单片机控制光感自动窗帘课程设计

单片机控制光感自动窗帘课程设计
单片机控制光感自动窗帘课程设计

摘要

本文首先介绍了智能家居的基本知识及其应用前景,进而阐明了开发作为智能家居中一个很重要部分——感光自动窗帘的意义。随后着重介绍了开发单片机控制的红外线遥控窗帘系统所用到的集成芯片STC89C52、光感传感器、继电器、步进电机等硬件的结构原理。

目录

第1章.绪言 (1)

1.1课题背景 (1)

1.3课题的研究工作 (1)

第2章.单片机简介 (2)

2.1单片机的发展 (3)

2.2单片机的特点 (3)

2.3单片机的应用 (4)

第3 章.系统设计 (4)

3.1系统方案确定 (4)

3.2核心芯片结构原理介绍 (5)

3.2.1 中央控制器——STC89C52RC (6)

3.3硬件电路原理设计.........................................................错误!未定义书签。

3.3.6光控测光电路 (9)

3.3.7电机执行电路 (10)

3.3.8窗帘框架构造设计 (10)

3.4软件设计 (12)

第4章.调试................................................................................. 错误!未定义书签。第5章.总结 (13)

第6章.致谢 (14)

参考文献 (15)

附录: (16)

原理图: (16)

源程序: (17)

第1章.绪言

本章阐述了单片机控制的感光自动窗帘系统的市场价值、研究背景、国内外的现状、以及发展方向,明确指出了单片机控制的感光自动窗帘系统所面临的问题及一些解决方案。

1.1课题背景

生活在提高,时代在进步,人类在向文明迈进,不同的时代对居住空间、环境有不同的要求,这是社会的必然潮流[1]。单片机控制的自动窗帘遥控系统,既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便,又显示出了生活的档次,同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关,以调节室内的光线,更进一步地满足了人们的享受要求。所以该产品能形成大规模生产,很快会普及全国市场,产生巨大的经济效益;另外,除了广大市民住宅使用外,该遥控窗帘器还可以广泛应用于别墅、公寓、宾馆、饭店、写字楼、歌舞厅、影剧院、会议厅、银行、学校、医院等各种公共场所,因此该产品具有广阔的市场前景。

遥控自动窗帘系统在我国还刚刚兴起,但其发展前景广阔,推广和应用自动窗帘系统具有重要的现实意义。其一,改变人们的生活方式。单片机控制的遥控自动窗帘系统具有丰富的智能化功能,为家庭用户营造一个高效、舒适、便利、环保的居住环境。单片机控制的遥控自动窗帘只用一个多功能遥控器就能控制和监测住房的窗帘开关问题,给人们日上生活带来极大的方便。这些都将改变人们传统的生活方式,并提高了人们的生活质量。其二、牵动一大批产业。单片机控制的遥控自动窗帘产品面向家庭用户,其应用市场是庞大的,发展前景也是广阔的,必将吸引大批有远见的各类企业介入,从而牵动一大批产业的发展。这里最先受益的应该是房地产业,单片机控制的遥控自动窗帘不仅是一个很好的概念与“卖点”,同时也是直接提升住宅档次的一个条件,这将会给房地产商带来新的利润空间。在家居集成化、网络化的趋势下,家居集成也成为一种潮流,许多更专业的、美观的、智能化的家居集成产品相继出现。其三,开拓一个崭新的市场。遥控自动窗帘系统牵动了许多的行业,它将不仅仅是目前的IT系统集成商或建筑弱电工程总包商的市场,而且是专业公司和智能化装饰公司的市场。

1.3课题的研究工作

智能家居系统是一个大的社会系统工程,我们应当加快我国智能家居标准化进程。自动窗帘系统作为智能家居中一个很重要的部分,需要在我国智能家居这一领域,建立起一个具有中国特色的新兴、健康的产业链。让自动窗帘系统在我国并不是远在天边,而是近在眼前。现有的电动窗帘机的控制方式有固定式开关控制、遥控、光控、声控等,其中以前两种形式居多。就实用程度和经济角度来说,用固定式开关控制方式较好,这是因为窗帘的开闭不像电视机等家电产品开

闭得那样频繁,每天开闭的次数不多,因此安装在固定的地方使用也相当方便,如把开关装在床头柜等电器综合控制系统中,睡在床上就能控制窗帘的开闭。利用触摸开关,实现全自动断电,既安全又节能,但最重要的一点就是没有实现完全的自动化,没的摆脱对人的依赖作用。而采用遥控控制时,需要候机电源,不可能完全断电而且增加遥控功能,也增加了成本,售价也相应提高。

窗帘机的控制方式大体上有三种:声控、光控、时控,声控和遥控属于半自动类;而光控虽属全自动式,但因光敏器件的灵敏度,冬夏等不同季节的光照度的不同,以及人们对起闭窗帘在时间上的要求不同,而难以实施和普及。因此,时控式的全自动窗帘机便成了专业以及业余电子设计人员的热门课题。根据以上自动窗帘有些不能实现完全的自动化;有些虽然实现了完全的自动化,但结构复杂,性能不够稳定;有些虽然实现了完全的自动化,且性能还可以,但价格昂贵不适合普通消费者使用。所以我想利用价格相对便宜的红外线遥控发射芯片、单片机作为主要控制器件,来完成该系统的设计。该系统主要有如下几方面的特点:(1)发射红外线的发射装置采用一般彩色电视机的遥控器,这样既方便又实惠,可谓一物两用。

(2)时间控制开关窗帘。通过对DS1302芯片的设定,让用户可以随自己的生活习惯方便的自动开关窗帘,无需手动。

(3)采用红外遥控方式,不会干扰其它电器的正常工作,也不会影响邻近的无线设备。超距离遥控,可达8~9m。

(4)另一种控制方式为手动控制方式,防止停电后采用手动控制。

(5)美观。以往的遥控电动窗帘都是向一边拉或向上拉,而本设计为向两边打开,随个人的爱好可以控制其大小。

(6)体积小、结构简单、灵敏度高、抗干扰性强、经济实用、工作可靠。

第2章.单片机简介

单片微型计算机简称单片机,又称为嵌入式微控制器(Embedded microcontroller)。常用英文字母的缩写MCU表示单片机,它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳以大规模集成电路为主组成的微型计算机,它的诞生是计算机发展史上一个新的里程碑。

单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作!单片机的数量不仅远超过PC机和其他计

算的总和,甚至比人类的数量还要多。

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

单片机内部也用和电脑功能类似的模块,比如CPU,内存,并行总线,还有和硬盘作用相同的存储器件,不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多,不过价钱也是低的,一般不超过10元即可......用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影!......它主要是作为控制部分的核心部件。

