1、編號: 畢業論文(設計)題 目 自動啟閉光控窗簾 指導教師 金秀慧 學生姓名葛玉兵 學 號200801702032 專 業 自動化 教學單位德州學院機電工程系 二O一二年四月二十三日目錄摘 要11 引言11.1 課題背景11.2 國內外概況11.3 課題的研究工作22 核心芯片結構原理介紹32.1 STC89C52單片機32.2紅外線接收模塊TOSP183852.3 時鐘芯片DS130272.4AD轉換器ADC080982.5液晶顯示器LCD160292.6 ULN2003簡介113 硬件部分系統設計113.1 電源部分硬件電路設計113.2 顯示部分硬件電路設計123.3 時鐘部分硬件電路設

2、計133.4 紅外接收部分硬件電路設計133.5 光控電路測光部分電路設計143.6 電機驅動部分電路設計153.7 電機控制部分的設計154 系統軟件設計174.1 紅外線解碼的設計174.3 LCD1602顯示程序184.3 遙控控制部分19參考文獻20謝 辭22自動啟閉光控窗簾摘 要：本文首先介紹了智能家居的基本知識及其應用前景，進而闡明自動啟閉光控窗簾的意義。隨后介紹了開發單片機控制的自動啟閉光控窗簾系統所用到的集成芯片等硬件的結構原理?；趯φ麄€系統的硬件電路的設計進及分析，分別給出了電源電路、時鐘DS1302電路、紅外線接收電路、電機控制電路、顯示電路，并對相應電路設計進行了相關的

3、闡述。隨后講述了軟件的編寫思路分別寫出了紅外線解碼程序、時鐘芯片DS1302控制程序、LCD液晶顯示程序的編寫思路。關鍵詞：光控；窗簾；單片機；步進電機1 引言1.1 課題背景單片機控制的自動啟閉窗簾控制系統，既能解決每天手拉開和關上窗簾的不便，又顯示出了生活的檔次，同時還可以根據光線的明暗來自動控制窗簾的開關，以調節室內的光線，更進一步地滿足了人們的享受要求。除了廣大市民住宅使用外，該遙控窗簾器還可以廣泛應用于別墅、公寓、賓館、飯店、寫字樓、歌舞廳、影劇院、會議廳、銀行、學校、醫院等各種公共場所，因此該產品具有廣闊的市場前景。自動啟閉光控窗簾系統在我國還剛剛興起，但其發展前景廣闊，推廣和應用

4、自動窗簾系統具有重要的現實意義。1.2 國內外概況在歐美等發達國家，電動窗簾已廣泛應用。在10年前，電動窗簾就已經進入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電控技術的不斷提高及價格的不斷下降，電動窗簾熱才又卷土重來。據了解，全國共有170多種電動窗簾器獲得了國家專利，但就其技術本身而言，還是大同小異，但售價卻有很大差別，貴的要數千元，便宜的只要500塊。盡管自動啟閉光控窗簾系統在國內是一個新興的行業，但是，它也正以不可抵擋之勢迅速崛起。自動啟閉光控窗簾系統走進中國以來，在短短四年的時間里，自動啟閉光控窗簾系統生產商由最初的幾家公司增加到如今的百余家企業。目前，我國自動啟閉光控窗簾系統生產廠商、

5、分銷商、集成商與裝飾公司都形成了相當規模，不少國內知名企業紛紛涉足遙控自動窗簾系統行業，如青島海爾、清華同方、TCL等，并涌現出一些較具影響力的智能家居專業廠商，如上海索博智能電子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居電子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。自動窗簾產品已開始走進中國的家庭。具報道，我國2004年售出商品房1.9億m²,如果每20 m²需要一套窗簾架產品，僅此一項就可以年新增窗簾架產品近千萬套加上。年新增窗簾架產品市場需求將不低于2000萬套。如果單片機控制的遙控自動窗簾，銷售占市場的5%左右，就可實現年產值上億元。1.3 課題的研究分析

