(count3==10) </p>

76、<p>　　{count3=0;</p><p><b>　　weizhi++;</b></p><p>　　if(weizhi>=100) kaishi=0; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p&g

77、t;<p><b>　　else</b></p><p>　　if(kaishi==2)</p><p>　　{count3++;</p><p>　　if(count3==10) </p><p>　　{count3=0;</p><p><b>　　weizhi--;&

78、lt;/b></p><p>　　if(weizhi<=0) kaishi=0; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else count3=0;</p><p><b>　　}<

79、/b></p><p>　　4.2 ADC程序流程圖</p><p>　　單片機對ADC進行初始化，使其能進入正常工作狀態(tài)，通過判斷ADC轉(zhuǎn)換判斷標志EOC,看其是否轉(zhuǎn)換完畢，如果沒有，則繼續(xù)判斷，如若完成則將ADC轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)由單片機讀取并計算，然后進入下一環(huán)節(jié)如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 程序流程圖</p><p>

80、<b>　　程序：</b></p><p>　　void adstart()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　cs=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p&g

81、t;<b>　　wr=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　wr=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　cs=1; </b

82、></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar A_D()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar a;</b></p><p><b>　　P3=0xff;</b

83、></p><p><b>　　cs=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　rd=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>&

84、lt;b>　　a=P3;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　rd=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　cs=1;</b>&

85、lt;/p><p><b>　　_nop_(); </b></p><p><b>　　wr=0;</b></p><p><b>　　return a;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.3 判鍵

86、子程序流程圖</p><p>　　對于獨立式鍵盤判鍵，首先看有鍵按下不，如果有鍵按下則延時一會兒，在判斷是否真的有鍵按下，如果確實有鍵按下，在判鍵釋放，最后執(zhí)行鍵功能程序。判鍵子函數(shù)的流程框圖如圖4-3所示： </p><p>　　圖4-3判鍵子程序流程圖</p><p><b>　　程序：</b></p><p

87、>　　void key()</p><p>　　{ if (k4==0) //按鍵按下</p><p>　　{ qudou();</p><p><b>　　if(k4==0)</b></p><p><b>　　{moshi++;</b></p><

88、;p>　　if(moshi==2) moshi=0;</p><p>　　}while(k4==0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (k1==0) //按鍵按下</p><p>　　{ qudou();</p><p><b

89、>　　if(k1==0)</b></p><p>　　{tiaozheng=1;</p><p>　　}while(k1==0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(tiaozheng==1)</p><p>　　tiaozhengmoshi();

90、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void shuju()</p><p>　　{ a=shi/10;</p><p><b>　　b=shi%10;</b></p><p><b>　　c=fen/10;</b></p

91、><p><b>　　d=fen%10;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.4 顯示子程序</b></p><p>　　1602液晶是字符型液晶，它的內(nèi)部自帶字符庫，它可以寫兩行的字符，同時每行可以寫40個字符，在寫顯示程序的時候，我們

92、先寫命令，再設定字符顯示，最后寫數(shù)據(jù)，在每寫一次命令或數(shù)據(jù)都需要判斷液晶是否忙。液晶顯示程序流程圖如圖4-4所示：</p><p>　　4-4顯示子程序流程圖</p><p><b>　　程序：</b></p><p>　　void xianshi()</p><p>　　{p1=0;p2=0;p3=0;p4=0;<

93、;/p><p>　　P0 =LEDData[a]; </p><p>　　p1=1;p2=0;p3=0;p4=0; </p><p>　　Delay(300);</p><p>　　p1=0;p2=0;p3=0;p4=0;</p><p>　　P0 =LEDData[b]; </p><p&

94、gt;　　p1=0;p2=1;p3=0;p4=0; </p><p>　　Delay(300);</p><p>　　p1=0;p2=0;p3=0;p4=0; </p><p>　　P0 =LEDData[c]; </p><p>　　p1=0;p2=0;p3=1;p4=0; </p><p>　

95、　Delay(300);</p><p>　　p1=0;p2=0;p3=0;p4=0;</p><p>　　P0 =LEDData[d]; </p><p>　　p1=0;p2=0;p3=0;p4=1; </p><p>　　Delay(300);</p><p>　　p1=0;p2=0;p3=0;p4=0

96、;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void shuju1()</p><p>　　{switch(tiaozheng)</p><p>　　{case 1: if(ss==0)</p><p>　　{a=shi/10;</p><p>　　b=

97、shi%10;}</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{a=10;</b></p><p><b>　　b=10;}</b></p><p><b>　　c=fen/10;</b></p><p&g