2.1单片机的发展

单片机从诞生至今已经经历了4个发展阶段,分别是:

第一阶段(1974-1976年):单片机初级阶段。因工艺限制,此阶段的单片机采用双片的形式而且功能比较简单。例如仙童公司生产的F8单片机,只包括了 8位CPU,64个字节的RAM,和两个并行口,需要加一块具有1KB ROM、定时器/计数器和两个并行口的3851芯片才能组成一台完整的计算机。

第二阶段(1976-1978年):低性能单片机阶段。此阶段的单片机已成为一台完整的计算机,但内部资源不够丰富,以Intel公司生产的MCS-48系列为代表,片内集成了8位CPU、8位定时器/计数器、RAM和ROM等,但无串行口,中断系统也比较简单,片内RAM和ROM容量较小且寻址范围不大于4KB。

第三阶段(1978-1982):高性能单片机阶段。此阶段的单片机内部资源丰富,以Intel公司生产的MCS-51系列为代表,片内集成了8位CPU、16位定时器/计数器、串行I/O口、多级中断系统、RAM和ROM等,片内RAM和ROM容量加大,寻址范围可达64KB。有的型号内部还带有A/D转换器。

第四阶段(1982-):8位单片机得巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。16位单片机以Intel公司生产得MCS-96系列为代表,在片内带有多通道A/D 转换器和高速输入/输出(HSI/HSO)部件,中断处理和实时处理能力很强。

目前单片机的品种众多,其中性能优良的8位单片机在今后若干年内仍然将是工业检测、控制应用领域中的主角。

2.2单片机的特点

(1)小巧灵活、成本低、易于产品化。能利用它方便地组装成各种智能式测控设备及各种智能仪器仪表,很容易满足仪器设备既智能又微型化的要求。(2)可靠性高、适用的温度范围宽。单片机芯片一般是按工业测控要求设计的,能适应各种恶劣的环境。这一点是其他机种无法比拟的。

(3)易扩展、控制能力强。通过单片机本身或扩展可以方便地构成各种规模地应用系统及多机和分布式计算机控制系统。

(4)指令系统相对简单,较易掌握,且指令中又较丰富地逻辑控制功能指令,能较方便地直接操作外部输入输出设备。

由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等独特优点,已成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种,具有广泛的发展前景。单片机技术的应用,使得许多领域的技术水平和自动化程度大大提高,可以说,当今世界正面临着一场以单片机(微电脑)技术为标志的新技术革命。

2.3单片机的应用

可以说,二十世纪跨越了三个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电脑,通常是指个人计算机,简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机(亦称微控制器)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚子”里。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,

第3 章.系统设计

3.1系统方案确定

这次设计题目为单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了红外控制。随着窗帘红外控制器应用范围的日益广泛和多样,各种适用于不同场合的窗帘控制器应运而生。

实现这种控制目的的方案有3个。

方案(一)自动控制系统。(采用A/D转换器)

方案(二)模拟集成控制器自动控制系统。(采用V/F转换电路)

这二个方案都是采用单片机控制,液晶显示模块LCD显示。

方案(一)的系统框图如图3-1:

图3-1 方案一的原理框图

STC89C52是一款采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机,其主要性能特点有:

(1)高性能、低功耗的8Byte 微控制器,RISC 精简指令集机构,指令功能强大,且多数为单周期指令,具有低功耗的闲置和掉电控制模式、5个中断源、两个16位定时器/计数器等功能。

(2)片内集成4KB 可编程闪烁存储器,可进行1000次以上写/擦循环操作,数据保留时间可达10年,支持三级程序存储器锁定。

(3)丰富强大的外部接口性能:32可编程I/O 线,可编程串行通道,片内振荡器和时钟电路。

采用LG28显示模块41BH 数码管,动态扫描,8550三极管位选驱动 , AT89C51微处理器P0口直接段选实现小时、分钟显示,具有显示亮度强、稳定性能好、显示误差少等优点。 方案(二)的框图如图3-2:

图3-2 方案二的原理框图

该窗帘控制器采用STC89C52单片机的最小系统设计,控制一个220v 的可逆、变速电动机控制窗帘的拉开和关闭。窗帘控制器可以使用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停控制;还可以根据室外环境亮度实现环境亮度光控。以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等都可以通过遥控器进行设置。 该红外遥控窗帘可谓是一款多功能的窗帘控制器窗帘控制器原理图。

经过论证选择方案二。

3.2核心芯片结构原理介绍

为使基于单片机控制的红外线遥控系统在实际使用过程中方便快捷,并且具

光照

STC89C52 单片机

步进电机

光电传感

红外发送模块

电源模块

键盘模块

液晶模块

红外接收模块

STC89C52

有较高的性能/价格比,所以对该系统的原器件作了精心挑选。按在实际工作中的作用,可分为以下几个部分:STC89C52RC单片机是整个电路的核心,它控制其它模块来完成各种复杂的操作;

3.2.1 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。

3.2.1.1 STC89C52RC的特点

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<0.1 μ A ;

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.;

3.2.1.2 STC89C52RC引脚功能

1电源:

①VCC - 芯片电源,接+5V;

②VSS - 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编程脉冲

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

如表2.1所示。

表1 P3口第二功能

端口引脚各个功能

P3.0 RXD(串行口输入端)

P3.1 TXD (串行口输出端)

P3.2 INT0_________

(外部中断0请求输入端,低电平有效)

P3.3 INT1________

(外部中断1请求输入端,低电平有效) P3.4 T0(定时器/计数器0计数脉冲输入端) P3.5 T1(定时器/计数器1计数脉冲输入端)

P3.6

W R _______

(外部数据存储器写选通信号输入端,低电平有

效)

P3.7

R D ______

(外部数据存储器读选通信号输入端,低电平有效)

3.2.1.3时钟电路和复位电路 1)时钟产生电路

片内电路与片外器件就构成一个时钟产生电路,CPU 的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率,一般多在1.2MHz ~24MHz 之间选取。C1、C2是反馈电容,其值在20pF ~100pF 之间选取,典型值为30pF 。本电路选用的电容为30pF ,晶振频率为12MHz 。 振荡周期=s μ121; 机器周期

s

S m μ1=

指令周期=s μ4~1。

XTAL1和XTAL2:片内振荡电路输入线,这两个端子用来外接石英晶体和微调电容。在石英晶体的两个管脚加交变电场时,它将会产生一定频率的机械变形,

而这种机械振动又会产生交变电场,上述物理现象称为压电效应。一般情况下,无论是机械振动的振幅,还是交变电场的振幅都非常小。但是,当交变电场的频率为某一特定值时,振幅骤然增大,产生共振,称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率,也称谐振频率。即用来连接8051片内OSC 的定时反馈回路,如图3.5所示。石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V 左右的正弦波,以便使MCS-51片内的OSC 电路按石英晶振相同频率自激振荡。通常,OSC 的输出时钟频率fosc 为0.5MHz-16MHz ,典型值为12MHz 或者11.0592MHz 。电容C1和C2可以帮助起振,典型值为30pF ,调节它们可以达到微调fosc 的目的。如图3-3.

