遙控窗簾的設計[摘要]隨著電子技術和自動化技術的發展，人們對生活質量的要求越來越高。本設計根據社會發展的需要，采用AT89C51單片機系統來控制窗扇，利用P1和P3口的特殊功能，根據其不同的控制模式，實現半制動控制，自動控制，定時控制的相互轉換，實現窗扇自動開關。關鍵詞：單片機，編碼，定時控制，步進電機Designofremotecontrolcurtain[Abstract]Withthedevelopmentofelectronictechnologyandautomationtechnology,peopleonthequalityoflifeoftheincreasinglyhighdemand.Thisdesignaccordingtotheneedsofsocialdevelopment,usingAT89C51single-chipmicrocomputersystemtocontrolthewindow,usingthespecialfunctionofP1andP3,accordingtoitsdifferentmodeofcontrol,realizethebrakecontrol,automaticcontrol,mutualconversiontimingcontrol,automaticswitchmodel.Keywords:Singlechipmicrocomputer,Coding,Timingcontrol,Steppermotor畢業論文（設計）原創性聲明本人所呈交的畢業論文（設計）是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據我所知，除文中已經注明引用的內容外，本論文（設計）不包含其他個人已經發表或撰寫過的研究成果。對本論文（設計）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名：日期：畢業論文（設計）授權使用說明本論文（設計）作者完全了解**學院有關保留、使用畢業論文（設計）的規定，學校有權保留論文（設計）并向相關部門送交論文（設計）的電子版和紙質版。有權將論文（設計）用于非贏利目的的少量復制并允許論文（設計）進入學校圖書館被查閱。學校可以公布論文（設計）的全部或部分內容。保密的論文（設計）在解密后適用本規定。

作者簽名：指導教師簽名：日期：日期：

注意事項1.設計（論文）的內容包括：1）封面（按教務處制定的標準封面格式制作）2）原創性聲明3）中文摘要（300字左右）、關鍵詞4）外文摘要、關鍵詞5）目次頁（附件不統一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結論7）參考文獻8）致謝9）附錄（對論文支持必要時）2.論文字數要求：理工類設計（論文）正文字數不少于1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數不少于1.2萬字。3.附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準用徒手畫3）畢業論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設計（論文）2）附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復印件）次序裝訂3）其它