6、及其特點現有的電動窗簾機的控制方式有固定式開關控制、遙控、光控、聲控等，其中以前兩種形式居多。就實用程度和經濟角度來說，用固定式開關控制方式較好，這是因為窗簾的開閉不像電視機等家電產品開閉得那樣頻繁，每天開閉的次數不多，因此安裝在固定的地方使用也相當方便，如把開關裝在床頭柜等電器綜合控制系統中，睡在床上就能控制窗簾的開閉。利用觸摸開關，實現全自動斷電，既安全又節能，但最重要的一點就是沒有實現完全的自動化，沒的擺脫對人的依賴作用。而采用遙控控制時，需要候機電源，不可能完全斷電而且增加遙控功能，也增加了成本，售價也相應提高。窗簾機的控制方式大體上有三種：聲控、光控、時控，聲控和遙控屬于半自動類；而

7、光控雖屬全自動式，但因光敏器件的靈敏度，冬夏等不同季節的光照度的不同，以及人們對起閉窗簾在時間上的要求不同，而難以實施和普及8。因此，時控式的全自動窗簾機便成了專業以及業余電子設計人員的熱門課題。根據以上自動窗簾有些不能實現完全的自動化；有些雖然實現了完全的自動化，但結構復雜，性能不夠穩定；有些雖然實現了完全的自動化，且性能還可以，但價格昂貴不適合普通消費者使用。所以我想利用價格相對便宜的紅外線遙控發射芯片、時鐘芯片、單片機作為主要控制器件，來完成該系統的設計。該系統主要有如下幾方面的特點：（1）發射紅外線的發射裝置采用一般彩色電視機的遙控器，這樣既方便又實惠。（2）時間控制開關窗簾。通過對D

8、S1302芯片的設定，讓用戶可以隨自己的生活習慣方便的自動開關窗簾，無需手動。（3）采用紅外遙控方式，不會干擾其它電器的正常工作，也不會影響鄰近的無線設備。超距離遙控，可達89m。（4）能根據光照的強度來自動調整窗簾打開的程度。（5）美觀。以往的遙控電動窗簾都是向一邊拉或向上拉，而本設計用的窗簾為百葉窗。（6）體積小、結構簡單、靈敏度高、抗干擾性強、經濟實用、工作可靠。1.4總體方案設計圖時鐘部分紅外部分光敏部分STC89C52電源部分步進電機圖1 總體方案圖2 核心芯片結構原理介紹2.1STC89C52單片機 STC89C52的特點STC89C52RC具有以下幾個特點：STC89C52RC與

9、MCS-51系列的單片機在指令系統和引腳上完全兼容；片內有4k字節在線可重復編程快擦寫程序存儲器；32位雙向輸入輸出線；兩個十六位定時器/計數器；五個中斷源,兩級中斷優先級；一個全雙工的異步串行口；STC89C52的主要引腳功能1 P0口是三態雙向口，通稱數據總線口，因為只有該口能直接用于對外部存儲器。 讀/寫操作。P0口也用以輸出外部存儲器的低8位地圖1址。由于是分時輸出, 應在外部加鎖存器將此地址數據鎖存，地址鎖存,信號用ALE。 P1口是專門供用戶使用的I/O口,是準雙向口。 P2口是從系統擴展時作高8位地址線用。不擴展外部存儲器時,P2口也可以作為用I/O 口線使用,P2口也是準雙向口

10、。P3口是雙功能口,該口的每一位均可獨立地定義為第一I/O功能或第二I/O功能。作為第一功能使用時操作同P1口。P3口的第二功能如表1所示9。端口引腳各個功能P3.0RXD（串行口輸入端）P3.1TXD（串行口輸出端）P3.2(外部中斷0請求輸入端，低電平有效)P3.3(外部中斷1請求輸入端，低電平有效)P3.4T0（定時器/計數器0計數脈沖輸入端）P3.5T1（定時器/計數器1計數脈沖輸入端）P3.6(外部數據存儲器寫選通信號輸入端,低電平有效)P3.7（外部數據存儲器讀選通信號輸入端，低電平有效）表1 P3口第二功能 STC89C52的時鐘電路和復位電路（1）時鐘產生電路本電路選用的電容為

11、30pF，晶振頻率為12MHz，振蕩周期，機器周期，指令周期。XTAL1和XTAL2：片內振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和微調電容。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產生一定頻率的機械變形，而這種機械振動又會產生交變電場。石英晶振起振后要能在XTAL2線上輸出一個3V左右的正弦波，以便使STC89C52RC片內的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。如圖2。圖2 時鐘電路（2）單片機復位電路圖3為單片機復位電路。單片機在開機時都需要復位，以便中央處理CPU以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態，并從這個狀態開始工作。單片機的復位后是靠外部電路實現的，在時鐘電路工作后，只要在

