辽工大电子设计
2.2.1 自动控制窗帘基本功能
自动窗帘控制系统具有以下几个模块:
(1)感光控制模块:本模块首先通过光敏电阻在外界光线强度的变化下阻值的改变,使得输出电压发生变化。变化的电压信号传送到PFC8591八位的AD/DA转换芯片,将模拟量转化为数字量,进而输入到单片机处理器。经处理器的运算与处理,控制电机的正反转,达到窗帘开闭的目的。
(2)温度监测模块:模块通过温度传感器DS18B20采集室内的温度值,经过单总线的传输方式将采集到的温度信号传送给单片机,并由LCD显示器显示当前的温度。其中,温度的阈值可由用户通过红外线来遥控设定。当室内温度超过或低于设定值时,伴随着着电机的正反转。
(3)红外遥控模块:本模块利用HT6221芯片组成的遥控器发射红外信号,接收头接收后先解码,并用液晶显示每个按键对应的用户码值。利用遥控器上的按键,软件中设置可供用户随时控制电机正反转的程序,实现可在任意时刻控制窗帘的打开和关闭。此处,红外遥控另外一个功能是在进入温度设定模式下设置初始的温度值,并可借用红外遥控外扩一些较为实用的家庭简单控制电路,为人们的日常生活带来方便。
2.2.2 总体结构设计
系统设计的总体框图如下:
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开始N初始化fzflag2=1NSETT==1Y设定温度YNum++电机反转启动ADADC<100Num==1000YYzzflag1=1清除标志位ADC>100&&zzflag1==1Yzzflag2=1测温度显示温度ADC>100Yfzflag1=1所测温度等于设定温度YADC>100YADC<100&&fzflag1==1电机反转Yfzflag2=1zzflag2=1YNum++电机正传Num=1000Y注:zzflag1 zzflag2 正传标志位fzflag1 fzflag2) 反转标志位 清除标志位
图2-2 总体框图
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第3章 硬件分析与设计
3.1 单片机及相关电路设计 3.1.1 89C51单片机概述
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 主要参数:
(1)片内震荡器和时钟电路 (2)4K字节可编程闪烁存储器; (3)128*8位内部RAM (4)32可编程I/O线 (5)两个16位定时器/计数器 (6)5个中断源
(7)全静态工作:0HZ-24MHZ (8)低功耗闲置和掉电模式
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3.1.2 晶振电路
图3-1 单片机内部晶振电路连接图
单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作。MCS-51系列单片机内部都有一个时钟振荡电路,只需外接晶振源,就能产生一定频率的时钟信号送到单片机的内部的各个单元,决定单片机的工作速度。图4-3就是内部时钟工作方式的电路图,这是一种常用的方式。这种方式是外界振荡源,本设计就采用这种外接晶振的方法。电路中的两个电容的作用有两个:一是帮助振荡器起振(C1 C2的值大,起振的速度慢;反之,速度快。);二是对振荡器的频率起到微调的作用(C1 C2的值大,频率略有减少,反之,频率略有提高)。C1 C2的值采用30pF。
3.1.3 复位电路
图3-2 复位电路
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在系统运行的过程中,有时可能对系统需要进行复位,为了避免对硬件系统经常加电和断电造成的损害,设计了手动的复位电路。如图4-2所示。这种电路的设计,在系统的运行过程中需要复位时,只需使开关闭合,在RST端就会出现一定时间的高电平信号,从而使单片机实现复位。
3.1.4 显示电路
按照电路图链接电路即可,需要说明的是在这个电路图中,LCD的第三脚VEE没有接,这个脚是控制屏幕对比度的。可以将电位器的两端分别接VCC和GND,中间端接LCD的第三脚。
图3-3 1602液晶电路
3.2 光敏传感器电路
光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多,主要有:光电管、光电