【基于單片機的智能窗簾設(shè)計（論文）9800字】

基于單片機的智能窗簾設(shè)計摘要本文主要介紹了基于單片機控制的智能化窗簾以及各個環(huán)節(jié)功能的實現(xiàn)。其核心是采用單片機STC89C52控制，其次分為以下幾部分電路——感光檢測電路，電機控制電路，按鍵電路等外圍電路。整個系統(tǒng)是靠各模塊的配合實現(xiàn)半自動控制，自動控制等功能進而實現(xiàn)智能化。在全部過程中我計劃先讓程序驅(qū)動各模塊，再由仿真軟件進行驗證調(diào)試。該設(shè)計我主要梳理了窗簾的系統(tǒng)設(shè)計和硬件電路設(shè)計以及軟件調(diào)試。關(guān)鍵詞：智能窗簾；單片機；步進電機目錄TOC\o"1-3"\h\u16629第1章緒論 1232011課題背景及意義 198502國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1254133設(shè)計思想及基本功能 219219第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計 3316312.1設(shè)計要求 3110312.2方案選擇和論證 3121532.2.1單片機的選擇 3101342.2.2顯示方案的選擇 3135432.2.3電機的選擇 423467第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計 5113033.1整體方案設(shè)計 565363.1.1系統(tǒng)概述 5279953.1.2系統(tǒng)框圖 5134873.2最小系統(tǒng)模塊 646653.2.1STC89C52簡介 6110663.2.2最小系統(tǒng)電路 899273.3液晶顯示電路 1036193.3.11602液晶簡介 102513.3.2液晶引腳說明 10186523.3.3LCD1602液晶顯示模塊電路 11323663.4光照強度采集電路 12109513.4.1光敏電阻概述 1283163.4.2光敏電阻工作原理 12269553.4.3光敏電阻的分類 126463.4.4光敏電阻的主要參數(shù) 12183183.5ADC0832簡介 13172083.5.1光照強度采集電路 13146343.6電機驅(qū)動模塊 142483.7按鍵輸入模塊 14162083.8遙控模塊 1531796第4章軟件設(shè)計 16131534.1開發(fā)環(huán)境與程序流程圖設(shè)計 1658234.21602液晶程序設(shè)計 1721736第5章硬件組裝與調(diào)試 1963525.1元器件的選擇和檢查 19277405.2元器件的焊接 1911805.3電路的調(diào)試 19289635.4調(diào)試步驟 19486第6章總結(jié) 2110755參考文獻 2226924附錄一元器件清單 2428337附錄二原理圖 25第1章緒論1課題背景及意義隨著人們對居住環(huán)境要求的不斷提高，智能化的屋內(nèi)家具產(chǎn)品在人們的日常生活中扮演著越來越重要的角色。智能窗簾也正以其出色的人性化功能、驚人的發(fā)展速度在市場中嶄露頭角。目前市場上的智能窗簾產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。如華為，小米等為代表的產(chǎn)品其質(zhì)量、做工具有明顯的優(yōu)勢，但是價格不菲。而一些二三線產(chǎn)品，雖有價格優(yōu)勢，但產(chǎn)品存在不少問題，如噪音大、可靠性差等?；趩纹瑱C設(shè)計的智能窗簾具備結(jié)構(gòu)簡易，性能穩(wěn)定，且價格低廉等優(yōu)點。因此有著十分龐大的市場需求。