1、 PAGE18 / NUMPAGES19 理工大學微機原理與單片機接口技術課程設計報告題目:基于單片機的遙控窗簾設計 姓 名： 學 號：專業(yè)班級： 指導老師： 所在學院： 電氣工程與自動化學院 2013年4月5日摘要 本實驗裝置是以單片機STC89C52為控制核心的遙控窗簾，通過鍵盤控制和無線遠程遙控實現(xiàn)遙控窗簾不同的工作模式以與對窗簾的位置，通過霍爾傳感器反饋信號控制。遙控窗簾的不同模式通過三種不同顏色的發(fā)光二極管進行顯示。每次進行模式切換時能實現(xiàn)窗簾的拉開與拉住，窗簾的開合是用一個由L298N驅動芯片驅動的5V的直流電機的正反轉帶動實現(xiàn)的。此電子設計，總體來說，從功能上來說較為簡單，從成本

2、上來說造價低，經(jīng)濟實用，利于推廣，能夠滿足智能家居要求。關鍵字：STC89C52 單片機 霍爾傳感器 L298N 直流電機 無線控制模塊目錄 TOC o 1-5 h z uHYPERLINK l _Toc353448637第一章概述 PAGEREF _Toc353448637 h 3HYPERLINK l _Toc3534486381.1 引言 PAGEREF _Toc353448638 h 3HYPERLINK l _Toc3534486391.2基本要求 PAGEREF _Toc353448639 h 3HYPERLINK l _Toc353448640第二章基本硬件系統(tǒng)的設計與功能實現(xiàn)

3、PAGEREF _Toc353448640 h 4HYPERLINK l _Toc3534486412.1 STC89C52單片機簡介 PAGEREF _Toc353448641 h 4HYPERLINK l _Toc3534486422.2 L298電機驅動芯片 PAGEREF _Toc353448642 h 4HYPERLINK l _Toc3534486432.3無線電遙控接收模塊 PAGEREF _Toc353448643 h 6HYPERLINK l _Toc3534486442.4防過卷模塊 PAGEREF _Toc353448644 h 6HYPERLINK l _Toc3534

4、48645第三章軟件設計 PAGEREF _Toc353448645 h 9HYPERLINK l _Toc3534486463.1 流程圖 PAGEREF _Toc353448646 h 9HYPERLINK l _Toc3534486473.2 總程序 PAGEREF _Toc353448647 h 9HYPERLINK l _Toc353448648第四章 proteus仿真 PAGEREF _Toc353448648 h 10HYPERLINK l _Toc3534486494.1仿真圖 PAGEREF _Toc353448649 h 10HYPERLINK l _Toc3534486

5、504.2仿真圖說明 PAGEREF _Toc353448650 h 10HYPERLINK l _Toc353448651第五章課程設計體會 PAGEREF _Toc353448651 h 11HYPERLINK l _Toc353448652參考文獻： PAGEREF _Toc353448652 h 12HYPERLINK l _Toc353448653附1：源程序代碼 PAGEREF _Toc353448653 h 13HYPERLINK l _Toc353448654附2：系統(tǒng)原理圖 PAGEREF _Toc353448654 h 17第一章 概述1.1 引言隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和科學技

6、術水平的提高，特別是計算機技術,通信技術，網(wǎng)絡技術，控制技術的迅猛發(fā)展，生活現(xiàn)代化得以實現(xiàn)，居住環(huán)境向舒適化，安全化發(fā)展，家居智能化在這種形式下應運而生。因此，我們組經(jīng)過共同的討論和深入考慮決定做遙控窗簾。我們的作品采用了STC89C52單片機進行了簡單的設計，并通過驅動放大電路驅動電機，中間還設有控制不同模式遙控窗簾開關控制電路。1.2基本要求1.利用直流電機正反轉實現(xiàn)控制窗簾的開關。2. 防過卷功能。3. 具有無線遙控和手動按鍵控制兩種功能。4. 能夠指示運行狀態(tài)。第二章 基本硬件系統(tǒng)的設計與功能實現(xiàn)本系統(tǒng)采用STC89C52單片機作為主控制核心部件，主要通過按鍵和遠程控制信號來實現(xiàn)電機的

7、驅動的控制信號。以下是基于單片機的遙控窗簾設計的各部分介紹：2.1 STC89C52單片機簡介STC89C52單片機是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52單片機在眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)中得到廣泛應用。2.2 L298電機驅動芯片L298可直接的對電機進行控制，無需隔離電路。通過單片機的I/O輸入改變芯片的控制端的電平，

