《基于stm32的窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》14000字（論文）

基于stm32的窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘要伴隨著生活的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。智能家居已經(jīng)逐漸改變到了人們對居住的環(huán)境、空間的要求，智能家居獲得了大多數(shù)人的重視,成為了許多家庭必選品。因為智能家具得到了迅速發(fā)展與壯大，智能家居入戶已成為勢不可擋的趨勢。電子產(chǎn)品的盛世之下單片機得到了廣泛的應(yīng)用，以及電子產(chǎn)品的衍生物也變得十分流行起來比如紅外控制，所以現(xiàn)如今紅外遙控控制系統(tǒng)在市場上的需求十分可觀。本設(shè)計介紹基于stm32的窗簾控制系統(tǒng)，它采用了紅外遙控技術(shù)，達(dá)到解放人類雙手的目的,通過采取遠(yuǎn)程操作,隨心所欲的控制窗簾的開閉情況。極大程度上滿足了人們的享受要求，且一定程度上提高了生活的檔次。而且采用體積小,節(jié)能環(huán)保的伺服電機作為驅(qū)動源的智能窗簾控制系統(tǒng)成為研究的熱點,具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：智能窗簾、單片機、紅外遙控目錄1引言 11.1課題研究背景及意義 11.2基本內(nèi)容安排 11.3設(shè)計思想及基本功能 12總體電路設(shè)計及基本原理 12.1系統(tǒng)基本功能 12.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 13硬件設(shè)計與分析 13.1電源電路分析 13.2STM32及相關(guān)電路 13.2.1晶振電路 13.2.2復(fù)位電路 13.2.3時鐘電路 23.2.4鍵盤電路 23.2.5顯示電路 23.2.6A\D轉(zhuǎn)換電路 23.2.7光敏傳感器 23.2.8步進(jìn)電機 23.2.9信號校正電路 23.3窗簾框架構(gòu)造設(shè)計 23.3.1電動機選擇 24程序分析與設(shè)計 24.1主程序設(shè)計 24.2主要子程序設(shè)計 24.2.1鍵盤程序設(shè)計 24.2.2定時程序設(shè)計 24.2.3步進(jìn)電機程序設(shè)計 25系統(tǒng)調(diào)試 35.1系統(tǒng)調(diào)試 35.1.1系統(tǒng)程序調(diào)試 35.1.2硬件測試 35.2實物測試 3結(jié)束語 3參考文獻(xiàn) 31引言 1.1課題研究背景及意義 社會在進(jìn)步，生活質(zhì)量在提高，越來越多的科技新技術(shù)推動著人類文明在進(jìn)步。社會的飛速發(fā)展是通過智能化的不斷推動，而且通過智能化我們?nèi)粘５纳钜沧兊迷絹碓胶啽?。窗簾對于家家戶戶都是必不可少的一部分，它為我們增添了生活的私密感，為我們抵擋了夏日的灼熱，為我們阻擋了冬日的?yán)寒。對于窗簾開閉是日常，而且這個日常對于大家來說微不足道，但是手動的拉開窗簾畢竟在某些時候會有所不便，所以我們可能將它智能化起來，極大程度的去滿足在任何時候的方便快捷使用。窗簾的智能化將大眾的生活的方式變得多姿多彩，通過有關(guān)的各種子系統(tǒng)，將電子技術(shù)與生活中的日常有斯機地結(jié)合在一起，使用智能化的儀器進(jìn)行調(diào)控管理。通過窗簾的自動化，減少我們拉窗簾的體力勞動，使之更少的消耗獲得更大的滿足。而且我們可以發(fā)現(xiàn)與普通窗簾相比，智能窗簾不僅具有傳統(tǒng)調(diào)節(jié)室內(nèi)自然光以及保護(hù)隱私的作用，還使人擁有安閑自得、悠然自在、安室利處的生活姿態(tài)。通過智能窗簾的能動性去打破原有手動窗簾的被動靜止?fàn)顟B(tài)。在以上的基礎(chǔ)下，我們還會考慮到比較實際的問題，如當(dāng)我們?nèi)绻龅郊抑袥]人的時候，這時候手動的窗簾無法自動關(guān)閉，那么小偷便可以通過窗戶窺視到家中的財產(chǎn)，以以致于導(dǎo)致家庭里的財產(chǎn)損失；當(dāng)然即便沒有小偷，我們依舊會自己嚇自己，導(dǎo)致學(xué)習(xí)工作無法集中，從而影響當(dāng)天一整日的正常作息，從這里我們便能感受到智能窗簾的優(yōu)勝了，它使我們能夠更加的投入工作與學(xué)習(xí)，它為我們提供更加穩(wěn)妥的安全措施。就目前看來智能窗簾肯定要比普通窗簾好，因為當(dāng)前智能化已經(jīng)成為全球化趨勢，人們的選擇也更加偏向于智能化。所以我們需要緊跟時代的步伐，了解智能化的工作原理，搞明白智能窗簾是怎樣不需要手動還能自動沿著窗簾軌道來回挪動。當(dāng)然問題的答案很簡單，智能窗簾的自我操作是核心就是通過控制電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。