2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀智能窗簾在美國，日本等發(fā)達國家使用比較普遍，且效果良好深受人們親賴。比如市場上已經(jīng)研發(fā)出來光控制窗簾、隔音窗簾、節(jié)能窗簾、隱身窗簾等。1.光控制窗簾：它是在玻璃與窗簾間放置了一種特別的感光器。當窗外照入的光線到達一定的水平，它就能自動的將光能轉(zhuǎn)換成電能，進而使窗簾拉開或者合上，以保證房屋內(nèi)始終能夠有著合適的光照環(huán)境。2.隔音窗簾：它是由一條長長的隔音薄片構(gòu)成。類似槍的消音器一樣，可以從一端到另一端有效的構(gòu)成吸音通道，且經(jīng)過美國科學家的不斷研究，已經(jīng)可以面向普通民眾的消費市場。3.節(jié)能窗簾：它是由具有極高強度的輕薄型的滌綸纖維織物以及具有反光能力的鋁箔片粘合而成的。而它的原理是因為其鋁箔片上涂裝了奇特的保護材料，可以使屋內(nèi)外的熱能差有效減少約百分之九十以上。此外，還有一個好處，那就是可以消減玻璃與窗簾間的對流。4.隱身窗簾：：它是利用聚碳酸酯片具有高透明和高強度特點來在其表面蒸鍍了一層薄薄的鋁膜研制成的，可以反射陽光中的大部分光線，使進入房屋內(nèi)的可見光下降至百分之十五以內(nèi)，如此既能使屋內(nèi)清新和陰涼，又能看到屋外風景?；趩纹瑱C的智能窗簾研究因其具有良好的擴展性，穩(wěn)定性其發(fā)展呈現(xiàn)多樣化因此越來越受到人們重視。3設(shè)計思想及基本功能該系統(tǒng)著眼于經(jīng)濟性，實用性，以及電路的簡易性來設(shè)計。盡量采用最簡單的電路布線和選用價格較為合適的元器件，來進行設(shè)計以達到要求。（1）手動控制：當用戶需要采光時可自行根據(jù)實際情況通過按鍵接通或關(guān)閉電源，使步進電機通電打開窗簾或者拉上窗簾。（2）光照控制:通過不同的光照強度值照射時,經(jīng)由光照傳感器收集信息后，窗簾會主動打開或封閉。（3）紅外控制:當光照強度沒有到達預定值，則需要我們手動操縱紅外遙控器，由1838紅外接收頭接收信號后，單片機進一步控制步進電機拉開或者拉上窗簾。（4）通過按鍵可以讓以上三種模式循環(huán)切換。第2章系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1設(shè)計要求了解51單片機的開發(fā)環(huán)境并能使用C語言編寫程序；熟練單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及軟硬件之間的調(diào)試方法；實現(xiàn)單片機最小系統(tǒng)，完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計；掌握基于單片機智能窗簾的基本工作原理和實現(xiàn)方法。2.2方案選擇和論證2.2.1單片機的選擇方案一：采用DSP（digital

signal

processor）芯片作為系統(tǒng)微控制器。它可以用數(shù)字信號來處理大量復雜信息。其具有大規(guī)模集成性且穩(wěn)定性良好，受外部溫度、環(huán)境影響因素較小，還可用于頻率非常低的信號等優(yōu)點。但DSP硬件電路復雜，且價格不菲，而且數(shù)字系統(tǒng)又由有源器件組成，因此相對而言不如無源設(shè)備可靠。方案二：采取單片機作為系統(tǒng)控制器。單片機具有良好的可靠性，價格便宜，軟件編程相對簡易，自由度高，還具有低功耗等特點。除此之外它本身還帶有定時器，計數(shù)器等功能，可使用軟件編程實現(xiàn)各種邏輯功能?；谝陨详U述和分析，制定方案二，采取STC89C52單片機作為控制器。2.2.2顯示方案的選擇方案一：選取點陣式數(shù)碼管顯現(xiàn)信息。