12、單片機的RST引腳上出現24個時鐘振蕩脈沖（2個機器周期）以上的高電平，單片機便可實現初始化狀態復位。STC89C52RC單片機的RST引腳是復位信號的輸入端。 圖3 復位電路2.2紅外線接收模塊TOSP1838 近年來，隨著信息技術的飛速發展,無線通信技術正在向各個領域滲透,特別是利用紅外線進行通信無論從小型化、輕量化、還是從安全性等方面考慮,其可行性都比較高。紅外數據通訊實際是利用紅外線作為通訊載體,由紅外發射器和紅外接收器來完成信號的無線收發。在發射端,對發送的數字信號經適當的調制后,送入電光變換電路,驅動紅外發光二極管發射紅外光脈沖;在接收端,紅外接收器對收到的紅外信號進行光電變換,并

13、進行解調后,恢復出原信號。在紅外數據通訊中,紅外接收器件的選擇是紅外數據通訊中至關重要的因素。紅外線一體化接收頭TSOP1838系列是Temic公司推出的一體化紅外線接收模塊,集紅外線接收、放大、解調于一體,不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作；而體積只有普通三極管大小一樣，適合各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸,其傳輸距離大于4米。 紅外線接收模塊TSOP1838系列的管腳分布如圖4所示，1、2分別為電源和地,3為信號輸出端,其輸出電平和TTL電平兼容。TSOP1838系列的特性如下：多種接收頻率可供選擇:30KHz、33KHz、36KHz、36.7K H

14、z、38KHz、40KHz、56KHz；大范圍工作電壓:(3-6) V；遙控距離:大于4m。圖4 TSOP1838引腳圖TSOP1838系列紅外線模塊接收器的受光面一側為黑色環氧聚焦濾波透鏡，此透鏡消除了可見光對它的干擾,對于提高可靠性及濾除光噪聲至關重要。模塊內含紅外線 PIN接收管、前置放大器和解調器。當紅外線發射器發出的信號經空間傳送到 TSOP1838系列模塊時,模塊內部 PIN紅外線接收管將紅外光轉換為電信號,該信號經前置放大、解調后由 3腳輸出與 TTL電平兼容的電信號,該信號能直接送入到微控器等要求 TTL電平信號輸入的芯片中6。 紅外線發射碼組成要使用紅外線一體化接受頭接受遙控

15、器發射的紅外線,再通過單片機解碼，那就，必須先了解紅外線發射器所發射的紅外線碼的組成。一般的彩電、VCD遙控器的編碼采用的格式為1913、9012、1621格式；要識別一個遙控器的格式很簡單,只要把遙控器拆開,看它所用的集成塊型號就知道,比如uPD1621、SAA3010,其格式就是1621、3010格式。這種格式以1621為例,當按下遙控器上的某個按鍵時,遙控器將發射出一幀數據,幀數據的編碼格式由三部分組成：引導碼（Lead code）、客戶碼(Custom code)和數據碼（Data code），對于一個遙控器來說,每個按鍵所發射的幀數據的客戶碼總是一樣的,有區別的只是數據碼。其中901

16、2和1913、1621格式的唯一區別就是引導碼的高電平寬度不一樣，9012格式為4.5ms,1913和1621格式為9ms。幀結構中的客戶碼和數據碼各有兩個字節,第一個字節和第二個字節互為按位取反,其中客戶碼的高4 位與低4位又互為按位取反。0碼由0.56ms高電平和0.565ms低電平組合而成、1碼由0.56ms高電平和1.69ms低電平組合而成。碼元的高電平信號采用38kHz矩形波(載波)調制發射，載波占空比(Duty)為1/3，低電平無信號發射。2.3 時鐘芯片DS1302DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘電路，它可以對年、月、日、周日、時、

17、分、秒進行計時,具有閏年補償功能，工作電壓為2.5V5.5V。 DS1302簡介DS1302的引腳排列,其中Vcc1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續運行。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中的較大者供電。X1和X2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復位/片選線，通過把RST輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯,允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供終止單字節或多字節數據的傳送手段。當RST為高電平時，所有的數據傳送被初始化,允許對DS1302進行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平

