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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p><b> 摘要1</b></p><p><b> 第1章 緒論2</b></p><p> 1.1 系統(tǒng)設計的背景及意義2</p><p> 1.2 設計的基本內容2</p><p
2、> 1.3 實現(xiàn)的基本功能3</p><p> 第2章 總體電路設計與原理說明4</p><p> 2.1 方案介紹4</p><p> 2.2總體方案設計5</p><p> 2.2.1 自動控制窗簾基本功能5</p><p> 2.2.2 總體結構設計5</p><
3、p> 第3章 硬件分析與設計7</p><p> 3.1 單片機及相關電路設計7</p><p> 3.1.1 89C51單片機概述7</p><p> 3.1.2 晶振電路8</p><p> 3.1.3 復位電路8</p><p> 3.1.4 顯示電路9</p>&l
4、t;p> 3.2 光敏傳感器電路9</p><p> 3.3 A/D轉換電路11</p><p> 3.4 步進電機電路12</p><p><b> 13</b></p><p> 3.5 溫度檢測電路13</p><p> 3.6 紅外控制電路15</p>
5、;<p> 第4章 程序分析設計18</p><p> 4.1 主程序18</p><p> 4.2 重要子程序設計18</p><p><b> 第5章 總結19</b></p><p><b> 參考文獻21</b></p><p>
6、附錄1 :原理圖22</p><p> 附錄 2 :部分子程序23</p><p><b> 摘要</b></p><p> 自動控制技術是20世紀發(fā)展最快、影響最大的技術之一,也是21世紀最重要的高技術之一。今天,技術、生產、軍事、管理、生活等各個領域,都離不開自動控制技術。就定義而言,自動控制技術是控制論的技術實現(xiàn)應用,是通過具有
7、一定控制功能的自動控制系統(tǒng),來完成某種控制任務,保證某個過程按照預想進行,或者實現(xiàn)某個預設的目標。隨著電子計算機技術和其他高技術的發(fā)展,自動控制技術的水平越來越高,應用越來越廣泛,作用越來越重要。尤其是在生產過程的自動化、工廠自動化、機器人技術、綜合管理工程、航天工程、軍事技術等領域,自動控制技術起到了關鍵作用。當然,在智能家居方面,自動控制技術有較好的發(fā)展前景。應用自動控制技術,將是家居環(huán)境更加智能化,人性化。</p>
8、<p> 針對家居環(huán)境采光及避光問題,自動窗簾控制系統(tǒng)將取代手動控制,更加人性化。本文綜述了自動窗簾系統(tǒng)的設計與控制系統(tǒng),介紹了設計制作一個完整的自動窗簾控制系統(tǒng)所需要做的理論分析,以及各環(huán)節(jié)功能的實現(xiàn)。自動窗簾控制系統(tǒng)核心是采用單片機AT89C51控制,其次采用感光傳感器,紅外控制電路,溫度檢測電路等外圍電路。整個系統(tǒng)在各模塊的配合下實現(xiàn)半自動控制,自動控制等功能。該設計在理論層面上,以程序語言驅動各模塊工作,實現(xiàn)了各模塊
9、的內在聯(lián)系,應用層面上采用軟件進行原理圖設計和仿真。</p><p> 該自動窗簾系統(tǒng)硬件電路主要由光敏檢測電路,紅外控制電路,溫度檢測電路,步進電機驅動電路構成。該設計則主要討論了自動窗簾系統(tǒng)的設計過程,硬件電路設計,軟件調試過程,以及利用軟件實現(xiàn)紅外線遙控信號的編碼及解碼方式。通過本系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過光照強度實現(xiàn)窗簾開關自動控制,通過溫度檢測電路實現(xiàn)窗簾開關自動控制,同時實現(xiàn)紅外遙控的半自動控制。</p
10、><p> 關鍵詞:自動控制,自動窗簾,單片機,步進電機</p><p><b> 第1章 緒論</b></p><p> 1.1 系統(tǒng)設計的背景及意義</p><p> 智能家居以住宅為平臺,兼?zhèn)浣ㄖ?、網絡通信、信息家電、設備自動化,集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境,盡顯便捷將
11、家中的各種設備(如音視頻設備、照明設備、窗簾控制、空調控制、網絡家電等)通過家庭網絡連接到一起。與普通家居相比,不僅具有傳統(tǒng)的居住功能,提供安全舒適的家庭生活空間,還能提供全方位的信息交互功能,優(yōu)化人們的生活方式。隨著社會信息化的加快,人們的工作、生活和通訊、信息的日益緊密。信息化社會在改變人們生活方式與工作習慣的時候,也對傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn),社會、技術以及經濟的進步更使人們的觀念隨之巨變。人們對家居的要求早已不是物理空間,更為關注的
12、是一個安全、方便、舒適的居家環(huán)境。</p><p> 隨著技術產業(yè)結構的調整,生產工藝的飛速發(fā)展,人們的生活水平不斷提高,家用電氣逐漸普及。高精度、多功能、低功耗是現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下,窗簾的數字化、智能化已經成為現(xiàn)代生產研究的主導設計方向。</p><p> 單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛,在很多電子產品中也用到了紅外控制。結合感光系統(tǒng)和紅外遙控系統(tǒng)的智能窗簾系統(tǒng)