在社會生活的高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷地進(jìn)步下，我們的信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信等得到了史無前例的拓展，所以這才促使了現(xiàn)代化的生活逐漸進(jìn)入家家戶戶，這不僅簡化人們的生活習(xí)慣，而且還增強人們的電子信息意識?，F(xiàn)在電子設(shè)備改變了大多數(shù)人們生活，人們的日常充斥著電子設(shè)備，許多的電子產(chǎn)品已經(jīng)成為眾人的依靠，很大一部分的電子產(chǎn)品使人的生活質(zhì)量得到了顯著提升，讓現(xiàn)代人的生活水平較之以往簡直是翻天覆地的變化。究竟是什么導(dǎo)致了人們的生活與往前發(fā)生了如此大的變化，結(jié)果告訴我們是科技，在科技的支持下智能家居開始盛行于人們的家庭中。研究表明在國外許多的國家，很多家庭里都廣泛使用著電動窗簾。很久很久以前，我國就已經(jīng)出現(xiàn)了電動窗簾，但是從未進(jìn)行大規(guī)模推廣。近幾年，科學(xué)發(fā)展進(jìn)入熱潮，科學(xué)技術(shù)水平不斷地拔高使得智能家居的價格大幅減少，所以智能家居才開始闖入大家的視野里。1.2基本內(nèi)容安排 本設(shè)計實驗前期，首先通過查詢資料學(xué)習(xí)stm32、步進(jìn)電機、晶振電路、復(fù)位電路、鍵盤電路、顯示電路、時鐘電路等一系列應(yīng)用原理、控制方法、編程方法。從而我們可以對自動控制窗簾遠(yuǎn)程控制器的系統(tǒng)設(shè)計做出一個總體設(shè)計。系統(tǒng)的總體設(shè)計思路是系統(tǒng)采用以各種步進(jìn)窗簾電機元件作為控制窗簾啟動控制元件，執(zhí)行窗簾電機啟動和窗簾開閉的主要系統(tǒng)工作管理任務(wù):以光敏檢測電阻元件作為控制窗簾的光敏檢測控制元件，以便于用戶提供控制窗簾的內(nèi)部外界環(huán)境光照度的變化;stm32單片機系統(tǒng)可以用它作為一個系統(tǒng)主控制管理芯片，控制著整個系統(tǒng)的正確工作和正常運行，此外，輔助以智能鍵盤和數(shù)字顯示為電路，在各種自動控制電路和各個模塊的相互協(xié)同配合下最終完全達(dá)到了自動集成窗簾安全控制管理系統(tǒng)的各種智能化應(yīng)用需要。

自動智能窗簾工業(yè)控設(shè)計系統(tǒng)的整體設(shè)計以及工藝制作流程主要內(nèi)容可以大致分為以下幾個主要環(huán)節(jié):

(1)技術(shù)導(dǎo)入流程引言：簡要部分的介紹了本次智能窗簾管理設(shè)計的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展歷史背景和技術(shù)的重要性意義，還有本次窗簾設(shè)計制作工藝的一些基礎(chǔ)性知識內(nèi)容及本文大致流程安排。

(2)產(chǎn)品總體設(shè)計規(guī)劃方案:建議給出智能型窗簾安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的產(chǎn)品總體方案設(shè)計方案和總體設(shè)計方案框架總體規(guī)劃。

(3)軟硬件系統(tǒng)設(shè)計:首先選擇stm32單片發(fā)動機電路作為電子設(shè)備設(shè)計核心的各類控制電路設(shè)計，包括與通用單片發(fā)電機自動復(fù)位控制電路，電源控制電路，時鐘控制電路，步進(jìn)式發(fā)電機驅(qū)動控制電路，鍵盤/屏幕顯示控制電路等一些密切息息相關(guān)的設(shè)計電路。(4)軟件設(shè)計:簡要介紹了各個功能模塊的的設(shè)計工作流程和軟件系統(tǒng)的設(shè)計理念。

(5)歸納總結(jié)。1.3設(shè)計思想及基本功能自動控制的智能窗簾系統(tǒng)普遍含有當(dāng)下的所有電動窗簾最常用的功能，可以使用一個按鍵來啟動窗簾的開閉合，在這些基本功能的必要條件下，增加了設(shè)計出一種可以依據(jù)光照的強度和窗簾所規(guī)定的時間自動打開或關(guān)閉窗簾的功能。在過程中盡量簡化電路設(shè)計、盡量用簡單的電路布線和選用最經(jīng)濟(jì)實用的器件來達(dá)到設(shè)計目的。

智能控制窗簾開閉系統(tǒng)具有下述幾個基本狀態(tài):

(1)手動開閉窗簾操作系統(tǒng)狀態(tài):該窗簾系統(tǒng)主要功能是根據(jù)各家庭用戶的生理需求和使用需求，通過手動一次性地對窗簾進(jìn)行展開和閉合，此窗簾控制系統(tǒng)功能保持窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài)；

(2)按鍵控制狀態(tài):同時用戶也同樣可以通過手動按動按鍵對窗簾進(jìn)行一次性開閉合；

(3)對內(nèi)外環(huán)境光線亮度控制狀態(tài)：通過整個窗簾的內(nèi)外環(huán)境光線亮度自動地控制完成對整個窗簾的一次性開啟或關(guān)閉，以實現(xiàn)“天黑關(guān)閉，天亮打開”，使用戶真正實現(xiàn)其自動智能化流程管理。

(4)窗簾開閉時間進(jìn)行電子調(diào)控狀態(tài):根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定控制輸入輸出的何時開啟或者是否為關(guān)閉的固定時間，來自動控制輸入窗簾的何時開啟或者是否關(guān)閉。

