基于單片機的光控自動窗簾控制系統(tǒng)設(shè)計說明書_畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁

【導(dǎo)讀】單片機控制的自動窗簾系統(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。電子器件的發(fā)展，光控、溫控及遙控窗簾應(yīng)運而生，給人們的生活帶來了很多方便。的現(xiàn)實意義[2]，所以產(chǎn)品如能形成大規(guī)模生產(chǎn)，必能很快普及國內(nèi)市場，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，寫字樓、銀行、歌劇院、會議廳、學(xué)校、醫(yī)院等各種公用場所，因此該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。其一，改變?nèi)藗兊纳罘绞健９δ埽瑸榧彝ビ脩魻I造一個環(huán)保、高效、便利、舒適的居住環(huán)境。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，開拓一個嶄新的市。遙控自動窗簾系統(tǒng)牽動了許多的行業(yè)，它將不僅僅是目前的IT系統(tǒng)集成商或建筑弱電工程總。包商的市場，而且是專業(yè)公司和智能化裝飾公司的市場。遠(yuǎn)見的各類企業(yè)介入，從而牽動一大批產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在家居集成化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢下，家居集成也成為一種潮流，并控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動從而控制窗簾開、閉。純電阻元件,其工作原理是基于光電導(dǎo)效應(yīng)。

　　

【正文】 要調(diào)用編譯器的反復(fù)過程。因此可以縮短開發(fā)周期。 因此我所選用的 軟件開發(fā)平臺為 Keil 軟件，用 C 語言編寫具體的程序代碼。主控程序流程圖如圖 14 所示。 圖 14：主控程序流程圖 程序設(shè)計 include define uchar unsigned char define uint unsigned int 開始 數(shù)字信號送入單片機 高電壓？ 正轉(zhuǎn) 反轉(zhuǎn) 到達(dá)頂部？ 是 否 是 到達(dá)底部？ 停止 是 否 否 光敏傳感器ULN3330 26 uchar code ffw[]={0xfc,0xf6,0xf3,0xf9 }。 //2 相勵磁正轉(zhuǎn)表 uchar code rev[]={0xf9,0xf3,0xf6,0xfc }。 //2 相勵磁反轉(zhuǎn)表 sbit k1=P3^0。 //定義 K1 開關(guān) uint m=1。 void delay(uint x) //延時函數(shù) { uchar i。 while(x) //i=x 即延時約 x 毫秒 for(i=0。i60。i++)。 } /********以下是步進(jìn)電機正 轉(zhuǎn)函數(shù) ********/ void setp_motor_ffw(uchar n) { uchar i,j。 for(i=0。i5*n。i++) //轉(zhuǎn) n 圈 { for(j=0。j4。j++) { P1=ffw[j]。 //取正轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) delay(250)。 //轉(zhuǎn)一個角度停留的時間 ,可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 } } } /********以下是步進(jìn)電機反轉(zhuǎn)函數(shù) ********/ void setp_motor_rev(uchar n) { uchar i,j。 for(i=0。i5*n。i++) //轉(zhuǎn) n 圈 { for(j=0。j4。j++) { 27 //if(k2==0) break。 P1=rev[j]。 //取反轉(zhuǎn)數(shù)據(jù) delay(250)。 //轉(zhuǎn)一個角度停留的時間 ,可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 } } } /* 主程序 */ void main() { while(m) //電機轉(zhuǎn) m 圈 { if(k1==1) //K1 送入高電平 { delay(10)。 if(k1==1) { setp_motor_ffw(3)。 //調(diào)用電機正轉(zhuǎn)函數(shù) } } else //K1 送入低電平 { delay(10)。 setp_motor_rev(3)。 //調(diào)用電機反轉(zhuǎn)函數(shù) } } } 5. 總體設(shè)計 隨著 社 會 的發(fā)展 ， 人們對 生 活 追 求 ， 各 式 各 樣的 窗 簾 出 現(xiàn) 。 窗 簾 不 僅 具 有 遮 擋 作用 ,還 具 有美觀 性 ， 給大家 帶 來 美 的 視覺 享 受 。 人們對居室的舒適度和自動化程度要求越開越高， 為了 滿 足生 活 的 需要 ， 通 過 以 往 的人為的 通 過 拉 動 使 窗 簾 開 與 閉 則 就比 較 費 事 ， 也 易 損 壞 。 因此 ， 設(shè) 計一種能夠 控制 居室 窗 簾 的 檢 測 自 動控制 裝 置 ， 能夠 在 夜 間 關(guān) 閉 ， 白 天 打 開 ， 具 有很 強 的 實用性 。 28 本 文設(shè)計 通過光電傳感器采集數(shù)據(jù) (光強度 )，反映出光信號變化，然后將光電元件光數(shù)字信號輸送到單片機中。光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等特點，且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣。該設(shè)計通過檢測光線的強弱，并根據(jù)光線的強弱自動將窗簾打開和關(guān)閉，實現(xiàn)了自動控制的功能，極大地方便了人們的日常生活，并在生活中得到了廣泛的應(yīng)用。 PROTEL 總電路圖 amp。amp。PROTUES 仿真 圖 圖 15 基于單片機的室內(nèi)光線自動控制系統(tǒng)總體原理圖 上圖是我的設(shè)計完整原理圖， 本文主要 光敏傳感器 ULN3330，它是一個開關(guān)型的光電傳感器，直接輸出數(shù)字信號， OUTPUT 端根據(jù)外部光照度的變化輸出相應(yīng)的數(shù)字信號 高電平或低電平， ULN3330 的其他相應(yīng)引腳分別接地或電源，然后把 OUTPUT 端接單片機的 端口。 單片機本身包括復(fù)位電路和振蕩電路， 片內(nèi)振蕩電路：通常外接一個晶振，兩個電容， 電容值取值范圍 15~45pf,取值范圍晶振值 0~24MHZ；復(fù)位電路：當(dāng) 振蕩器運行時，在此引腳上出現(xiàn) 2個機器周期以上的高電平使單片機復(fù)位，一般在此引腳與 VSS 之間接一個下拉電阻，與 VCC 引腳之間接一個電容； 驅(qū)動步進(jìn)電機芯片 采用 L298， 通過單片機的 I/O 輸入改變芯片控制端的電平， 改變繞組脈沖信號的順序即可 對電機 實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。 L298 的輸入引腳與單片機的 ~ 口分別相連， IN1~IN4引腳從單片機輸入控制電平，控制步進(jìn)電機的正反轉(zhuǎn)， OUT1~OUT4 分別接步進(jìn)電機的四個相線，ENA、 ENB 接控制使能端控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)、停。當(dāng) ENA、 ENB 同時接高電平時 L298 芯片 是工作的，即使能端有效，控制 IN1~IN4 引腳電平的頻率即可控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)速。芯片的輸出 29 引腳分別接 2 個續(xù)流二極管，起到保護(hù)電路作用。芯片的 VCC 和 VSS 引腳 與地必須連接 100nF電容器 ，圖中 100μF電容并聯(lián)即為 100nf。 對本自動系統(tǒng)的設(shè)計還必須滿足用戶想要窗簾停的某一位置停下來的需求，為此設(shè)計了步進(jìn)電機停止開關(guān)，為簡化程序，更加利用 L298 芯片本身的功能，本文采用了一個單刀雙擲開關(guān) SW1，開 關(guān)一端接使能端 ENA、 ENB，另兩端一段接 +5V 的電源，為芯片使能端提供高電平，另外一端接地，限制使能端的使用，當(dāng)開關(guān)接到地時，兩個使能端接地， L298 芯片不再起作用，電機停止運動，由此達(dá)到停止的目的。 行程開關(guān)控制步進(jìn)電機極限位置停止：天亮?xí)r，光敏傳感器接受到高電平，依程序所設(shè)步進(jìn)電機正轉(zhuǎn)，順時針轉(zhuǎn)動，窗簾以某一速度被慢慢拉開，走到極限位置時，窗簾碰到右端的行程開關(guān) SW3，開關(guān)閉合使能端關(guān)閉，電機停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)天暗時，光敏傳感器輸出低電平，電機要逆時針轉(zhuǎn)動了，窗簾打開，障礙物去除，開關(guān)斷開，使能端打開，電 機反轉(zhuǎn)，同樣電機反轉(zhuǎn)碰到左邊的行程開關(guān) SW4 時，開關(guān)閉合，使能端關(guān)閉，電機停止轉(zhuǎn)動。 