它是由八行八列的發(fā)光二極管構(gòu)成的。一般應(yīng)用于顯示大字體的廣告和通知。如果智能窗簾用它來顯示則會有些浪費且價格過高，所以不考慮采用這種作為顯示屏。方案二：選取LED數(shù)碼管顯現(xiàn)信息，價錢雖然較為適中，數(shù)字呈現(xiàn)結(jié)果清晰，且采取動態(tài)掃描法和單片機進行連接時，可使得單片機所占用的口線較少。但是數(shù)碼管動態(tài)掃描時需要借助74LS164移位寄存器來移位，該芯片在電路調(diào)試過程中常常會有很多小故障發(fā)生，所以不也選用LED數(shù)碼管作為顯示。方案三：選取LCD液晶顯示屏來顯現(xiàn)信息。其性能優(yōu)良，既可以顯示漢字，又可以顯示圖形，且顯示的信息量大，種類繁多、清晰度高。因此對于本設(shè)計來說，一個1602的液晶屏，價格實惠也剛好滿足需求，所以采用LCD1602液晶顯示屏作為智能窗簾的顯示模塊。2.2.3電機的選擇方案一：選擇直流電機帶動窗簾運動實現(xiàn)拉開/合上這一功能。優(yōu)點是電機轉(zhuǎn)速高，能夠靈敏地實現(xiàn)窗簾的開/合。缺點是當電機轉(zhuǎn)速過高時，給出停轉(zhuǎn)信號后，由于慣性電機轉(zhuǎn)子會繼續(xù)轉(zhuǎn)動，窗簾也會繼續(xù)運動，因此可能會對窗簾的框架造成無法挽回的損害；速度過低時則又有可能出現(xiàn)電機不能克服阻力，進而無法帶動窗簾運動。方案二：選擇步進電機帶動窗簾運動實現(xiàn)拉開/合上這一功能。優(yōu)點是給出停轉(zhuǎn)信號后，電機轉(zhuǎn)子會立刻停止轉(zhuǎn)動，不會對窗簾框架造成損害。且扭矩比直流電機的大，便于窗簾拉開/合上。缺點是價錢比直流電機的高一些。經(jīng)過兩個方案的仔細比對與研究，決定采取方案二作為系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，用來帶動窗簾滑動從而實現(xiàn)窗簾的開/合。第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1整體方案設(shè)計3.1.1系統(tǒng)概述在整個系統(tǒng)中我們按照原定的方案選取了STC89C52單片機作為主要元器件。此外要想組成單片機完整的最小化系統(tǒng)，還額外需要電容、電阻、晶振等元器件。其中還選取了型號為LCD1602的顯示屏作為顯示模塊，來顯示光照強度，控制模式等基本信息；光照強度檢測模塊則選用了光敏電阻和ADC0832芯片。A/D芯片的主要作用是：可以把模擬量經(jīng)過計算，變換為數(shù)字量交由STC89C52處理后并進行相關(guān)內(nèi)容的顯示；窗簾的拉開與合上這兩個功能則選取原定方案中的步進電機的轉(zhuǎn)動來進行演示，同時使用顯示效果為紅色的LED燈來表示窗簾當前的開/合情況。本設(shè)計還采用4個按鍵作為操作輸入設(shè)備，可以調(diào)整光控閾值，切換遙控模式以及手動控制窗簾開合等；另外還選用了USB5V電壓進行輸入，以保障整個系統(tǒng)的便捷穩(wěn)定。3.1.2系統(tǒng)框圖1602液晶模塊按鍵模塊1602液晶模塊按鍵模塊步進電機模塊電源模塊 步進電機模塊電源模塊單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)指示燈模塊測光模塊指示燈模塊測光模塊圖3-13.2最小系統(tǒng)模塊3.2.1STC89C52簡介（1）概述STC89C52是一款具備了低功耗、高性能特點，以及還具有8位CMOS的芯片。它的片內(nèi)部包含8kbytes能多次重復寫入的EPROM和512bytes的RAM。當中的EPROM與RAM分別代表了只讀程序存儲器和隨機存取數(shù)據(jù)存儲器。