窗簾的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止等驅(qū)動功能都可以是由一個驅(qū)動單片機的一個輸出控制電平來控制它的步進(jìn)驅(qū)動電機。對內(nèi)外環(huán)境光線亮度的控制則通過光敏控制電路中的一種利用光敏控制二極管及其發(fā)光運放器所連接構(gòu)成的一個控制電路，用來直接控制一臺光敏單片機的一個輸入輸出電壓水平。2總體電路設(shè)計及基本原理 2.1系統(tǒng)基本功能 伴隨著現(xiàn)代信息科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展以及人民群眾物質(zhì)生活水平的進(jìn)一步提高，人們越來越享受生活越來越在意家居的安逸度，而窗簾在每個家庭生活是必備的，其基本功能是保護(hù)住戶的隱私以及遮蔽陽光等?；谶@些效果,窗簾的使用便捷性自然也會引起家庭的重視。但是傳統(tǒng)窗簾中絕大多數(shù)都是使用手機或者是去打開關(guān)，每天開關(guān)不僅不省力，而且還可能錯過最佳光照時間，尤其是大窗戶的窗簾，十分笨重且巨長無比，這時候手動開閉窗簾便顯得特別不方便。針對這種現(xiàn)象，人們制作出了電動控制窗簾的系統(tǒng)。現(xiàn)有的電動窗簾基本上都可以利用按鍵控制，自動開關(guān)閉窗市，雖然節(jié)約了一點力氣,但是一些5面的設(shè)計還是太少了。對此,本次控制系統(tǒng)建議提出一種可以依靠光照以及定時等啟動的開關(guān)式窗簾,具體設(shè)計有以下幾個主要功能:（1）手動控制的狀態(tài):這種功能可以讓自動門窗簾控制的系統(tǒng)同時具備手動的拉開、關(guān)閉等功能。（2）半自動控制窗簾的狀態(tài):此種控制功能主要是在需要手動打開或者自己關(guān)閉一個窗簾時,通過"開"或"關(guān)"兩個按鍵,窗簾可以在電機帶動下進(jìn)行自動啟用和開閉。（3）窗簾亮度的自動控制:此次功能主要是通過利用窗簾所設(shè)定的燈光照射強度自動地完成一個窗簾的打開或者一個門的關(guān)閉,真正地實現(xiàn)了黑天關(guān)閉,白天打開的一種控制功能。（4）基于窗簾關(guān)閉時間的開關(guān)自動控制這一自動功能即使根據(jù)不同用戶的實際需要,設(shè)置了所有用戶需要手動打開窗審的開關(guān)時間,通過用戶輸入的一個窗簾時間開啟信號形成了需要關(guān)閉窗簾時間、窗簾的自動開關(guān)。2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 整個解決方案的成敗與否主要取決于軟硬件設(shè)計的精度和好壞,所以我們在設(shè)計軟硬件的同時,在沒有任何可能達(dá)到其功能的條件下進(jìn)行電路設(shè)計就會變得越簡單和完美,這樣我們才有可能夠確保這個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定地正常運行。通過對每個主控控制芯片靈活的對每個輸入信號輸出口位置進(jìn)行手動設(shè)置,有利于利用光電強度傳感器能夠檢測接收到來自外界的光和太陽光強,經(jīng)過對整個信號放大調(diào)理集成電路的進(jìn)行濾波和信號放大,濾波和放大調(diào)理后的一個輸入信號轉(zhuǎn)換器成為一個a/d信號轉(zhuǎn)換器,a/d信號轉(zhuǎn)換后的器件在這個信號轉(zhuǎn)換的進(jìn)行過程中可能需要一定的較長時間,如果在這段較長時間內(nèi)它的信號采樣幅值發(fā)生變化,轉(zhuǎn)換的最終結(jié)果將很容易地就會受到很大影響,所以期間我們應(yīng)該盡量使用考慮到多余的信號采樣時間來進(jìn)行維護(hù)。集成電路。轉(zhuǎn)換后的音頻信號被電機交換為一個單片機的信號控制器,實現(xiàn)在此時電機開始運行于此時暫停。該自動顯示窗簾模塊主要功能是一種用于自動顯示窗簾智能控制窗簾自動監(jiān)視器和自動控制器等設(shè)備的各類工作狀態(tài)。鍵盤控制模塊的主要工作功能就是通過手動按下控制鍵向驅(qū)動單片機系統(tǒng)發(fā)送控制指令,其中主要指令內(nèi)容功能包括自動設(shè)置工作時間,控制驅(qū)動步進(jìn)式發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)的運動方向,從而可以控制智能窗簾的自動啟與閉開關(guān)。3硬件設(shè)計與分析 3.1電源電路分析 單片機工作需要的正常電壓為5v，因此我們就非常需要為這種電壓情況下的整個單片機系統(tǒng)制定一個穩(wěn)壓電源。3.2STM32及相關(guān)電路 這些超級單片機的具體英文名字全稱其實應(yīng)該是也就是我們所謂的超級單片式小型微電子計算機(singlechipmicrocomputer)。為了保證安裝使用方便,它把一些可以組成整個計算機的主要硬件功能集成元件:中央處理器(cpu)、數(shù)據(jù)執(zhí)行存儲器(ram)、程序執(zhí)行存儲器(pom、eprom、flash等)、定時/定位計數(shù)器和各種新的輸入和輸出控制接口集成電路等都直接進(jìn)行集成安裝到一塊內(nèi)部帶有戴爾半導(dǎo)體的集成芯片上,構(gòu)成了一個完整的集成計算機操作系統(tǒng)。與其他同類通用的微計算機不同,單片機的工作指令和控制功能基本上也都是按照對現(xiàn)代工業(yè)機械自動化過程控制的基本特點要求來進(jìn)行設(shè)計,因此它又被當(dāng)時人們廣泛稱為一種單片化的機自動微控制器(microcontroller)。在STM32F105和STM32F107互連型系列微控制器之前，意法半導(dǎo)體已經(jīng)推出STM32基本型系列、增強型系列、USB基本型系列、互補型系列；新系列產(chǎn)品沿用增強型系列的72MHz處理頻率。內(nèi)存包括64KB到256KB閃存和20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三種封裝，不同的封裝保持引腳排列一致性，結(jié)合STM32平臺的設(shè)計理念，開發(fā)人員通過選擇產(chǎn)品可重新優(yōu)化功能、存儲器、性能和引腳數(shù)量，以最小的硬件變化來滿足個性化的應(yīng)用需求。