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光感自动窗帘

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标    签:光感窗帘

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文档简介

关于光感窗帘的设计,涉及51单片机

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 一、课程设计项目名称 光感自动窗帘的设计 二、项目设计目的及技术要求 基本要求: 1. 采用VERIOLOG语言进行编程/进行硬件电路图的设计; 2. 采用ISE或PROTEUS软件进行仿真,验证; 3.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计报告; 4.每个小组为一个团队,每人都要有具体任务。 内容要求: 1)了解与掌握光感传感器、电动机的工作原理; 2)整体设计思路和实现方法、系统框图和关键模块的说明; 3)利用protues软件进行仿真与验证; 4) 实现窗帘的自动开启与关闭。当光线较强时,使系统中的电动机实现正转开启窗帘,当光线较弱时,使系统中的电动机实现反转关闭窗帘。 序号 阶 段 内 容 所需时间(周) 1 方案选择及电路设计 0.5 2 制作、编程、调试 1 3 撰写课程设计报告及答辩 0.5 合计 2 三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路原理图和PCB图 ) 方案论述: 方案一:通过光电传感器采集数据(光强度),反映出光信号变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等特点,且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样。 方案二:光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。光敏电阻又称光导管,为纯电阻元件,其工作原理是基于光电导效应。无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小,当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,电路中电流迅速增大。一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好,此时光敏电阻的灵敏度高。它在光线的作用下其阻值往往小。在黑暗的环境里,它的电阻值很高,当受到光照时,光敏电阻阻值下降。光照愈强,阻值越低,入射光消失后,光敏电阻的阻值逐渐恢复原值。 选择第二种方案作为光检测装置。 方案原理图: 原理图 中央控制器——STC89C52RC  STC89C52RC是由宏晶公司推出的一种小型单片机,其主要特点为采用Flash存贮器技术,降低了制造成本,其软件、硬件与MCS-51完全兼容,且采用高密度非易失存储器制造技术制造,将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,可以很快被中国广大用户接受。其程序的电可擦写特性,使得开发与试验比较容易,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。 STC89C52RC有很宽的工作电源电压,可为2.7~6V,当工作在3V时,电流相当于6V工作时的1/4。STC89C52RC工作于12Hz时,动态电流为5.5mA,空闲态为1mA,掉电状态仅为20nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。   STC89C52RC具有以下几个特点:  ·STC89C52RC与MCS-51系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容;  ·片内有4k字节在线可重复编程快擦写程序存储器;  ·全静态工作,工作范围:0Hz~24MHz;  ·三级程序存储器加密;  ·128×8位内部RAM;  ·32位双向输入输出线;  ·两个十六位定时器/计数器  ·五个中断源,两级中断优先级;  ·一个全双工的异步串行口;  ·间歇和掉电两种工作方式  ·超强抗干扰: 高抗静电(ESD保护) ,轻松过 2KV/4KV快速脉冲干扰;  ·宽电压,不怕电源抖动 ;  ·宽温度范围,-40℃~85℃ ;  ·禁止ALE输出;;  ·超低功耗:     1 、掉电模式:典型功耗<0.1μA ;    2 、空闲模式:典型功耗2mA;    3 、正常工作模式:典型功耗4mA-7mA ;    4 、掉电模式可由外部中断唤醒,适用于电池供电系统,如水表、气表、便携设备等.; STC89C52RC引脚功能  1电源:  1 VCC - 芯片电源,接+5V;   2 VSS - 接地端;   2.时钟:  XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。   3.控制线:  控制线共有4根:   ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程冲           ① ALE功能:用来锁存P0口送出的低8位地址  ② PROG功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,此引脚输 入编程脉冲。   