目錄第一章緒論........................................................111.1.設計背景和意義以及主要任務.............................111.2設計的要求..............................................11方案設計....................................................122.1控制器智能項目..........................................122.2系統的總體架構計劃......................................12硬件電路的設計..............................................133.1AT89C51單片機的介紹.....................................133.2本設計的相關電路的介紹..................................133.2.1晶振電路............................................133.2.2復位電路............................................133.2.3時鐘電路............................................133.2.4電源電路............................................133.2.53.3.軟件程序設計................................................144.1軟件開發環境選擇........................................144.2主程序..................................................144.3主程序軟件的設計........................................144.4其它功能程序的設計......................................144.4.1鍵盤程序的設計....................................144.4.2定時程序的設計....................................144.4.3步進電機的程序設計................................144.4.4定時程序的設計....................................14系統的調試和運行............................................155.1軟件調試................................................155.2PCB圖..................................................15小結..............................................................16致謝..............................................................17參考文獻...........................................................18第一章緒論1.1．設計背景和意義以及主要設計任務隨著社會經濟的發展和人們生活水平的改變，寬大窗戶的辦公和生活建筑越來越多。這種建筑結構美觀，采光良好。但是，窗戶的高度或者寬度超過4米以后手拉窗簾卻比較困難。而現在的放地產商幾乎卻都沒有為用戶考慮這個問題，使一些高檔住宅反而帶來了生活上的不便，解決這個問題的方法是使用窗簾機。窗簾機是專門為高大的窗戶設計的窗簾控制裝置，根據功能不同可以分為智能、遙控、自動和智能等多種規格。智能窗簾機是通過窗簾機上的控制按鍵操作窗簾開合的一種最簡單的窗簾機，僅僅解決了手動窗簾的問題，可還需要人來近距離操作，智能窗簾使一些超高、超寬窗簾的操作變得比較容易。但是因為這種窗簾技術含量低，基本沒有廠家作大規模工業化生產；遙控窗簾機可以遠距離操作窗簾的開合，使用更為方便，自動窗簾機具有自動控制功能，可以滿足用戶各種情況下的使用要求。