图3-3 时钟电路

2)单片机复位电路

图3-4为单片机复位电路。单片机在开机时都需要复位,以便中央处理CPU 以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。单片机的复位后是靠外部电路实现的,在时钟电路工作后,只要在单片机的RST引脚上出现24个时钟振荡脉冲(2个机器周期)以上的高电平,单片机便可实现初始化状态复位。MCS-51单片机的RST引脚是复位信号的输入端。例如:若MCS-51单片机时钟频率为12MHz,则复位脉冲宽度至少应该为2μs。

图3-4 复位电路

3.3.6光控测光电路

光控电路由D6(光敏二极管)、C10、Q5组成,利用单片机的P2.2及P2.3完成对环境亮度的测试工作。

D6和C10组成充放电回路,P2.2输出为低电平,有光照时光敏二极管反向导通,C10通过光敏二极管充电,此时环境亮度决定了光敏二极管的光阻值,光阻值大,C10放电速度慢,反之放电速度快。P2.3用来检测C10电压下降到1/2VCC以下后,P2.3测得数为“0”,反之测得数据位“1”,为了减少P2.3对C10的充放电影响,C10充放电电压通过三极管Q5组成的射极输出器连接到P2.3上,射极输出器的高输入阻抗减少了P2.3对电路的影响。单片机对P2.3的状态进行检测,当P2.3为“0”时表示白天,当P2.3为“1“时表示黑夜。

图3-15 光控检测电路

3.3.7电机执行电路

电机执行部分完全受单片机的控制,通过单片机的P2.0和P2.1完成。单片机复位状态下P2.0和P2.1输出高电平,三极管Q1、Q2,Q3、Q4截止,两个继电器K1、K2释放状态,方向可逆的电动机M因无电源供电而停止。当P2.0或者P2.1其中有一个被拉低后,两个继电器便会有一个导通,例如P2.0拉低后Q1导通、Q2导通,K1吸合,电机M得电转动,当只有P2.1拉低后,电机M则反方向转动,实现了窗帘的拉开和关闭。两个继电器的工作状态受单片机控制,在同一个时间内两个继电器仅能有一个吸合。即便是在电机M工作期间,操作了反向转动按键,单片机也是先释放当前工作的继电器,并延时一段时间后再吸合另外一个继电器,防止了电机M正反工作线圈同时通电的冒险。

图3-16 电机执行电路

3.3.8窗帘框架构造设计

窗帘框架构造设计包括窗帘微动开关连接电路设计和窗帘架的制作与设计。

本设计中的微动开关通过电容、电阻组成的复位电路与单片机的复位引脚相连,微动开关安装在窗帘滑杆上,当窗帘移动到预定位置时,触动微动开关,使单片机复位,此时电机停转,窗帘停到指定位置。

图3-17 窗帘框架构造

3.4软件设计

程序的编写是该系统重要的部分,如果软件编写的科学就能体现出该系统功能的完整性、实用性、经济性。只有软件和硬件都正确才能使电路正常工作达到我们想要的效果。本系统的软件编程部分的编写主要分为红外解码程序、LCD1602显示程序、时钟芯片DS1302控制程序、数据存储程序这四大类来阐述。

第5章.总结

学校给我们布置了个任务,让同学在毕业前进行实践调查,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。

第6章.致谢

在论文完成之际,我首先要对我的指导老师陈老师和帮助过我的所有同学及提供给我实验条件的刘老师表示最真挚的谢意。在整个论文的选题、理论研究、需求分析和系统设计的过程中,他们给了我不少启发,并对论文的设计方案提出了许多至关重要的建议,在实验过程中帮我解决了不少的难题。

在论文写作期间曾经遇到过很多的阻力,但是在大家的帮助下总算是顺利地度过了,现在一切都好了。

在论文的完成过程中,我还要特别感谢陈老师给予了我无私的帮助,正是在他的鼓励和帮助之下,才使得我的实验能顺利的完成;同时,得到了其他许多让我分享他们宝贵经验和知识的老师以及同学的热心帮助,向他们表示由衷的感谢;我还要感谢这一领域的学者们,是他们给我经验和研究方向,文中引用了一些他们研究成果,在此一并表示衷心的感谢。

由于本人学识有限,加之时间仓促,文中不免有错误和待改进之处,真诚欢迎各位师长、同行提出宝贵意见。谢谢!

参考文献

[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,

[11]崔惠柳,串行实时时钟芯片DS1302及其应用.广西工业学院,1998.3,

[12]徐发荣.DS1302、HT1380时钟芯片与8031单片机的接口技术.国外电子原器件,1999.

[13]徐福成,赵会成.电子制作,2004年合订本上,自己动手搭建单片机学习开发系统. 2

[14]李光飞,楼然苗,胡佳文等.单片机课程设计实例指导.北京航空航天大学出版社.2004.

[15]覃韦玲. 利用单片机进行红外线编、解码遥控. 电子世界,2002.

[16]侯勇,王泊林,顾燕.一体化红外线接收模块及其在红外秒表通讯中的应用.仪器仪表与装置,2001.5

[17]邹书文,黄光桂.红外遥控单片机.电脑与信息技术.1995.

原理图:

E A /V P 31

X 119X 2

18

R E S E T

9R D 17W R

16I N T 0

12I N T 113T 0

14T 115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 17

8P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 07

32

P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 27

28

P S E N 29

A L E /P 30T X D 11R X D 10U 18051

T F 1

T R A N S

D 14007D 24007

D 34007

D 44007

C 1

1000u

1

2

3V i n V o u t G N D

U 27805C 210u D 5D I O D E R 1

5k

C 310u C 40.6u B T 13V

C 5

30p

C 6

30p Y 112M C 7

10u F R 2

100

S 1

R E S E T

R 3

8K 2

V C C

V c c 21X 12X 23G N D 4

R E S

5

I /O 6C L K 7V c c 18U 3D S 1302

Y 232786

V D D A 01A 12A 23V s s 4

S D A

5S C L 6W P 7V D D 8U 4

24C 02

V C C 123

U 5H S 0038

C 8

10u F R 4100

V C C

P 3312345678910111213141516

L CD1062

U 61602123456789

R 51K W 110K

V C C V C C K 1R E L A Y -S P D T

K 2R E L A Y -S P D T

Q 19014

Q 29014

Q 39015

Q 49015

R 910K

V C C R 6

1K R 71K

V C C

R 810K

D 74001D 84001

C 9

0.33u M

M 1

D J

1

2J 1C O N 2

D A C

D A C

D 6P H O T O

Q 59015C 101u

V C C P 10P 11P 10P 11P 15P 16P 17

P 15P 16P 17

P 33P 20P 21P 20

P 22P 23

P 22P 23V C C

V D D P 21

V C C A C 220V

12V

R E T R E T

P 25P 26P 27

P 25P 26P 27V C C S 2O P E N

S 3C L O S E

P 12P 13

P 12P 13

S 4S 5P 34

P 35P 34P 35

附录图-1 基于单片机控制的智能窗帘设计系统原理图

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar s[4];

uchar a,deta1,deta2;

sbit red=P3^3;

void delay(uchar x) //功能 : 延时函数

{

uchar i,j;

for(i=x;i>0;i++)

for(j=1;j>0;j--);