18、，則會終止此次數據傳送,I/O引腳變為高阻態。上電運行時，在Vcc>2.0V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時，才能將RST置為高電平。I/O為串行數據輸入輸出端(雙向)。SCLK為時鐘輸入端。 下圖5為DS1302的引腳功能圖：圖5 DS1302引腳功能圖2.4 AD轉換器ADC08092.4.1 ADC0809的內部邏輯結構 模數轉換部分主要由ADC0809芯片負責，讀入模擬信號的管腳我們選用的是IN0，輸出數字信號是D0D7，與單片機相連接ADC0809是帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及微處理機兼容的控制邏輯CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單

19、片機直接接口。 由圖6可知，ADC0809由一個8路模擬開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉換器和一個三態輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉換器進行轉換。三態輸出鎖器用于鎖存A/D轉換完的數字量，當OE端為高電平時，才可以從三態輸出鎖存器取走轉換完的數據。    圖6 ADC0809功能引腳圖ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當ALE

20、線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經譯碼后被選中的通道的模擬量進入轉換器進行換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。    ST為轉換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉換；在轉換期間，ST應保持低電平。EOC為轉換結束信號。當EOC為高電平時，表明轉換結束；否則，表明正在進行A/D轉換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉換得到的數據。OE1，輸出轉換得到的數據；OE0，輸出數據線呈高阻狀態。D7D0為數字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線。

21、因ADC0809的內部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， VREF（），VREF（）為參考電壓輸入11。2.5液晶顯示器LCD16021602液晶每行可顯示16個字符，一共可以顯示兩行。1602液晶模塊內部的字符發生存儲器（CGROM)已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。2.5.1 LCD1602的RAM地址映射控制器內部帶有80B的RAM緩沖區，對應關系如圖7所示圖7 1602LCD內部RAM顯示地址當我們向000F、404F地址中的任一處寫顯示數據是，液晶

22、都可以立即顯示出來，當寫到1027、5067地址是，必須通過移屏指令將它們移入可顯示區域方可正常顯示5。2.6 ULN2003簡介ULN2003是高耐壓、大電流達林頓陣列，由7個硅NPN達林頓管組成。該電路的特點如下：ULN2003的每一對達林頓管都串聯一個2.7k的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和COMS電路直接連接。ULN2003是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點，適用于各類要求高速大功率驅動的系統ULN2003經常在以下電路中試用：(1) 顯示驅動；(2) 繼電器驅動；(3) 照明燈驅動；(4) 電磁閥驅動；(5)

23、伺服電動機、步進電機驅動等電路中。ULN2003的每一對達林頓管都串聯一個2.7k的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和COMS電路直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數據。ULN2003工作電壓高，工作電流大，灌電流可達500mA，并且能夠在關態時承受50V的電壓，輸出還可以在高負載電流并行運行。3 硬件部分系統設計3.1 電源部分硬件電路設計 通過一帶有整流電路的12V變壓器外接市電（220V）后，輸入直流12V電壓。左邊兩個是12伏的電源濾波電容，一般大電容旁邊并聯一個小電容的目的是降低高頻內阻，因為大的電解電容一般采用卷繞工藝制造，所以等效電感較大，小電容可以提供

24、一個小內阻的高頻通道，降低電源全頻帶內阻。同時經過3端集成穩壓器LM7805穩壓后輸出+5V電壓VCC,為訊響電路、紅外接收電路、顯示電路提供電源，5V電源經過二極管D9、限流阻R20=5K后，為單片機及DS1302提供VDD電壓。3如圖8示。圖8 電源電路圖3.2 顯示部分硬件電路設計顯示電路設計采用的是液晶LCD1602來顯示實時時間、調開窗簾時間、關窗簾時間等內容。P0口作為數據口連接LCD1602的714口，來傳輸數據及指令，由于P0口帶負載能力差，故需接上拉電阻。P1.0接LCD1602的4腳RS（數據/命令選擇端），P1.1接LCD1602的5腳R/W（讀寫選擇端），P1.2接LC