3.2.1晶振電路 該集成電路的晶振為基于石英管的晶體晶振震蕩器。由于一個石英電子晶體頻率震蕩器本身就是個具有極其良好的基準(zhǔn)頻率波動穩(wěn)定性及能夠抵御各種外界頻率干擾的強大頻率傳感器和功能,所以,石英電子晶體頻率震蕩器就是專門可以用來幫助實現(xiàn)快速產(chǎn)生一個新的基準(zhǔn)頻豐。通過一個關(guān)于基準(zhǔn)工作頻率值的計算公式來可以保證整個控制電路的工作頻率準(zhǔn)確。同時,它還甚至能夠同時產(chǎn)生一個高頻振蕩電流,向整個單片機前端輸入一個高頻時鐘控制信號。晶振振蕩電路設(shè)計中的典型電容電路c1和電阻c2的一個主要典型電容值通常被正確選取為30pf左右,這個典型電容量的變化大小將直接關(guān)系影響輸入到振蕩電路的振動頻率電平高低,振蕩器的振動穩(wěn)定性及其所引起振動的速度。晶體振蕩輸出頻率的諧波幅值一般可以控制在1.212mhz。晶體的運動頻率時鐘變化速度越高,系統(tǒng)的運行時鐘運動頻率就會變化越快,單片機的運行工作量和運行運動速度就會變化越快。然而反過來,運行響應(yīng)速度越高相比于印刷存放端子電路板的實際運行響應(yīng)速度就要求越高,對用于印刷存放電路板的各種制造封裝工藝也就一般要求越高,即這種制造方法一般要求相互之間的單個寄生存放電容量相對要小。晶體和寄生電容器的核心位置選擇應(yīng)該盡量可以使其芯片安裝得較好地接近與通用單片機的核心芯片,以便于減小寄生電容,更好地可以確保晶體振蕩器穩(wěn)定、可靠地正常運行工作。89c51常規(guī)中選用壓電振蕩器和頻率12mhz的白色石英作為晶體。3.2.2復(fù)位電路 復(fù)位是單片機的初始化操作，只需要給89C51的復(fù)位引腳RST加上大于2個機器周期(即24個時鐘振蕩周期)的高電平就可以使89C51復(fù)位。復(fù)位時，單片機初始化為0000H,從0000H單元開始執(zhí)行程序。除了進(jìn)入系統(tǒng)的正常初始化之外，當(dāng)程序運行錯誤(如程序跑飛)或操作錯誤使系統(tǒng)處于鎖死狀態(tài)時，也需要復(fù)位鍵使RST腳為高電平，使89C51擺脫“跑飛”或“死鎖"狀態(tài)而重新啟動。3.2.3時鐘電路 本文在工程設(shè)計中的窗簾設(shè)計基本要求就是窗簾在一個好的給定工作時間內(nèi)就必須會自動同時打開和被關(guān)閉,所以我們就勢必需要經(jīng)常使用它得到窗簾單片式電機自動定時器,而為了能保證每控制一臺窗簾單片機都必須是同時與其他用于外界的窗簾時鐘一致,就常常需要我們使用它得到一個功能實時的窗簾時鐘自動控制電路。此處我們可以利用一個DS12887實時相位時鐘計算芯片組來進(jìn)行計算完成。DS12887是DALLAS有限公司自主研發(fā)和設(shè)計生產(chǎn)的一種具有實時性的日歷式時鐘計算機應(yīng)用時鐘自動控制系統(tǒng)芯片,它的主要應(yīng)用功能范圍包括非易失性時鐘的日歷式時鐘計算機、報警器、百年史、可編輯方程式式實時間斷、方波信號發(fā)生器和114字節(jié)非易于損失性的靜態(tài)實時ram.我們在設(shè)計使用它的DS12887時候還應(yīng)該特別注意以下幾點:vec正常的工作情況下時鐘工作頻率為5v,當(dāng)實時vcc阻值降到4.25v時,所有的信號輸入都被自動忽略,輸出轉(zhuǎn)換成高阻的工作狀態(tài),vcc當(dāng)阻值自動下降至3v時,外部的兩個電源也被自動關(guān)斷,內(nèi)部的兩個鋰電池分別可以作為一個正常實時的復(fù)位時鐘和一個ram同時進(jìn)行間斷供電,在時鐘停止或者暫時斷電的各種情況下,時鐘仍然可以繼續(xù)正常工作,其中的一些實時數(shù)據(jù)處理信息甚至可以長期連續(xù)保存十年以上,而且不會被任何損壞或者出現(xiàn)遺漏。DS12887有兩種主要的引腳工作狀態(tài)時序,即一個mot引腳一個wotorola和一個intel工作時序,由每個mot引腳的一個電壓水平設(shè)定值參數(shù)來進(jìn)行指定,當(dāng)一個mot引腳為低或高電平時可以選擇一個wotorola工作時序,當(dāng)一個mot引腳為低或高電平時可以選擇一個intel工作時序,圖中所示的可選為一個intel工作時序,這時候該芯片的一個DS引腳通過連接被調(diào)到整個系統(tǒng)的一個用戶可以直接閱讀到的信號/rd,r/w引腳通過連接調(diào)整到該芯片系統(tǒng)的一個可以寫信控制器/wr。as引腳:這是一個專門用來直接分離一個數(shù)據(jù)地址總線上在ad7-ado上的數(shù)據(jù)地址和所有數(shù)據(jù)源的信息,連接地址到mcu的一個ale引腳。reset引腳的執(zhí)行信號對于一個日歷執(zhí)行時鐘和一個ram時鐘沒有任何直接影響,但它仍然會直接收到影響DS12887的執(zhí)行命令和系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)寄存器的所有內(nèi)容,在這個示意圖中直接把一個reset引腳連至ravcc,這樣就已經(jīng)可以直接確保一個DS12887在一個系統(tǒng)無法進(jìn)入或者也就是系統(tǒng)退出一個沒有電源或被丟棄的系統(tǒng)狀態(tài)時,其正常運行工作的系統(tǒng)狀態(tài)也就不會直接受到這個reset引腳的信號影響。