98、t;<b>　　d=fen%10;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2: a=shi/10;</p><p><b>　　b=shi%10;</b></p><p><b>　　if(ss==0)</b&

99、gt;</p><p>　　{c=fen/10;</p><p>　　d=fen%10;}</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{c=10;</b></p><p><b>　　d=10;}</b></p>

100、;<p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void tiaozhengmoshi()</p><p>　　{ while(tiaozheng)</p>

101、<p><b>　　{</b></p><p>　　if (k1==0) //調(diào)整</p><p>　　{ qudou();</p><p><b>　　if(k1==0)</b></p><p>　　{tiaozheng++;</p><p

102、>　　if(tiaozheng==3) tiaozheng=0;</p><p>　　}while(k1==0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (k2==0) //加</p><p>　　{ qudou();</p><p>&l

103、t;b>　　if(k2==0)</b></p><p>　　{switch(tiaozheng)</p><p>　　{case 1: shi++;if(shi>=24) shi=0; break;</p><p>　　case 2: fen++;if(fen>=60) fen=0; break;</p><p>

104、;<b>　　}</b></p><p>　　}while(k2==0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (k3==0) //加</p><p>　　{ qudou();</p><p><b>　　if(

105、k3==0)</b></p><p>　　{switch(tiaozheng)</p><p>　　{case 1: shi--;if(shi<0) shi=23; break;</p><p>　　case 2: fen--;if(fen<0) fen=59; break;</p><p><b>　　}&

106、lt;/b></p><p>　　}while(k3==0);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　shuju1();</b></p><p>　　xianshi();</p><p><b>　　}</b><

107、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void key()</p><p>　　{ if (k4==0) //按鍵按下</p><p>　　{ qudou();</p><p><b>　　if(k4==0)</b></p>

108、<p><b>　　{moshi++;</b></p><p>　　if(moshi==2) moshi=0;</p><p>　　}while(k4==0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (k1==0) //按鍵按下<

109、;/p><p>　　{ qudou();</p><p><b>　　if(k1==0)</b></p><p>　　{tiaozheng=1;</p><p>　　}while(k1==0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　

110、if(tiaozheng==1)</p><p>　　tiaozhengmoshi();</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void shuju()</p><p>　　{ a=shi/10;</p><p><b>　　b=shi%10;</b>&

111、lt;/p><p><b>　　c=fen/10;</b></p><p><b>　　d=fen%10;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　第五章 Proteus軟件仿真</p><p>　　5.1 Protues介紹&

112、lt;/p><p>　　Proteus軟件[10]是來自英國Labcenter electronics公司的EDA工具軟件，它組合了高級原理布圖、混合模式SPICE仿真,PCB設計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設計系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于15年來的持續(xù)開發(fā),被《電子世界》在其對PCB設計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品—“The Route to PCB CAD”。Proteus 產(chǎn)品系列也包含了我們革命性的VSM技術(shù),用戶

113、可以對基于微控制器的設計連同所有的周圍電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如LED/LCD、鍵盤、RS232終端等動態(tài)外設模型來對設計進行交互仿真。</p><p>　　其功能模塊:—個易用而又功能強大的ISIS原理布圖工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARES PCB設計。PROSPICE 仿真器的一個擴展PROTEUS VSM:便于包括所有相關(guān)的器件的基于微處理器設計的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)

114、合微控制器軟件使用動態(tài)的鍵盤，開關(guān)，按鈕，LEDs甚至LCD顯示CPU模型。支持許多通用的微控制器,如PIC，AVR，HC11以及8051。最新支持ARM。交互的裝置模型包括：LED和LCD顯示，RS232終端，通用鍵盤，I2C，SPI器件。強大的調(diào)試工具，包括寄存器和存儲器，斷點和單步模式。IAR C-SPY 和Keil uVision2等開發(fā)工具的源層調(diào)試。應用特殊模型的DLL界面-提供有關(guān)元件庫的全部文件。</p>

115、<p>　　5.2 Protues界面介紹</p><p>　　Proteus ISIS [11]的工作界面是一種標準的Windows界面，如圖4.1所示。包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態(tài)欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。</p><p>　　圖5-1 Proteus 窗口界面圖</p>

116、;<p>　　5.3 Protues的簡單使用</p><p><b>　　（1）新建原理圖</b></p><p>　　啟動Protues軟件，單擊file菜單下的new，彈出下圖所示窗口，選擇紙張大小。示意圖如圖5-2所示：</p><p>　　圖5-2新建原理圖示意圖</p><p><b&g