25、D1602的6腳E（使能信號）。電位器W1用來調節LCD1602的亮度。如圖9示。圖9 顯示電路3.3時鐘部分硬件電路設計DS1302主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。采用普通32768Hz晶振，開窗簾時間，關窗簾時間都保存在DS1302自帶的RAM中，不需要單獨的EEPROM。DS1302在第一次加電后，須進行初始化操作，初始化后就可以按正常方法調整時間及升降窗簾時間6。電路連接圖如圖10所示。圖10 DS1302接線圖3.4 紅外接收部分硬件電路設計 紅外線接收電路使用一個集成紅外接收器，型號是TSOP1838，靜態時輸出端輸出高電平，

26、當接收到紅外信號后，按紅外信號的數據波形輸出負脈沖數據信號。紅外信號輸出到單片機的P3.2 ，該口對應的第二功能是外部中斷0 (INT0)，利用該口的第二功能，一旦紅外線信號到來，P3.2被拉低，單片機中止當前的工作轉移到接收、處理紅外信號。開啟中斷功能的目的，既減輕了單片機的工作負擔，又保證接收到的紅外信號的完整性。圖11 紅外接收硬件電路圖3.5 光控電路測光部分電路設計 光控測光電路部分由光敏電阻DG、電阻R1A和AD轉換器ADC0809組成。 光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱改變的電阻；入射光強，電阻值減小，流入ADC0809的電流模擬量增大，ADC0809

27、的輸出相應的數字量，入射光減弱，電阻值增大，流入ADC0809的電流減小，ADC0809輸出相應的數字量。ADC0809的轉換結束信號EOC連接到P3.0；輸出允許信號OE連接到P3.1；時鐘信號CLK連接到P1.3，由單片機軟件編程實現16分頻，滿足CLK信號低于640kHz的要求；START與ALE均連接到P1.4；D0D7分別接到單片機P2.0P2.7；VREF（+）和VREF（-）分別連接到+5V電源和GND；ADDA、ADDB、ADDC均連接到GND。單片機處理系統接收的信號是由信號采集裝置經A/D轉換后的數字信號，在此設置P2.0P2.7為輸入端口。對信號分析處理后，處理系統需對電

28、機控制裝置發出控制指令，在此設置P3.4-P3.7為輸出端口。當單片機的P2.0P2.7端口接收到輸入信號后，接下來要做的是對信號的分析。在信號采集裝置中，采用了分壓電路型式，將光信號轉換為電壓信號，然后經過A/D轉換變成數字信號，所以處理系統要分析的是數字數據。信號采集裝置和單片機使用了同一電源，電壓為5.0V，也就是說，電壓信號的變化范圍為05.0V。轉換成數字信號后為0255，所以單片機通過這個數字范圍控制步進電機的轉動角度。我們采用的是分級調速，把這個區域分成4個區域，每個區域對應轉動角度分別為0°，30°，60°，90°。圖12 ADC0809

29、和光敏電阻電路圖3.6 電機驅動部分電路設計電機驅動部分主要由達林頓驅動ULN2003芯片實現。 ULN2003所用的是單片機的P3.4P3.7接口，輸出部分選用1316引腳，8引腳接地，9引腳所示為連接步進電機的電源。電機驅動電路連接圖圖13所示。圖13 電機控制部分電路設計3.7 電機控制部分的設計此部分主要是對控制指令的執行。單片機根據讀入的數據通過驅動器對電機進行驅動，調節電機轉動的角度。下面介紹一下步進電機及其控制原理，了解步進電機使我們能更順利的完成自動啟閉光控窗簾的設計。3.7.1 步進電機簡述步進電機是將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件。在非超載的情況下，電動機的轉

30、速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率的脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電動機加一個脈沖信號，電動機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變得非常簡單。步進電機實際上是一種單相或多相同步電動機。單相步進電機由單路電脈沖驅動，輸出功率一般很小，其用途為微小功率驅動。多相步進電機的多相方波脈沖驅動，在經功率放大后分別送入步進電機各相繞組。正常情況下，步進電機轉過的總角度和輸入的脈沖數成正比；連續輸入一定脈沖時，電動機的轉速與輸入脈沖的頻率保持嚴格的對應關系，不受電壓波動和負載變化的影響。由于步進電機能直接接收數字量的輸入，所以特別適合于微處理器控制。3.7