}

void delay1(uchar x) //x*0.14MS 延时函数0.14ms {

uchar i;

while(x--)

{

for (i = 0; i<13; i++);

}

}

void main()

{

initbus();

inittime0();

lcd1602_init();

sec=readfromadd(7);

init_1602();

EA=1;

EX1=1;

IT1=1;

while(1)

{

writetoadd(7,sec);

delay2(100);delay2(100);delay2(100);

write_com1602(0x88);

write_data1602(48+(sec/10));

write_data1602(48+(sec%10));

w_com1602(0x82);

for(i=0;i<11;i++)

{

w_data1602(m[i]);

}

w_com1602(0x82+0x40);

for(i=0;i<12;i++)

{

w_data1602(b[i]);

}

}

}

void itn1() interrupt 2 using 0 //函数功能:外部中断1处理函数{

uchar i,j,num=0;

EX1=0;

delay(15);

if(red==1)

{

EX1=1;

return;

}

while(!red) // 去掉9ms的前导低电平信号

{

delay1(1);

}

for(i=0;i<4;i++)

{

for(j=0;j<8;j++)

{

while(red) // 去掉4.5ms的前导高电平信号

{

delay1(1);

}

while(!red);//去除上一次低电平的干扰保证每次取0,1的准确

while(red) //计算高电平时长

{

delay1(1);

num++;

if(num>=30)

{

EX1=1;

return;

}

}

s[i]>>=1;

if(num>=8)

s[i]|=0x80;

num=0;

}

}

if(s[2]!=~s[3]) //s[2]是否s[3]相反{

EX1=1;

return;

}

switch(s[2])

{

case 0x47: key=0;break;

case 0x40: key1=0;break;

case 0x44: key0=0;break;

default:break;

}

keyscan();

EX1=1;

}

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit scl=P1^5;

sbit sda=P3^6;

uchar num=0,sec=0;

void delay1() //功能:延时函数1,us级{;;}

void delay2(uchar x) //功能:延时函数2,ms级{

uchar i,j;

for(i=0;i

for(j=0;j<100;j++);

}

void initbus() 功能:总线初始化

{

scl=1;

delay1();

sda=1;

自动控制课程设计报告书

1 设计目的 (2) 2 设计容与条件 (2) 2.1 设计容 (2) 2.2 设计条件 (2) 3 滞后校正特性及设计一般步骤 (2) 3.1 滞后特性校正 (2) 3.2滞后校正设计一般步骤 (3) 4 校正系统分析 (3) 4.1校正参数确定 (3) 4.2校正前后系统特征根及图像 (6) 4.3 函数动态性能指标及其图像 (10) 4.4系统校正前后根轨迹及其图像 (11) 4.5 Nyquist图 (12) 4.6 Bode图 (15) 5 设计心得体会 (17) 6 设计主要参考文献 (18)

串联滞后校正装置设计 1、设计目的: 1) 了解控制系统设计的一般方法、步骤。 2) 掌握对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析的方法。 3) 掌握利用MATLAB 对控制理论容进行分析和研究的技能。 4) 提高分析问题解决问题的能力。 2、设计容与条件: 2.1设计容: 1) 阅读有关资料。 2) 对系统进行稳定性分析、稳态误差分析以及动态特性分析。 3) 绘制根轨迹图、Bode 图、Nyquist 图。 4) 设计校正系统,满足工作要求。 2.2设计条件: 已知单位负反馈系统的开环传递函数0 K G(S)S(0.0625S 1)(0.2S 1) = ++, 试用频率法设计 串联滞后校正装置,使系统的相位裕度050γ=,静态速度误差系数1 v K 40s -=,增 益欲度>17dB 。 3、滞后校正特性及设计一般步骤: 3.1滞后特性校正: 滞后校正就是在前向通道中串联传递函数为)(s G c 的校正装置来校正控制系统,)(s G c 的表达式如下所示。 1,11)(<++= a Ts aTs s G c 其中,参数a 、T 可调。滞后校正的高频段是负增益,因此,滞后校正对系统中高频噪声有削弱作用,增强了抗干扰能力。可以利用滞后校正的这一低通滤波所造成的高频衰减特性,降低系统的截止频率,提高系统的相位裕度,以改善系统的暂态性能。 滞后校正的基本原理是利用滞后网络的高频幅值衰减特性使系统截止频率下降,从而使系统获得足够的相位裕度。或者,是利用滞后网络的低通滤波特性,

自动化课程设计报告

东北大学自动化专业 课程设计报告设计题目:位置和转速双闭环控制系统设计 班级:自动化140X班 学号:2014XXXX 姓名:XXX 指导教师:闫士杰钱晓龙 设计时间:2017年6月19日~2011年7月7日 目录 1.引言 (2) 1.1课题的背景 (2) 1.2课题的内容(三道题) (2) 1.3课题的意义 (3) 1.4课设的主要任务 (3) 1.5课设的具体安排 (4) 2正文 (4) 2.1仪器与设备 (4) 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 2.2实验原理 (7) 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 错误!未定义书签。 2.2.4 EB8000人机界面使用原理 .......................................... 错误!未定义书签。 2.3解题思路与方案程序 (8) 2.3.1第一题 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.2第二题 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.3.3第三题 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.4实验效果的观测与分析 (12) 错误!未定义书签。 2.5实验错误 (12) 2.5.1错误的产生 ..................................................................... 错误!未定义书签。 2.5.2错误的解决 ..................................................................... 错误!未定义书签。