該元器件采取了ATMEL公司具有密度高、不易失等特點的優(yōu)良生產(chǎn)工藝制造，還可以和51系列的指令系集與輸出管腳相互通用。其片內(nèi)還擁有8位中央處理器和可編程Flash存儲單元可以解決許多相對復雜的系統(tǒng)控制應(yīng)用場景。簡單來說STC89C52一共有四十個針腳。這四十個針腳中包括了2個外部中斷口,三個16位的能用程序編寫還能定時的計數(shù)器，以及兩個全雙工串行通信端口，兩個讀/寫端口，此外還內(nèi)含了三十二個外部可雙向使用的I/O端口。經(jīng)查閱資料了解到STC89C52單片機有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC這三種類型的封裝，以便于適用在不同類型的產(chǎn)品中。主要功能特性◆兼容MCS51指令系統(tǒng)；◆8K字節(jié)程序存儲空間；◆可編程UART串行通道；◆2個外部中斷源；◆內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲空間;◆可直接使用串口下載；◆低功耗空閑和掉電模式；STC89C52單片機的各引腳功能①主電源引腳（兩個）VCC（第40號引腳），接＋5V電源正端；GND（第20號引腳），接＋5V電源地端；②外接晶體和外部振蕩器引腳（兩個）XTAL1（第19號引腳），片內(nèi)振蕩電路輸入口。要想使其內(nèi)部的電路正常穩(wěn)定工作，應(yīng)在該端口的外部連接石英晶體以及微調(diào)電容。另一方面，若外部連接時鐘源，此時的這個端口就應(yīng)該接外面時鐘振蕩器發(fā)出的信息。XTAL2（第18號引腳），片內(nèi)振蕩電路輸出口。與XTAL1一樣，需要在外部連接石英晶體以及微調(diào)電容。不同之處在于，此端口若外部連接時鐘源，這個引腳就需要懸空放置了。③控制信號線（四個）RESET（第9號引腳），復位信號的輸入端，高電平有效。ALE（第30號引腳），主要是地址鎖存允許以及可編程脈沖的輸入端口。在實際使用中一般ALE鎖存后表現(xiàn)為P0口只輸出的低8位的有效地址，以及對片內(nèi)EPROM編寫程序時，編程脈沖就由此端輸入。ALE端平時會輸出周期正脈沖:fALEfosc/6。PSEN（第29號引腳），當此端口尋址外部程序存儲器時，先得選通外部EPROM的讀控制端口（OE）只有是低電平才起效果。EA/VPP（第31號引腳）,此端口用來讀取外部存儲器以及可作為編程電壓輸入端口。還有一點需要尤為關(guān)注：訪問內(nèi)/外部存儲器取決于EA端此刻是高/低電平。④多功能I/O口引腳具有4個雙向I/O口（P0、P1、P2、P3），每一組I/O口線都可以獨立地用作輸入或輸出口，其中：P0口（第32號～39號引腳）它是8位的數(shù)據(jù)復用口，可以輸出低8位地址。此外當它復用時具有雙向性;而且不復用的情況下它仍是準雙向端口)P1口（第1號～8號引腳）通用I/O口(準雙向口)P2口（第21號～28號引腳）輸出高8位地址(尋址時是輸出口;不尋址時是準雙向口)P3口（第10號～17號引腳）作為首要功能使用時，與P1口具有同樣的效果。具有特定的第二功能(也就是準雙向口)其特殊用途如表3.2所示圖3-2第二功能口用特殊用途3.2.2最小系統(tǒng)電路為了使STC89C52的最小系統(tǒng)能夠正常工作還需要包含以下三個電路部分--有晶振電路部分，有復位電路部分，還得有電源電路部分。其中我們對晶振電路部分的要求是：要在相關(guān)的引腳處接一個晶振以及兩個電容。其中晶振的參數(shù)我們一般選取1～12MHz，電容的參數(shù)一般選取5～30pF容量（兩個）。之所以要這樣設(shè)計是因為晶振選取的值越大單片機運行速度就會相應(yīng)的有所提升，而電容則是為了讓晶振相對更穩(wěn)定，更容易起振。