31、.2 步進電機驅動原理步進電機有三線式、五線式、六線式三種，但其控制方式均相同，必須以脈沖電流來驅動。若每旋轉一圈以20個勵磁信號來計算，則每個勵磁信號前進 18°，其旋轉角度與脈沖數成正比，正、反轉可由脈沖順序來控制。步進電機的勵磁方式可分為全步勵磁及半步勵磁，其中全部勵磁又有1相勵磁及2相勵磁之分，而半步勵磁又稱12相勵磁。本次設計采用的是2想勵磁法。2相勵磁法：在每一瞬間會有兩個線圈同時導通。因其轉巨大，振動小，故為目前使用最多的勵磁方式，每送一勵磁信號可走18°。其勵磁順序如表2所示，若勵磁信號反向傳送，則步進電機反轉。STEPABCDSTEPABCD1110030

32、0112011041001表2 正轉勵磁順序電動機的負載轉矩與速度成反比，速度越快負載轉矩越小，但速度快至其極限時，步進電機即不在運轉。所以在每走一步后，程序必須延時一段時間，以對轉速加以限制10。3.7.3 步進電機的選擇步進電機有步距角（涉及相數）、靜轉矩及電流三大要素組成。一旦三大要素確定，步進電機的型號便確定下來了。(1) 步距角的選擇：電動機的步距角取決于負載精度的要求，將負載的最小分辨率（當量）換算到電機軸上，即每個當量電動機應走多少角度（包括減速）。電動機的步距角應等于或小于此角度。 (2) 靜力矩的選擇：靜力矩的選擇依據是電動機工作的負載，而負載可分為慣性負載和摩擦負載兩種。單

33、一的慣性負載和單一的摩擦負載是不存在的。直接啟動時（一般由低速）兩種負載均要考慮，加速啟動時主要考慮慣性負載，恒速運行時只要考慮摩擦負載。一般情況下，靜力矩應為摩擦負載的23倍，靜力矩一旦選定，電動機的機座及長度便能確定下來（幾何尺寸）。(3) 電流的選擇：靜力矩相同的電動機，由于電流參數不同，其運行特性差別很大?？梢罁仡l特性曲線圖，判斷電動機的電流。選擇電動機一般應遵循以上步驟。本次設計選擇的是M35SP-7NP四相五線永磁型步進電機。永磁型步進電機的特點為：(1)大步距角，例如15°、22.5°、30°、45°、90°等。(2)起動頻率較

34、低，通常為幾十到幾百Hz。(3)控制功率小。（4)在斷電情況下有定位轉矩。(5)有強的內阻尼力矩12。4 系統軟件設計4.1 紅外線解碼的設計 該系統采用長虹彩電K11F型遙控器，產生的遙控編碼是連續的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區別不同的電器設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定高8位地址為0BFH，低8位地址為40H；后16位為8位操作碼(功能碼)及其反碼。遙控器在按鍵按下后，周期性地發出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制"0"和"1"的個數不同而不同，大約在4563ms

35、之間。當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個起始碼(9ms),一個結果碼(4.5ms),低8位地址碼(9ms18ms),高8位地址碼(9ms18ms),8位數據碼(9ms18ms)和這8位數據的反碼（9ms18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發射的代碼(連發代碼)將僅由起始碼(9ms)和結束碼(2.5ms)組成。解碼的關鍵是如何識別"0和"1"。從位的定義我們可以發現"0"、"1"均以0.56ms的低電平開始,不同的是高電平的寬度不同,&qu

36、ot;0"為0.56ms,"1"為1.68ms,所以必須根據高電平的寬度區別"0"和"1"。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為"0"，反之則為"1"，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為"0"，讀到的已是下一位的高電平，因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可；根據碼的格式，應該等待9ms的起始碼和4.5ms的結果碼完成

37、后才能讀碼。根據以上分析可得出解碼程序流程如下：有信號產生中斷EA清零延時小于9ms(低電平)等待高電平的到來延時小于4.5ms(高電平)等待下一次高電平的到來延時0.84ms左右讀區P3.2腳電平值再等待下一次高電平的到來延時0.84ms左右讀取P3.2腳電平值,依次取得32位代碼,前16位為識別碼,后18位既為8位數據碼和8位數據反碼10。集體流程框圖見圖14。有信號，中斷接受解碼跳出識別碼正確否？與實際鍵值（10個）比較，轉出執行相應動作中斷返回Y圖14 解碼流程圖4.3 LCD1602顯示程序寫指令：輸入：RS=L，R/W=L，D0D7=指令碼，E=高脈沖 ；輸出：D0D7=數據。寫數

