紅外線遙控自動(dòng)窗簾

1、摘 要本文首先介紹了智能家居的基本知識(shí)及其應(yīng)用前景，進(jìn)而闡明了開發(fā)作為智能家居中一個(gè)很重要部分紅外線遙控自動(dòng)窗簾的意義。隨后著重介紹了開發(fā)單片機(jī)控制的紅外線遙控窗簾系統(tǒng)所用到的集成芯片AT89C51、DS1302芯片、紅外線發(fā)射接收器等硬件的結(jié)構(gòu)原理。本文采用分塊的模式，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，分別給出了系統(tǒng)總體框圖、電源電路、時(shí)鐘DS1302電路、鳴響電路、紅外線接收電路、電機(jī)控制電路、顯示電路，并對(duì)相應(yīng)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路，也是采用分塊的模式，分別寫出了紅外線解碼程序、時(shí)鐘芯片DS1302控制程序、數(shù)碼顯示程序、遙控控制程序的編寫思路，每一模塊都畫出

2、了其方框圖，看起來(lái)一目了然。目 錄摘 要I1 緒言11.1課題背景11.2國(guó)內(nèi)外概況11.3課題的研究工作22 核心芯片結(jié)構(gòu)原理介紹42.1 中央控制器AT89C205142.1.1 AT89C2051的特點(diǎn)42.1.2 AT89C2051引腳功能42.2 紅外線發(fā)射碼組成原理52.2.1 紅外線一體化接收頭52.2.2 紅外線發(fā)射碼組成62.3 時(shí)鐘芯片DS130272.3.1 DS1302的引腳排列及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)82.3.2 DS1302數(shù)據(jù)傳輸方式93 硬件電路原理設(shè)計(jì)103.1 電源部分103.2 時(shí)鐘芯片DS1302103.3鳴響電路設(shè)計(jì)103.4 紅外線接受電路113.5電機(jī)執(zhí)行電路

3、113.6數(shù)碼管顯示電路114 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)144.1紅外線解碼144.2 DS1302的控制程序154.3數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì)174.4 遙控控制部分185總結(jié)與展望20致 謝22參考文獻(xiàn)23附 錄251 緒言本章闡述了單片機(jī)控制的紅外線遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)的市場(chǎng)價(jià)值、研究背景、國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀、以及發(fā)展方向，明確指出了單片機(jī)控制的紅外線遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)所面臨的問(wèn)題及一些解決方案。1.1課題背景生活在提高，時(shí)代在進(jìn)步，人類在向文明邁進(jìn)，不同的時(shí)代對(duì)居住空間、環(huán)境有不同的要求，這是社會(huì)的必然潮流1。單片機(jī)控制的自動(dòng)窗簾遙控系統(tǒng)，既能解決每天手拉開和關(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

4、暗來(lái)自動(dòng)控制窗簾的開關(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。所以該產(chǎn)品能形成大規(guī)模生產(chǎn)，很快會(huì)普及全國(guó)市場(chǎng)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益；另外，除了廣大市民住宅使用外，該遙控窗簾器還可以廣泛應(yīng)用于別墅、公寓、賓館、飯店、寫字樓、歌舞廳、影劇院、會(huì)議廳、銀行、學(xué)校、醫(yī)院等各種公共場(chǎng)所，因此該產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景。遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)在我國(guó)還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣和應(yīng)用自動(dòng)窗簾系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。其一，改變?nèi)藗兊纳罘绞?。單片機(jī)控制的遙控自動(dòng)窗簾系統(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、環(huán)保的居住環(huán)境。單片機(jī)控制的遙控自動(dòng)窗簾只用一個(gè)多功能遙控器就能控制和監(jiān)測(cè)住

5、房的窗簾開關(guān)問(wèn)題，給人們?nèi)丈仙顜?lái)極大的方便。這些都將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式，并提高了人們的生活質(zhì)量。其二、牽動(dòng)一大批產(chǎn)業(yè)。單片機(jī)控制的遙控自動(dòng)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，必將吸引大批有遠(yuǎn)見(jiàn)的各類企業(yè)介入，從而牽動(dòng)一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這里最先受益的應(yīng)該是房地產(chǎn)業(yè)，單片機(jī)控制的遙控自動(dòng)窗簾不僅是一個(gè)很好的概念與“賣點(diǎn)”，同時(shí)也是直接提升住宅檔次的一個(gè)條件，這將會(huì)給房地產(chǎn)商帶來(lái)新的利潤(rùn)空間。在家居集成化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)下，家居集成也成為一種潮流，許多更專業(yè)的、美觀的、智能化的家居集成產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。其三，開拓一個(gè)嶄新的市場(chǎng)。遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)牽動(dòng)了許多的行業(yè)，它將不僅僅

6、是目前的IT系統(tǒng)集成商或建筑弱電工程總包商的市場(chǎng)，而且是專業(yè)公司和智能化裝飾公司的市場(chǎng)2。1.2國(guó)內(nèi)外概況在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，電動(dòng)窗簾已廣泛應(yīng)用。在10年前，電動(dòng)窗簾就已經(jīng)進(jìn)入我國(guó)，可一直沒(méi)有大的推廣，這兩年，隨著電控技術(shù)的不斷提高及價(jià)格的不斷下降，電動(dòng)窗簾熱才又卷土重來(lái)。據(jù)了解，全國(guó)共有170多種電動(dòng)窗簾器獲得了國(guó)家專利，但就其技術(shù)本身而言，還是大同小異，但售價(jià)卻有很大差別，貴的要數(shù)千元，便宜的只要500塊。盡管遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)是一個(gè)新興的行業(yè)，但是，它也正以不可抵擋之勢(shì)迅速崛起。遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)走進(jìn)中國(guó)以來(lái)，在短短四年的時(shí)間里，遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)商由最初的幾家公司增加到如今的百余家企

7、業(yè)，其行業(yè)發(fā)展之迅速是目前國(guó)內(nèi)任何其它行業(yè)所無(wú)法比擬的。目前，我國(guó)遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)廠商、分銷商、集成商與裝飾公司都形成了相當(dāng)規(guī)模，不少國(guó)內(nèi)知名企業(yè)紛紛涉足遙控自動(dòng)窗簾系統(tǒng)行業(yè)，如青島海爾、清華同方、TCL等，并涌現(xiàn)出一些較具影響力的智能家居專業(yè)廠商，如上海索博智能電子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居電子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。自動(dòng)窗簾產(chǎn)品已開始走進(jìn)中國(guó)的家庭。具報(bào)道，我國(guó)2004年售出商品房1.9億m²,如果每20 m²需要一套窗簾架產(chǎn)品，僅此一項(xiàng)就可以年新增窗簾架產(chǎn)品近千萬(wàn)套加上。年新增窗簾架產(chǎn)品市場(chǎng)需求將不低于2000萬(wàn)套。如果