8、即可以對電機進行正反轉，停止的操作，非常方便，亦能滿足直流減速與輸出大電流要求。表 1 是 L298N 功能邏輯圖:ENA(B)IN1(IN3）IN2(IN4)電機運行狀況HHL正轉HLH反轉H同IN2(IN4)同IN1(IN3）快速停止LXX停止表1 L298N邏輯功能表下圖是其引腳圖：圖1L298N圖2L298N控制電機1和15和8引腳直接接地。4管腳VS接2.5到46的電壓，它是用來驅動電機的。9引腳是用來接4.5到7V的電壓的，它是用來驅動L298芯片的。6和11引腳是使能端，一個使能端控制一個電機工作。5,7,10,12是298的信號輸入端和單片機的IO口相連。2,3,13,14是輸

9、出端。輸入5和7控制輸出2和3, 輸入的10,12控制輸出的13,14。在我們的課程設計中，只用到了一個電機，用5、7管腳控制2、3管腳的輸出來控制電機的正反轉以與調速功能。2.3無線電遙控接收模塊2722是一個解碼芯片，其地址是通過2722的管腳進行的硬件編碼的，每個遙控器與接收模塊對應，遙控上的按鍵A、B、C、D對應接收模塊上的A、B、C、D管腳，當按下遙控器上的按鍵時，接收模塊對應管腳便成為了高電平鎖存輸出，同時I管腳輸出正脈沖，我們的課設中A、B、C、I分別與單片機的I/O口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3連接檢測無線信號，通過相應的無線電遙控信號來控制系統(tǒng)的狀態(tài)。2.4防過卷模

10、塊這個窗簾是通過電機帶動從左往右打開，所以這里設計兩個霍爾傳感器，一個設計在窗簾導軌的最左邊，用于檢測窗簾是否已完全關閉；另一個設計在窗簾的最右邊，用于檢測窗簾是否已完全打開，從而防止由于電機長時間通電而損壞。本裝置用到的霍爾傳感器的介紹：霍爾傳感器是一種磁傳感器。用它可以檢測磁場與其變化，可在各種與磁場有關的場合中使用。由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢差很小，故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補償電路與穩(wěn)壓電源電路等集成在一個芯片上，稱之為霍爾傳感器。如圖2所示圖 3霍爾傳感器霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。我們用到的是開關型霍爾傳感器，由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)

11、器和輸出級組成，它輸出數(shù)字量。本次所采用的是閉鎖性的霍爾傳感器，其特性如圖5所示。當磁感應強度超過動作點Bop時，傳感器輸出由高電平躍變?yōu)榈碗娖剑谕獯艌龀废?，其輸出狀態(tài)保持不變（即鎖存狀態(tài)），必須施加反向磁感應強度達到BRP時，才能使電平產(chǎn)生變化。圖4閉鎖性特性所以，通過將霍爾傳感器至于窗簾的最左端和最右端，使得當窗簾打開到最右，閉合到最左時，能夠自動發(fā)送信號關閉電機。防過卷電路如下圖5防卷電路圖如圖所示，對應的端口分別接對應的地與+5V。當有磁鐵靠近時，輸出為高電平。當窗簾拉開時，達到指定的位置時，對應的輸出為高電平，電機停轉。當窗簾關閉時，到達指定的位置時，對應的輸出為高電平，電機停

12、轉。第三章 軟件設計延遲 是否有按鍵按下鍵盤掃描開始NYNC按下檢測哪個鍵按下YA按下反轉B按下正轉停止3.1 流程圖3.2 總程序總程序見附1第四章 proteus仿真4.1仿真圖4.2仿真圖說明該系統(tǒng)主要有按鍵控制模塊，發(fā)光二極管指示模塊，CPU控制模塊，L298驅動電機模塊。三個按鍵分別接單片機P0.5、P0.6 、P0.7，分別控制電機正轉、反轉、停機三種工作狀態(tài)。綠黃紅三個發(fā)光二極管分別指示窗簾的正轉與反轉以與停止。L298是驅動電機的部分，由單片機引出P2.0、P2.1、 P2.2控制驅動的輸入端和使能端IN1、IN2、ENA，驅動的輸出端OUT1、OUT2則連到電機兩端。工作時，