13、具有較好的發(fā)展前景。</p><p> 1.2 設計的基本內容</p><p> 本智能家居自動窗簾控制系統(tǒng)以STC89S51單片機為控制核心,由電源模塊、光敏感應模塊、溫度監(jiān)測模塊、紅外遙控模塊等幾個環(huán)節(jié)組成本系統(tǒng)的主要框架,與此同時可外擴一些其他的控制功能。系統(tǒng)可以實現(xiàn)對外界光線強度的實時監(jiān)測,從而來控制窗簾的自動開啟和關閉,并可對室內的溫度進行檢測和顯示,可由用戶隨時設定溫度閾值
14、,當實際的溫度超過或低于設定溫度后,通過窗簾的開閉,使室內的光線和溫度達到一個較為理想的條件。為了更體現(xiàn)人性化,本設計通過紅外線的發(fā)送和接收,可根據用戶的意愿實現(xiàn)對窗簾開閉的遠距離遙控。</p><p> 該設計主要分為以下幾個章節(jié):</p><p> 緒論:介紹介紹系統(tǒng)設計的背景及意義。</p><p> 總體方案設計:介紹自動窗簾控制系統(tǒng)總體方案,及總體結
15、構設計。</p><p> 硬件系統(tǒng)分析:介紹主要硬件系統(tǒng)。</p><p> 軟件分析:介紹軟件設計。</p><p> 總結:對該設計的不足和擴展進行分析。</p><p> 1.3 實現(xiàn)的基本功能</p><p> 自動窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個基本功能:</p><p> 光照
16、控制:根據光照強度值,通過感光器采集,自動打開或關閉窗簾。即當早晨光照強度增強到設定值,通過感光器采集,單片機控制步進電機打開窗簾;當夜晚光照強度減弱到設定值,通過感光器采集,單片機控制步進電機關閉窗簾。</p><p> 溫度控制:通過紅外遙控器設定給定溫度,通過溫度監(jiān)測系統(tǒng),檢測環(huán)境溫度,當溫度高于或低于給定值時,單片機控制步進電機打開或關閉窗簾。</p><p> 紅外控制:當光
17、照強度未達到設定值,手動操作紅外遙控器,由紅外接收系統(tǒng)接收信號,單片機控制步進電機打開或關閉窗簾。</p><p> 第2章 總體電路設計與原理說明</p><p><b> 2.1 方案介紹</b></p><p> 方案:基于光照檢測及溫度檢測的自動控制</p><p><b> 原理框圖如下:&l
18、t;/b></p><p> 圖 2-1 原理框圖</p><p><b> 2.2總體方案設計</b></p><p> 自動窗簾控制系統(tǒng)總體方案的設計是基于滿足設計要求的前提下,根據理論上的可實現(xiàn)性和硬件電路的經濟實用型,進行設計。本設計從人們對系統(tǒng)設計功能的需求出發(fā),綜合考慮各種因素的情況下,設計出自動控制系統(tǒng)的整體框架,并且
19、在整體功能實現(xiàn)的基礎上,盡可能考慮系統(tǒng)的可擴展性。</p><p> 2.2.1 自動控制窗簾基本功能</p><p> 自動窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個模塊:</p><p> 感光控制模塊:本模塊首先通過光敏電阻在外界光線強度的變化下阻值的改變,使得輸出電壓發(fā)生變化。變化的電壓信號傳送到PFC8591八位的AD/DA轉換芯片,將模擬量轉化為數字量,進而輸入到單
20、片機處理器。經處理器的運算與處理,控制電機的正反轉,達到窗簾開閉的目的。</p><p> 溫度監(jiān)測模塊:模塊通過溫度傳感器DS18B20采集室內的溫度值,經過單總線的傳輸方式將采集到的溫度信號傳送給單片機,并由LCD顯示器顯示當前的溫度。其中,溫度的閾值可由用戶通過紅外線來遙控設定。當室內溫度超過或低于設定值時,伴隨著著電機的正反轉。</p><p> 紅外遙控模塊:本模塊利用HT6
21、221芯片組成的遙控器發(fā)射紅外信號,接收頭接收后先解碼,并用液晶顯示每個按鍵對應的用戶碼值。利用遙控器上的按鍵,軟件中設置可供用戶隨時控制電機正反轉的程序,實現(xiàn)可在任意時刻控制窗簾的打開和關閉。此處,紅外遙控另外一個功能是在進入溫度設定模式下設置初始的溫度值,并可借用紅外遙控外擴一些較為實用的家庭簡單控制電路,為人們的日常生活帶來方便。</p><p> 2.2.2 總體結構設計</p><
22、p> 系統(tǒng)設計的總體框圖如下:</p><p><b> 圖2-2 總體框圖</b></p><p><b> 硬件分析與設計</b></p><p> 3.1 單片機及相關電路設計</p><p> 3.1.1 89C51單片機概述</p><p> A
23、T89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓,高性能CMOS8位微處理器,俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造,與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p>
24、<p><b> 主要參數:</b></p><p> 片內震蕩器和時鐘電路</p><p> 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器;</p><p> 128*8位內部RAM</p><p><b> 32可編程I/O線</b></p><p> 兩個16位定時器
25、/計數器</p><p><b> 5個中斷源 </b></p><p> 全靜態(tài)工作:0HZ-24MHZ</p><p> 低功耗閑置和掉電模式</p><p> 3.1.2 晶振電路</p><p> 圖3-1 單片機內部晶振電路連接圖</p><p> 單