8、單片機(jī)控制的遙控自動(dòng)窗簾，銷售占市場(chǎng)的5%左右，就可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值上億元3。隨著自動(dòng)窗簾熱潮在世界范圍內(nèi)的日漸興起，隨著中國(guó)電子技術(shù)的飛速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高以及智能電子技術(shù)在生活中的廣泛應(yīng)用，自動(dòng)窗簾已經(jīng)成為未來(lái)家居裝飾潮流發(fā)展的最新方向，在不久的將來(lái)，沒(méi)有自動(dòng)窗簾系統(tǒng)的住宅肯定不合潮流。從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，在未來(lái)的20年時(shí)間里，自動(dòng)窗簾行業(yè)將成為中國(guó)的主流行業(yè)之一，其市場(chǎng)的發(fā)展前景是非常廣闊的。1.3課題的研究工作智能家居系統(tǒng)是一個(gè)大的社會(huì)系統(tǒng)工程，我們應(yīng)當(dāng)加快我國(guó)智能家居標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。自動(dòng)窗簾系統(tǒng)作為智能家居中一個(gè)很重要的部分，需要在我國(guó)智能家居這一領(lǐng)域，建立起一個(gè)具有中國(guó)特色的新興

9、、健康的產(chǎn)業(yè)鏈。讓自動(dòng)窗簾系統(tǒng)在我國(guó)并不是遠(yuǎn)在天邊，而是近在眼前?，F(xiàn)有的電動(dòng)窗簾機(jī)的控制方式有固定式開關(guān)控制、遙控、光控、聲控等，其中以前兩種形式居多。就實(shí)用程度和經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō)，用固定式開關(guān)控制方式較好，這是因?yàn)榇昂煹拈_閉不像電視機(jī)等家電產(chǎn)品開閉得那樣頻繁，每天開閉的次數(shù)不多，因此安裝在固定的地方使用也相當(dāng)方便，如把開關(guān)裝在床頭柜等電器綜合控制系統(tǒng)中，睡在床上就能控制窗簾的開閉。利用觸摸開關(guān)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)斷電，既安全又節(jié)能，但最重要的一點(diǎn)就是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，沒(méi)的擺脫對(duì)人的依賴作用。而采用遙控控制時(shí)，需要候機(jī)電源，不可能完全斷電而且增加遙控功能，也增加了成本，售價(jià)也相應(yīng)提高。窗簾機(jī)的控制方式

10、大體上有三種：聲控、光控、時(shí)控，聲控和遙控屬于半自動(dòng)類；而光控雖屬全自動(dòng)式，但因光敏器件的靈敏度，冬夏等不同季節(jié)的光照度的不同，以及人們對(duì)起閉窗簾在時(shí)間上的要求不同，而難以實(shí)施和普及。因此，時(shí)控式的全自動(dòng)窗簾機(jī)便成了專業(yè)以及業(yè)余電子設(shè)計(jì)人員的熱門課題。根據(jù)以上自動(dòng)窗簾有些不能實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化；有些雖然實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能不夠穩(wěn)定；有些雖然實(shí)現(xiàn)了完全的自動(dòng)化，且性能還可以，但價(jià)格昂貴不適合普通消費(fèi)者使用。所以我想利用價(jià)格相對(duì)便宜的紅外線遙控發(fā)射芯片、單片機(jī)作為主要控制器件，來(lái)完成該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要有如下幾方面的特點(diǎn)：（1）發(fā)射紅外線的發(fā)射裝置采用一般彩色電視機(jī)的遙控器，這樣

11、既方便又實(shí)惠，可謂一物兩用。（2）時(shí)間控制開關(guān)窗簾。通過(guò)對(duì)DS1302芯片的設(shè)定，讓用戶可以隨自己的生活習(xí)慣方便的自動(dòng)開關(guān)窗簾，無(wú)需手動(dòng)。（3）采用紅外遙控方式，不會(huì)干擾其它電器的正常工作，也不會(huì)影響鄰近的無(wú)線設(shè)備。超距離遙控，可達(dá)89m。（4）另一種控制方式為手動(dòng)控制方式，防止停電后采用手動(dòng)控制。（5）美觀。以往的遙控電動(dòng)窗簾都是向一邊拉或向上拉，而本設(shè)計(jì)為向兩邊打開，隨個(gè)人的愛(ài)好可以控制其大小。（6）體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、抗干擾性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、工作可靠4。2 核心芯片結(jié)構(gòu)原理介紹為使基于單片機(jī)控制的紅外線遙控系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中方便快捷，并且具有較高的性能/價(jià)格比，所以對(duì)該系統(tǒng)的原器

12、件作了精心挑選。按在實(shí)際工作中的作用，可分為以下幾個(gè)部分：AT89C2051單片機(jī)是整個(gè)電路的核心，它控制其它模塊來(lái)完成各種復(fù)雜的操作；紅外線一體化接受頭負(fù)責(zé)接受命令；芯片DS1302負(fù)責(zé)時(shí)鐘的運(yùn)行及設(shè)置參數(shù)的存儲(chǔ)。2.1 中央控制器AT89C205189C2051是由ATMEL公司推出的一種小型單片機(jī)，95年出現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)。其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，且采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，可以很快被中國(guó)廣大用戶接受。其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗(yàn)比較容易，為很多嵌入式

13、控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案5。2.1.1 AT89C2051的特點(diǎn)89C2051有很寬的工作電源電壓，可為2.76V,當(dāng)工作在3V時(shí)，電流相當(dāng)于6V工作時(shí)的1/4。89C2051工作于12Hz時(shí)，動(dòng)態(tài)電流為5.5mA，空閑態(tài)為1mA,掉電狀態(tài)僅為20nA。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)。AT89C51具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：·AT89C51與MCS-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；·片內(nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器；·全靜態(tài)工作,工作范圍:0Hz24MHz；·三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密；·128×8位

14、內(nèi)部RAM；·32位雙向輸入輸出線；·兩個(gè)十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·五個(gè)中斷源,兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；·一個(gè)全雙工的異步串行口；·間歇和掉電兩種工作方式6,7。2.1.2 AT89C2051引腳功能（1）口線：P0、P1、P2、P3共四個(gè)八位口。§ P0口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫操作。P0口也用以輸出外部存儲(chǔ)器的低8位地圖1址。由于是分時(shí)輸出,故應(yīng)在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存,信號(hào)用ALE。§ P1口是專門供用戶使用的I/O口,是準(zhǔn)雙向口。§ P2口是從系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)作