隨著新科技和自動化的發展，傳感器的使用數量越來越大，功能越來越強，各種傳感器都已經標準化和模塊化，這為智能家居控制控制系統的設計提供極大的方便。智能家居是利用先進的計算機技術、網絡通訊技術、綜合布線技術、依照人體工程學原理，融合個性需求，將與家居生活有關的各個子系統如安防、燈光控制、窗簾控制、煤氣閥控制、信息家電、場景聯動、地板采暖等有機地結合在一起，通過網絡化綜合智能控制和管理，實現“以人為本”的全新家居生活體驗。在設計系統時，面對各種檢查對象和大量控制單元，需要利用各種標準和MCU進行連接，在通過MCU進行數據處理，實現實時監控。而此時采用單片機來實現智能家居控制系統不僅具有采集控制方便，簡單，靈活等優點，而且大幅度提高采各模塊和芯片的協調性，從而大大提高系統的利用性。此系統設計正是利用AT89C51單片機的優點，順利的完成了本設計的要求。并且實現了定時和自動控制功能，為控制家居設備提供了良好的基礎。隨著自動窗簾熱潮在世界范圍內的日漸興起，隨著中國電子技術的飛速發展、人們生活水平的不斷提高以及智能電子技術在生活中的廣泛應用，自動窗簾已經成為未來家居裝飾潮流發展的最新方向，在不久的將來，沒有自動窗簾系統的住宅肯定不合潮流。從目前的發展趨勢來看，在未來的20年時間里，自動窗簾行業將成為中國的主流行業之一，其市場的發展前景是非常廣闊的。本設計的主要任務主要是通過單片機實現窗扇的多項智能控制，完成單片機應用系統其開發過的系統的總體設計，軟件設計和系統調試。1.2設計的要求（1）進一步熟悉和掌握單片機的內部結構和工作原理，了解單片機應用系統設計的基本方法和步驟（2）掌握單片機仿真軟件Proteus，protel，keil的使用方法；（3）掌握鍵盤和顯示器在的單片機控制系統中的應用。（4）掌握撰寫課程設計報告的方法。第二章方案設計智能窗簾控制器總體方案設計是確定能夠滿足設計要求的總體方案的環節。本章從系統功能需求出發，規劃并確定了系統的總體結構，并在此基礎上考慮了系統的可擴展性及可實現性。2.1控制器智能項目隨著人民生活水平的不斷提高，人們對家庭生活舒適性的需求越來越強烈，窗簾作為每個家庭生活中最必須的家居用品之一，自然也需要滿足人民更舒適性的需求。窗簾最基本的作用無非是保護業主的個人隱私以及遮陽擋塵等功能，但傳統的窗簾您必須手動去開關，每天早開晚關也是挺麻煩的，特別是別墅或復式房的大窗簾，比較長，而且重，用時需要很大的力才能開關窗簾，特別不方便；于是智能窗簾應運而生。現有的智能窗簾都可以自動開關閉窗簾，到了時間自動控制窗簾的開關，可以根據光的但是他們也有些缺點。窗簾控制器的自動開關如何讓窗簾能夠開關自如，停機的時間是否到位。智能窗簾主要有以下幾大功能：（1）手動控制：該功能使智能窗簾具有手動正傳、手動反轉和手動停止的功能。而且增加了工作狀態指示，電機工作在正傳、反轉和停止狀態的時候，數碼管均有不同工作狀態指示。（2）半自動手動控制：半自動手動控制是在需要關閉或打開窗簾的時候，只需要人工按一下“正轉”或“反轉”按鍵后，窗簾到位自動停止。（4）

時間自動控制：根據設置輸入的開啟或關閉時間，來控制窗簾的關閉和打開。窗簾的正轉、反轉和停止功能可由單片機輸出信號來控制步進電機的運轉以實現。時間自動控制可以由定時器來控制。2.2系統總體架構計劃整個智能窗戶控制系統包括微處理器、電機驅動電路等模塊組成。整個系統框圖如圖2-1所示。STC89C51STC89C51復位電路電機驅動電路按鍵LCD顯示電路時鐘顯示電路電源電路圖2-1系統框圖智能窗簾控制器的總體結構框圖如圖2-2所示。電源電路電源電路時鐘電路復位電路單片機顯示部件鍵盤步進電機圖2-2智能窗簾控制器結構框圖首先給電路加上電源，在通過時鐘電路來定好時間，到了設定的時間自動的復位來開閉窗扇。在通過信號的傳輸到單片機控制器，來實現電機的運行與停止。顯示部件用來顯示智能窗簾控制器的各種狀態信息。鍵盤是主要的輸入設備，控制單片機的各種參量。第三章系統硬件設計整個系統的硬件接線圖如圖3-1所示。圖3-1系統總硬件接線圖總體硬件電路圖包括單片機外圍電路，鍵盤/顯示接口電路，步進電機控制電路等模塊。單片機外圍電路提供各模塊所需的5V電源和時鐘模塊；單片機的P2口控制步進電機的運行從而控制窗簾的升降。顯示和鍵盤讓人機交換變得更容易。以上各模塊組成了智能窗簾控制器的總體電路。3.1AT89C51單片機的介紹AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。圖3-2AT89S51單片機引腳圖