DS12887有一個可編程輸出方波引腳SQW,從該引腳可以輸出頻率為2Hz-256Hz的方波,在系統(tǒng)中正是利用此引腳輸出周期為125MS的方波,作為MCU外部中斷/INTO的中斷源實現(xiàn)周期性中斷,每當(dāng)中斷發(fā)生時,MCU讀-二次輸入口,檢查電表是否轉(zhuǎn)過一圈,在整點時還要采一-次三相電流和電壓。除此之外,DS12887內(nèi)部同樣可以還有128字節(jié)的一個ram的存儲單元,其中前10個小的字節(jié)它也可以同時用來直接存放白天日歷和晚間時鐘的相關(guān)信息,字節(jié)0為一個秒,字節(jié)2為一小段的部分,字節(jié)4為一整個小段時,字節(jié)6為一個新的星期,字節(jié)7為一個新的月,字節(jié)8為一個年,字節(jié)0ah-odh它也可以直接用來把它作為一個用于控制和保存狀態(tài)的數(shù)據(jù)寄存器,而最后余下的114字節(jié)則為一個用戶端的ram,所有的這128字節(jié)都丟失可以說明這是一種由于掉電不易的丟失性。DS12887時鐘芯片和AT89C51單片微機的模式選擇腳MOT接地，DS12887時鐘芯片的AS端口和89C51單片機的AIE端直接相聯(lián):而DS、R/W讀寫控制線與單片機的RD/WR控制線制線相連:DS12887的高位地址由89C51單片機的P2.7端口來片選，則DS12887的高8位地址定為7FH，而其低8位則由芯片內(nèi)部各單元的地址來決定(00H-3FH);DS12887的中斷輸出端IQR和89C51的外部中斷INTO端相聯(lián)，給單片機提供中斷信號:DS12887的SQW端與89C5I的TO端相連。3.2.4鍵盤電路 鍵盤在由一個單片機進(jìn)行控制的一個窗簾自動控制操作系統(tǒng)軟件中的主要工作功能就是通過一個鍵盤按鍵向所有單片機用戶提供的接口輸入控制指令,其中主要功能包含了如何設(shè)定一個窗簾的工作時間,控制一個窗簾自動開關(guān)等等的一些功能,它們都可以是由一個單片機自己進(jìn)行控制的。在智能窗簾自動控制操作系統(tǒng)的硬件設(shè)計中,該機的鍵盤設(shè)計選擇了4x4矩形點陣式觸控鍵盤。這16個驅(qū)動按鍵的尺寸大小分別如圖表示:所以設(shè)定時間按鈕驅(qū)動鍵主要工作目的就是為了用來設(shè)定自動款式窗簾的關(guān)閉打開或者自動窗簾打開關(guān)閉所用時需要的設(shè)定時間;0-9數(shù)字驅(qū)動鍵,其主要功能作用之一目的就是專門拿來用于自動設(shè)置關(guān)閉時間:所以復(fù)位驅(qū)動鍵主要就是適合于在應(yīng)用程序執(zhí)行中如果有所發(fā)現(xiàn)出錯以及系統(tǒng)發(fā)生了錯誤操作等的時候,使得一個單片機自動復(fù)位,從而同時實現(xiàn)重新啟動設(shè)置:所以逆轉(zhuǎn)驅(qū)動鍵主要目的是為了用來實時使得一個步進(jìn)驅(qū)動電機能夠逆轉(zhuǎn),控制自動窗簾的打開關(guān)閉;正常運轉(zhuǎn)驅(qū)動鍵的主要目的之一是為了用來使得一個步進(jìn)驅(qū)動電機能夠?qū)崿F(xiàn)正常運轉(zhuǎn),從而實時控制自動窗簾的關(guān)閉打開:所以停止鍵主要可以說是用來實時控制一個步進(jìn)驅(qū)動電機要在停止的時候工作,窗簾自動控制器也就是用來停止它的工作:所以確定時間鍵主要工作目的之一就是為了用來實時控制自動窗簾關(guān)閉時間和在設(shè)置工作完成后對自動窗簾時間的確定性進(jìn)行輸入。由于按鍵比較多,單獨設(shè)置按鍵會增加總體設(shè)計的復(fù)雜性,而且為了減少所占用的端口,可以將按鍵組成-一個矩陣。3.2.5顯示電路 這種時間顯示控制電路的設(shè)計目標(biāo)主要是為了有效控制顯示時間。所以我們建議采用它的led系列數(shù)碼管對各種電機驅(qū)動進(jìn)行同時顯示主要的這是因為它的led系列數(shù)碼管電機具有以下幾個主要性能優(yōu)點:(1)它不僅可以在各種低電壓、小電流功率的超大電流工作情況下同時進(jìn)行電機驅(qū)動和同時發(fā)光,并且它還能與它的cmos、itls等電路相互進(jìn)行兼容。(2)高頻單色發(fā)光管其響應(yīng)光的持續(xù)時間很短,高頻發(fā)光特征差,單色性好,亮度高。(3)它們的體積小,重量輕,抗沖擊和抗壓耐化學(xué)腐蝕沖擊性能好。數(shù)碼管一般主要具有共陰極和共陽極兩種信息顯示的操作類型,其中公共端對每個用戶的公共位置信息進(jìn)行動態(tài)顯示和信息控制,筆畫字符端則主要對其他用戶的筆畫字符位置進(jìn)行顯示控制,數(shù)碼管一般主要具有用戶靜態(tài)的信息顯示和用戶動態(tài)的信息顯示兩種操作方法,說明書的內(nèi)容概述如下:(1)靜態(tài)顯示驅(qū)動:靜態(tài)驅(qū)動傳感器交流驅(qū)動又可以叫直流動態(tài)傳感器。靜態(tài)數(shù)碼驅(qū)動主要含義是用于指每個專用數(shù)碼管理器中的每一個數(shù)字段碼都由一個專用單片機的一個i/o口對其進(jìn)行靜態(tài)驅(qū)動,或者通過直接使用各種諸如數(shù)碼bcd碼二十一位制進(jìn)位器等多種方式對其進(jìn)行靜態(tài)驅(qū)動。靜態(tài)光源驅(qū)動的主要劣勢優(yōu)點就是驅(qū)動軟件運行編程簡單,顯示出的光源少和亮度高,缺點之處之一就是驅(qū)動軟件所需要占用的每個i/o口多,若要同時驅(qū)動5個動態(tài)數(shù)字光源管道和靜態(tài)的光源顯示,那么就必須先需要5*8=40根i/o口軟件來進(jìn)行驅(qū)動。