智能家居之窗帘控制系统

洛阳理工学院 课程设计报告 课程名称物联网综合实训 设计题目智能家居之窗帘控制系统 专业计算机应用技术 班级 学号 姓名 完成日期2015-01-16

目录 第一章项目背景 (1) 1.1项目来源 (1) 1.2开发目标 (1) 第二章系统总体设计 (2) 2.1智能窗帘系统的功能特点 (2) 2.2系统总体结构图 (2) 第三章智能窗帘系统硬件部分 (3) 3.1直流电机硬件部分 (3) 3.2直流电机驱动硬件部分 (3) 3.2.1 L298N简介 (3) 3.2.2 L298N工作原理 (4) 3.2.3 L298N实现正反转及停止的工作方式 (5) 3.3蓝牙模块硬件部分 (5) 3.3.1 HC-06蓝牙模块简介 (5) 3.3.2 HC-06蓝牙模块的工作原理 (6) 3.3.3 HC-06蓝牙模块的串口通信 (7) 3.4晶振电路硬件部分 (7) 3.4.1晶振电路的作用 (7) 3.4.2晶振电路对串口通信的影响 (7) 第四章系统功能模块的软件设计 (8) 4.1有关Android的蓝牙知识 (8) 4.2 Android关键程序 (8) 4.3实训项目总体效果 (11) 第五章实训心得 (12) 参考文献 (13)

第一章项目背景 1.1项目来源 随着国民经济的发展和科学技术水平的提高,特别是计算机技术,通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高,促使家庭实现了生活现代化,居住环境舒适化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面,改变了人们的生活习惯,提高了人们的生活质量,智能家居在这种形势下应运而生。 在现代生活中,窗帘再不仅仅只起到遮挡光线的简单的作用。它在整体家居中的装饰作用越来越突出。据调查发现,居民因迁入新居而购买窗帘布艺产品平均每单花费在4000元以上,且不乏一次花费在2万元以上者。因此,以迁入新居或装修后进行家用纺织品消费为特征的消费需求增长,成为家用纺织品消费的主流,明显地表现为刚性需求的增长。另外,随着人们对居住环境的要求不断地提高,智能化的家居产品在人们的生活中将会逐渐被认识和采纳,智能窗帘也正以其强大的人性化功能、惊人的发展速度以及巨大的市场前景崭露头角。 1.2开发目标 本课题抓住“智能家居”这一理念,在设计中力求人性化的智能控制,给用户带来最佳的体验。本设计以STC90C516RD单片机[1]为控制核心,用蓝牙控制窗帘的开关,让用户拥有更好的体验。

最新光感自动窗帘控制系统设计课程设计

光感自动窗帘控制系统设计课程设计

计算机控制技术 课程设计 成绩评定表 设计课题光感自动窗帘控制系统设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

自动控制原理课程设计速度伺服控制系统设计样本

自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计 专业电气工程及其自动化 姓名 班级 学号 指引教师 机电工程学院 12月

目录一课程设计设计目 二设计任务 三设计思想 四设计过程 五应用simulink进行动态仿真六设计总结 七参照文献

一、课程设计目: 通过课程设计,在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上,用MATLAB实现系统仿真与调试。 二、设计任务: 速度伺服控制系统设计。 控制系统如图所示,规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k,以 t 使系统阻尼比等于0.5,并估算校正后系统性能指标。 三、设计思想: 反馈校正: 在控制工程实践中,为改进控制系统性能,除可选用串联校正方式外,经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度,加速度反馈,执行机构输出及其速度反馈,以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正,。从控制观点来看,采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果,并且尚有许多串联校正不具备突出长处:第一,反馈校正能有效地变化

被包围环节动态构造和参数;第二,在一定条件下,反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性,反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。 该设计应用是微分负反馈校正: 如下图所示,微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s ()=00t G s 1G (s)K s +()=22t 1T s T K s ζ+(2+)+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中,'ζ=ζ+t K 2T ,表白微分负反馈不变化被包围环节性质,但由于阻尼比增大,使得系统动态响应超调量减小,振荡次数减小,改进了系统平稳性。 微分负反馈校正系统方框图

自动化自动控制课程设计方案报告

动控制课程设计报告 班级:自动化08-1班 学号:08051116 姓名:刘加伟 2018.7.17

任务一、双容水箱的建模、仿真模拟、控制系统设计 一、控制系统设计任务 1、通过测量实际装置的尺寸,采集DCS系统的数据建立二阶水箱液位对象 模型。<先建立机理模型,并在某工作点进行线性化,求传递函数) 2、根据建立二阶水箱液位对象模型,在计算机自动控制实验箱上利用电 阻、电容、放大器的元件模拟二阶水箱液位对象。 3、通过NI USB-6008数据采集卡采集模拟对象的数据,测试被控对象的开 环特性,验证模拟对象的正确性。 4、采用纯比例控制,分析闭环控制系统随比例系数变化控制性能指标<超调 量,上升时间,调节时间,稳态误差等)的变化。 5、采用PI控制器,利用根轨迹法判断系统的稳定性,使用Matlab中 SISOTOOLS设计控制系统性能指标,并将控制器应用于实际模拟仿真系统,观测实际系统能否达到设计的性能指标。 6、采用PID控制,分析不同参数下,控制系统的调节效果。 7、通过串联超前滞后环节校正系统,使用Matlab中SISOTOOLS设计控制系统性能指 标,并将校正环节应用于实际模拟仿真系统,观测实际系统能否达到设计的性能指标。

(一)建立模型 (二)实验模型及改变阶跃后曲线: 1.取阶跃曲线按照以下模型建立系统辨识模型: 一般取为0.4和0.8 计算上行阶跃各参数: T1=171.26 T2=50.50 K=160.47 t1=141 t2=338 建立传递函数为: G(s>= 计算下行阶跃各参数: T1=84.20 T2=48.67 K=148.08 t1=89 t2=198 建立传递函数为: G(s>= 2.建立机理模型

光感自动窗帘控制系统设计

目录 1概述 .................................... 1.1 研究背景................................ 1.2设计思想及基本功能........................... 2总体方案设计 ................................. 2.1方案选取................................ 2.2系统框图................................ 2.3总体方案设计.............................. 3硬件电路设计 .................................. 3.1电源电路设计.............................. 3.2晶振电路................................ 3.3复位电路................................ 3.4时钟电路................................ 3.5键盘电路................................ 3.6显示电路................................ 3.7 A/D转换电路 ............................. 3.8光敏传感器................................ 3.9 步进电机................................ 4系统软件设计 .................................. 4.1主程序软件设计.............................. 4.2键盘程序设计.............................. 4.3 定时程序设计............................. 4.4步进电机程序设计............................ 5总结 .................................... 附录系统原理图.................................. 1 概述 1.1 研究背景

自动控制课程设计~~~

指导教师评定成绩: 审定成绩: 重庆邮电大学 移通学院 自动控制原理课程设计报告 系部: 学生姓名: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 设计时间:2013年12 月 重庆邮电大学移通学院制

