多功能窗簾控制系統(tǒng).doc

目 錄一、摘 要2流程圖3流程圖解說3二、電路組成4 光敏檢測模塊5光敏采集模塊的原理圖5 電機驅動模塊 電源及照明燈控制電路 三、89C52單片機最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)原理圖 四、紅外遙控器部分 紅外控制原理圖 五、程序摘要： 一、 摘要本系統(tǒng)以80C51單片機為核心器件。其主要模塊有單片機控制系統(tǒng)，光敏檢測模塊，電機驅動模塊，溫度檢測模塊，電源模塊，及窗串通信。光敏二極管檢測光照強度的變化，將壓信號送入單片機，單片機電機的正反轉實現(xiàn)窗簾的來回移動，并輔以溫度檢測模塊來檢測室溫，構成一個多功能自動窗簾控制系統(tǒng)。其中,光敏控制模塊由光敏二極管構成，電機驅動模塊采用DS2003實現(xiàn)電機的驅動，而溫度檢測模塊采用DS18B20來構成，電源模塊實現(xiàn)給整個系統(tǒng)供+5V的電源。經(jīng)過程序編制，制作電路板和調試，基本達到了我們所期望的系統(tǒng)功能。 關鍵詞：單片機（89C52）光敏二極管、DS2003、DS18B20、穩(wěn)壓7805 流程圖：開始有電?備用電源Y白天？Y內部光強？拉上窗簾N外部光強？Y窗簾打開遙控器開燈窗簾拉上遙控器打開燈結束流程圖解說：首先，判斷是否有電，沒電的情況下由自制的備用電源供電，若果有電，由放置在室外的光敏元件測量系統(tǒng)檢測此時為黑夜還是白天如果是黑夜窗簾自動拉上，并由室內的紅外感應元件檢測是否有人，如果有人則打開燈，如果沒人，則燈熄滅。如果室外光敏元件檢測到是白天，則由室內的光敏監(jiān)測系統(tǒng)檢測光線的強弱光線弱則判斷室外的光線強弱若光線也弱則打開燈，若外部光線強則拉開窗簾。如果室內光線強則拉上窗簾二、電路組成(1）光敏檢測模塊光敏二極管的構成及原理：光敏二極管又稱光電二極管，它與普通半導體二極管在結構上是相似的。下圖是光敏二極管的結構圖。在光敏二極管管殼上有一個能射入光線的玻璃透鏡，入射光通過透鏡正好照射在管芯上。發(fā)光二極管管芯是一個具有光敏特性的PN結，它被封裝在管殼內。發(fā)光二極管管芯的光敏面是通過擴散工藝在N型單晶硅上形成的一層薄膜。光敏二極管的管芯以及管芯上的PN結面積做得較大，而管芯上的電極面積做得較小，PN結的結深比普通半導體二極管做得淺，這些結構上的特點都是為了提高光電轉換的能力。另外，與普通半導體二極管一樣，在硅片上生長了一層SiO2保護層，它把PN結的邊緣保護起來，從而提高了管子的穩(wěn)定性，減少了暗電流。 光敏二極管與普通光敏二極管一樣，它的PN結具有單向導電性，因此，光敏二極管工作時應加上反向電壓，如圖所示。當無光照時，電路中也有很小的反向飽和漏電流，一般為1 * 10-8 - 1X10 -9A(稱為暗電流)，此時相當于光敏二極管截止;當有光照射時，PN結附近受光子的轟擊，半導體內被束縛的價電子吸收光子能量而被擊發(fā)產(chǎn)生電子一空穴對O這些載流子的數(shù)目，對于多數(shù)載流子影響不大，但對P區(qū)和N區(qū)的少數(shù)載流子來說，則會使少數(shù)載流子的濃度大大提高，在反向電壓作用下，反向飽和漏電流大大增加，形成光電流，該光電流隨入射光強度的變化而相應變化。光電流通過負載RL時，在電阻兩端將得到隨人射光變化的電壓信號。光敏二極管就是這樣完成電功能轉換的。光采集模塊的原理及電路圖：當光線的強弱發(fā)生變化時回引起光敏元件的阻值發(fā)生變化從而引起標號6處的電位發(fā)生改變，由于這個電壓信號比較微弱，所以需要將其進行放大，而集成運放具有放大能力強，靜態(tài)工作點穩(wěn)定，輸入電阻阻大，輸出信號小等多種優(yōu)勢，所以此處我們選擇由兩級集成運放級聯(lián)組成的放大電路來放大電壓信號，第一級采用反向比例放大器將信號進行放大，此時輸出的是相位相反的電壓信號于是后一級采用反向的電壓跟隨器對電壓的相位進行修正，同時增強一級的帶負載能力，經(jīng)過可調電阻R9的分壓將電壓信號送入電壓比較器U1和U2，U1和U2的參考電壓分別對應了光照的兩個光照的門限值而電壓比較器會輸出不同的高低電平，此處我們以0為低電平以1為高電平當U2U1輸出00時表明光線很弱，輸出01時表明光線適中，輸出10時表明管線很強，我們將這些數(shù)字量電壓兩送入單片機由單片機進行處理進而控制步進電機及其他設備的運行（2）電機驅動模塊DS2003是著名的SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是16腳MULTIWATT封裝的DS2003，內部包含4通道邏輯驅動電路。其額定工作電流為1A，最大可達1.5A，VSS電壓最小4.5V，最大可達36V；Vs電壓最大值也是36V，但經(jīng)過我們的實驗，Vs電壓應該比VSS電壓高，否則有時會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。下表是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關系。該芯片的核心是H橋電路，H 主要包括4個三極管。通過對角線上的一對三極管的導通情況，電流會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉向。電機順時針轉動： 電機逆時針轉動： 本系統(tǒng)通過光敏檢測模塊將光信號轉化為電平信號輸入單片機，單片機通過程序控制實現(xiàn)兩個I/O端口在特定時間段向DS2003的IN1,IN2輸出高低電平，進而實現(xiàn)對電機的控制。（3）電源及照明燈控制電路原理圖： 圖1 圖2原理解說：圖1是一個自制直流電源，首先將220V交流電壓信號，經(jīng)過變壓器降壓，經(jīng)過整流橋整成直流信號，經(jīng)7805穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓，從而得到穩(wěn)定的直流電壓。圖2 是一個備用電源及應急燈系統(tǒng)，圖中K1是一個繼電器M5110，當有電時3,4引腳與6節(jié)點導通為蓄電池充電。當斷電后，3,4引腳與1節(jié)點導通由蓄電池向外供電，Q1是一個可控硅，P1口接通單片機80C52由單片機控制它的亮滅。三、89C52單片機最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)原理圖：四、紅外遙控器部分紅外遙控部分原理圖：五、程序摘要：（1）預定義部分#includesbit IR=P32;/紅外中斷位sbit Switch=P10; /室內光線檢測sbit L1=P11;sbit L2=P12;/室內光線檢測sbit L3=P13;sbit L4=P14;int flag=0;/標志位/*電機驅動*/sbit B1=P01;sbit B2=P02;sbit B3=P03;sbit B4=P04;sbit B5=P05;sbit B6=P06;void main()EA=1;/開總中斷EX0=1;IT0=1;/外部中斷0是下降沿觸發(fā)