智能电动百叶窗的设计

单片机课程设计设计题目：智能电动百叶窗的设计学院：年级：专业：姓名：学号：指导教师：年月日目录一、设计容及意义 ------------------------------------ 错误!未定义书签。

(一)课程设计题目：智能电动百叶窗 (3)(二)任务详情： (3)二、整体设计原理及方案 -------------------------------------------------- 3(一)基本要求： (3)(二)基本工作原理： (3)(三)各元器件资料： (4)1.8051单片机--------------------------------------------------------------------------- 42.ADC0809------------------------------------------------------------------------------ 73.光敏传感器 ----------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

4.数码管 ---------------------------------------------------------------------------------- 85. 驱动方式-------------------------------------------------------- 错误!未定义书签。

三、硬件电路图 --------------------------------------- 错误!未定义书签。

四、程序设计流程图 --------------------------------- 错误!未定义书签。

五、问题及心得 --------------------------------------- 错误!未定义书签。

七、参考文献 ------------------------------------------ 错误!未定义书签。

一．设计容及意义(一)课程设计题目：智能电动百叶窗(二)任务详情：本项目利用AD加光敏电阻传感器，按键及DA对直流电机的控制实现智能百叶窗的控制。

具体功能：数码管显示测量结果光强，设置三个按键：手动/自动切换、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。

设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。

二．整体设计原理及方案(一)基本要求：1、用MCS-51单片机，6MHz时钟，常规的上电手动复位电路2、3个以上的按键3、LED或/和数码管/和LED显示及其接口4、至少2路输入信号，可以使模拟量或数字量(二)基本工作原理：本设计就是应用传感器技术、单片机技术以及直流电机来控制百叶窗调节杆的旋转角度从而达到控制百叶窗的目地.设计主要包括光传感器、单片机控制系统、直流电机、百叶窗自动机构,电源用直流电源；电机驱动的电路与电机连接。

本设计用新型光敏电阻感应室的光照强度将室光照强度或手动开关作为输入的模拟信号，通过AD转换将模拟信号转换成数字信号,再经过51单片机处理之后, 将输出信号用来控制直流电机的转向，从而实现百叶窗的开关以及透光角度大小。

(三)各元器件资料：1.8051单片机8051是一种8位元的单芯片微控制器，属于MCS-51单芯片的一种，由英特尔公司于1981年制造。

INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机，如Atmel、飞利浦、深联华等公司，相继开发了功能更多、更强大的兼容产品。

8051单芯片是同步式的顺序逻辑系统，整个系统的工作完全是依赖系统部的时脉信号，用以来产生各种动作周期及同步信号。

在8051单片机中已建时钟产生器，在使用时只需接上石英晶体谐振器（或其它振荡子）及电容，就可以让系统产生正确的时钟信号。

引脚的功能：MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分地布请参照----单片机引脚图：l P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。

l P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。

l P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。

l P3.0~P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。

P0口有三个功能1、外部扩展存储器时，当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）2、外部扩展存储器时，当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

P1口只做I/O口使用：其部有上拉电阻。

P2口有两个功能1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用2、做一般I/O口使用，其部有上拉电阻；P3口有两个功能除了作为I/O使用外（其部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置，具体功能请参考我们后面的引脚说明。

有部EPROM的单片机芯片（例如8751），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的，即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG）编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp）接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池，这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源，当外接电源下降到下限值时，备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入，以保护部RAM中的信息不会丢失。

（注：这些引脚的功能应用，除9脚的第二功能外，在“新动力2004版”学习套件中都有应用到。

）上拉电阻在介绍这四个I/O口时提到了一个“上拉电阻”那么上拉电阻又是一个什么东东呢？他起什么作用呢？都说了是电阻那当然就是一个电阻啦，当作为输入时，上拉电阻将其电位拉高，若输入为低电平则可提供电流源；所以如果P0口如果作为输入时，处在高阻抗状态，只有外接一个上拉电阻才能有效。

ALE/PROG 地址锁存控制信号在系统扩展时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。

（在后面关于扩展的课程中我们就会看到8051扩展EEPROM电路，在图中ALE与74LS373锁存器的G相连接，当CPU对外部进行存取时，用以锁住地址的低位地址，即P0口输出。

ALE有可能是高电平也有可能是低电平，当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器。

当ALE是低电平时，P0口上的容和锁存器输出一致。

关于锁存器的容，我们稍后也会介绍。

在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出（即6分频），当访问外部存储器以1/12振荡周期输出（12分频）。

从这里我们可以看到，当系统没有进行扩展时ALE会以1/6振荡周期的固定频率输出，因此可以做为外部时钟，或者外部定时脉冲使用。

PORG为编程脉冲的输入端在第五课单片机的部结构及其组成中，我们已知道，在8051单片机部有一个4KB或8KB的程序存储器（ROM），ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的，那么我们是怎样把编写好的程序存入进这个ROM中的呢？实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。

PSEN 外部程序存储器读选通信号：在读外部ROM时PSEN低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作。

1、部ROM读取时，PSEN不动作；2、外部ROM读取时，在每个机器周期会动作两次；3、外部RAM读取时，两个PSEN脉冲被跳过不会输出；4、外接ROM时，与ROM的OE脚相接。

参见图2—（8051扩展2KB EEPROM电路，在图中PSEN与扩展ROM的OE脚相接）EA/VPP 访问和序存储器控制信号1、接高电平时：CPU读取部程序存储器（ROM）扩展外部ROM：当读取部程序存储器超过0FFFH（8051）1FFFH（8052）时自动读取外部ROM。

2、接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。

在前面的学习中我们已知道，8031单片机部是没有ROM的，那么在应用8031单片机时，这个脚是一直接低电平的。

3、8751烧写部EPROM时，利用此脚输入21V的烧写电压。

RST 复位信号：当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作，当复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H 单元读取第一条指令码。

XTAL1和XTAL2 外接晶振引脚。

当使用芯片部时钟时，此二引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。

VCC：电源+5V输入VSS：GND接地。

AVR和pic都是跟8051结构不同的8位单片机，因为结构不同，所以汇编指令也有所不同，而且区别于使用CISC指令集的8051,他们都是RISC指令集的，只有几十条指令，大部分指令都是单指令周期的指令，所以在同样晶振频率下，较8051速度要快。

另PIC的8位单片机前几年是世界上出货量最大的单片机，飞思卡尔的单片机紧随其后。

ARM实际上就是32位的单片机，它的部资源（寄存器和外设功能）较8051和PIC、AVR都要多得多，跟计算机的CPU芯片很接近了。

常用于手机、路由器等等。

DSP其实也是一种特殊的单片机，它从8位到32位的都有。

它是专门用来计算数字信号的。

在某些公式运算上，它比现行家用计算机的最快的CPU还要快。

比如说一般32位的DSP能在一个指令周期运算完一个32位数乘32位数积再加一个32位数。

应用于某些对实时处理要求较高的场合2.ADC0809ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，部结构如图所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。

外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示。

下面说明各引脚功能：IN0～IN7：8路模拟量输入端。

2-1～2-8：8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。

ALE：地址锁存允许信号，输入端，产生一个正脉冲以锁存地址。

START：A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。

EOC：A/D转换结束信号，输出端，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。