AT89C51提供以下標準功能：4k字節Flash閃速存儲器，128字節內部RAM，32個I/O口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（計時器0外部輸入）P3.5T1（計時器1外部輸入）P3.6/WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數據存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.2本設計的相關電路的介紹3.2.1晶振電路電路中的晶振即石英晶體震蕩器。由于石英晶體震蕩器具有非常好的頻率穩定性和抗外界干擾的能力，所以，石英晶體震蕩器是用來產生基準頻率的。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。同時，它還可以產生振蕩電流，向單片機發出時鐘信號。圖3-3是單片機的晶振電路。電路中的電容C1和C2的典型值通常選擇為30PF左右，該電容的大小會影響振蕩電路頻率的高低、振蕩器的穩定性和起振的快速性。晶體振蕩頻率的范圍通常在1.2~12MHz。晶體的頻率越高，系統的時鐘頻率越快，單片機的運行速度越快。但反過來，運行速度對于存儲器的速度要求就越高，對印刷電路板的工藝要求也就越高，即要求線間的寄生電容要小。晶體和電容應該盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩定、可靠地工作。AT89C51常選擇振蕩頻率12MHz的石英晶體。圖3-3單片機晶振電路圖3.2.2復位是單片機的初始化操作，只需要給AT89C51的復位引腳RST加上大于2個機器周期（即24個時鐘振蕩周期）的高電平就可以使AT89C51復位。復位時，單片機初始化為0000H，從0000H單元開始執行程序。除了進入系統的正常初始化之外，當程序運行錯誤（如程序跑飛）或操作錯誤使系統處于鎖死狀態時，也需要復位鍵使RST腳為高電平，使AT89C51擺脫“跑飛”或“死鎖”狀態而重新啟動。圖3-4是復位電路圖。圖3-4復位電路圖3.2.本設計需要窗簾在給定的時間自動開和關，所以需要用到定時器，而為了保證單片機與外界時鐘一致，要用到一個實時時鐘電路。這里使用DS12887實時時鐘芯片來完成這項功能。DS12887是DALLAS公司生產的實時日歷時鐘芯片，其主要功能包括非易失性時日歷時鐘、報警器、百年歷、可編程中斷、方波發生器和114字節的非易失靜態RAM。使用DS12887時應注意以下幾點：Vcc正常情況下為5V，當Vcc降至4.25V時，所有的輸入被忽略，輸出為高阻狀態，Vcc降至3V時，外部電源被關斷，內部鋰電池為實時時鐘和RAM供電，在斷電情況下，時鐘繼續運行，其中的數據可保存十年以上不會丟失。DS12887有兩種工作時序，即MOTOROLA和INTEL時序，由MOT引腳的電平指定，當MOT引腳為高電平時選擇MOTOROLA時序，當MOT引腳為低電平時選擇INTEL時序，圖中選為INTEL時序，這時芯片的DS引腳接系統的讀信號/RD，R/W引腳接系統的寫信號/WR。AS引腳用于分離數據地址總線AD7-AD0上的地址和數據信息，連接到MCU的ALE引腳。RESET引腳的信號對日歷時鐘和RAM沒有影響，但它影響DS12887的命令和狀態寄存器的內容，在圖中直接將RESET連至Vcc，這樣可以保證DS12887在進入或退出電源失效狀態時，其工作狀態不受RESET引腳的影響。