目录 一、设计题目 二、设计报告正文 摘要 关键词 设计内容 三、设计总结 四、参考文献

一、设计题目 《自动控制原理》课程设计(简明)任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业(4-6班)本科学生用 引言:《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节,既有别于毕业设计,更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识,掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法,对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。 一设计题目:I型二阶系统的典型分析与综合设计 二系统说明: 该I型系统物理模拟结构如图所示。 系统物理模拟结构图 其中:R=1MΩ;C =1uF;R0=41R 三系统参量:系统输入信号:x(t); 系统输出信号:y(t);

四设计指标: 设定:输入为x(t)=a×1(t)(其中:a=5) 要求动态期望指标:M p﹪≤20﹪;t s≤4sec; 五基本要求: a)建立系统数学模型——传递函数; b)利用根轨迹方法分析和综合系统(学号为单数同学做); c)利用频率特性法分析和综合系统(学号为双数同学做); d)完成系统综合前后的有源物理模拟(验证)实验; 六课程设计报告: 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告; 2.报告内容包括:课程设计的主要内容、基本原理; 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程,包括: (1)课程设计计算说明书一份; (2)原系统组成结构原理图一张(自绘); (3)系统分析,综合用精确Bode图一张; (4)系统综合前后的模拟图各一张(附实验结果图); 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺; 6.封面装帧成册。

青岛农业大学电子设计自动化与专用集成电路课程设计报告汇总

青岛农业大学 理学与信息科学学院 电子设计自动化及专用集成电路 课程设计报告 设计题目一、设计一个二人抢答器二、密码锁 学生专业班级 学生姓名(学号) 指导教师 完成时间 实习(设计)地点信息楼121 年 11 月 1 日

一、课程设计目的和任务 课程设计目的:本次课程设计是在学生学习完数字电路、模拟电路、电子设计自动化的相关课程之后进行的。通过对数字集成电路或模拟集成电路的模拟与仿真等,熟练使用相关软件设计具有较强功能的电路,提高实际动手,为将来设计大规模集成电路打下基础。 课程设计任务: 一、设计一个二人抢答器。要求: (1)两人抢答,先抢有效,用发光二极管显示是否抢到答题权。 (2)每人两位计分显示,打错不加分,答对可加10、20、30分。 (3)每题结束后,裁判按复位,重新抢答。 (4)累积加分,裁判可随时清除。 二、密码锁 设计四位十进制密码锁,输入密码正确,绿灯亮,开锁;不正确,红灯亮,不能开锁。密码可由用户自行设置。 二、分析与设计 1、设计任务分析 (1)二人抢答器用Verilog硬件描述语言设计抢答器,实现: 1、二人通过按键抢答,最先按下按键的人抢答成功,此后其他人抢答无效。 2、每次只有一人可获得抢答资格,一次抢答完后主持人通过复位按键复位,选手再从新抢答。 3、有从新开始游戏按键,游戏从新开始时每位选手初始分为零分,答对可选择加10分、20分,30分,最高九十分。 4、选手抢答成功时其对应的分数显示。 (2)密码锁 1、第一个数字控制键用来进行密码的输入 2、第二个按键控制数字位数的移动及调用密码判断程序。当确认后如果显示数据与预置密码相同,则LED 亮;如不相等,则无反应。按下复位键,计数等均复位

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计 自动窗帘控制系统设计 摘要:介绍了一款多功能窗帘控制系统。该系统采用AT89S52单片机的最小系统 设计,可以使用红外遥控器进行远程手动控制,也可以输入时间进行时间控制,还可以根据室外环境亮度实现窗帘的自动控制。为智能家居的实现提供了依据,具有良好的发 展前景和应用价值。关键词:AT89S52;红外遥控器;自动窗帘;直流电动机 随着高新技术及电子器件的发展,光控、温控及遥控窗帘应运而生,给人们的生活带来了很多方便。同时,也为人们的生活环境以及智能家居的实现提供了依据,为此, 研究与设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。1系统总体设计与工作原理本系统由单片机、红外接收、光敏测光、电机驱动、数码管显示以及鸣响提示模块组成。主要应用模块的选择包括电动机驱动模块的、PWM调速方式、PWM调脉宽方式、PWM 软件实现方式的选择。其中,电机驱动模块的选择采用由达林顿管组成的H型PWM电路;PWM调速工作方式采用单极性工作制;PWM调脉宽方式选择采用定频调宽方式;PWM软件实现方式采用软件延时方式。智能窗帘设计所需的关键芯片及器件有:单片机AT89S52、直流电动机、三相稳压器78L05、储存芯片CAT24WC02以及光耦4N25。系统总体框图。 该窗帘控制系统采用AT89S52单片机的最小系统设计,可以实现使用红外遥控器 进行远程手动开、手动关和手动停控制,数码管显示窗帘的开、关,可以通过自行设定相应的数字表示;也可以按事先输入的开启时间和关闭时间进行时间控制,数码管显示当时的小时和分钟时间,但只能顺序显示,显示一遍后,略等片刻,再显示下一遍时间;还可以根据室外环境亮度实现光控,即窗帘的自动控制,由驱动数码管显示出当时的状 态。红外窗帘遥控控制器通电默认当时时间是8点钟。在3种工作方式下,数码管均按时分法显示时间、工作方式和工作状态。每一组数据由5个数字组成,前4个数字顺序显示时十位、时个位、分十位、分个位,第5个数字包含工作方式和工作状态:显示“一”(1横)表示手动方式;“二”(2横)表示半手动方式;“三”(3横)表示光控方式;不显示横则表示时控方式。左上角的“

基于单片机的智能窗帘控制系统总结

基于单片机的智能窗帘控制系统总结 经过这段时间资料的查找和设计,最终完成了毕业设计的任务。本文设计了基于单片机的智能窗帘控制系统,系统的介绍了智能窗帘控制系统从硬件电路设计到软件设计的一系列步骤。本设计采用光敏电阻、温度传感器作为检测元件,89C52单片机作为控制芯片,步进电机作为执行元件,结合键盘和显示器件,实现了智能窗帘控制器的多项智能项目。 从整体设计来看,使用了熟悉的89C52单片机,从而对控制芯片的功能了如指掌,熟悉的控制芯片设计起来也是得心应手。所用芯片简单实用,减少了开发和硬件开销。本设计的主要原理是光敏电阻受到外界条件影响后,经过A/D转换,传送给单片机一个电信号,在由单片机经过处理后,将信号传给步进电机,控制步进电机做出相应的动作,最终实现控制窗帘的开闭。在实现一般应用的基础上,又添加了定