15、高8位地址線用。不擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器時(shí),P2口也可以作為用戶I/O口線使用,P2口也是準(zhǔn)雙向口。§ P3口是雙功能口,該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一I/O功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時(shí)操作同P1口。P3口的第二功能如表2.1所示8。表2.1 P3口第二功能2.2 紅外線發(fā)射碼組成原理遙控器發(fā)射裝置首選家用彩電遙控器。因?yàn)槟壳?，彩電和VCD已走進(jìn)千家萬(wàn)戶，而其所帶的紅外線遙控器給這些家電的操作帶來(lái)了極大的方便，而接受只需一個(gè)紅外線一體化接受頭就行了。 紅外線一體化接收頭近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)正在向各個(gè)領(lǐng)域滲透，特別是利用紅外線進(jìn)行通信無(wú)論從小型化、輕量化、

16、還是從安全性等方面考慮，其可行性都比較高。紅外數(shù)據(jù)通訊實(shí)際是利用紅外線作為通訊載體，由紅外發(fā)射器和紅外接收器來(lái)完成信號(hào)的無(wú)線收發(fā)。在發(fā)射端，對(duì)發(fā)送的數(shù)字信號(hào)經(jīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)制后，送入電光變換電路，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外光脈沖；在接收端，紅外接收器對(duì)收到的紅外信號(hào)進(jìn)行光電變換，并進(jìn)行解調(diào)后，恢復(fù)出原信號(hào)。在紅外數(shù)據(jù)通訊中，紅外接收器件的選擇是紅外數(shù)據(jù)通訊中至關(guān)重要的因素。TSOP18xx系列是 Temic公司新近推出的一體化紅外線接收模塊，集紅外線接收、放大、解調(diào)于一體，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與 TTL電平信號(hào)兼容的所有工作；而體積只有普通三極管大小一樣，適合各種紅外線遙控

17、和紅外線數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸距離大于 4米。紅外線接收模塊 TSOP18xx系列的管腳分布如圖2.1所示，1、2分別為電源和地，3為信號(hào)輸出端，其輸出電平和 TTL電平兼容。 TSOP18xx系列的特性如下：( 1)多種接收頻率可供選擇：30k Hz、33k Hz、36k Hz、36. 7k Hz、38k Hz、40k Hz、5 6 k Hz；( 2)大范圍工作電壓：( 3 6 ) V；( 3)工作電流：3m A；( 4)遙控距離：大于 4m；( 5 )內(nèi)置金屬保護(hù)裝置；( 6 )綜合限幅電路功能；( 7 )多種主要傳輸碼；( 8 )智能自動(dòng)增益控制 ( AGC)，在不同的環(huán)境下也能發(fā)揮較高接收靈

18、敏度。TSOP18 xx系列紅外線模塊接收器的受光面一側(cè)為黑色環(huán)氧聚焦濾波透鏡，此透鏡消除了可見(jiàn)光對(duì)它的干擾，對(duì)于提高可靠性及濾除光噪聲至關(guān)重要。模塊內(nèi)含紅外線 PIN接收管、前置放大器和解調(diào)器。當(dāng)紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)空間傳送到 TSOP18 xx系列模塊時(shí)，模塊內(nèi)部 PIN紅外線接收管將紅外光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)前置放大、解調(diào)后由 3腳輸出與 TTL電平兼容的電信號(hào)，該信號(hào)能直接送入到微控器等要求 TTL電平信號(hào)輸入的芯片中。圖2.1 紅外線一體化接收頭TSOP18xx 紅外線發(fā)射碼組成要使用紅外線一體化接受頭接受遙控器發(fā)射的紅外線，再通過(guò)單片機(jī)解碼，那就必須先了解紅外線發(fā)射器所發(fā)射的

19、紅外線碼的組成。一般的彩電、VCD遙控器的編碼，大概有以下兩種編碼格式（Format）。第一種格式為1913、9012、1621格式；第二種為3010格式。其中尤以第一種格式用得最多。要識(shí)別一個(gè)遙控器的格式很簡(jiǎn)單，只要把遙控器拆開，看它所用的集成塊型號(hào)就知道，比如uPD1621、SAA3010，其格式就是1621、3010格式。下面分別具體說(shuō)明這兩種編碼格式9。第一種格式以1621為例，當(dāng)按下遙控器上的某個(gè)按鍵時(shí)，遙控器將發(fā)射出一幀數(shù)據(jù)，幀數(shù)據(jù)的編碼格式由三部分組成：引導(dǎo)碼（Lead code）、客戶碼(Custom code)和數(shù)據(jù)碼（Data code），見(jiàn)圖2.2：圖2.2：1621幀格

20、式對(duì)于一個(gè)遙控器來(lái)說(shuō)，每個(gè)按鍵所發(fā)射的幀數(shù)據(jù)的客戶碼總是一樣的，有區(qū)別的只是數(shù)據(jù)碼。其中9012和1913、1621格式的唯一區(qū)別就是引導(dǎo)碼的高電平寬度不一樣，9012格式為4.5ms，1913和1621格式為9ms。幀結(jié)構(gòu)中的客戶碼和數(shù)據(jù)碼各有兩個(gè)字節(jié)，第一個(gè)字節(jié)和第二個(gè)字節(jié)互為按位取反，其中客戶碼的高4 位與低4位又互為按位取反。0碼和1碼的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.3，0碼由0.56ms高電平和0.565ms低電平組合而成、1碼由0.56ms高電平和1.69ms低電平組合而成。碼元的高電平信號(hào)采用38kHz矩形波（載波）調(diào)制發(fā)射，載波占空比（Duty）為1/3，低電平無(wú)信號(hào)發(fā)射。圖2.3 1621格式

21、碼元第二種格式3010與第一種格式截然不同，它是以信號(hào)脈沖的上升沿和下降沿來(lái)分別表示1碼和0碼的。其幀格式見(jiàn)圖2.4，每一幀由起始位(Start bit)、擴(kuò)展位(Enlarged bit)、翻轉(zhuǎn)位(Toggle bit)、系統(tǒng)位(System bit)和數(shù)據(jù)位(Data bit)組成。其位碼結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2.5。碼元高電平也是采用38kHz載波調(diào)制發(fā)射10。圖2.4 3010幀格式圖2.5 3010格式碼元結(jié)構(gòu)2.3 時(shí)鐘芯片DS1302DSl302是美國(guó)Dallas公司生產(chǎn)的一種串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片，以串行方式與單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，它能夠向單片機(jī)提供：秒、分、時(shí)、日、月、年、及星期等實(shí)時(shí)時(shí)間信