13、當按下按鍵1，經(jīng)過P2.0，P1.1分別輸出高低電平，然后由驅動輸出OUT1,OUT2管腳的高低電平，電機正轉，綠燈亮；當按下按鍵2，電機反轉，黃燈亮。當按下按鍵3時，讓電機停轉。第五章 課程設計體會這次課程設計是對上學期微機原理與單片機接口技術課程的鞏固，雖然為期比較長，但是還是有許多設計不夠完美，在硬件設計上考慮不周全，雖然基本功能可以實現(xiàn)，但設計不太實用，需要改進。在拿到課程設計題目之后，選定這個題目主要是主觀認為該題目比較有趣，有挑戰(zhàn)性，與其他幾個相比，有發(fā)散思維，提高動手能力的效果。懷著比較期待以與興奮的心情，在寒假里，我們組兩人都開始著手準備，搜集相關資料，主要是根據(jù)要實現(xiàn)的功能確

14、立怎么實現(xiàn)相應功能的方案，在此基礎上，通過看前輩們的設計，查閱相關芯片的功能原理，引腳以與接線，搞清每一塊的具體如何接線，如何實現(xiàn)。而其中主要就是無線控制模塊的接入，L289驅動控制模塊的連接以與工作原理，較難的就是霍爾傳感器防過卷控制模塊的設計。由于我們利用的是上學期做好的單片機控制板，按鍵，指示燈等都已經(jīng)設計好，所以只需要通過軟件控制寫程序實現(xiàn)手動按鍵控制和顯示功能，這為我們的設計省去了很多麻煩。而電機正反轉以與無線控制相對也比較簡單，只要了解了相應硬件功能，很容易實現(xiàn)。另外，寫程序相對于上學期我們做過的四個實驗的復雜程度，這個算是相當簡單。最復雜以與耗費時間的就是硬件構架設計，本以為很簡

15、單，結果在實現(xiàn)正反轉的設計上遇到了很大麻煩，最后的設計算是差強人意。防過卷模塊的安裝也比較麻煩。雖然做這個設計花費了很長時間和精力，但是同時我們也有很多收獲，任何看似簡單的事情，如果認真去做，都會有很多可探尋的技巧，做實驗需要耐心細心用心，切不可眼高手低，心浮氣躁。通過這個實驗，讓我認識到單片機功能的強大，基于單片機，我們可以通過接各種各樣的外設，實現(xiàn)各種不同功能，有待我們?nèi)ヌ剿?。參考文獻：1 凌霄，王麗微機原理與單片機接口技術中國電力，2012，231-3762 郭天祥51單片機C語言教程中國電子工業(yè)，2009-01-013 邱關源，羅先覺電路高等教育，2006-03-01，115-1204

16、 百度文庫L298中文資料，wenku.baidu./view/c99f18126edb6f1aff001fa8.html，2009-09-10/2013-01-12 5 百度文庫2262/2272編解碼集成電路介紹，wenku.baidu./view/4db6fff8941ea76e58fa044a.html，2006-06-05/2013-01-126 百度文庫霍爾傳感器的原理與應用，wenku.baidu./view/cf5d144e852458fb770b568f.html，2010-05-26/2013-01-13附1：源程序代碼#include# define uchar unsi

17、gned char;# define uint unsigned int;sbit IN1=P20; /IN端口定義sbitIN2=P21;sbit ENA=P22; /使能端定義sbit G=P23; /指示燈端口定義sbitY=P24;sbitR=P25;sbit K1=P05; /按鈕端口定義sbitK2=P06;sbitK3=P07;sbit W1=P10; /遙控器端口定義sbitW2=P11;sbitW3=P12;sbit I=P13;sbit H=P26; /霍爾傳感器端口定義sbit M=P36;void delay (int i)/延時子程序char x,y;for(x=i;

18、x0;x-)for(y=100;y0;y-);void main() M=0;ENA=0;G=Y=R=1;while(1) if(I=0) /按鍵控制程序 if(K1=0)/正轉 delay(5); while(1) G=0;Y=1;R=1;ENA=1;IN1=1;IN2=0; delay(10); ENA=1;IN1=0;IN2=0; delay(20);if(K2=0|K3=0|H=1|I=1) break; if(K2=0)/反轉 delay(5); while(1) G=1;Y=0;R=1; ENA=1;IN1=0;IN2=1; delay(10); ENA=1;IN1=0;IN2=0; delay(20);if(K1=0|K3=0|H=1|I=1)break; if(K3=0|H=1)/停止 G=1;Y=1;R=0; ENA=0;IN1=0;IN2=0; if(I=1) /無線遙控控