26、片機必須在時鐘的驅動下才能進行工作。MCS-51系列單片機內部都有一個時鐘振蕩電路,只需外接晶振源,就能產生一定頻率的時鐘信號送到單片機的內部的各個單元,決定單片機的工作速度。圖4-3就是內部時鐘工作方式的電路圖,這是一種常用的方式。這種方式是外界振蕩源,本設計就采用這種外接晶振的方法。電路中的兩個電容的作用有兩個:一是幫助振蕩器起振(C1 C2的值大,起振的速度慢;反之,速度快。);二是對振蕩器的頻率起到微調的作用(C1 C2的值大,
27、頻率略有減少,反之,頻率略有提高)。C1 C2的值采用30pF。</p><p> 3.1.3 復位電路</p><p><b> 圖3-2 復位電路</b></p><p> 在系統(tǒng)運行的過程中,有時可能對系統(tǒng)需要進行復位,為了避免對硬件系統(tǒng)經常加電和斷電造成的損害,設計了手動的復位電路。如圖4-2所示。這種電路的設計,在系統(tǒng)的運行過程
28、中需要復位時,只需使開關閉合,在RST端就會出現(xiàn)一定時間的高電平信號,從而使單片機實現(xiàn)復位。</p><p> 3.1.4 顯示電路</p><p> 按照電路圖鏈接電路即可,需要說明的是在這個電路圖中,LCD的第三腳VEE沒有接,這個腳是控制屏幕對比度的??梢詫㈦娢黄鞯膬啥朔謩e接VCC和GND,中間端接LCD的第三腳。</p><p> 圖3-3 1602液
29、晶電路</p><p> 3.2 光敏傳感器電路</p><p> 光敏傳感器是最常見的傳感器之一,它的種類繁多,主要有:光電管、光電倍增管、光敏電阻等。</p><p> 光敏電阻又稱光導管,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。這是由于光照產生的載流子都參與導電,在外加
30、電場的作用下作漂移運動,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。</p><p> 圖3-4 光敏傳感器</p><p> 當光敏電阻受到脈沖光照射時,光電流要經過一段時間才能達到穩(wěn)定值,而在停止光照后,光電流也不立刻為零,這就是光敏電阻的時延特性。由于不同材料的光敏,電阻時延特性不同,所以它們的頻率特性也不同,硫化鉛的使用頻率比硫化鎘高得多,但多數光
31、敏電阻的時延都比較大,所以,它不能用在要求快速響應的場合。</p><p> 3.3 A/D轉換電路</p><p> PCF8591是一個單片集成、單獨供電、低功耗、8-bit CMOS數據獲取器件。PCF8591具有4個模擬輸入、1個模擬輸出和1個串行I²C總線接口。PCF8591的3個地址引腳A0, A1和A2可用于硬件地址編程,允許在同個I²C總線上接入8個
32、PCF8591器件,而無需額外的硬件。在PCF8591器件上輸入輸出的址、控制和數據信號都是通過雙線向I²C總線以串行的方式進行傳輸?! CF8591的功能包括多路模擬輸入、內置跟蹤保持、8-bit模數轉換和8-bit數模轉換。PCF8591的最大轉化速率由I²C總線的最大速率決定。</p><p> 圖3-5 A/D轉換電路</p><p> PCF8591
33、 特性:單獨供電;PCF8591的操作電壓范圍2.5V-6V;低待機電流;通過I2C總線串行輸入/輸出;PCF8591通過3個硬件地址引腳尋址;PCF8591的采樣率由I2C總線速率決定;4個模擬輸入可編程為單端型或差分輸入;自動增量頻道選擇;PCF8591的模擬電壓范圍從VSS到VDD;PCF8591內置跟蹤保持電路;8-bit逐次逼近A/D轉換器;通過1路模擬輸出實現(xiàn)DAC增益。</p><p> 3.4
34、步進電機電路</p><p> 步進電機是將電脈沖信號轉變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下,電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數,而不受負載變化的影響,當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控
35、制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。</p><p> 圖3-6 步進電機電路</p><p> 3.5 溫度檢測電路</p><p> DS18B20外形及引腳說明:</p><p> 圖3-7 溫度傳感器</p><p> 引腳說明:GND:地;</p><p> D
36、Q:單線運用的數據輸入/輸出引腳;</p><p> VD:可選的電源引腳。</p><p> 單總線通常要求接一個約4.7K左右的上拉電阻,這樣,當總線空閑時,其狀態(tài)為高電平。</p><p> 圖3-8 DS18B20接線原理圖</p><p> DS18B20時序圖:主機使用時間隙來讀寫DS18B20的數據位和寫命令字的位。&l
37、t;/p><p> 初始化時序如下圖: </p><p> 圖3-9 DS18B20初始化時序</p><p> DS18B20讀寫時序:</p><p> 圖3-10 DS18B20讀寫時序</p><p> 3.6 紅外控制電路</p><p><b> 紅外通信基本原理
38、:</b></p><p> 紅外通信是利用950nm近紅外波段作為傳遞信息的媒體,即通信信道。發(fā)送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號,通過紅外發(fā)射管發(fā)射信號。接收端將接收到的信號裝成電信號,再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調,還原為二進制信號后輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調制(PWM)和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調制的脈時調制(PPM)兩種方法。</p>