DS12887有一個可編程輸出方波引腳SQW，從該引腳可以輸出頻率為2Hz-256Hz的方波，在系統中正是利用此引腳輸出周期為125MS的方波，作為MCU外部中斷/INT0的中斷源實現周期性中斷，每當中斷發生時，MCU讀一二次輸入口，檢查電表是否轉過一圈，在整點時還要采一次三相電流和電壓。除此之外，DS12887內部還有128字節的RAM的單元，其中前10個字節用于存放日歷時鐘信息，字節0為秒，字節2為分，字節4為時，字節6為星期，字節7為日，字節8為月，字節9為年，字節0AH-0DH用作控制和狀態寄存器，剩下的114字節為用戶RAM，所有的這128字節都是掉電非易失性的。圖3-5時鐘電路圖DS12887時鐘芯片和AT89C5l單片微機的接口電路如圖3-5所示。模式選擇腳MOT接地，DS12887時鐘芯片的AS端口和AT89C51單片機的AIE端直接相聯；而DS、R／W讀寫控制線與單片機的RD/WR控制線制線相連；DS12887的高位地址由AT89C51單片機的P2．7端口來片選，則DS12887的高8位地址定為7FH，而其低8位則由芯片內部各單元的地址來決定(00H-3FH)；DS12887的中斷輸出端IQR和AT89C51的外部中斷INT0端相聯，給單片機提供中斷信號；DS12887的SQW端與89C5I的TO端相連。3.2.4單片機工作需要使用5V電壓，因此需要給單片機設計電源電路。圖3-6是單片機的電源電路。它采用LM7805三端集成穩壓器，可輸出+5V的直流電壓供電。圖3-6電源電路圖3.2.5步進電機步進電機為一種數字伺服執行元件，具有結構簡單、運行可靠、控制方便、控制性能好等優點，廣泛應用在數控機床、機器人、自動化儀表等領域。為了實現步進電機的簡易運動控制，一般以單片機作為控制系統的微處理器，通過步進電機專用驅動芯片實現步進電機的速度和位置定位控制。單片機在本次試驗中對步進電機的控制從而達到對轉角和位移的控制的方法。本次設計采用兩個型號為130HZ308-450的三相反應式步進電機對旋轉角度和位移進行控制，該步進電機力矩大、耐負載沖擊、精度高。其步距角為1.2°，即=1.2°，即本次設計的測控系統對回轉臺轉角的控制精度可以達到1.2°。步進電機的驅動電路是根據控制信號工作的。而本次測控系統是以單片機位控制中心的，下面將介紹步進電機控制系統。步進電機控制系統主要由脈沖分配器，功率驅動電路，步進電機幾部分構成的。步進電機控制系統的方框圖如圖3-8所示：脈沖控制器脈沖控制器功率驅動電路步進電機負載脈沖信號圖3-8步進電機控制系統方框圖圖3-9步進電機控制系統電路圖如圖3-9所示，是步進電機控制系統的電路圖。單片機輸出步進脈沖后，再由脈沖分配電路按事先確定的順序控制各相的通斷。本設計由軟件完成脈沖分配工作，不僅使線路簡化，成本下降，而且可根據應用系統的需要，靈活地改變步進電機的控制方案。軟件控制脈沖將在軟件設計部分說明。步進電機功率驅動電路工作在較大脈沖電流狀態，采用光電耦合器將單片機與步機電機隔離可以避免單片機與步進電機功率回路的共地干擾，防止強功率的干擾信號反串進主控系統。此外，萬一驅動電路發生故障，也不致讓功放中較高的電壓串入單片機而使其損壞。步進電機的驅動電路有很多種，但最為常見的就是用單電壓驅動，雙電壓驅動，斬波驅動，細分驅動等。但電壓驅動是步進電機控制中最為簡單的一種驅動電路，它在本質上是一個單間的反相器。它最大的特點是結構簡單，工作效率低。而且它的外接電阻要消耗相當一部分能量，這樣會影響電路的穩定性。雙電壓驅動電路是采用兩種電源電壓，缺點在于在高低電壓連接處電流出現谷點，這樣必然引起力矩在谷點處下降，不易于電機的正常運行。對于斬波驅動則可以克服這種缺點，并且還可以提高步進電機的效率。從提高效率的角度來看這是一個很好的驅動電路，它可以用較高的電源電壓，同時無需外接電阻來限定額定電流和減少時間常數。但由于其波形頂部呈現鋸齒形波動，所以產生較大的電磁噪聲。細分驅動是用脈沖電壓來供電的，對于一個電壓脈沖，轉子就可以轉動一步。本設計采用的是恒頻脈寬調制細分驅動電路，電路圖如3-10所示。