多功能窗帘控制系统.doc

目 录一、摘 要2流程图3流程图解说3二、电路组成4 光敏检测模块5光敏采集模块的原理图5 电机驱动模块 电源及照明灯控制电路 三、89C52单片机最小系统 最小系统原理图 四、红外遥控器部分 红外控制原理图 五、程序摘要： 一、 摘要本系统以80C51单片机为核心器件。其主要模块有单片机控制系统，光敏检测模块，电机驱动模块，温度检测模块，电源模块，及窗串通信。光敏二极管检测光照强度的变化，将压信号送入单片机，单片机电机的正反转实现窗帘的来回移动，并辅以温度检测模块来检测室温，构成一个多功能自动窗帘控制系统。其中,光敏控制模块由光敏二极管构成，电机驱动模块采用DS2003实现电机的驱动，而温度检测模块采用DS18B20来构成，电源模块实现给整个系统供+5V的电源。经过程序编制，制作电路板和调试，基本达到了我们所期望的系统功能。 关键词：单片机（89C52）光敏二极管、DS2003、DS18B20、稳压7805 流程图：开始有电?备用电源Y白天？Y内部光强？拉上窗帘N外部光强？Y窗帘打开遥控器开灯窗帘拉上遥控器打开灯结束流程图解说：首先，判断是否有电，没电的情况下由自制的备用电源供电，若果有电，由放置在室外的光敏元件测量系统检测此时为黑夜还是白天如果是黑夜窗帘自动拉上，并由室内的红外感应元件检测是否有人，如果有人则打开灯，如果没人，则灯熄灭。如果室外光敏元件检测到是白天，则由室内的光敏监测系统检测光线的强弱光线弱则判断室外的光线强弱若光线也弱则打开灯，若外部光线强则拉开窗帘。如果室内光线强则拉上窗帘二、电路组成(1）光敏检测模块光敏二极管的构成及原理：光敏二极管又称光电二极管，它与普通半导体二极管在结构上是相似的。下图是光敏二极管的结构图。在光敏二极管管壳上有一个能射入光线的玻璃透镜，入射光通过透镜正好照射在管芯上。发光二极管管芯是一个具有光敏特性的PN结，它被封装在管壳内。发光二极管管芯的光敏面是通过扩散工艺在N型单晶硅上形成的一层薄膜。光敏二极管的管芯以及管芯上的PN结面积做得较大，而管芯上的电极面积做得较小，PN结的结深比普通半导体二极管做得浅，这些结构上的特点都是为了提高光电转换的能力。另外，与普通半导体二极管一样，在硅片上生长了一层SiO2保护层，它把PN结的边缘保护起来，从而提高了管子的稳定性，减少了暗电流。 光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的PN结具有单向导电性，因此，光敏二极管工作时应加上反向电压，如图所示。当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，一般为1 * 10-8 - 1X10 -9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时，PN结附近受光子的轰击，半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子一空穴对O这些载流子的数目，对于多数载流子影响不大，但对P区和N区的少数载流子来说，则会使少数载流子的浓度大大提高，在反向电压作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光强度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。光敏二极管就是这样完成电功能转换的。光采集模块的原理及电路图：当光线的强弱发生变化时回引起光敏元件的阻值发生变化从而引起标号6处的电位发生改变，由于这个电压信号比较微弱，所以需要将其进行放大，而集成运放具有放大能力强，静态工作点稳定，输入电阻阻大，输出信号小等多种优势，所以此处我们选择由两级集成运放级联组成的放大电路来放大电压信号，第一级采用反向比例放大器将信号进行放大，此时输出的是相位相反的电压信号于是后一级采用反向的电压跟随器对电压的相位进行修正，同时增强一级的带负载能力，经过可调电阻R9的分压将电压信号送入电压比较器U1和U2，U1和U2的参考电压分别对应了光照的两个光照的门限值而电压比较器会输出不同的高低电平，此处我们以0为低电平以1为高电平当U2U1输出00时表明光线很弱，输出01时表明光线适中，输出10时表明管线很强，我们将这些数字量电压两送入单片机由单片机进行处理进而控制步进电机及其他设备的运行（2）电机驱动模块DS2003是著名的SGS公司的产品，比较常见的是16脚MULTIWATT封装的DS2003，内部包含4通道逻辑驱动电路。其额定工作电流为1A，最大可达1.5A，VSS电压最小4.5V，最大可达36V；Vs电压最大值也是36V，但经过我们的实验，Vs电压应该比VSS电压高，否则有时会出现失控现象。下表是其使能、输入引脚和输出引脚的逻辑关系。该芯片的核心是H桥电路，H 主要包括4个三极管。通过对角线上的一对三极管的导通情况，电流会从左至右或从右至左流过电机，从而控制电机的转向。电机顺时针转动： 电机逆时针转动： 本系统通过光敏检测模块将光信号转化为电平信号输入单片机，单片机通过程序控制实现两个I/O端口在特定时间段向DS2003的IN1,IN2输出高低电平，进而实现对电机的控制。（3）电源及照明灯控制电路原理图： 图1 图2原理解说：图1是一个自制直流电源，首先将220V交流电压信号，经过变压器降压，经过整流桥整成直流信号，经7805稳压模块稳压，从而得到稳定的直流电压。图2 是一个备用电源及应急灯系统，图中K1是一个继电器M5110，当有电时3,4引脚与6节点导通为蓄电池充电。当断电后，3,4引脚与1节点导通由蓄电池向外供电，Q1是一个可控硅，P1口接通单片机80C52由单片机控制它的亮灭。三、89C52单片机最小系统最小系统原理图：四、红外遥控器部分红外遥控部分原理图：五、程序摘要：（1）预定义部分#includesbit IR=P32;/红外中断位sbit Switch=P10; /室内光线检测sbit L1=P11;sbit L2=P12;/室内光线检测sbit L3=P13;sbit L4=P14;int flag=0;/标志位/*电机驱动*/sbit B1=P01;sbit B2=P02;sbit B3=P03;sbit B4=P04;sbit B5=P05;sbit B6=P06;void main()EA=1;/开总中断EX0=1;IT0=1;/外部中断0是下降沿触发