所以設(shè)計電路時晶振部分距離單片機越近越好。因此我們在這里選用了30pF的電容C2和C3，以及頻率為12MHz的晶振X1。復位電路部分選取了10uF的極性電容C1和10K的電阻R3組成。由查閱相關(guān)資料可知--電容電壓不能突變這一物理特性,我們可以料想到此系統(tǒng)一上電，第九號引腳（RESET）會立刻出現(xiàn)高電平這一現(xiàn)象，并且持續(xù)的時間大于兩個機器周期它將會自動復位。此外這種現(xiàn)象維持的時間由電路的RC值的大小決定。所以適當選用RC的參數(shù)值我們就可以高效地保證單片機的復位。電源部分，采用了常見的USB5V電壓供電，因此可直接采用手機充電器、電腦USB口、移動電源等設(shè)備進行供電。此外，由于STC89C52的P0口是漏極開路輸出，所以在P0口接了一個10K的排阻R1，目的是讓P0口作為普通的I/O口來使用，該設(shè)計中用P0口來做液晶的數(shù)據(jù)接口。需要特別注意的是，對于第三十一號引腳(EA),當此端口接入高電平后,單片機在復位后會首先從內(nèi)部ROM的0000H運行；反之當此端口接入低電平后,單片機復位后則會先從外部ROM的0000H運行。由于我們的程序存儲在了單片機內(nèi)部，為確保單片機首先由內(nèi)部讀取程序并運行，因此EA引腳要接入高電平。圖3-3單片機最小系統(tǒng)3.3液晶顯示電路3.3.11602液晶簡介LCD1602型號的液晶顯示器是一種顯示類元器件，它可顯示線段、字符、漢字。使用它具備以下幾個好處：顯示能力強、數(shù)字式通用接口、體積不大、重量輕，且功耗相較于其它顯示屏幕來說非常低等?，F(xiàn)已大量應(yīng)用在各式各樣的便攜類電子產(chǎn)品中。主要技術(shù)參數(shù)：◆顯示容量:16×2個字符◆芯片工作電壓:4.5—5.5V◆工作電流:2.0mA(5.0V)◆模塊最佳工作電壓:5.0V◆字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm3.3.2液晶引腳說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負極圖3-4液晶各引腳說明第1腳：接地電源。第2腳：接5V電源正極。第3腳：VL為液晶顯示器對比度的調(diào)節(jié)端口，對比度過高則會出現(xiàn)拖影現(xiàn)象，反之又會不清晰。對比度的高低由是否接入正負電源而決定，可用一個10k大小的電位器來調(diào)節(jié)對比強度值的高低。第4腳：RS的主要功能是選擇相對應(yīng)類型的寄存器，即電平較高時選取數(shù)據(jù)型寄存器，反之選用指令型寄存器。第5腳：R/W表示的是讀類型和寫類型的信號線，與第四號引腳類似，即電平較高時運行讀類型的操作，反之運行寫類型的操作。其中RS與R/W的關(guān)系決定了當時的運行狀態(tài)，例如兩端共同為0時能夠?qū)懭朊罨蛘唢@示其地址，當兩端同為1時可以讀忙碌信號，當RS為1，R/W為0時能夠?qū)?shù)據(jù)錄入。第6腳：使能端口E，當E端口由1變?yōu)?時，液晶模塊中的已經(jīng)編輯的命令開始執(zhí)行。第7至14腳：D0-D7是8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。3.3.3LCD1602液晶顯示模塊電路液晶模塊工作的原理如下圖3-5所示。第一號引腳需要接入地電源，第二號引腳則需要接入正電源（也就是VCC）。接下來的第三號引腳則需要接入一個阻值大小為10K的電位器并且末端得接地，其作用主要是用來調(diào)節(jié)液晶屏幕的對比強度。第四號引腳是RS，根據(jù)其功能的需要決定把它連接到單片機的第十三號引腳上。第五號引腳需要接入到單片機的第十四號引腳上。第六號引腳是使能端口則需要接入到單片機的第十五號引腳。