39、;<p> 簡而言之,紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調,以便利用紅外信道進行傳輸;紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調。</p><p> 紅外遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、一體化接收頭、單片機、接口電路組成。遙控器用來產生遙控編碼脈沖,驅動紅外發(fā)射管輸出紅外遙控信號,遙控接收頭來完成對遙控信號的放大、檢波、整形、解調出遙控編碼脈沖。遙控編碼脈沖是一組串行二進制碼,對于一般的紅外遙
40、控系統(tǒng),此串行碼輸入到微控制器,由其內部CPU完成對遙控指令解碼,并執(zhí)行相應的遙控功能。</p><p> 紅外遙控控制過程:本系統(tǒng)以89C51單片機為核心,由發(fā)射和接受兩部分組成,發(fā)射部分主要完成編碼和調制,接收部分完成調解和解碼。其發(fā)射部分主要由89C51單片機完成編碼,然后由紅外發(fā)射管發(fā)射紅外線,接收部分主要由光電轉換,放大,解調,解碼組成。其中光電轉換,放大調解由紅外線一體化接頭來完成,接收單片機主要完
41、成解碼功能。</p><p> 遙控器發(fā)射及其編碼:紅外線遙控采用自定義編碼方式,由發(fā)送單片機來完成。遙控發(fā)射器專用芯片很多,根據編碼格式可以分為脈沖寬度調制和香味調制兩大類。當發(fā)射器案件按下后,即有遙控碼發(fā)出,所按的鍵不同遙控編碼也不同,這碼具有以下特征:</p><p> 采用脈寬調制的串行碼,以脈寬為0.26ms、間隔0.26ms、周期為0.52ms的組合表示二進制的“1”(如圖
42、3-11A),其特征是脈沖中高電平的寬度等于0.26ms,相當于10個26μs的寬度;以脈寬為0.26ms、間隔為0.52ms、周期為0.78ms的組合表示二進制的“0”(如圖3-11B),其特征是脈沖中而低電平的寬度是高電平的二倍,等于0.52ms,相當于20個26μs的寬度??梢愿鶕鬏敂祿牟煌瑏碚{節(jié)脈沖的寬度。</p><p> 表示1 表示0</p>
43、;<p> 0.26mm 0.26mm 0.52mm 0.26mm</p><p> A B</p><p> 圖3-11 二進制信號 </p><p> 二進制信號的調制:二進制信號的調制由發(fā)送單片機來完成,它把編碼后的二進制信號調制成頻率為38KHz的
44、間斷脈沖串,相當于用二進制信號的編碼乘以頻率為38KHz的脈沖信號得到的間斷脈沖串,即是調制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號。如圖3所示,A是二進制信號的編碼波形,B是頻率為38KHz(周期為26μs)的連續(xù)脈沖串,C是經調制后的間斷脈沖串(相當于C=A×B),用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。
45、 </p><p> 1 0 </p><p> A
46、 編碼后的二進制信號 </p><p> 10個脈沖 20個脈沖 </p><p> B 單個脈沖 26us
47、 </p><p><b> 10個脈沖</b></p><p> C=A*B 調制后的二進制信號(發(fā)送) </p><p> 圖3-
48、12 二進制信號的調制 </p><p> 二進制信號的解調:二進制信號的調制仍由發(fā)送單片機來完成,它把編碼后的二進制信號調制成頻率為38KHz的間斷脈沖串,相當于用二進制信號的編碼乘以頻率為38KHz的脈沖信號得到的間斷脈沖串,即是調制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號。如圖3.3所示,是二進制信號的編碼波
49、形,B是頻率為38KHz(周期為26μs)的連續(xù)脈沖串,C是經調制后的間斷脈沖串(相當于C=A×B),用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。</p><p> 二進制信號的解碼:二進制信號的解碼由接收單片機來完成,它把紅外接收頭送來的二進制編碼波形通過解碼,還原出發(fā)送端發(fā)送的數據。</p><p> D 紅外接收頭接收的波形
50、(輸入) </p><p> 表示1 表示0 表示1 </p><p> E 紅外接收頭調解后輸出的波形 </p>
51、<p> 圖3-13 HS0038的輸入輸出波形</p><p> 基于字節(jié)傳輸的紅外遙控數據格式:在發(fā)送字節(jié)的開始先通過單片機發(fā)送20個脈沖寬度(每個脈沖周期26μs)的高電平作為傳輸開始,接著發(fā)送8位數據(字節(jié)高位在前,低位在后),最后發(fā)送10個脈沖寬度的低電平作為傳輸結束,如圖3-14所示。
52、 </p><p> 傳輸開始 8位數據 傳輸結束 </p><p> 20個脈沖 高位在前,低位在后 10個脈沖
53、 </p><p> 圖3-14 基于字節(jié)傳輸的紅外遙控數據格式</p><p><b> 程序分析設計</b></p><p><b> 4.1 主程序</b></p><p> 程序流程為:當清晨是陽光較強,此時光敏二極管呈現(xiàn)
54、低電阻,相當于接入單片機為低電平,可以通過程序控制步進電機正轉,來打開窗簾,單片機輸出停止,電動機M停轉。當傍晚時光線比較弱,此時光敏電阻呈現(xiàn)高電阻,相當于接入單片機為高電平,可以通過程序輸出負相脈沖控制步進電機反轉,來關閉窗。簾單片機輸出停止,電動機M停轉。</p><p> 4.2 重要子程序設計</p><p> 主要包括:光敏傳感程序,紅外控制程序,溫度檢測程序,步進電機程序,