38、據：輸入：RS=H，R/W=L，D0D7=數據，E=高脈沖 ；輸出： 無。LCD1602的一般初始化（復位）過程：延時15mS，寫指令38H（不檢測忙信號）；延時5mS，寫指令38H（不檢測忙信號）；延時5mS，寫指令38H（不檢測忙信號，以后每次寫指令、讀/寫數據操作均需要檢測忙信號）；寫指令38H：顯示模式設置；寫指令08H：顯示關閉；寫指令01H：顯示清屏；寫指令06H：顯示光標移動設置；寫指令0CH：顯示開及光標設置。1602流程圖如下：開始初始化單片機發寫命令液晶是否應答準備寫入數據執行顯示命令清屏并光標復位否是圖15 1602流程圖4.3 遙控控制部分遙控控制部分就是根據遙控器發送

39、的編碼來執行需要的任務,其中包括：開窗簾、關窗簾、停止移動(把窗簾設置成半開狀態)、調節實時時間,(按一下此鍵,再按加、減鍵即可使實時時間增加一或減小一)、調節開窗簾時間、調節關窗簾時間、時間增加、時間減小、開/關自動開關簾、開/關自動關窗簾12。具體實施措施為: 1.接收到的紅外線碼值為10H,轉入執行stop子程序,此時P3.4P3.7四個引腳都將被置為高電平,控制電機ULN2003的四個控制端都處于截止狀態,電機不執行任何動作既窗簾停止不動; 2.接受到的紅外線值為16H,轉入執行OPEN子程序 ,電機正轉,延時一段時間也就是窗簾全部打開的時候,電機停止運動; 3.接收到的紅外線值為44

40、H,轉入執行CLOSE子程序,電機反轉,延時一段時間也就是窗簾全部被關上的時候,電機停止運動。4.接收到的紅外線值為0CH,就使01H取反,開始01H應該為"0",取反后01H變為"1"如果此時再按加一或是減一鍵,系統便會轉入執行STIME子程序,使實時時間加一或是減一后放入DS1302的RAM中,如果再次按到0CH這個鍵,那么01H取反被設置為"0",按加或是減鍵的時候就不能改變實時時間的值了; 5.接受到的紅外線值為46H、47H的時候與第四基本上相同,不同之出就是46H為調節開窗簾的定時時間,47H為調節關窗簾的定時時間;6.接

41、受到的紅外線值為49H時,為開/關自動開窗簾,中斷程序將把03H取反,03H開始應該為"0",取反后變為"1",系統在去讀取DS1302實時時間的時候如果發現03H為"1"就會把讀得的實時時間與開窗簾的定時時間想比較,相等就會執行開窗簾子程序;如果再次按到該鍵,03H將被值"0",在讀取實時時間的時候就不在作比較了,而是直接退出中斷程序;7.接受到的紅外線值為50H時,為開/關自動關窗簾,與開/關自動開窗簾設計一樣。參考文獻：1康華光.電子技術基礎數字部分（第五版）M.北京：高等教育出版社,2006(1):4444

42、562康華光.電子技術基礎模擬部分（第五版）M.北京：高等教育出版社,2006.(1):4484543李宏，王崇武.現代電力電子技術基礎M.北京：機械工業出版社，20008.(12):24364譚浩強.C程序設計（第三版)M.北京：清華大學出版社，2005:961045劉錦波.張承慧.電機與拖動M.北京：清華大學出版社，2006:55676郭天祥.新概念51單片機C語言編程M.北京：電子工業出版社，2009.(1):1031107石珍.家庭裝飾設計與預算圖集M.上海：上?？茖W技術出版社，2008.(2):54608王瑞杰.光控自動窗簾機P.中國專利，95218893.7，1997(12):6159陳桂友，柴元斌.單片機應用技術M.北京：機械工業出版社，2008(9):314310吳次男，劉為民.手控或光控自動窗簾裝置P.1995(5):11212011鄭毛祥.單片機應用基礎M.第一版.北京：人民郵電出版社，2006(1):738112S.G, Tzafestas and N.P. Papanikoloulous. Incremental fuzzy expert PID control. IEEE Trans Ind,Electron,1993, vol, 37,no5:1932-1398Automatic Open-closeLight-contro