第七至十四號引腳接入到單片機P0端口上。最后第十五號和第十六號引腳對應(yīng)的是背光源正/負極，因此需要分別接入單片機的VCC端和AND端。圖3-5液晶顯示模塊電路3.4光照強度采集電路3.4.1光敏電阻概述光敏電阻器又稱為\t"/item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/_blank"光電導探測器，它利用半導體的光電效應(yīng)制作而成，具有光照越強，阻值越?。还庹赵饺?，阻值越大這一物理特性。因此一般應(yīng)用于光電檢測，光的控制以及光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。光敏電阻器為了能夠吸收更多的\t"/item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/_blank"光能，一般會制成薄片結(jié)構(gòu)。同時為了提升這種電阻的敏感程度一般情況下我們把此電阻的電極經(jīng)過機械化手段的處理制作為梳狀圖案。3.4.2光敏電阻工作原理光敏電阻一般由各類特定的的金屬化合物制造而成，比如碲化物、硫化物以及硒化物等等。其工藝方法常采取涂敷法、噴涂法、燒結(jié)法等，以便于在具有絕緣特性的襯底上制造出結(jié)構(gòu)輕薄的光敏電阻體和梳狀電極，此外需要在接出引線后把它封裝在透光性優(yōu)異的殼體內(nèi)，一是為了能更好的接受到光照，二是為了不讓其受潮后影響靈敏能力。周圍環(huán)境較暗時其電阻值很高，當受到光照且輻射能量足夠大時，價帶中的電子可躍遷到導帶，同時會在價帶中生成一個帶正電荷的空穴，相當于增加了半導體材料中的載流子，致使電阻率變小，從而讓光敏電阻的阻值減小。反之當光照條件消失后電子—空穴對又會緩慢的復合，因此其阻值大小也會變?yōu)槌跏贾怠?.4.3光敏電阻的分類根據(jù)光敏電阻的光譜特性，大體上可分為三種光敏電阻器。紫外光敏電阻器：這種類型的一般對于對紫外線具有較強的敏感性，可用來制造各類紫外線探測類儀器。紅外光敏電阻器：此類電阻器應(yīng)用廣泛，常?？稍谔煳奶綔y、疫情期間體溫槍測量體溫、科學研究等多方面見到它的身影?？梢姽夤饷綦娮杵鳎鹤畛Ｒ姷氖鞘褂门c各種光電自動控制類型的系統(tǒng)。在生活中像馬路邊的路燈自動亮/滅，還有照相機所具有的自動曝光功能等。3.4.4光敏電阻的主要參數(shù)光敏電阻主要參數(shù)有\(zhòng)t"/item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/_blank"光電流、亮電阻，\t"/item/%E5%85%89%E6%95%8F%E7%94%B5%E9%98%BB/_blank"暗電流、暗電阻，靈敏度特性，光譜響應(yīng)，光照、溫度特性等。在其兩頭金屬端的電極加上一個特定的電壓，則會有電流出現(xiàn)。若再給予一定波長的光線照射時，電流就會隨光照強度的改變而改變，呈現(xiàn)正相關(guān)趨勢，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。3.5ADC0832簡介ADC0832芯片是由\t"/item/ADC0832/_blank"美國的國家半導體公司運用當時極為先進的工藝制造，其功能是能夠?qū)⑿盘栔械哪M信號經(jīng)過復雜的計算轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。它有四個數(shù)據(jù)接口（CS、CLK、DO、DI），八位分辨率，且最高分辨率達256級。其中DO端口與DI端口在通信時不會同時使用并且與單片機的連接是雙向的，所以在I/O口較少的情況下我們可以將DO端口和DI端口并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。