（2）動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示是單片機中應(yīng)用最廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管8個顯示筆畫“a,b,c,d,e,f,g,do”的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位元選通控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同字形碼，但究竟是哪個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個LED數(shù)碼管的COM端，就是各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示的效果是一樣的，但能夠節(jié)省大量的I/O口，而且功耗更低。3.2.6A\D轉(zhuǎn)換電路 avd模數(shù)轉(zhuǎn)換法的主要技術(shù)作用之一就是對一個電路信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,把作為電路信號接收器得到的電路模擬信號輸出轉(zhuǎn)化成作為電路數(shù)字信號的插入輸出。在我們需要選擇一種新的a/d位數(shù)轉(zhuǎn)換器時,先要進(jìn)行判斷的是a/d位數(shù)轉(zhuǎn)換的測量精度、轉(zhuǎn)換的加速度以及位數(shù)轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)等,a/d位數(shù)轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)是否確定與整個窗簾測量系統(tǒng)控制管理系統(tǒng)的所有必需元件測量以及控制元件范圍和測量精度密切直接相關(guān),在自定式遮光窗簾測量控制管理系統(tǒng)中我我首次嘗試采用8位a/d位數(shù)轉(zhuǎn)換器adc0809.ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道抵制鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時間為100μs左右。ADC0809的主要特性有:(1)8路模擬輸入數(shù)字信號轉(zhuǎn)換通道,8位數(shù)字a/d信號轉(zhuǎn)換器,即其最高分辨率。(2)具有轉(zhuǎn)換起停的控制端。(3)一次轉(zhuǎn)換的時間分別是100μs(一次以640khz的頻率為高速),130μs(一次以500khz的頻率為高速)(4)電壓模擬電源輸入的輸出電壓校準(zhǔn)范圍一般為0~+5v,不用零點及滿載的刻度即可進(jìn)行校準(zhǔn)。(5)正常保溫工作時的相對溫度變化區(qū)間適應(yīng)范圍一般是-40~+85攝氏度

(6)低功耗,約15mW。3.2.7光敏傳感器 窗簾自動控制電阻系統(tǒng)的窗簾光控元件功能介紹窗簾光控是一種系統(tǒng)可以按照室內(nèi)窗簾光照能力強弱溫度變化情況來自動實現(xiàn)對室內(nèi)窗簾的自動控制開啟和實時關(guān)閉的,因此我們就非常需要通過使用它得到一個新的光照強弱傳感器等相關(guān)元件,在本文的窗簾設(shè)計中就需要采用了一個新的光敏控制電阻。光敏傳導(dǎo)電阻也被廣泛稱為光敏光電導(dǎo)管,常見的技術(shù)制作生產(chǎn)工藝和原材料主要為環(huán)氧硫化鎘,另外常見的材料還有二氧化鎘、硫化鋁、硫化鉛和環(huán)氧硫化鉛等。這些被加工制成的耐熱材料在特殊不同波長的光和紫外線光線的照射下,其耐熱阻抗性是系數(shù)迅速發(fā)生變大的主要特點。光敏控制電路主要原理是由兩個基于運算控制放大器共同工作組成的一種比較控制電路,在兩個基于運算控制放大器的反向同相兩個輸入點的端可以使用兩個光敏控制電阻數(shù)據(jù)進(jìn)行阻抗分壓,得到的兩個光敏電阻電壓的比值數(shù)據(jù)可以直接作為一個光的基準(zhǔn)光敏電壓,在一個基于反相不同輸入點的端可以使用光敏控制電阻數(shù)據(jù)來對兩個光源阻抗進(jìn)行各種數(shù)字化阻抗采集,由于兩個光敏控制電阻的阻抗數(shù)值可以具有根據(jù)不同光照和光源強度而使阻抗的數(shù)值發(fā)生變化的物理性質(zhì)等多種特點,可以直接計算得到一個基于反向同相輸入端的光敏電阻電壓的數(shù)值。然后將一臺計算機中得到的兩組白色窗簾驅(qū)動電壓和比值中的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行了一次比較,比較后的命令信號經(jīng)過一個v/d信號轉(zhuǎn)換后被依次送入一個分別位于一臺單片機89c51的pipi串口接口,單片機經(jīng)過信號處理后再依次輸出一個新的命令信號來同時控制一張窗簾驅(qū)動電機的任何正轉(zhuǎn)或者是逆轉(zhuǎn),以便于通過實現(xiàn)白色透明燈和白色光照使用來同時控制一張白色窗簾的任何啟動和關(guān)閉開關(guān)。3.2.8步進(jìn)電機 步進(jìn)式的電動機工作就是稱為電脈沖的正向信號,轉(zhuǎn)換為角位移或者在一個線性上的反向位移。在這種步進(jìn)高壓電機驅(qū)動控制電路中,步進(jìn)電機控制器的主要功能就是把一個輸入脈沖轉(zhuǎn)換變成一個具有循環(huán)運動形狀的輸出脈沖,以此來控制一個新的步進(jìn)驅(qū)動電機的機械運動和電機轉(zhuǎn)向。