22、息，并能夠?qū)﹂c年天數(shù)自動(dòng)調(diào)整，日歷有效至2100年。DSl302由雙電源中較大者供電，使系統(tǒng)在沒(méi)有主電源的情況下也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。片內(nèi)具有31個(gè)字節(jié)靜態(tài)RAM，可用來(lái)保存重要數(shù)據(jù)。DSl302具有引腳少、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。但由于其時(shí)序要求比較嚴(yán)格，應(yīng)用程序不易編寫，給開發(fā)者帶來(lái)不便。為此，本文對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)分析和闡述并在分析其時(shí)序的基礎(chǔ)上給出了DSl302與單片機(jī)連接的接口電路和通訊子程序。 DS1302的引腳排列及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS1302的引腳排列如圖2.6所示，其引腳描述如表2.2所示。 圖2.6DS1302時(shí)鐘芯片表2.2 DS1302引腳描述引腳號(hào)符 號(hào)描 述引腳

23、號(hào)符 號(hào)描 述1Vcc2備用電源引腳5復(fù)位引腳2X1晶振引腳6I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳3X2晶振引腳7SCLK串行時(shí)鐘輸入引腳4GND電源地引腳8Vcc1主電源引腳DS1302串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片主要由移位寄存器、控制邏輯、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘及31個(gè)字節(jié)RAM組成,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.7所示。數(shù)據(jù)傳送前，必須把置為高電平且把提供地址和命令信息的8位字節(jié)裝入到移位寄存器。在進(jìn)行單字節(jié)傳送或多字節(jié)傳送時(shí)，開始的8位命令字節(jié)用于指定40個(gè)字節(jié)(31個(gè)字節(jié)RAM和9個(gè)字節(jié)時(shí)鐘寄存器)中哪個(gè)將被訪問(wèn)11。DS1302由8個(gè)時(shí)鐘寄存器和兩個(gè)控制寄存器組成，各寄存器的位描述如圖2.6所示，時(shí)鐘寄存器以BCD碼格式儲(chǔ)

24、存數(shù)據(jù)。 圖2.7DS1302寄存器 DS1302數(shù)據(jù)傳輸方式對(duì)DS1302 進(jìn)行任何數(shù)據(jù)傳送時(shí), 第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)必須是命令字節(jié), 格式如圖2.8所示, 其最高有效位MSB (位7) 必須為邏輯1。如果它是零, 禁止寫DS1302。位6為邏輯0 時(shí)指定傳送時(shí)鐘/日歷數(shù)據(jù); 邏輯1指定傳送RAM數(shù)據(jù)。位1至5 指定進(jìn)行輸入或輸出的特定寄存器的地址。最低有效位LSB (位0)為邏輯0 時(shí)指定時(shí)進(jìn)行寫操作(輸入) ; 邏輯1指定進(jìn)行讀操作(輸出)。命令字節(jié)總是從最低有效LSB (位0) 開始輸入12。圖2.8 地址/命令字節(jié)時(shí)鐘芯片DS1302是采用I2C總線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的。I2C(InterInte

25、grated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。I2C總線產(chǎn)生于在80年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個(gè)組件狀態(tài)的通信。I2C總線最主要的優(yōu)點(diǎn)是其簡(jiǎn)單性和有效性。由于接口直接在組件之上，因此I2C總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數(shù)量，降低了互聯(lián)成本?？偩€的長(zhǎng)度可高達(dá)25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個(gè)組件。I2C總線的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它支持多主控(multimastering)， 其中任何能夠進(jìn)行發(fā)送和接收的設(shè)備都可以成為主總線。一個(gè)主控能夠控制信號(hào)的傳輸

26、和時(shí)鐘頻率。當(dāng)然，在任何時(shí)間點(diǎn)上只能有一個(gè)主控。3 硬件電路原理設(shè)計(jì)電路分為七個(gè)部分，分別是電源部分、顯示部分、鳴響提示部分、紅外線接收部分、時(shí)鐘控制部分、電機(jī)控制執(zhí)行部分、單片機(jī)主控器件部分。3.1 電源部分通過(guò)一帶有整流電路的12V變壓器外接市電（220V）后，與圖3.1中左邊插座相連接，輸入直流12V電壓。左邊兩個(gè)是12伏的電源濾波電容，一般大電容旁邊并聯(lián)一個(gè)小電容的目的是降低高頻內(nèi)阻，因?yàn)榇蟮碾娊怆娙菀话悴捎镁砝@工藝制造，所以等效電感較大，小電容可以提供一個(gè)小內(nèi)阻的高頻通道，降低電源全頻帶內(nèi)阻。然后輸出電壓為+12V的VDD，為控制繼電器提供工作電壓。同時(shí)經(jīng)過(guò)3端集成穩(wěn)壓器LM7805

27、穩(wěn)壓后輸出+5V電壓VBB,為訊響電路、紅外接收電路、顯示電路提供電源，5V電源經(jīng)過(guò)二極管D4、限流電阻R18=51后，為單片機(jī)提供VCC電壓，BATTERY是直流供電電源，電壓為3V3.6V,在本電路中為了節(jié)省成本，使用兩節(jié)5號(hào)普通電池，C6和C7是單片機(jī)電源濾波電容。平時(shí)交流電正常的情況下，5V電源為單片機(jī)供電的同時(shí)，也為電池浮充電，大大延長(zhǎng)了電池的使用壽命，當(dāng)交流電停電的時(shí)候，電池僅為單片機(jī)供電，單片機(jī)在掉電狀態(tài)下維持時(shí)鐘的正常走時(shí)，VBB供電被D4隔斷。在控制器設(shè)置成手動(dòng)控制時(shí)，單片機(jī)除執(zhí)行任務(wù)外，均處于睡眠狀態(tài)，遙控器信號(hào)的到來(lái)，單片機(jī)從睡眠中喚醒，恢復(fù)正常工作，所以手動(dòng)狀態(tài)下當(dāng)交流

28、停電時(shí)，電池的耗電電流更小。3.2 時(shí)鐘芯片DS1302DS1302主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。采用普通32768Hz晶振，開窗簾時(shí)間，關(guān)窗簾時(shí)間都保存在DS1302自帶的RAM中，不需要單獨(dú)的EEPROM。DS1302與CPU的連接僅需要三條線，即SCLK（7）、I/O(6)、RST（5）。DS1302與CPU連接的電路原理如圖3.1所示13。要特別說(shuō)明的是備用電源B1，可以用電池或者超級(jí)電容（10萬(wàn)uF以上）。雖然DS1302在主電源掉電后，耗電很小，但如果要長(zhǎng)時(shí)間保證時(shí)鐘正常，最好選用小型充電電池?？梢杂美鲜诫娔X主板上的那種3.