圖3-10恒頻脈寬調制細分驅動電路3.2.6鍵盤和顯示接口電路鍵盤在單片機應用系統中能實現向單片機輸入數據，傳送命令等功能，是人工干預單片機的主要手段。本設計中的鍵盤采用4×4矩陣鍵盤。16個鍵分別為：0-9十個數字鍵，用于時間設定輸入；設定鍵，設定自動窗簾開和關的時間；復位鍵，在程序出錯或者有誤操作的時候；正轉鍵，使步進電機正轉，窗簾打開；反轉鍵，使步進電機反轉，窗簾關閉；停止鍵，步進電機停止運轉；確定鍵，時間設定完成后確定輸入。由于按鍵比較多，加上減少所戰占用的端口，可以將按鍵組成一個矩陣，如圖3-11所示。圖3-11鍵盤接口電路獲取鍵盤信息的方法有2種，我們經常用到的是掃描法。在掃描法中，所有的行線固定為輸出端口，并依次輸出低電平；所有列線固定為輸入端口，用來檢測按鍵狀態。當全部按鍵均松開時，從列線上檢測不到行線輸出的低電平。當某個按鍵按下時，只有在對應的行線輸出低電平時才能在對應的列線端口檢測到低電平。按鍵的觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩定的，如果不妥善處理，將會引起按鍵命令的錯誤執行或重復執行。一般消除抖動采用軟件方法來解決，將在軟件部分介紹這點。顯示部分則主要顯示時間，用于設置時間。采用LED數碼管進行顯示是一種經濟實用的方法。每位數碼管由7個筆畫加上小數點共8個發光二極管組成；有共陰極和共陽極兩種類型，公共端用來進行位控制，筆畫端用來進行字符控制；數碼管顯示有靜態顯示和動態顯示兩種方法。在數碼管顯示中，有2個技術問題需要解決，這就是整數高位和閃爍顯示問題。雖然某些新型LED驅動芯片本身具有閃爍控制和熄滅控制功能，但通過合理的軟件設計，采用廉價芯片組成的驅動電路同樣可以實現整數高位滅零和閃爍顯示功能，達到降低系統硬件成本的目的。本設計采用的就是4位LED數碼管的串行驅動電路來達到顯示時間和消除閃爍顯示的目的。驅動器采用74LS164，由AT89C51的P3.0和P3.1來控制LED數碼管的顯示。顯示電路圖如3-12所示。圖3-12顯示電路第四章系統軟件設計系統軟件設計主要包括顯示子程序，鍵盤子程序，時鐘程序，步進電機控制程序設計及部分構成。本章節系統的介紹了智能窗簾的主程序和各主要功能子程序的設計流程。本論文所設計的程序主要完成以下功能：⑴按鍵+遙控控制窗簾開關（分為連續開關和步進開關）⑵定時開關窗簾設置⑶人機交互信息+時間顯示是窗簾到位或按鍵按下是窗簾到位或按鍵按下步進關窗步進開窗連續關窗連續開窗窗簾未完全開啟未完全開啟未完全關閉窗簾位置檢測窗簾控制按下開始按鍵檢測功能鍵按下否功能設置（定時時間設置、定時延時后窗簾狀態設置）確認鍵按下是定時時間不為零啟動定時器時間到未完全關閉未完全關閉是是圖4-1遙控窗簾總流程圖4.1軟件開發環境選擇本論文所選擇的軟件開發環境為KEILuVISION4。Keil公司是一家業界領先的微控制器（MCU）軟件開發工具的獨立供應商。Keil公司由兩家私人公司聯合運營，分別是德國慕尼黑的KeilElektronikGmbH和美國德克薩斯的KeilSoftwareInc。Keil公司制造和銷售種類廣泛的開發工具，包括ANSIC編譯器、宏匯編程序、調試器、連接器、庫管理器、固件和實時操作系統核心(real-timekernel)。有超過10萬名微控制器開發人員在使用這種得到業界認可的解決方案。其KeilC51編譯器自1988年引入市場以來成為事實上的行業標準，并支持超過500種8051變種。Keil公司在2007年被ARM公司收購。其兩家公司分別更名為ARMGermanyGmbH和ARMInc和。Keil公司首席執行官ReinhardKeil表示：“作為ARMConnectedCommunity中的一員，Keil和ARM保持著長期的良好關系。通過這次收購，我們將能更好地向高速發展的32位微控制器市場提供完整的解決方案，同時繼續在uVision環境下支持我們的8051和C16x編譯器。”