55、液晶顯示程序等,參照附錄二。</p><p><b> 總結</b></p><p> 該設計通過分析自動窗簾系統(tǒng)的現(xiàn)狀和人們對自動窗簾系統(tǒng)功能的需求,對自動窗簾系統(tǒng)控制器進行總體設計。總體設計采用步進電機為單片機控制元件,執(zhí)行窗簾開閉的主要任務;以光敏電阻為檢測元件,提供單片機外界光照變化;以紅外檢測電路,實現(xiàn)手動控制;以89C51單片機為主控制芯片,控制整個系
56、統(tǒng)運行;此外輔助以按鍵和顯示電路,在各模塊的配合下,最終實現(xiàn)自動窗簾控制系統(tǒng)的智能化要求。</p><p> 自動窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個基本功能:</p><p> 光照控制:根據光照強度值,通過感光器采集,自動打開或關閉窗簾。即當早晨光照強度增強到設定值,通過感光器采集,單片機控制步進電機打開窗簾;當夜晚光照強度減弱到設定值,通過感光器采集,單片機控制步進電機關閉窗簾。</p
57、><p> 溫度控制:通過紅外遙控器設定給定溫度,通過溫度監(jiān)測系統(tǒng),檢測環(huán)境溫度,當溫度高于或低于給定值時,單片機控制步進電機打開或關閉窗簾。</p><p> 紅外控制:當光照強度未達到設定值,手動操作紅外遙控器,由紅外接收系統(tǒng)接收信號,單片機控制步進電機打開或關閉窗簾。</p><p><b> 參考文獻</b></p>&
58、lt;p> [1]閻石.《數字電子技術基礎(第五版)》 北京:高等教育出版社,2006</p><p> [2]李哲英.《電子技術及其應用基礎》(數字部分)北京:高等教育出版社,2003</p><p> [3]郭天祥.《十天學會單片機和C語言編程》 北京;電子工業(yè)出版社,2009</p><p><b> 附錄1 :原理圖</b>
59、;</p><p> 附錄 2 :部分子程序</p><p> unsigned int LowTime,HighTime;</p><p><b> {</b></p><p> unsigned char i,j;</p><p> for(i=0;i<10;i++)<
60、/p><p> for(j=0;j<33;j++)</p><p><b> ; </b></p><p><b> }</b></p><p> void delay(unsigned char n)</p><p><b> {</b>
61、;</p><p> unsigned char i;</p><p> for(i=0;i<n;i++)</p><p> delay1ms();</p><p><b> }</b></p><p> void DelayDelay(unsigned int num)</
62、p><p><b> {</b></p><p> while( --num ) ;</p><p><b> }</b></p><p> void delay11(unsigned char x) //x*0.14MS</p><p><b> {&
63、lt;/b></p><p> unsigned char i;</p><p> while(x--)</p><p><b> {</b></p><p> for (i = 0; i<13; i++) {}</p><p><b> }</b>&l
64、t;/p><p><b> }</b></p><p> void beep()//蜂鳴器響一聲函數</p><p><b> {</b></p><p> unsigned char i; </p><p> BEEP=1; </p><
65、;p> for (i=0;i<100;i++)</p><p><b> {</b></p><p> delay1ms();</p><p><b> //BEEP取反</b></p><p><b> } </b></p><p&g
66、t; BEEP=0; //關閉蜂鳴器</p><p> delay(250); //延時 </p><p><b> }</b></p><p> void motor_ffw(unsigned char ii) //unsigned char num,</p><p>
67、;<b> { </b></p><p> unsigned char i;</p><p> unsigned int j;</p><p> //while(num--)</p><p><b> //{</b></p><p> for (j=0; j&l
68、t;64; j++) //轉1*n圈 </p><p><b> { </b></p><p> for (i=0; i<8; i++) //一個周期轉30度</p><p><b> {</b></p><p> if(ii==1) P1 = ~FFF[i
69、]; //取數據 ii控制電機的正反轉ii=0 或者 ii=1</p><p> if(ii==2) P1 = ~FFZ[i];</p><p> delay(1); //調節(jié)轉速</p><p><b> }</b></p><p><b> }<
70、;/b></p><p><b> //} </b></p><p><b> }</b></p><p> void iic_start(void)</p><p> { //時鐘保持高,數據線從高到低一次跳變,I2C通信開始</p><p> SDA =
71、1; </p><p><b> SCL = 1;</b></p><p> delayNOP(); // 延時5us </p><p><b> SDA = 0;</b></p><p> delayNOP();</p><p><b>