29、6V充電電池。如果斷電時(shí)間較短（幾小時(shí)或幾天）時(shí)，就可以用漏電較小的普通電解電容代替。100uF就可以保證1小時(shí)的正常走時(shí)。DS1302在第一次加電后，須進(jìn)行初始化操作，初始化后就可以按正常方法調(diào)整時(shí)間及開關(guān)窗簾時(shí)間14。3.3鳴響電路設(shè)計(jì)鳴響電路可以設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)的單元來(lái)控制，用一個(gè)獨(dú)立的按鍵來(lái)控制它的開與關(guān)，但是紅外線發(fā)射遙控器是采用彩色電視機(jī)上的遙控器，而非專用遙控器，考慮到使用的按鍵較多時(shí)容易讓用戶記不清各個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的功能，所以容易產(chǎn)生誤操作；別外考慮到可以選取一個(gè)功率比較小，聲音比較悅耳的陶瓷喇叭，這個(gè)喇叭一方面能掩蓋電機(jī)和窗簾發(fā)出來(lái)的噪聲，另一方面也能作為檢錯(cuò)用。一般情況下人們不會(huì)把

30、它當(dāng)噪聲來(lái)看待鳴響電路與單片機(jī)的一個(gè)P口引腳相連，應(yīng)程序設(shè)定在開窗簾和關(guān)窗簾的時(shí)候都會(huì)伴隨著聲音。喇叭采用小功率的陶瓷音源，聲音不會(huì)很大。音頻信號(hào)輸出，音頻信號(hào)通過(guò)R20、C10輸入到三極管V6的基極上，放大后推動(dòng)發(fā)聲器Y1發(fā)。二極管D3用來(lái)提供C10的放電回路，保證交流信號(hào)的正常耦合15。3.4 紅外線接受電路紅外線接收電路使用一個(gè)集成紅外接收器，型號(hào)是TSOP1838，靜態(tài)時(shí)輸出端輸出高電平，當(dāng)接收到紅外信號(hào)后，按紅外信號(hào)的數(shù)據(jù)波形輸出負(fù)脈沖數(shù)據(jù)信號(hào)。紅外信號(hào)輸出到單片機(jī)的P3.2 ，該口對(duì)應(yīng)的第二功能是外部中斷0  (INT0)，利用該口的第二功能，一旦紅外線信號(hào)到來(lái)，P3.2

31、被拉低，單片機(jī)中止當(dāng)前的工作轉(zhuǎn)移到接收、處理紅外信號(hào)。開啟中斷功能的目的，既減輕了單片機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，又保證接收到的紅外信號(hào)的完整性，同時(shí)在手動(dòng)工作狀態(tài)下，單片機(jī)進(jìn)入睡眠后，利用外部中斷功能完成對(duì)單片機(jī)的喚醒。3.5電機(jī)執(zhí)行電路電機(jī)執(zhí)行電路，為了減輕單片機(jī)的工作負(fù)荷，提高單片機(jī)的抗干擾能力，所以電機(jī)不直接由單片機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)繼電器的觸點(diǎn)打開時(shí),沒(méi)有漏電流.也就是說(shuō),斷開狀態(tài)的電阻非常大(接近無(wú)窮大),此時(shí)觸點(diǎn)兩側(cè)的電壓可達(dá)1500V;當(dāng)觸點(diǎn)合上時(shí),接通電阻極低,所以繼電器的功率非常小.因此繼電器不會(huì)發(fā)熱,通常也不需要散熱器;電磁繼電器的購(gòu)買成本通常比半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)器件低;繼電器的打開時(shí)間一般是毫秒級(jí)的

32、,相比之下,半導(dǎo)體開關(guān)的開關(guān)時(shí)間是微秒級(jí)的。電機(jī)執(zhí)行部分完全受單片機(jī)的控制，通過(guò)單片機(jī)的P3.0和P3.1完成。單片機(jī)復(fù)位狀態(tài)下P3.0和P3.1輸出高電平，三極管V1、V2，V4、V5截止，兩個(gè)繼電器J1、J2釋放狀態(tài)，方向可逆的電動(dòng)機(jī)因無(wú)電源供電而停止。當(dāng)P3.0或者P3.1其中有一個(gè)被拉低后，兩個(gè)繼電器便會(huì)有一個(gè)導(dǎo)通，例如P3.0拉低后V1導(dǎo)通、V4導(dǎo)通，J1吸合，電機(jī)得電轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)只有P3.1拉低后，電機(jī)則反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了窗簾的拉開和關(guān)閉。兩個(gè)繼電器的工作狀態(tài)受單片機(jī)控制，在同一個(gè)時(shí)間內(nèi)兩個(gè)繼電器僅能有一個(gè)吸合。即便是在電機(jī)工作期間，操作了反向轉(zhuǎn)動(dòng)按鍵，單片機(jī)也是先釋放當(dāng)前工作的繼電器

33、，并延時(shí)一段時(shí)間后再吸合另外一個(gè)繼電器，防止了電機(jī)正反工作線圈同時(shí)通電的冒險(xiǎn) 16,17。3.6數(shù)碼管顯示電路顯示電路設(shè)計(jì)，考慮到本設(shè)計(jì)是作為一般家庭的自動(dòng)控制窗簾，所以采用的是四位數(shù)碼管來(lái)顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、調(diào)開窗簾時(shí)間、關(guān)窗簾時(shí)間，在開窗簾、關(guān)窗簾的時(shí)候在數(shù)碼管上不作任何提示，但是伴隨有聲音提示。這部分電路最大的優(yōu)點(diǎn)就是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，最大的缺點(diǎn)就是欠美觀及不能反映窗簾動(dòng)作情況。如果此系統(tǒng)作為大型別墅、賓館、飯店、寫字樓、歌舞廳、影劇院、會(huì)議廳、銀行、學(xué)校、醫(yī)院等各種公共場(chǎng)所，可以把這部分電路設(shè)計(jì)為液晶屏顯示，當(dāng)然顯示的就不僅僅是時(shí)間了，還包括年、月、星期。四位數(shù)碼管顯示，在一般情況下顯示實(shí)時(shí)時(shí)間，在