2009年2月發布KeilμVision4，KeilμVision4引入靈活的窗口管理系統，使開發人員能夠使用多臺監視器，并提供了視覺上的表面對窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個窗口，提供一個整潔，高效的環境來開發應用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發布最新集成開發環境RealViewMDK開發工具中集成了最新版本的KeiluVision4，其編譯器、調試工具實現與ARM器件的最完美匹配。圖4-2KeilμVision4啟動畫面圖4-3編程界面4.2主程序4.3主程序軟件設計主程序構成無限循環，主要完成單片機初始化，關中斷，菜單顯示內容初始化，按鍵掃描，電機運行，計時等功能。主程序的流程圖如圖4-4所示。圖4-4主程序流程圖啟動主程序，先關中斷并且設置堆棧，接著初始化寄存器，初始化顯示內容；然后執行按鍵查詢，執行相應的操作。如果是設定鍵，則設定時間，開始計時；到時間后步進電機開始相應的工作，工作完成后停機。如果是電機控制鍵，則也執行相應的工作。如果都不是，則是復位鍵，采取復位操作。4.4主要功能子程序設計4.4.1步進電機程序設計步進電機程序設計的主要任務是：1).判斷旋轉方向；2).按順序傳送控制脈沖；3).判斷所要求的控制步數是否傳送完畢。圖4-5步進電機工作流程圖4.4.顯示程序開始后，起始地址60H發送到R0，01H發送至顯示位代碼R2，再將位代碼發送到單片機A口，，單片機取顯示數據查表轉換成顯示代碼發送至單片機B口，延時2ms，指針R0加1，然后判斷6顯示是否完成。如果完成則返回，沒完成則位代碼R2左移一位，繼續顯示查表，一直到6位顯示完成后返回。顯示子程序流程圖如圖4-6所示圖4-6顯示部分流程圖4.4.3按鍵的觸點在閉合和斷開時均會產生抖動，這時觸點的邏輯電平是不穩定的，如不妥善處理，將會引起按鍵命令的錯誤執行或者重復執行。現在用軟件延時的方法來避開抖動階段。在判斷是否有鍵閉合后都延時5ms，按下鍵后再延時12ms就可以避免鍵盤的抖動。然后鍵碼分析，執行相應的模塊，顯示后返回。鍵盤子程序如圖4-7所示。圖4-7鍵盤程序流程圖4.4.4定時的主要功能是在設定時間單片機能夠得到中斷信號，從而控制窗簾的開關。時鐘發出50ms的信號給單片機，計數器計數，當計數到20，則過了1秒，秒單元數值加1，當秒單元到達60，分單元數值加1，秒單元清零。當時單元到達24，時單元清零。標志1天時間計滿，把他們的值放到存儲單元的指定單元。圖4-8是定時功能流程圖。圖4-8定時功能流程圖第五章系統的調試和運行5.1軟件調試當硬件制作完成后，軟件制作也是不可輕視的部分，是實現電路的功能的關鍵部分，通過本次畢業設計，總結經驗如下：（1）先進行人工檢查。寫好程序后，不要立刻燒入單片機，先對紙面上的程序進行人工檢查。由于采用C語言編程，所以要特別小心地檢查語法錯誤，如括號不配對，漏寫分號等，通過仔細的檢查，發現并排除這些錯誤。（2）人工檢查無誤后，上機調試。在編譯時給出的語法錯誤的信息，根據提示的信息具體找出程序中錯誤之處并改之，從上至下逐一改正。應當注意的是：有的提示出錯行并不是真正出錯的行，如果在提示出錯的行上找不到錯誤的話，則應該到上行再找。（3）當確認程序無語法錯誤和邏輯錯誤時，通過直接下載到單片機來調試。采用的是自下到上的調試方法，即單獨調好每一個模塊，然后再連接成一個完整的系統調試。（4）程序燒入單片機后，觀察各個部件的工作是否正常，功能是否實現。如不能正常工作，則繼續檢查程序中的相應模塊，必要時從上到下重新檢查程序。