PSEN:外ROM读选通信号。           RST/VPD:复位/备用电源。   1  RST(Reset)功能:复位信号输入端。             ② VPD功能:在Vcc掉电情况下,接备用电源。           EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。                ① EA功能:内外ROM选择端。     ② Vpp功能:片内有EPROM的芯片,在EPROM编程期间,施加编 程电源Vpp。   4.I/O口线:P0、P1、P2、P3共四个八位口。   P0口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。P0口也用以输出外部存储器的低8位地图1址。由于是分时输出,故应在外部加锁存器将此地址数据锁存,地址锁存,信号用ALE。   P1口是专门供用户使用的I/O口,是准双向口。   P2口是从系统扩展时作高8位地址线用。不扩展外部存储器时,P2口也可以作为用户I/O口线使用,P2口也是准双向口。   P3口是双功能口,该口的每一位均可独立地定义为第一I/O功能或第二I/O功能。作为第一功能使用时操作同P1口。P3口的第二功能 硬件电路设计: 系统硬件电路设计图 由于Protues元件库里面没有光敏电路和驱动电机芯片,我们直接用高低电平直接代替。当光敏电阻在无光的环境下,阻值会变得很大,这样RV1=20000000k(假设),R1=200k,这样A点的电压就很大,接近于电源电压,输出为高电平;同理,当光敏电阻在有光的环境下,阻值会变得很小,几乎为0,这样,A点相当于与地短路,输出低电平。 当A点输出的信号进入单片机后,单片机会检测是否为高低电平,若为高电平,则说明无光,再检测窗帘情况,若是开着的,P3.0输出低电平,P3.1输出高电平,驱动电机反转,关上窗帘;若检测为低电平,则说明有光,再检测窗帘情况,若是关着的, P3.0输出高电平,P3.1输出低电平,驱动电机反转,打开窗帘。 程序流程图如下所示: 整体程序流程图 程序: #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit light = P1^0; sbit motora=P3^0; sbit motorb=P3^1; void Delay(uint ms) { uint i; while (ms--) { for (i=0; i<1950; i++); } } void main (void) { motora=1; motorb=1; while(1) { if(light==1&&motorb==1&&motora==1) //无光 且窗帘开着 { motora=0; motorb=1; Delay (100); motora=0; //窗帘关着了 motorb=0; } else if(light==0&&motorb==0&&motora==0) //有光 且窗帘关着 { motora=1; motorb=0; Delay (100); motora=1; //窗帘打开了 motorb=1; } } } 四、项目设计结果分析(分析试验过程中获得的数据、波形、现象或问题的正确性和必然性,分析产生不正确结果的原因和处理方法) 学校给我们安排此次课程设计,以便培养同学的能力,这样会很好的锻炼我们社会交际能力,现在的社会的要求也是越来越需要我们的能力。通过这项活动,使我们的视野更加宽阔对社会的了解更多.在调研过程中我参加了实习,这更加让我深入的了解企业。在实际调研过程中可以通过网络,书本,指导老师还有专业人员得到相关的信息。从各个环节入手,对厂品全方面了解。突出应用性强,注重新技术,新成果的应用。对传感器进行类比,选材,工艺设计突出实用性。立足基础理论,面向应用技术,以必须,够用为尺度。加理论知识和实际应用统一。这些都是在调研中所要考虑到的。让我学到了许多知识,培养了我的调查研究、查阅文献、收集资料和理论分析的能力;分析问题和解决问题的能力。提高自身实践技能,达到理论知识和实际应用的统一,让我受益匪浅。调研的过程也就是探索如何将设计变为现实的过程,通过这次调研,让我深深地感觉到我们在学校所学知识的重要性。设计知识在实际工程设计环节中必不可少,这也让我感觉到自己所学知识的优势及不足,觉得平时的知识积累的还不够,仍然有好多东西等着我去学习!今后要不断地提高自身的综合素质;同时认识到实践也是一个不可缺少环节,只有不断地通过理论与实践相结合,不断发现问题解决问题,才能创作出更好的毕业设计作品。调研使我对课题在理论上有了一个深层次的研究,开阔了自己的设计思路,也是对我在实践环节中遇到问题的补充,感谢学校给我的这次学习与实践的机会。 五、参考文摘   [1]邱丽芳.彭志刚.胡汉辉.单片机原理与应用2005  [2]李学海.标准80C51单片机基础教程—原理篇2006  [3]彭伟 单片机C语言程序设计实训100例.2009  [4]童诗白.华成英.模拟电子技术(第四版)2006  [5]阎石.数字电子技术(第五版)2005  [6]康华光.电子技术基础—模拟部分2005  [7]刘叶冰,董欣,张家维.智能园区系统集成技术.工程设计CAD与智能建筑,1999.   [8]腾飞.智能家居就在眼前.中国计算机用户,2004.  [9]丁元杰.单片微机原理及应用, 2003年7月.   [10]王明顺,吴省.可涓流充电的串行实时时钟芯片DS1302及其应用.电子技术应用,1996.   

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