此外該芯片的工作電壓我們選取的是5V（設(shè)計范圍是0V～5V），并且轉(zhuǎn)換時間極短，僅僅只有32μS。還有雙數(shù)據(jù)輸出功能主要作用是可以校驗數(shù)據(jù)以達到減小數(shù)據(jù)誤差的目的。因此具備了杰出的穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)換速度快等特點。當我們想要選擇單通道的模擬信號輸入時還可以由DI端口來決定，這時芯片的輸入電壓范圍仍然是0V～5V，并且在8位分辨率時它的電壓精度是19.53mV。此外，為了能夠提升轉(zhuǎn)化的寬度，我們可以由IN+與IN-的輸入，把電壓置于一個相對來說大一點的范圍內(nèi)。在實際情況中，若是IN-比IN+的電壓大，則轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)值會一直為00H）3.5.1光照強度采集電路由于本設(shè)計中有光控功能，所以需要采集光照強度來調(diào)節(jié)窗簾的開/合。為實現(xiàn)這一功能，我們選取了光敏電阻以及ADC0832芯片。由光敏電阻采集光照強度的大小，再由ADC0832將采集到的光照強度信息（此時是模擬量）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后交由單片機運算處理。模塊如圖3-6所示。圖3-6光照強度采集電路3.6電機驅(qū)動模塊步進電機的工作原理簡單來說是可以把收到的脈沖信號經(jīng)過相應(yīng)的計算轉(zhuǎn)換成角位移和線位移。在正常情況下，電機轉(zhuǎn)動的快慢、起動/停止時的位置會和接收到的脈沖信號頻率以及脈沖的數(shù)量相關(guān)，且不會受到負載變化的影響。當電機接收到脈沖信號后，它會命令電機按照之前設(shè)置的程序向特定的方向轉(zhuǎn)動一定的角度。這樣我們就可以通過控制脈沖數(shù)量的多少進而來控制線位移距離或角位移距離，以達到精確定位這一目的。此外ADC0852的I/O端口可輸出的電流十分微弱以至于無法直接驅(qū)動所選取的步進電機，所以需要在它們之間加裝一個ULN2003型的驅(qū)動芯片。此芯片可以增大電流、提高工作電壓、并且能正常運行的溫度范圍較大、此外帶負載能力也十分強勁,可用于各種要求的具有高速大功率的驅(qū)動系統(tǒng)中。圖3-7電機驅(qū)動電路圖3.7按鍵輸入模塊本設(shè)計中共采用了四個按鍵，它們的作用分別是“光控模式/紅外模式的切換”“感光強度的設(shè)定”“減”“加”。加減鍵同時又充當了手打控制開關(guān)按鍵。圖3-8按鍵模塊3.8、遙控模塊紅外遙控擁有可靠性能高，抗外界干擾性能強，低能耗，低成本等好處。因此家家戶戶都會用它來操控電視，房屋燈等。本設(shè)計所采用的紅外遙控器發(fā)射管的紅外波長約為940nm，晶振:頻率為455KHz，紅外的載波頻率:38KHz，可遙控的距離長達8m及以上。圖3-9紅外模塊第4章軟件設(shè)計4.1開發(fā)環(huán)境與程序流程圖設(shè)計KeilC51編程軟件是由美國KeilSoftware公司制作而成的。簡單來說它是C語言類的軟件開發(fā)產(chǎn)品，但同時也可以完美兼容51系列的單片機，此外所使用的C語言還具備了許多的優(yōu)點，比如該系統(tǒng)自動生成的目標類代碼具有較高的效率，結(jié)構(gòu)十分緊湊，且易于他人理解。而從它的功能、結(jié)構(gòu)、可讀程度、是否易于維護等方面來看，很明顯都具備了顯著的優(yōu)勢。本系統(tǒng)處理的大致流程（如圖4-1）：先對我們選取的液晶屏幕進行初始化并進入循狀態(tài)，然后把采取的當下光照強度值顯示在屏幕上。