5.2PCB圖小結本次設計系統地介紹了自動窗簾控制系統的硬件電路設計以及軟件設計。經過幾個月的資料查找和設計，我已完成了畢業設計的任務。本文設計了電動窗簾控制器的智能項目，系統的介紹了電動窗簾控制器的硬件電路設計到軟件設計的以系列步驟。本設計采用步進電機作為執行元件，以AT89C51單片機作為控制芯片，輔助鍵盤和顯示，實現了電動窗簾控制器的多項智能項目。本次畢業設計的整個研究與設計過程包括選題、設計以及完善等。首先，在選題方面查閱了很多與題目有關的資料和課題并且制定設計方案，進行設計的總體規劃，然后將這些方案落實到設計環節中。其次，在制定的方案基礎上運用所學的知識對硬件以及軟件進行設計，并用相關軟件進行仿真設計。最后，對設計內容進一步修繕，以求達到最佳設計結果。縱觀整個設計系統，單片機使用了熟悉的AT89C51單片機，從而使整個控制芯片設計起來也是得心應手。所用芯片簡單實用，減少了開發和硬件開銷。本設計的步進電機可以很好的執行單片機的命令。步進電機為一種數字伺服執行元件，具有結構簡單、運行可靠、控制方便、控制性能好等優點。使得窗簾的開關更加的準確，穩定。設計的時鐘電路配合單片機的定時功能很好的解決了自動控制這項功能。同時，由于設計的時間和能力有限，有許多功能和技術沒有充分研究，如加上光感器和溫控器可以使窗扇更加智能化。其次，顯示功能中還沒有顯示電動窗簾控制器的工作方式。控制器很固定，沒有完成實物，從而導致沒有藍牙和紅外控制功能。而且沒有完成實物的設計，這不得不說是一個遺憾。但是，一個完整的畢業設計過程，讓我掌握了單片機系統和電子操作軟件等方面的知識，尤其在動手能力方面有很大的提升，也給今后更成功、完善的設計打下堅實的基礎。此次設計過程中，在完成設計任務之外也讓我系統性地認識和全面地掌握了單片機相關技術，從本次畢業設計中我更加深刻地認識到理念來源于實際的含義。在和同學以及老師的就相關問題的互相討論交流中，我認識到自己的很多不足，但在這些不足中我又學到了很多知識，使我的綜合應用能力有了很大提高。致謝畢業設計即將完成，在這里我要衷心感謝所有在設計過程中給我提供幫助的老師和同學，沒有他們的幫助，我的畢業設計不可能這么順利的完成。首先要感謝的是指導老師錢松老師。在學校畢業設計的時間里，錢老師給我提供了很大的幫助。在完成畢業設計的過程中，錢老師給我指出了很多錯誤，提出了很多寶貴意見，還給我提供了畢業設計中所用到設備的支持。錢老師每次在查看我的進度的同時都是認真查看我的設計，對于設計中存在的問題也是耐心的回答和討論。畢業設計的初稿錢老師也是仔細審閱，細節部分的問題也被他看出。在此對于錢老師一絲不茍，兢兢業業的精神表示衷心的敬佩。同時，我要向在這次畢業設計中給我提供幫助和提出意見的同組同學表謝。在他們的幫助和建議下，我的畢業設計才得以更加順利的完成。參考文獻[1]劉葉冰,董欣,張家維.智能園區系統集成技術.工程設計CAD與智能建筑，1999[2]騰飛.智能家居就在眼前.中國計算機用戶，2004.[3]俞國亮.MCS51單片機原理及應用.[M].北京:清華大學出版社，2008.[4]劉煥平，童一帆.單片機原理與接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007[5]崔惠柳.串行實時時鐘芯片DS1302及其應用[M].廣西：廣西工業學院,1998[6]汪德彪.MCS-51單片機原理及接口技術[M].北京：電子工業出版社，2003[7]蘇平.單片機原理與接口技術[M].北京：電子工業出版社，2003[8]余雷聲.電氣控制與PLC應用[M].北京：機械工業出版社，2005[9]丁元杰單片微機原理及應用北京：機械工業出版社，2003.7[10]王建校楊建國51系列單片機及C51程序設計北京：科學出版社2002.4[11]李朝青無線發送/接收IC芯片及其數據通訊技術選遍北京：北京航空航天大學出版社2003.5[12]

孫育才.MCS-51系列單片微型計算機及其應用.東南大學出版社，1991[13]沈紅衛單片機應用系統設計實例與分析單片機應用系統設計實例與分析2003[14]余永全單片機與家用電器智能化技術北京：電子工業出版社1995[15]余永權汪明慧黃英編單片機在控制系統中的應用北京：電子工業出版社2003[16]靳達單片機應用系統開發實例導航北京：人民郵電出版社2003基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