在生產(chǎn)實踐和工業(yè)應(yīng)用中由這種軟件應(yīng)用來直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)步進(jìn)自動控制器,其最主要的一個優(yōu)點之一是那就是軟件能夠有效使得生產(chǎn)線路更加接單簡化,降低了制造成本,可靠性可以得到極大的大幅提高。在這種窗簾自動控制供電系統(tǒng)中我們特別選用了一種產(chǎn)品型號容量分別為24byj4812vdc1/16的四軸三相反應(yīng)式窗簾步進(jìn)驅(qū)動電機,該四相步進(jìn)驅(qū)動電機分別設(shè)有5根步進(jìn)導(dǎo)引線,排列顏色順序大致如下:1:金屬紅色、2:金屬橘色、3:各種金屬檸檬黃色、4:金屬粉紅色、5:藍(lán)綠。它驅(qū)動采用51驅(qū)動ulx2003的這種工作驅(qū)動方法可用來對它驅(qū)動進(jìn)行高速驅(qū)動,其主要技術(shù)優(yōu)點之一是那就是它的驅(qū)動步行力矩大,精度高,其驅(qū)動步行間距和轉(zhuǎn)角一般大約是5.625°。自動控制窗簾質(zhì)量控制管理系統(tǒng)應(yīng)用中的電子驅(qū)動器我們既有些可以通過考慮直接選用大量小功率的電子復(fù)合管,也有些還甚至可以通過考慮直接選用專門的電子驅(qū)動器,比如光電驅(qū)動隔離器,采用這種稱為光電驅(qū)動隔離器的裝置主要是因為它一者可以有效抵御光線干擾,二者則是因它能夠同時起到了與無線電網(wǎng)絡(luò)隔離的良好效果。這樣就完全可以有效地避免了驅(qū)動單片上電機和其他步進(jìn)驅(qū)動電機之間的共同功率干擾輸出控制回路之間的共同相地功率干擾,防止了強烈的功率干擾信號對電機主控控制單元的不良影響。另外,一旦電機驅(qū)動器的電路元件發(fā)生了嚴(yán)重故障,也就是它仍然可以自動通過電路隔離較高的驅(qū)動電壓,不致被自動串入連接到其他單片硅電機中而使它可能受到其他嚴(yán)重破壞。3.2.9信號校正電路 在用戶進(jìn)行一些模擬信號的測量采集以及工作處理過程中,難免也會遇到一些被用戶采集的干擾信號太微弱,難以被用戶接受和收到,此時必須綜合考慮是否采用一個稱為信號轉(zhuǎn)換放大器的電路對其信號進(jìn)行一-兩個規(guī)律放大倍數(shù)的信號放大,這樣才真正能夠完全性地滿足一個a/d信號轉(zhuǎn)換器中對輸入干擾信號的放大電平穩(wěn)定要求,并且一個放大器還可能無法同時產(chǎn)生其他干擾信號,因此必須綜合考慮如何選擇一種性能符合要求的信號放大器。另外,進(jìn)行有用信號音頻采集時,所用的需要進(jìn)行采集的音頻信號不僅為有用性的信號。另外噪聲還有許多干擾信號,應(yīng)該綜合考慮如何選用一些能夠具有噪聲頻率分離選擇干擾功能的低通濾波器,這樣我們就覺得可以更加有效地去過濾掉由于噪聲和頻率分離不同的干擾信號,在本文的音頻設(shè)計中就需要采用低通濾波器。積分綜合運算濾波電路本身不僅具有低通反饋放大濾波特性,而其上通帶的反饋放大濾波倍數(shù)則主要是根據(jù)放大電阻所要求構(gòu)造的正或負(fù)兩個反饋放大網(wǎng)絡(luò)。v3.3窗簾框架構(gòu)造設(shè)計 窗簾微動框架的總體構(gòu)造安裝設(shè)計主要內(nèi)容包括各種窗簾專用微動框架開關(guān)的內(nèi)部連接線和電路設(shè)計及各種窗簾微動框架的草圖繪制與安裝設(shè)計。本系統(tǒng)工程設(shè)計方案中的一個新型微動復(fù)位開關(guān)電路是由有源電容、電阻等主要部件直接組成的微動復(fù)位開關(guān)電路直接與整個單片機的一個微動復(fù)位開關(guān)導(dǎo)線引腳直接相連,微動復(fù)位開關(guān)原理是直接將它安裝在一個裝有窗簾的電動滑桿上,當(dāng)桿在窗簾上的運動量達(dá)到一個開關(guān)預(yù)定的運動位置時,觸動這個新的微動復(fù)位開關(guān),使得整個單片機窗簾進(jìn)行自動復(fù)位,此時窗簾發(fā)電機自動禁止停轉(zhuǎn),窗簾就這樣會自動停到一個開關(guān)指定的運動位置。3.3.1電動機選擇 本系統(tǒng)工程設(shè)計所選用需要精心選擇的電力型號兩種分別為:24byj4812vdc1/16的高速直流電力發(fā)動機,其主要技術(shù)優(yōu)點之一是那就是電機驅(qū)動時的力矩大,精度高,大大程度提升了本系統(tǒng)工程設(shè)計的電力資源和電能可持續(xù)利用性。4程序分析與設(shè)計 4.1主程序設(shè)計 主程序主要就是負(fù)責(zé)自動完成一個系統(tǒng)的開關(guān)初始化和正常操作及各個主機子程序之間的自動連接和相互聯(lián)系等等任務(wù),主機子程序主要采用的方法是一個無限次和周期的工作循環(huán),主要工作功能包括有三點就是負(fù)責(zé)完成一臺數(shù)控單片機的開關(guān)初始化,開關(guān)自動停止和電源中斷,對開關(guān)按鍵信號進(jìn)行自動掃描,控制開關(guān)步進(jìn)和發(fā)電機的正常工作,控制自動計時器等。主程序流程說明:電路主要部分可以準(zhǔn)確劃分大致為以下幾個部分,分別是所指的主要是驅(qū)動電源和電路控制部分、顯示和電路控制部分、按鈕和電路驅(qū)動器部分,步進(jìn)控制電機和電路控制器部分,a\d信號轉(zhuǎn)換和電路控制部分,單片式微機和電路主控板等元器件部分,各個電路子程序都可以具有不同的工作功能。主程序的作用主要是先初始化寄存器以及顯示內(nèi)容:然后查詢按鍵操作，并且對按鍵進(jìn)行分析以及處理，通過分析處理，對于設(shè)定鍵，則設(shè)定時間，到了設(shè)定的時間后步進(jìn)電機工作。對于控制鍵，執(zhí)行窗簾開閉的工作。