接著進行到掃描按鍵這一步，由不同的按鍵按下去對應(yīng)不同的模式來控制窗簾開/合。其中在紅外遙控模式下，由單片機來判斷是否接收到了拉開/合上的信號，以此來對窗簾進行對應(yīng)的控制。而在手動模式的狀態(tài)下則需要根據(jù)窗簾的打開/關(guān)閉按鍵來對其進行相應(yīng)的控制。最后的光控模式:首先得判斷當前光照強度是否大于設(shè)定的閾值（40lx），大于則拉開窗簾，反之則拉上窗簾。此外選定相應(yīng)的模式后都會有一定的延時，用以保障硬件電路方面的安全?；谝陨喜襟E，終于完成了一次工作過程的循環(huán)。開始開始液晶初始化液晶初始化讀取光照強度并顯示讀取光照強度并顯示按鍵掃描并處理按鍵掃描并處理紅外模式光控模式手動模式紅外模式光控模式手動模式光線高于設(shè)置的閾值拉開窗簾，否則光線高于設(shè)置的閾值拉開窗簾，否則拉上窗簾。根據(jù)設(shè)置紅外信號來控制窗簾。按鍵3按下，拉上窗簾；按鍵4按下，拉開窗簾。延時延時結(jié)束結(jié)束圖4-1液晶顯示程序設(shè)計圖4.21602液晶程序設(shè)計整體的流程大致如（圖4-2)。當程序開始運行后首先得定位所顯示信息的位置，按照行和列的坐標來定位。緊接著設(shè)定完坐標后開始準備顯示我們所需要的內(nèi)容。在這里關(guān)于定位需要注意的是，當屏幕顯示內(nèi)容時，我們只需要最初定位一次就行，之后液晶顯示的內(nèi)容會在下一個之前設(shè)定的位置顯示，不用每一個字符都定位。開始開始定位行列坐標定位行列坐標顯示一個字符顯示一個字符否數(shù)據(jù)顯示完？否數(shù)據(jù)顯示完？是是結(jié)束結(jié)束圖4-2液晶顯示流程圖第5章硬件組裝與調(diào)試5.1元器件的選擇和檢查本次設(shè)計中用到的元器件有：STC89C52單片機、LCD1602液晶顯示屏、步進電機、ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、ULN2003驅(qū)動芯片、晶振、電阻、電容、按鍵、電源開關(guān)等。焊接前需要我們對電容，電阻等元器件使用萬用表進行相應(yīng)的檢測。一些元器件引腳一般遵循長正短負，另外一些特殊元器件我們可以網(wǎng)上搜索資料來知曉正負極。5.2元器件的焊接檢查需要用的元器件是否有缺失。檢查板子上的焊點是否虛焊的現(xiàn)象。若有則需要及時更換。檢查元器件正負極是否接錯整個焊接過程盡量做到排版簡潔與整齊。所有的地線要接同一點以便于后期的檢查和調(diào)試。5.3電路的調(diào)試調(diào)試的做法一般分為兩種：一是安裝一點就立刻進行檢測調(diào)試。完成一部分就對其采用萬用表進行點對點的排查。二是：待整個焊接過程完成后實施整體性調(diào)試，適用于電路相對來說較為簡單，系統(tǒng)不復雜的元器件。5.4調(diào)試步驟通電前檢查通電之前為保障整個電路的安全，需要我們再次檢查電路所連接的引線是否與之前設(shè)計的電路圖一樣，要盡可能地排出多線（焊接時多出來的線），少線（焊接時漏掉的線），錯線（端口之間的引線焊接錯誤，可能是一端，也可能是兩端）。在整個過程中，檢查引線時如果采用指針樣式的萬用表，則要選“Ω×1”檔;若是數(shù)字的式萬用表，則選“Ω”檔中的蜂鳴器進行相關(guān)檢測。通電觀察第一步當我們檢查完畢后就需要進行通電觀察，主要是看整個電路有沒有存在異常情況。比如有的器件是否存在發(fā)熱或漏電情況，短路或開路情況。若有上述類似情況則應(yīng)立即關(guān)閉電源，從新按要求檢查整個電路的完整性。單元電路調(diào)試單元調(diào)試由靜態(tài)調(diào)以及動態(tài)調(diào)試這兩個模塊組成。靜態(tài)調(diào)試一般是指整個系統(tǒng)在沒有外加信號的