圖 16 基于單片機的室內(nèi)自動光線控制仿真圖 主要元器件清單： 器件名稱 器件數(shù)量 AT89C52 微控制器 1片 電 機驅(qū)動芯片 L298 1片 42BYG 型號步進(jìn)電機 1個 電阻、電容、按鍵、肖特基二極管等 若干 表 8 主要元器件清單 30 6． 結(jié)論 我經(jīng)過將近四個月的努力，終于完成了基于單片機的室內(nèi)自動光線系統(tǒng)的設(shè)計，雖然有部分功能尚未實現(xiàn)，但總體上完成了一個從硬件到軟件完整的設(shè)計的流程。 論文設(shè)計的核心控制器選用 AT89C52 單片機，光線采集選用光電傳感器 ULN3330。它輸出單片機能讀入數(shù)字信號，然后由 L298 驅(qū)動芯片驅(qū)動步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)動角度。電機選用比較容易進(jìn)行角度調(diào)節(jié)的步進(jìn)電機，單片機與步進(jìn)電機之間的連 接采用 L298 驅(qū)動器，它是一種兩相和四相步進(jìn)電機專用驅(qū)動芯片 。 該系統(tǒng)經(jīng)過多次改進(jìn)，參考了現(xiàn)在實際電路通用的做法，在現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)下各項指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到技術(shù)要求，但由于自身水平有限，電路中還有些技術(shù)方面還可以進(jìn)一步加強。如電路可以進(jìn)一步調(diào)試其精 確度和靈敏度，通過多只光敏電阻更加準(zhǔn)確的控制窗簾升降。通過此次畢業(yè)設(shè)計，使我進(jìn)一步熟悉 MCS51 單片機和步進(jìn)電機的工作原理及應(yīng)用，對于 C51 程序設(shè)計的編寫也較熟練了，鍛煉了獨立思考與勤快耐心的能力。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教 等方式，使 自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不 不足之處 ，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富， 將 使我終身受益。 7. 致謝 在此要感謝我的指導(dǎo)老師 顏丙生 老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師們給我的幫助。 顏老師在整個系統(tǒng)設(shè)計的過程中給了我很大的 幫助，在論文任務(wù)制定時，他不僅肯定了我們項目的大方向，而且又幫我具體分析設(shè)計的各個模塊，這在我對室內(nèi)自動光線控制這個具體目標(biāo)的設(shè)計時起到了不可估量的作用，受能力限制，在論文提綱制定時，我的思路不是很清晰，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，我的設(shè)計思路逐漸明晰。完成初步方案論證后，顏老師認(rèn)真查看了我的各個方案，指出了方案中存在的很多問題。在軟件仿真環(huán)節(jié)，我遇到了些許困難，每每請教老師時，顏老師都很負(fù)責(zé)的耐心解決了我無法解決的問題，之后 在多次修改論文的過程中 他 以極大的耐心幫助修改我的論文，使我深受感動。同時感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我、 幫助過我的老師，正是因為他們多年來孜孜不倦的教誨才使得我的專業(yè)技能有很大的提高。 最后要感謝在整個論文寫作過程中幫助過我的每一位校友 、宿友！ 31 參考資料 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[7]戴維、戴衛(wèi)恒編著 51 單片機 C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講 北京：電子工業(yè)出版社 2020 [8]孫余凱 吳鳴山 項綺明編著 傳感器應(yīng)用電路 300 例 北京：電子工業(yè)出版社 [9]朱云芳 江樺 翟旭的編著 PROTEL99SE 電路設(shè)計與制板 北京：機械工業(yè)出版社 [10]劉建清編著 輕松玩轉(zhuǎn) 51 單片機 C 語言 北京：北京航空航天大學(xué)出版社