如果經(jīng)過分析后都不是，采用復(fù)位的操作。4.2主要子程序設(shè)計 4.2.1鍵盤程序設(shè)計 在我們控制一個單片機開始操作一個觸點按鍵時,無論是關(guān)鍵按下或者按鍵松開,觸點在按鈕閉合和按鍵斷開時均將會有一個可能同時會振動使其內(nèi)部產(chǎn)生信號振蕩,此時觸點邏輯上的電壓水平也可能是不穩(wěn)定的,若觸點得到達(dá)不到正確的信號處理,可能就甚至?xí)苯佑绊憣?dǎo)致控制單片機在這個按鍵上的錯誤地位和執(zhí)行。一種很容易找到解決該延時問題的簡便解決方式就是直接使用延時軟件工具進(jìn)行設(shè)置延時。在每一次使用單片硅電機處理的一個按鍵抖動運算中在操作抖動完成后都可能要繼續(xù)延時5ms,如果我們已經(jīng)確定了一個按鍵運算是否抖動要繼續(xù)延時12ms,這樣基本上就已經(jīng)可以大大減少了在鍵盤上的抖動。然后由一臺數(shù)控單片機自動對其進(jìn)行鍵碼信號分析,并自動執(zhí)行一個單機相應(yīng)的鍵碼命令,顯示并且自動進(jìn)行鍵碼返回。按鍵的運動設(shè)置檢測方式系統(tǒng)采用了按鍵掃描檢測方式,要先在掃描判斷各個鍵盤中心時是否發(fā)現(xiàn)有無其他按鍵在位于該鍵觸點上然后按下時把全部的按鍵行線按按y0-y3置為一個低電平,列的行線y則放置為一個高電平,然后再按上去掃描檢測可看到各個按鍵線的內(nèi)部運動平衡狀態(tài)。在對單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計中,系統(tǒng)具備兩個主要的性能-一個部分是由鍵盤進(jìn)行處理過程所決定。在按下鍵時按得迅速而無反應(yīng),按緩后又一連多地作出響應(yīng)幾次,總是會帶來遲鈍的觸摸,不能讓人感到滿意。在本文設(shè)計中采用以下三個思路來設(shè)計的按鍵處理過程。首先要判斷有沒有鍵值，若有鍵值，再判斷是否為首次按下:(1)若首次按下:判斷是否與上次按下的鍵值相同a.若相同再判斷:是否已經(jīng)按下了300ms?1).若已經(jīng)按下300ms則將此鍵做為連鍵處理.2).若不是連鍵則判斷:是否按下20ms?1>.若確認(rèn)按下20ms,得到有效鍵值等待彈起2>.若不是按下20ms直接結(jié)束處理(ret).b.若不相同則將標(biāo)志清零結(jié)束處理(ret).(2)若不是首次按下:將鍵值暫存起來，標(biāo)志置位結(jié)束處理。如果無鍵值，則判斷是否有鍵值已被確認(rèn)(1)若有鍵已被確認(rèn):判斷按鍵是否首次抬起a.若首次抬起:判斷拍起延時時間(20ms)是否到達(dá)1>.若延時到則梅標(biāo)志處理結(jié)束處理。2>.若延時未到直接結(jié)束處理(ret),b.若非首次拍起:直接結(jié)束處理(ret),（2）若沒有鍵被確認(rèn)：直接結(jié)束處理（ret)。4.2.2定時程序設(shè)計 定時中斷程序的主要工作功能就是在按照一個用戶所在機設(shè)定的工作時刻后,能夠通過讓一個單片機自動接收檢測到某一個用戶窗簾的定時中斷啟動信號,從而向這個用戶主機發(fā)出一個用戶相應(yīng)的定時指令,控制這個窗簾的是否啟動。時鐘控制芯片向時秒單片的主機前端發(fā)出50ms的時鐘計數(shù)器傳遞信號每當(dāng)傳遞數(shù)值給時鐘單片的主機后,計數(shù)器就應(yīng)該會自動開始正常運行工作,計數(shù)器信號標(biāo)記發(fā)送到20,則持續(xù)時間即為1秒,秒時鐘計數(shù)器分單元就會加1.而每當(dāng)秒時鐘計數(shù)器發(fā)送到60,分計數(shù)單元就會加1,此時秒時鐘計數(shù)器分單元就會清零。當(dāng)時每個單位的數(shù)字計算器數(shù)量已經(jīng)增大并達(dá)到24,時候的單位將被清零。4.2.3步進(jìn)電機程序設(shè)計 步進(jìn)電機是操控窗簾開閉的主要執(zhí)行器件，其設(shè)計主要是按照單片機指令以及按鍵指令進(jìn)行正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。歩進(jìn)電機程序沒汁的主要任務(wù)是:(1)判斷旋特方向:(2)按順序侍送控制脈沖;(3)判斷所要求的控制歩數(shù)是否佶送完半。5系統(tǒng)調(diào)試 5.1系統(tǒng)調(diào)試 在整個系統(tǒng)調(diào)試前，焊接系統(tǒng)還存在明顯的斷裂、正負(fù)連接、虛焊等問題。其次，利用萬用表，確認(rèn)電源正負(fù)極之間是否存在短路等嚴(yán)重供電問題，系統(tǒng)焊接無問題。通過PL2303串口燒寫模塊燒寫程序[20]，開始驗證系統(tǒng)功能是否滿足要求，如果有問題就繼續(xù)調(diào)試程序直到成功為止5.1.1系統(tǒng)程序調(diào)試 軟件調(diào)試步驟如下：（1）第一步在Keil4軟件中自定義一個新的工程名。（2）第二步新建用戶源文件：在新建的空缺文本中編輯籃球計時計數(shù)需要的程序源代碼。（3）程序編譯和調(diào)試。（4）如果確定程序編譯沒有錯誤，則通過串口燒寫模塊燒寫程序，開始驗證系統(tǒng)功能是否滿足要求，如果有功能有問題，或則有些功能不能實現(xiàn)，就需要進(jìn)一步的調(diào)試程序，反復(fù)進(jìn)行，直到所有功能都滿足為止。5.1.2硬件測試 最后一步就是硬件整體測試了，首先肉眼觀察看是否有明顯的漏焊虛焊的地方，然后用萬用表測試各個按鍵是否通路[22]，是佛都接了地或電源，有無不應(yīng)該接到一起的按鍵或示波器對焊接好的板子進(jìn)行整