72、 SCL = 0;</b></p><p><b> }</b></p><p> void iic_stop(void)</p><p><b> { </b></p><p> SDA = 0; //時鐘保持高,數據線從低到高一次跳變,I2C通信停止<
73、/p><p><b> SCL = 1;</b></p><p> delayNOP();</p><p><b> SDA = 1;</b></p><p> delayNOP();</p><p><b> SCL = 0;</b></p
74、><p><b> }</b></p><p> void iicInit(void)</p><p><b> {</b></p><p><b> SCL = 0;</b></p><p> iic_stop();</p>&l
75、t;p><b> } </b></p><p> void slave_ACK(void)</p><p><b> {</b></p><p> SDA = 0; </p><p><b> SCL = 1;</b></p><p>
76、; delayNOP();</p><p><b> SCL = 0;</b></p><p><b> }</b></p><p> void slave_NOACK(void)</p><p><b> { </b></p><p>&l
77、t;b> SDA = 1;</b></p><p><b> SCL = 1;</b></p><p> delayNOP();</p><p><b> SDA = 0;</b></p><p> SCL = 0; </p><p><b
78、> }</b></p><p> void check_ACK(void)</p><p><b> { </b></p><p> SDA = 1; // 將p1.1設置成輸入,必須先向端口寫1</p><p><b> SCL = 1;</b>
79、</p><p> askflag = 0;</p><p> delayNOP(); </p><p> if(SDA == 1) // 若SDA=1表明非應答,置位非應答標志askflag</p><p> askflag = 1;</p><p><b> SCL = 0;</
80、b></p><p><b> }</b></p><p> void IICSendByte(unsigned char ch)</p><p><b> {</b></p><p> unsigned char idata n=8; // 向SDA上發(fā)送一位數據字節(jié),共八位
81、</p><p> while(n--)</p><p><b> { </b></p><p> if((ch&0x80) == 0x80) // 若要發(fā)送的數據最高位為1則發(fā)送位1</p><p><b> {</b></p><p> SDA =
82、 1; // 傳送位1</p><p><b> SCL = 1;</b></p><p> delayNOP();</p><p> //SDA = 0;</p><p><b> SCL = 0; </b></p><p><b> }<
83、;/b></p><p><b> else</b></p><p><b> { </b></p><p> SDA = 0; // 否則傳送位0</p><p><b> SCL = 1;</b></p><p> delay
84、NOP();</p><p><b> SCL = 0;</b></p><p><b> }</b></p><p> ch = ch<<1; // 數據左移一位</p><p><b> }</b></p><p><
85、b> }</b></p><p> uchar IICreceiveByte(void)</p><p><b> {</b></p><p> uchar idata n=8; // 從SDA線上讀取一上數據字節(jié),共八位</p><p> uchar tdata=0;</p&g
86、t;<p> while(n--)</p><p><b> {</b></p><p><b> SDA = 1;</b></p><p><b> SCL = 1;</b></p><p> tdata =tdata<<1; /
87、/左移一位</p><p> if(SDA == 1)</p><p> tdata = tdata|0x01; // 若接收到的位為1,則數據的最后一位置1</p><p><b> else </b></p><p> tdata = tdata&0xfe; // 否則數據的最后一位置0<
88、;/p><p><b> SCL = 0;</b></p><p><b> }</b></p><p> return(tdata);</p><p><b> }</b></p><p> void ADC_PCF8591(uchar cont
89、rolbyte)</p><p><b> { </b></p><p> uchar i=0; //idata: 單片機間接訪問的片內RAM區(qū),允許訪問全部片內RAM</p><p> iic_start();</p><p> IICSendByte(PCF8591_WRITE);//控
90、制字</p><p> check_ACK();</p><p> if(askflag == 1)</p><p><b> {</b></p><p> SystemError = 1;</p><p><b> return;</b></p>&
91、lt;p><b> }</b></p><p> IICSendByte(controlbyte);//控制字</p><p> check_ACK();</p><p> if(askflag == 1)</p><p><b> {</b></p><p&g