34、需要調(diào)節(jié)開窗簾時(shí)間的時(shí)候，通過(guò)軟件的控制作用，數(shù)碼管將顯示此開定時(shí)時(shí)間；同樣在需要調(diào)節(jié)關(guān)窗簾時(shí)間的時(shí)候，數(shù)碼管將顯示此關(guān)定時(shí)時(shí)間。因?yàn)樵陂_窗簾、關(guān)窗簾、停窗簾的時(shí)候有明顯的動(dòng)作現(xiàn)象，很容易觀察到，所以沒(méi)有設(shè)定在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。P1口的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分別接四個(gè)三極管，當(dāng)其中一個(gè)引腳背拉為低電平的時(shí)候，與該引腳相連的三極管便導(dǎo)通，此三極管便驅(qū)動(dòng)與它相連接的數(shù)碼管，然后送入該位應(yīng)該顯示的字形碼18。圖3.1 整體硬件電路圖4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)該系統(tǒng)最重要的部分就是程序的編寫，如果軟件編寫的科學(xué)就能體現(xiàn)出該系統(tǒng)功能的完整性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性。軟件部分的編寫主要分為紅外線解碼程序、時(shí)

35、鐘芯片DS1302控制程序、數(shù)碼顯示程序、遙控控制程序這四大部分來(lái)闡述。4.1紅外線解碼該系統(tǒng)采用長(zhǎng)虹彩電K11F型遙控器，產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定高8位地址為0BFH，低8位地址為40H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在4563ms之間。當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)

36、射代碼由一個(gè)起始碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms18ms）,高8位地址碼（9ms18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms18ms）組成。如果鍵按下超過(guò)108ms仍未松開，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成。注：代碼寬度算法：16位地址碼的最短寬度：1.12×16=18ms 16位地址碼的最長(zhǎng)寬度：2.24ms×16=36ms 19。易知8位數(shù)據(jù)代碼及其8位反代碼的寬度和不變：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms 。所以得32位代碼的寬度為（18ms+27ms）(

37、36ms+27ms)解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”， 代碼格式（以接收代碼為準(zhǔn)，接收代碼與發(fā)射代碼反向）。從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過(guò)后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見(jiàn)，延時(shí)必須比0.56ms長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左

38、右均可；根據(jù)碼的格式，應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。根據(jù)以上分析可得出解碼程序流程如下：有信號(hào)產(chǎn)生中斷EA清零延時(shí)小于9ms（低電平）等待高電平的到來(lái)延時(shí)小于4.5ms（高電平）等待下一次高電平的到來(lái)延時(shí)0.84ms左右讀區(qū)P3.2腳電平值再等待下一次高電平的到來(lái)延時(shí)0.84ms左右讀取P3.2腳電平值，依次取得32位代碼，前16位為識(shí)別碼，后18位既為8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)反碼。集體流程框圖見(jiàn)4.120,21,22。4.2 DS1302讀實(shí)時(shí)時(shí)間80H88HR_BIT（DS1301時(shí)間地址）60H66HW_BIT（2051時(shí)間地址）CLK=1，RST=1CLK=0，

39、RST=0CLK=0，RST=1N有信號(hào)，中斷接受解碼跳出識(shí)別碼正確否？與實(shí)際鍵值（10個(gè)）比較，轉(zhuǎn)出執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作中斷返回Y4.1 紅外中斷，接收信號(hào)4.2 DS1302的控制程序I2C總線是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。各種被控制電路均并聯(lián)在這條總線上，但就像電話機(jī)一樣只有撥通各自的號(hào)碼才能工作，所以每個(gè)電路和模塊都有唯一的地址，在信息的傳輸過(guò)程中，I2C總線上并接的每一模塊電路既是主控器（或被控器），又是發(fā)送器（或接收器），這取決于它所要完成的功能。CPU發(fā)出的控制信號(hào)分為地址碼和

40、控制量?jī)刹糠?，地址碼用來(lái)選址，即接通需要控制的電路，確定控制的種類；控制量決定該調(diào)整的類別（如對(duì)比度、亮度等）及需要調(diào)整的量。這樣，各控制電路雖然掛在同一條總線上，卻彼此獨(dú)立，互不相關(guān)23,24,25。  I2C總線在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中共有三種類型信號(hào)， 它們分別是：開始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。  開始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。  結(jié)束信號(hào)：SCL為低電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。   應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受

41、控單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，CPU接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況作出是否繼續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。若未收到應(yīng)答信號(hào)，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。目前有很多半導(dǎo)體集成電路上都集成了I2C接口。帶有I2C接口的單片機(jī)有：CYGNAL的 C8051F0XX系列，PHILIPSP87LPC7XX系列，MICROCHIP的PIC16C6XX系列等。很多外圍器件如存儲(chǔ)器、監(jiān)控芯片等也提供I2C接口,DSl302有單字節(jié)傳送方式和多字節(jié)傳送方式。通過(guò)把復(fù)位線驅(qū)動(dòng)至高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。復(fù)位線有兩種功能,首先接通控制邏輯，允許地址命令序列送入移位寄存器；其次，提供了中止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)

42、傳送的手段。 數(shù)據(jù)輸入時(shí)，時(shí)鐘的上升沿?cái)?shù)據(jù)必須有效，數(shù)據(jù)的輸出在時(shí)鐘的下降沿。如果為低電平,那么所有的數(shù)據(jù)傳送將被中止且I0引腳變?yōu)楦咦锠顟B(tài)。上電時(shí)，在Vcc>2.5伏之前， 必須為邏輯0。當(dāng)把驅(qū)動(dòng)至邏輯1狀態(tài)時(shí)，SCLK必須為邏輯0。單字節(jié)數(shù)據(jù)輸入跟隨在寫命令字節(jié)的8個(gè)SCLK周期之后，在隨后的8個(gè)SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，數(shù)據(jù)從位0開始輸入，如圖4.3。多字節(jié)數(shù)據(jù)輸出跟隨在輸入讀命令字節(jié)的8個(gè)SCLK周期之后，在隨后的8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)，數(shù)據(jù)從位0開始輸出，如圖4.4。4.3單字節(jié)傳送方式：4.4多字節(jié)傳送方式 讀取實(shí)時(shí)時(shí)間過(guò)程流程見(jiàn)框圖4.2；DS1302