时元器件电路,用户可以自己设定开关时间,使窗帘的自动化性能得到进一步提升。再加上手动控制,使得本系统更加人性化。光敏电阻的良好感光性以及步进电机的结构简单,控制方便的优点使窗帘控制开关更加稳定。并且设计的温度检测电路可以实时显示室内当前温度值。 同时,智能项目是一项比较有价值的项目,智能窗帘也有许多问题和功能可以进一步研究,如解决光电开关的滞回特性,可以使用施密特电路来完成。一个完整的毕业设计过程,使我掌握了单片机系统和电子操作软件等方面的知识,尤其在动手能力方面有很大的提升,也给今后打下坚实的基础。 本次毕业设计的整个研究与设计过程包括选题、设计以及完善等。首先,在选题方面我查阅了很多与题目相关的资料和课题并且制定了几个详细的设计方案,进行设计的总体规划,从中选出经济,节能并且稳定容易实现的方案,然后将方案落实到设计环节中。其次,在制定的方案基础上运用所学的知识对硬件以及软件进行了设计,并用相关软件进行

计算机控制技术课程设计报告

《计算机控制技术》课程设计单闭环直流电机调速系统

1 设计目的 计算机控制技术课程是集微机原理、计算机技术、控制理论、电子电路、自动控制系统、工业控制过程等课程基础知识一体的应用性课程,具有很强的实践性,通过这次课程设计进一步加深对计算机控制技术课程的理解,掌握计算机控制系统硬件和软件的设计思路,以及对相关课程理论知识的理解和融会贯通,提高运用已有的专业理论知识分析实际应用问题的能力和解决实际问题的技能,培养独立自主、综合分析与创新性应用的能力。 2 设计任务 2.1 设计题目 单闭环直流电机调速系统 实现一个单闭环直流电机调压调速控制,用键盘实现对直流电机的起/停、正/反转控制,速度调节要求既可用键盘数字量设定也可用电位器连续调节,需要有速度显示电路。扩展要求能够利用串口通信方式在PC上设置和显示速度曲线并且进行数据保存和查看。 2.2 设计要求 2.2.1 基本设计要求 (1)根据系统控制要求设计控制整体方案;包括微处理芯片选用,系统构成框图,确定参数测围等; (2)选用参数检测元件及变送器;系统硬件电路设计,包括输入接口电路、逻辑电路、操作键盘、输出电路、显示电路; (3)建立数学模型,确定控制算法; (4)设计功率驱动电路; (5)制作电路板,搭建系统,调试。 2.2.2 扩展设计要求 (1)在已能正常运行的微计算机控制系统的基础上,通过串口与PC连接; (2)编写人机界面控制和显示程序;编写微机通信程序;实现人机实时交互。

3方案比较 方案一:采用继电器对电动机的开或关进行控制。这个方案的优点是电路较为简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高。 方案二:采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压,从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速,而数字电阻的元器件价格比较昂贵。更主要的问题在于一般电动机的电阻很小,但电流很大;分压不仅会降低效率,而且实现很困难。 方案三:采用由电力电子器件组成的H 型PWM 电路。用单片机控制电力电子器件使之工作在占空比可调的开关状态,精确调整电动机转速。这种电路由于工作在电力电子器件的饱和截止模式下,效率非常高;H 型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制;电子开关的速度很快,稳定性也极佳,是一种广泛采用的PWM 调速技术。 兼于方案三调速特性优良、调整平滑、调整围广、过载能力大,因此本设计采用方案三。 4单闭环直流电机调速系统设计 4.1单闭环调速原理 4.1.1 闭环系统框图 4.1.2 调速原理 直流电机转速有: 常数Ke Ka 不变,Ra 比较小。 所以调节Ua 就能调节n 。 n n I K R K U K R I U n d d a e e d ?-=Φ -Φ=-=0φa a a U I U ≈-

Wincc课程设计报告——自动化

内蒙古建筑职业技术学院《组态软件WINCC及其应用》设计报告 水箱液位的WinCC监控 姓名: 学号: 专业班级: 指导老师: 所在学院: 年月日

本设计是基于SIMATIC WinCC的水箱液位监控系统,可以自动完成蓄水和排水功能,满足工业生产过程中的需要。SIMATIC WinCC是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统,具有良好的开放性和灵活性。 随着科学技术的发展,工业生产过程的自动化水平越来越高,相应的要求其控制界面也应该越来越人性化和简洁化,人们也逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。WINCC软件是一种通用的工业监控软件,它把过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理与一体,实现最优化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT2000操作系统,用户可以在企业网络的所有层次的各个位置上都可以获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程,可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和故障诊断,到网络结构分布是大型集中监控管理系统的开发。它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。 关键字:WinCC、自动化、工业监控

This design is based on SIMATIC WinCC water control system, you can auto-complete of water storage and drainage features, and meet the needs of industrial production processes. SIMATIC WinCC is the first process monitoring systems with the latest 32-bit technology, openness and flexibility with good. With the development of science and technology, the industry increasingly higher level of automation of the production process, the corresponding requirements under its control interface should be more humane and simplicity of, people also come to realize that the original development of computer programming.WINCCsoftware is a general industrial monitor software, it design, hands-on process control and plant resource management and integration, achieving optimal management. It is based on the Microsoft Windows XP/NT2000 operating system, the user can at all levels of the corporate network wherever it can get real time information system. Using the kingview software development industry to monitor the project, can greatly enhance user control, to improve productivity and efficiency, improve product quality, reduce costs and raw material consumption. It is suitable for production and operations management from a single device and troubleshooting to the network structure is the distribution of the large concentrated monitoring system development. It to a standard industry computer software and hardware platforms constitute integrated system to replace the traditional closed systems. Keywords: WinCC,Automation , industrial monitor

自动窗帘控制系统

摘要 一.电路组成 (1)光敏电路模块 由光敏和一个合适的电阻分压,然后进行采样并采用单片机技术控 制单片机正反转! (2)电机驱动模块 直流电机和步进电机的区别:直流电机控制方法简单但不精准,步 进电机精准 (3)电源电路模块 二.程序设计(略) 三.系统功能描述 (1)光敏检测部分 (2)电机驱动部分 摘要 本系统以51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,电源模块。利用光敏二极管检测光照强度的变化,利用光敏检测模块将电阻变化转化为电压变化,并将电压变化的信号送单片机,单片机通过电机驱动模块控制着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和NE555定时器构成,电机驱动模块采用DS2003实现电机的驱动,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(51)、光敏二极管、NE555、DS2003、稳压7805 一.电路组成 (1)光敏检测模块 1)光敏二极管的构成及原理: 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