92、t; SystemError = 1;</p><p><b> return;</b></p><p><b> }</b></p><p> iic_start(); //重新發(fā)送開始命令</p><p> IICSendByte(PCF8591_READ
93、);//控制字</p><p> check_ACK();</p><p> if(askflag == 1)</p><p><b> {</b></p><p> SystemError = 1;</p><p><b> return;</b></p&
94、gt;<p><b> }</b></p><p> IICreceiveByte(); //空讀一次,調整讀順序</p><p> slave_ACK(); //收到一個字節(jié)后發(fā)送一個應答位</p><p> //讀四次,如果只啟動一個通道,讀一次就行讀出值是16進制的</p><p
95、> /*while(i<4)</p><p><b> { </b></p><p> receive_da=IICreceiveByte();</p><p> receivebuf[i++]=receive_da;</p><p> slave_ACK(); //收到一個字節(jié)后發(fā)
96、送一個應答位</p><p><b> }</b></p><p><b> */</b></p><p><b> //讀一次寫法</b></p><p> receivebuf=IICreceiveByte();</p><p> slav
97、e_NOACK(); //收到最后一個字節(jié)后發(fā)送一個非應答位</p><p> iic_stop();</p><p><b> }</b></p><p> unsigned char BusyTest(void)</p><p><b> {</b></p>&
98、lt;p> bit result;</p><p> RS=0; //根據規(guī)定,RS為低電平,RW為高電平時,可以讀狀態(tài)</p><p><b> RW=1;</b></p><p> E=1; //E=1,才允許讀寫</p><p> _nop_(); //空操作</
99、p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_(); </b></p><p> _nop_(); //空操作四個機器周期,給硬件反應時間</p><p> result=BF; //將忙碌標志電平賦給result</p><p&
100、gt;<b> E=0;</b></p><p> return result;</p><p><b> }</b></p><p> void WriteInstruction (unsigned char dictate)</p><p><b> { </b&g
101、t;</p><p> while(BusyTest()==1); //如果忙就等待</p><p> RS=0; //根據規(guī)定,RS和R/W同時為低電平時,可以寫入指令</p><p><b> RW=0; </b></p><p> E=0;
102、 //E置低電平(根據表8-6,寫指令時,E為高脈沖,</p><p> // 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變,所以應先置"0"</p><p><b> _nop_();</b></p><p> _nop_(); //空操作兩個機器周期,給硬件反應時間</p><p&g
103、t; P0=dictate; //將數據送入P0口,即寫入指令或地址</p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p> _
104、nop_(); //空操作四個機器周期,給硬件反應時間</p><p> E=1; //E置高電平</p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p><b
105、> _nop_();</b></p><p> _nop_(); //空操作四個機器周期,給硬件反應時間</p><p> E=0; //當E由高電平跳變成低電平時,液晶模塊開始執(zhí)行命令</p><p><b> }</b></p><p
106、> void WriteAddress(unsigned char x)</p><p><b> {</b></p><p> WriteInstruction(x|0x80); //顯示位置的確定方法規(guī)定為"80H+地址碼x"</p><p><b> }</b></p
107、><p> void WriteData(unsigned char y)</p><p><b> {</b></p><p> while(BusyTest()==1); </p><p> RS=1; //RS為高電平,RW為低電平時,可以寫入數據</p><p>
108、<b> RW=0;</b></p><p> E=0; //E置低電平(根據表8-6,寫指令時,E為高脈沖,</p><p> // 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變,所以應先置"0"</p><p> P0=y; //將數據送入P0口,即將數據寫入液晶模塊</p>
109、<p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p> _nop_(); //空操作四個機器周期,給硬件反應時間</p><p> E
110、=1; //E置高電平</p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p><b> _nop_();</b></p><p> _nop_(); //空操作四個機器周期