43、初始化流程見(jiàn)框圖4.5；修改RAM值見(jiàn)框圖4.6Clk=0,rst=0Clk=0,rst=18EHR_BIT(寫入DS1302)00HR_BIT(開允許寫入)R1R_BIT（地址）R0R_BIT（數(shù)據(jù)）Clk=1,rst=0Clk=0,rst=18EHR_BIT(寫入DS1302)80HR_BIT(關(guān)允許寫入)CLK=1，RST=04.6 修改RAM過(guò)程Clk=0,rst=0Clk=0,rst=18EHR_BIT(寫入DS1302)00HR_BIT(開允許寫入)Clk=1,rst=0Clk=0,rst=180H88HR_BIT（DS1301時(shí)間地址）60H66HR_BIT（2051時(shí)間地址）C

44、lk=1,rst=0Clk=0,rst=190HR_BIT（充電方式地址）10100101BR_BIT（充電方式）Clk=1,rst=0Clk=0,rst=18EHR_BIT(寫入DS1302)80HR_BIT(關(guān)允許寫入)CLK=1，RST=04.5 DS1302初始化過(guò)程4.3數(shù)碼管顯示設(shè)計(jì) 數(shù)碼管的顯示程序由定時(shí)計(jì)數(shù)器來(lái)設(shè)定，既大約200ms后定時(shí)計(jì)數(shù)器就會(huì)產(chǎn)生中斷，在中斷子程序里面，數(shù)碼管會(huì)根據(jù)具體情況執(zhí)行不同的顯示子程序。第一種顯示方式：正常時(shí)間顯示，先使與第一個(gè)數(shù)碼管相連的三極管導(dǎo)通即把P1.3置一，接著把分鐘個(gè)位（61H的低四位）的字形碼送入P0口，延時(shí)一段時(shí)間，讓第一個(gè)三極管截

45、止，第二個(gè)三極管導(dǎo)通，把分鐘十位（62H的高四位）的字形碼送如P0口，延時(shí)一段時(shí)間，至此分鐘就顯示完了。接著以同樣的方式送第三位、第四位到小時(shí)的個(gè)位、十位；第二種顯示方式：調(diào)開窗簾的時(shí)間，如果02H為高電平就表明用戶在調(diào)開窗簾的定時(shí)時(shí)間，這樣就必須顯示開窗簾的定時(shí)時(shí)間（6AH、6BH），顯示方式與正常時(shí)間顯示一樣。第三中顯示方式：調(diào)關(guān)窗簾的時(shí)間，如果03H為高電平就表明用戶在調(diào)關(guān)窗簾的定時(shí)時(shí)間，這樣就必須顯示關(guān)窗簾的定時(shí)時(shí)間（6CH、6DH），顯示方式與正常時(shí)間顯示一樣?？驁D見(jiàn)4.726。4.4 遙控控制部分 遙控控制部分就是根據(jù)遙控器發(fā)送的編碼來(lái)執(zhí)行需要的任務(wù)，其中包括：開窗簾、關(guān)窗簾、停止

46、移動(dòng)（把窗簾設(shè)置成半開狀態(tài)）、調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)時(shí)間，（按一下此鍵，再按加、減鍵即可使實(shí)時(shí)時(shí)間增加一或減小一）、調(diào)節(jié)開窗簾時(shí)間、調(diào)節(jié)關(guān)窗簾時(shí)間、時(shí)間增加、時(shí)間減小、開/關(guān)自動(dòng)開關(guān)簾、開/關(guān)自動(dòng)關(guān)窗簾。具體實(shí)施措施為：接收到的紅外線碼值為10H，轉(zhuǎn)入執(zhí)行stop子程序，此時(shí)P3.0、P3.1兩個(gè)引腳都將被置為高電平，控制電機(jī)的四個(gè)三極管都處于截止?fàn)顟B(tài)，電機(jī)不執(zhí)行任何動(dòng)作既窗簾停止不動(dòng)； 接受到的紅外線值為16H，轉(zhuǎn)入執(zhí)行OPEN子程序，在此程序中P3.0將被置“1”，與P3.0相連接的兩個(gè)三極管導(dǎo)通，電機(jī)正轉(zhuǎn)，延時(shí)一段時(shí)間也就是窗簾全部打開的時(shí)候P3.0又被置“0”，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；接收到的紅外線值為44H

47、，轉(zhuǎn)入執(zhí)行CLOSE子程序，在此程序中P3.1將被置“0”，與P3.1相連接的兩個(gè)三極管導(dǎo)通，電機(jī)反轉(zhuǎn)，延時(shí)一段時(shí)間也就是窗簾全部被關(guān)上的時(shí)候P3.1又被置“01，電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；接收到的紅外線值為0CH，就使01H取反，開始01H應(yīng)該為“0”，取反后01H變?yōu)椤?”如果此時(shí)再按加一或是減一鍵，系統(tǒng)便會(huì)轉(zhuǎn)入執(zhí)行S_TIME子程序，使實(shí)時(shí)時(shí)間加一或是減一后放入DS1302的RAM中，如果再次按到0CH這個(gè)鍵，那么01H取反被設(shè)置為“0”，按加或是減鍵的時(shí)候就不能改變實(shí)時(shí)時(shí)間的值了。接受到的紅外線值為46H、47H的時(shí)候與第四基本上相同，不同之出就是46H為調(diào)節(jié)開窗簾的定時(shí)時(shí)間，47H為調(diào)節(jié)關(guān)窗簾的

48、定時(shí)時(shí)間。接受到的紅外線值為49H時(shí)，為開/關(guān)自動(dòng)開窗簾，中斷程序?qū)?3H取反，03H開始應(yīng)該為“0”，取反后變?yōu)椤?”，系統(tǒng)在去讀取DS1302實(shí)時(shí)時(shí)間的時(shí)候如果發(fā)現(xiàn)03H為“1”就會(huì)把讀得的實(shí)時(shí)時(shí)間與開窗簾的定時(shí)時(shí)間想比較，相等就會(huì)執(zhí)行開窗簾子程序；如果再次按到該鍵，03H將被值“0”，在讀取實(shí)時(shí)時(shí)間的時(shí)候就不在作比較了，而是直接退出中斷程序。接受到的紅外線值為50H時(shí)，為開/關(guān)自動(dòng)關(guān)窗簾，與開/關(guān)自動(dòng)開窗簾設(shè)計(jì)一樣。4.7 定時(shí)中斷到，顯示NNYY02H為1否顯示開窗簾時(shí)間定時(shí)計(jì)數(shù)器1中斷03H為1否顯示關(guān)窗簾時(shí)間顯示正常時(shí)間中斷返回5總結(jié)與展望該系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要是軟