光敏电阻式自动窗帘系统

目录 摘要 (1) 关键字 (1) Abstract (1) Key words (1) 1 引言 (1) 1.1研究背景及意义 (2) 1.2国内外研究现状 (2) 2系统研究内容 (3) 2.1系统研究思想及内容 (3) 2.2 系统总体方案设计 (3) 2.3 系统基本功能 (3) 2.4 系统总体结构设计 (3) 3硬件分析及设计 (4) 3.1 总体硬件分析 (4) 3.2光敏电阻及电压比较器 (4) 3.3 单片机最小系统模块 (6) 3.4 步进电机及驱动模块 (7) 4 程序设计与分析 (8) 4.1 键盘程序设计 (8) 4.2步进电机程序设计 (9) 5 系统调试 (10) 5.1电路板调试 (10) 5.2 步进电机正反转模块调试 (10) 5.3 光照采集模块调试 (10) 总结 (11) 致谢 (12) 参考文献 (13) 附录一:系统原理图 (14) 附录二:程序清单 (16)

光敏电阻式自动窗帘系统 摘要:光敏电阻式自动窗帘系统核心采用的是A T89S52单片机,然后利用了光照传感器、键盘显示接口电路以及信号调理电路等外围电路,在各模块的配合下本设计可实现手动控制、自动控制功能。该系统的构成是由光照传感电路、系统主控模块电路、电源转换电路、电机控制电路、键盘等组成,重点讨论了光敏电阻式自动窗帘系统的设计过程、硬件选用和软件调试等问题,通过本系统可实现利用光照强度控制窗帘自动开闭。 关键字:单片机,自动控制,A T89S52,Protel Photosensitive resistance type automatic curtain system Abstract:Photosensitive resistance type automatic curtain system design made full use of the single chip microcomputer controlling system of A T89S52,followed by the sensor, keyboard and display interface circuit and the signal conditioning circuit.Based on the different controlling mode, this design realize to control the curtain machine by mutual transformation of semiautomatic and automatic controlling . This system is composed of a light sensingcircuit, system main control module circuit, a power conversion circuit, a motor control circuit, keyboard etc.Focusing on the curtain during automatic control system design, hardware and software debugging process and other issues, the system can be realized through the illumination intensity in accordance control the curtains down,and can be realizde through the buttons to controlthe curtains open or down. Key words:single chip microcomputer, automatic control, AT89S52, Protel 1 引言 伴随着信息化数字化时代的到来,人们的生活速度以及对生活质量的追求也在大幅提高。电子产品智能化速度的加快,也使人们的工作、生活和通讯的关系日益紧密。智能化产品的设计在改变人们工作方式与生活习惯的同时,让人们对生活质量的提升提出了更高的需求,方便、舒适成了人们所追求的生活方式,在现代家庭生活环境中,居住环境早已不仅仅局限在物理空间上,人们更加关注的是一个安全、方便、舒适的生活环境。智能化的电子产品以及设计将以前的被动

自动控制设计(自动控制原理课程设计)

自动控制原理课程设计 本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括:古典自动控制理论(PID)设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB 仿真。通过本课程设计的实践,掌握自动控制理论工程设计的基本方法与工具。 1 内容 某生产过程设备如图1所示,由液容为C1与C2的两个液箱组成,图中Q 为稳态液体流量)/(3s m ,i Q ?为液箱A 输入水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1Q ?为液箱A 到液箱B 流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,2Q ?为液箱B 输出水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1h 为液箱A 的液位稳态值)(m ,1h ?为液箱A 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,2h 为液箱B 的液位稳态值)(m ,2h ?为液箱B 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,21,R R 分别为A,B 两液槽的出水管液阻))//((3s m m 。设u 为调节阀开度)(2m 。 已知液箱A 液位不可直接测量但可观,液箱B 液位可直接测量。 图1 某生产过程示意图

要求 1. 建立上述系统的数学模型; 2. 对模型特性进行分析,时域指标计算,绘出bode,乃示图,阶跃反应曲线 3. 对B 容器的液位分别设计:P,PI,PD,PID 控制器进行控制; 4. 对原系统进行极点配置,将极点配置在-1+j 与-1-j;(极点可以不一样) 5. 设计一观测器,对液箱A 的液位进行观测(此处可以不带极点配置); 6. 如果要实现液位h2的控制,可采用什么方法,怎么更加有效?试之。 用MATLAB 对上述设计分别进行仿真。 (提示:流量Q=液位h/液阻R,液箱的液容为液箱的横断面积,液阻R=液面差变化h ?/流量变化Q ?。) 2 双容液位对象的数学模型的建立及MATLAB 仿真过程 一、对系统数学建模 如图一所示,被控参数2h ?的动态方程可由下面几个关系式导出: 液箱A:dt h d C Q Q i 111?=?-? 液箱B:dt h d C Q Q 22 21?=?-? 111/Q h R ??= 222/Q h R ??= u K Q u i ?=? 消去中间变量,可得: u K h dt h d T T dt h d T T ?=?+?++?222122221)( 式中,21,C C ——两液槽的容量系数 21,R R ——两液槽的出水端阻力 111C R T =——第一个容积的时间常数 222C R T =——第二个容积的时间常数 2R K K u =_双容对象的放大系数

自动窗帘控制系统设计 自动窗帘控制系统电路图

自动窗帘控制系统设计 孙勇1,杨文月2,赵宇新1 (吉林市供电公司调度通信所,吉林吉林132001;东北电力大学信息工程学院,吉林吉林132012) 要介绍了一款多功能窗帘控制系统。该系统采用AT89S52单片机的最小系统设计,可以使 用红外遥控器进行远程手动控制,也可以输入时间进行时间控制,还可以根据室外环境亮度实现窗帘的自动控制。为智能家居的实现提供了依据,具有良好的发展前景和应用价值。 关键词AT89S52;红外遥控器;自动窗帘;直流电动机 中图分类号TP23 文献标识码B 文章编号1674-7720(2010)13-0015-03

摘 Design of automatic curtain control system SUN Yong 1,YANG Wen Yue 2,ZHAO Yu Xin 1 (JilinScheduling Communication Power Supply Company ,Jilin 132001,China ;Department of Information Engineering ,Northeast Dianli University ,Jilin 132012,China) Abstract This paper introduces a designing of multi -function curtain control system ,which is the minimum system design based on the singlechip of AT89S5 The system can use the infrared remote for long distance manual control ,can enter time for time control and can also achieve automatic control for curtains under the lighting of the outdoor environment. The system provide the basis for realization of intelligent home ,and with good prospects for the development and application value. Key words AT89S52;infrared remote control ;automatic curtain ;DC motor

光感自动窗帘控制系统课程设计说明书

计算机控制技术课程设计 成绩评定表 设计课题光感自动窗帘控制系统设计

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年月日 导师签名:日期:年月日

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