117、t;　?。?）尋找元件</b></p><p>　　啟動Proteus軟件，單擊挑選元件按鈕P，在元件庫中選出所需元器件，出現(xiàn)如圖5-3所示窗口，輸入器件關(guān)鍵詞選取元件，再連好線。</p><p>　　圖5-3 選取元件庫中元件示意圖</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　雙

118、擊單片機出現(xiàn)下圖所示畫面5-4，在Program File一欄中選取仿真項目的源程序代碼，點擊OK。</p><p><b>　　.</b></p><p>　　圖5-4 加載程序圖</p><p>　　單擊Play按鈕，進入仿真狀態(tài)仿真按鈕如4-4所示其中按鈕1為開始運行，按鈕2為step，按鈕3為暫停，按鈕4為停止。</p>

119、<p>　　圖5-5 仿真按鈕示意</p><p>　　5.4 Protues軟件仿真電路圖</p><p>　　由于部分原件在Protues里面無法仿真，Protues里面對單片機來說，可以不仿真其最小系統(tǒng)電路，所以在此仿真電路中只無線遙控器用鍵盤模擬。如下圖所示：</p><p>　　圖5-6 總系統(tǒng)模擬圖</p><p>　　

120、5.5仿真實驗結(jié)果分析</p><p>　　將所編寫的程序，生成可執(zhí)行的文件并加載到Protues仿真軟件的單片機中，執(zhí)行軟件程序，在執(zhí)行過程中能順利的完成所需執(zhí)行的任務，正常正傳，反轉(zhuǎn)，停車，對應不同的運行方式，不同顏色的的燈光顯示，綠色對應正轉(zhuǎn)，紅色停止，黃色對應反轉(zhuǎn)。</p><p>　　軟件仿真時遇到了電機轉(zhuǎn)速過快的問題，窗簾作為家用，一般情況下是低轉(zhuǎn)速生氣和降落的，為了解決這個問

121、題，對程序進行了小部分修改，對于L298N芯片，要是驅(qū)動的電機慢速啟動，只需要對其進行PWM波送信號，送信號的時候，改變電機停轉(zhuǎn)的占空比即可，在程序上做一定的修改后，仿真軟件電機便可慢速啟動，達到所需要的要求。在仿真軟件上的仿真結(jié)果達到要求。</p><p><b>　　5.6仿真</b></p><p>　　白天模式指示燈滅是自動模式，這是無線電動窗簾隨外面陽光的強

122、弱自行調(diào)節(jié)窗簾開合程度。如圖5-7所示。</p><p>　　圖5-7 系統(tǒng)模擬圖</p><p>　　白天模式指示燈亮是手動模式，此時可以使用升/降開關(guān)手動調(diào)節(jié)窗簾的開合度。如圖5-8所示。</p><p><b>　　圖5-8 系統(tǒng)模擬</b></p><p>　　晚上調(diào)節(jié)成自動模式，窗簾自動拉到底部，完全關(guān)合。如圖

123、5-9所示。</p><p>　　圖5-9 系統(tǒng)模擬圖</p><p>　　晚上調(diào)節(jié)成手動模式，模式指示燈亮，此時可以使用升/降開關(guān)手動調(diào)節(jié)窗簾的開合度。如圖5-10所示。</p><p>　　圖5-10系統(tǒng)模擬圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　基于單片機技術(shù)的遙控

124、窗簾的設計，給出了遙控器和接受控制器的硬件設計方案，以流程圖方式對本系統(tǒng)的遙控器和接收器的軟件設計進行了較為詳細的介紹，并制作出了仿真模擬。該系統(tǒng)主要由鍵盤掃描電路、單片機（AT89C51）、行程開關(guān)及電動機驅(qū)動控制電路和顯示電路等組成；能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制模式與手動控制模式選擇，自動控制模式中系統(tǒng)可以自行判斷白天與夜間時段，并根據(jù)光線的變化自動開合窗簾；手動控制中操作者可以通過遙控器手動控制窗簾的開合，并可使窗簾在任意位置停止。</

125、p><p>　　這次單片機課程設計不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上沒有學到過的知識，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進行一些簡單的編程。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，例如對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠

126、牢固，學習了單片機C語言。經(jīng)過一周的努力，順利的完成了單片機課設。這是一個磨練志的過程。從課題的選擇開始，硬件和軟件系統(tǒng)的設計、到最后的Proteus軟件仿真完成，這其中經(jīng)歷了很多困難，但是更重要的是在這個過程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過C51單片機等一些器件的設計讓我學習和掌握了單片機技術(shù)的基礎知識和 技術(shù)要點，也使以前學的很多知識都得到了運用；另一方面在用Proteus軟件畫電路圖時，然后再轉(zhuǎn)換成一維的 WORD 中進行編輯，這