49、件部分的仿真與調(diào)試。軟件部分的重難點(diǎn)又主要體現(xiàn)在三個(gè)中斷程序中。第一個(gè)中斷，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0定時(shí)中斷，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)室的仿真器上沒(méi)有DS1302時(shí)鐘芯片，所以在調(diào)試的時(shí)候把定時(shí)計(jì)數(shù)器0設(shè)置為工作方式1即16位定時(shí)器，設(shè)定每0.5ms將產(chǎn)生一次中斷，經(jīng)過(guò)0.5*20*60既得到一分鐘的定時(shí)時(shí)間，每經(jīng)過(guò)一分鐘如果自動(dòng)開關(guān)窗簾功能開啟它就會(huì)與自動(dòng)開關(guān)窗簾的定時(shí)時(shí)間想比較，如果相等就轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序中去執(zhí)行控制命令。第二個(gè)中斷，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1定時(shí)中斷，此中斷主要是用來(lái)控制數(shù)碼管的顯示，這與本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式基本相同，不同的是MCS-51仿真器上的數(shù)碼管都有相應(yīng)的位碼地址和位形碼地址，只要把字形碼和字位碼送

50、入相應(yīng)的地址既能顯示出需要的數(shù)字。第三個(gè)中斷，外部中斷0，在原程序中，當(dāng)紅外線一體化接受器接受到信號(hào)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生中斷，并根據(jù)解碼得到的值去執(zhí)行相應(yīng)的子程序，但是在仿真過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有紅外線發(fā)射器，也沒(méi)有紅外線一體化接收頭，所以改用了中斷鍵盤代替。在調(diào)試中把P1口和P2.7，P2.6作為10個(gè)按鍵分別置高低電平，當(dāng)其中一個(gè)口被置為低電平時(shí)，此低電平就將引發(fā)外部中斷0，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷子程序，判斷P1口和P2.7、P2.6那個(gè)為低電平，然后轉(zhuǎn)入相應(yīng)功能的子程序中去完成需要的動(dòng)作?，F(xiàn)象觀察：在MCS-51仿真器上通過(guò)編譯、加載、運(yùn)行后可以觀察到，在沒(méi)有調(diào)時(shí)鍵被按下時(shí)，數(shù)碼管顯示正常的實(shí)時(shí)時(shí)間，因?yàn)樵诜昼姾?/p>

51、小時(shí)中間沒(méi)有設(shè)置準(zhǔn)確的秒鐘閃爍信號(hào)，所以只能看到在小時(shí)和分鐘間有個(gè)點(diǎn)在閃爍。在P3.0、P3.1口上分別接一發(fā)光二極管，在送入低電平的時(shí)候亮，高電平的時(shí)候不亮。在有鍵被按下時(shí)，程序自動(dòng)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷子程序，如：P2.1口手動(dòng)開簾鍵被按下時(shí)，P3.0口上接的發(fā)光二極管亮；P2.1口上的鍵被按下時(shí)，P3.1口上接的發(fā)光二極管亮，這說(shuō)明程序能夠正常的運(yùn)行，能夠使繼電器導(dǎo)通，帶動(dòng)電機(jī)向正確的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)在MCS-51仿真器上調(diào)試運(yùn)行，此電路及程序基本上達(dá)到了預(yù)期目的，當(dāng)然在程序中也還有很多可以改進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，也還可以添加一些輔助功能這些都還有待更好的改進(jìn)27。本文主要完成了如下工作：硬件部分：（1）

52、采用自制5V穩(wěn)壓電源。先用一變壓器把市電（220V交流電）變成12V，經(jīng)整流、濾波后，再用一集成穩(wěn)壓管（74L05）把電壓穩(wěn)定在5V以供單片機(jī)使用；（2）單片機(jī)選用89C2051，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，擔(dān)負(fù)整個(gè)系統(tǒng)的管理控制任務(wù)；（3）紅外線遙控方式。發(fā)射部分采用普通的彩電遙控器，既節(jié)約成本又方便；接收部分采用一紅外線接頭，主要是通過(guò)89C2051解碼，分析出需要執(zhí)行的命令，再由單片機(jī)去完成；（5）.采用四位數(shù)碼管來(lái)顯示時(shí)間及要求的動(dòng)作指示；（6）.設(shè)有鳴響提示喇叭；（7）.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)定。選用時(shí)鐘日歷芯片DS1302作為萬(wàn)年歷，因?yàn)樗麕в?2字節(jié)的RAM，并且?guī)в泻髠潆娫床慌聰嚯姡约孀鰯?shù)據(jù)

53、存儲(chǔ)器使用，保存用戶設(shè)定的一些參數(shù)。（8）.窗簾用能正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向由繼電器來(lái)控制。軟件部分：（1）對(duì)DS1302芯片進(jìn)行初始化，I2C總線進(jìn)行單字節(jié)數(shù)據(jù)讀寫傳送、多字節(jié)數(shù)據(jù)讀寫傳送；（2）利用紅外線一體化接收頭對(duì)紅外線遙控器發(fā)射的編碼進(jìn)行接收，然后由單片機(jī)根據(jù)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼；（3）控制程序，根據(jù)解碼得到的結(jié)果去執(zhí)行需要的操作。開窗簾、關(guān)窗簾、停止移動(dòng)、調(diào)節(jié)實(shí)時(shí)時(shí)間、調(diào)節(jié)開窗簾時(shí)間、調(diào)節(jié)關(guān)窗簾時(shí)間、時(shí)間增加、時(shí)間減小、開/關(guān)自動(dòng)開關(guān)簾、開/關(guān)自動(dòng)關(guān)窗簾；（4）顯示電路。實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示、開窗簾調(diào)時(shí)顯示、關(guān)窗簾調(diào)時(shí)顯示。本課題的研究雖然取得了一定的收獲，但在很多方面還有待于進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。如：鳴響電路沒(méi)有作為一個(gè)單獨(dú)的單元來(lái)控制，這樣在每次開關(guān)窗簾的時(shí)候有會(huì)伴隨著喇叭的聲音，如果把鳴響電路設(shè)計(jì)成單獨(dú)的控制單元，并且在執(zhí)行不同操作時(shí)會(huì)伴隨不同的樂(lè)曲聲，那樣將是最理想的；還有就是沒(méi)有設(shè)計(jì)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，在光線較強(qiáng)的時(shí)候自動(dòng)關(guān)窗簾，那這個(gè)系統(tǒng)將更加的完整。參考文獻(xiàn)1 劉葉冰,董欣,張家維.智能園區(qū)系統(tǒng)集成技術(shù).工程設(shè)計(jì)CAD與智能建筑 2 騰飛.智能家居就在眼前.中國(guó)計(jì)算