111、,給硬件反應時間</p><p> E=0; //當E由高電平跳變成低電平時,液晶模塊開始執(zhí)行命令</p><p><b> }</b></p><p> void LcdInitiate(void)</p><p><b> {</b></p><
112、p> delay(15); //延時15ms,首次寫指令時應給LCD一段較長的反應時間</p><p> WriteInstruction(0x38); //顯示模式設置:16×2顯示,5×7點陣,8位數據接口</p><p> delay(5); //延時5ms </p><p> WriteInst
113、ruction(0x38);</p><p><b> delay(5);</b></p><p> WriteInstruction(0x38);</p><p><b> delay(5);</b></p><p> WriteInstruction(0x0c); </p>
114、<p><b> delay(5);</b></p><p> WriteInstruction(0x06); </p><p><b> delay(5);</b></p><p> WriteInstruction(0x01); </p><p><b> de
115、lay(5);</b></p><p><b> }</b></p><p> Init_DS18B20(void)</p><p><b> { </b></p><p><b> DQ = 1 ; </b></p><p>
116、DelayDelay(8) ;</p><p><b> DQ = 0 ; </b></p><p> DelayDelay(90) ;</p><p><b> DQ = 1 ;</b></p><p> DelayDelay(8) ;</p><p> pres
117、ence = DQ ; //如果=0則初始化成功 =1則初始化失敗</p><p> DelayDelay(100) ;</p><p><b> DQ = 1 ; </b></p><p> return(presence) ; //返回信號,0=presence,1= no presence</p><p&g
118、t;<b> }</b></p><p> Disp_Temperature()</p><p><b> {</b></p><p> display[4]=temp_data[0]&0x0f ;</p><p> display[0]=ditab[display[4]]+0x3
119、0 ;//查表得小數位的值</p><p> display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((temp_data[1]&0x0f)<<4) ;</p><p> display[3]=display[4]/100+0x30 ;</p><p> display[1]=display[4]%10
120、0 ;</p><p> display[2]=display[1]/10+0x30 ;</p><p> display[1]=display[1]%10+0x30 ;</p><p> if(display[3]==0x30) //高位為0,不顯示</p><p><b> { </b><
121、/p><p> display[3]=0x20 ; </p><p> if(display[2]==0x30) //次高位為0,不顯示</p><p> display[2]=0x20 ;</p><p><b> }</b></p><p> Writ
122、eAddress(0x48) ; </p><p> WriteData(display[3]) ; //百位數顯示 </p><p> WriteAddress(0x49) ; </p><p> WriteData(display[2]) ; //十位數顯示 </p>
123、<p> WriteAddress(0x4a) ; </p><p> WriteData(display[1]) ; //個位數顯示 </p><p> WriteAddress(0x4c) ; </p><p> WriteData(display[0]) ; //小
124、數位數顯示 </p><p><b> } </b></p><p> void Compare()</p><p><b> { </b></p><p> // bit tempflag1;</p><p> // bit tempflag2;</p
125、><p> uint temp=0;</p><p> display[4]=temp_data[0]&0x0f ;</p><p> display[0]=ditab[display[4]];//查表得小數位的值</p><p> display[4]=((temp_data[0]&0xf0)>>4)|((t
126、emp_data[1]&0x0f)<<4) ;</p><p> display[3]=display[4]/100 ;</p><p> display[1]=display[4]%100 ;</p><p> display[2]=display[1]/10 ;</p><p> display[1]=disp
127、lay[1]%10 ;</p><p> temp=display[0]+display[1]*10+display[2]*100;</p><p> if(settemp>temp)</p><p><b> {</b></p><p> // tempflag1=1;</p><p&
128、gt; fzflag2=1;</p><p><b> }</b></p><p> //if((settemp<temp)&&(tempflag=1))</p><p><b> // {</b></p><p> // tempflag2=1;</p>
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