《基于stm32的窗帘控制系统设计与实现》14000字（论文）

基于stm32的窗帘控制系统设计与实现摘要伴随着生活的进步与经济的发展。智能家居已经逐渐改变到了人们对居住的环境、空间的要求，智能家居获得了大多数人的重视,成为了许多家庭必选品。因为智能家具得到了迅速发展与壮大，智能家居入户已成为势不可挡的趋势。电子产品的盛世之下单片机得到了广泛的应用，以及电子产品的衍生物也变得十分流行起来比如红外控制，所以现如今红外遥控控制系统在市场上的需求十分可观。本设计介绍基于stm32的窗帘控制系统，它采用了红外遥控技术，达到解放人类双手的目的,通过采取远程操作,随心所欲的控制窗帘的开闭情况。极大程度上满足了人们的享受要求，且一定程度上提高了生活的档次。而且采用体积小,节能环保的伺服电机作为驱动源的智能窗帘控制系统成为研究的热点,具有广阔的应用前景。关键词：智能窗帘、单片机、红外遥控目录1引言 11.1课题研究背景及意义 11.2基本内容安排 11.3设计思想及基本功能 12总体电路设计及基本原理 12.1系统基本功能 12.2系统总体结构设计 13硬件设计与分析 13.1电源电路分析 13.2STM32及相关电路 13.2.1晶振电路 13.2.2复位电路 13.2.3时钟电路 23.2.4键盘电路 23.2.5显示电路 23.2.6A\D转换电路 23.2.7光敏传感器 23.2.8步进电机 23.2.9信号校正电路 23.3窗帘框架构造设计 23.3.1电动机选择 24程序分析与设计 24.1主程序设计 24.2主要子程序设计 24.2.1键盘程序设计 24.2.2定时程序设计 24.2.3步进电机程序设计 25系统调试 35.1系统调试 35.1.1系统程序调试 35.1.2硬件测试 35.2实物测试 3结束语 3参考文献 31引言 1.1课题研究背景及意义 社会在进步，生活质量在提高，越来越多的科技新技术推动着人类文明在进步。社会的飞速发展是通过智能化的不断推动，而且通过智能化我们日常的生活也变得越来越简便。窗帘对于家家户户都是必不可少的一部分，它为我们增添了生活的私密感，为我们抵挡了夏日的灼热，为我们阻挡了冬日的严寒。对于窗帘开闭是日常，而且这个日常对于大家来说微不足道，但是手动的拉开窗帘毕竟在某些时候会有所不便，所以我们可能将它智能化起来，极大程度的去满足在任何时候的方便快捷使用。窗帘的智能化将大众的生活的方式变得多姿多彩，通过有关的各种子系统，将电子技术与生活中的日常有斯机地结合在一起，使用智能化的仪器进行调控管理。通过窗帘的自动化，减少我们拉窗帘的体力劳动，使之更少的消耗获得更大的满足。而且我们可以发现与普通窗帘相比，智能窗帘不仅具有传统调节室内自然光以及保护隐私的作用，还使人拥有安闲自得、悠然自在、安室利处的生活姿态。通过智能窗帘的能动性去打破原有手动窗帘的被动静止状态。在以上的基础下，我们还会考虑到比较实际的问题，如当我们如果碰到家中没人的时候，这时候手动的窗帘无法自动关闭，那么小偷便可以通过窗户窥视到家中的财产，以以致于导致家庭里的财产损失；当然即便没有小偷，我们依旧会自己吓自己，导致学习工作无法集中，从而影响当天一整日的正常作息，从这里我们便能感受到智能窗帘的优胜了，它使我们能够更加的投入工作与学习，它为我们提供更加稳妥的安全措施。就目前看来智能窗帘肯定要比普通窗帘好，因为当前智能化已经成为全球化趋势，人们的选择也更加偏向于智能化。所以我们需要紧跟时代的步伐，了解智能化的工作原理，搞明白智能窗帘是怎样不需要手动还能自动沿着窗帘轨道来回挪动。当然问题的答案很简单，智能窗帘的自我操作是核心就是通过控制电机的正反转来实现的。

在社会生活的高速发展，科学技术不断地进步下，我们的信息技术，网络通信等得到了史无前例的拓展，所以这才促使了现代化的生活逐渐进入家家户户，这不仅简化人们的生活习惯，而且还增强人们的电子信息意识。现在电子设备改变了大多数人们生活，人们的日常充斥着电子设备，许多的电子产品已经成为众人的依靠，很大一部分的电子产品使人的生活质量得到了显著提升，让现代人的生活水平较之以往简直是翻天覆地的变化。究竟是什么导致了人们的生活与往前发生了如此大的变化，结果告诉我们是科技，在科技的支持下智能家居开始盛行于人们的家庭中。研究表明在国外许多的国家，很多家庭里都广泛使用着电动窗帘。很久很久以前，我国就已经出现了电动窗帘，但是从未进行大规模推广。近几年，科学发展进入热潮，科学技术水平不断地拔高使得智能家居的价格大幅减少，所以智能家居才开始闯入大家的视野里。1.2基本内容安排 本设计实验前期，首先通过查询资料学习stm32、步进电机、晶振电路、复位电路、键盘电路、显示电路、时钟电路等一系列应用原理、控制方法、编程方法。从而我们可以对自动控制窗帘远程控制器的系统设计做出一个总体设计。系统的总体设计思路是系统采用以各种步进窗帘电机元件作为控制窗帘启动控制元件，执行窗帘电机启动和窗帘开闭的主要系统工作管理任务:以光敏检测电阻元件作为控制窗帘的光敏检测控制元件，以便于用户提供控制窗帘的内部外界环境光照度的变化;stm32单片机系统可以用它作为一个系统主控制管理芯片，控制着整个系统的正确工作和正常运行，此外，辅助以智能键盘和数字显示为电路，在各种自动控制电路和各个模块的相互协同配合下最终完全达到了自动集成窗帘安全控制管理系统的各种智能化应用需要。

自动智能窗帘工业控设计系统的整体设计以及工艺制作流程主要内容可以大致分为以下几个主要环节:

(1)技术导入流程引言：简要部分的介绍了本次智能窗帘管理设计的相关技术应用发展历史背景和技术的重要性意义，还有本次窗帘设计制作工艺的一些基础性知识内容及本文大致流程安排。

(2)产品总体设计规划方案:建议给出智能型窗帘安全监控管理系统的产品总体方案设计方案和总体设计方案框架总体规划。

(3)软硬件系统设计:首先选择stm32单片发动机电路作为电子设备设计核心的各类控制电路设计，包括与通用单片发电机自动复位控制电路，电源控制电路，时钟控制电路，步进式发电机驱动控制电路，键盘/屏幕显示控制电路等一些密切息息相关的设计电路。(4)软件设计:简要介绍了各个功能模块的的设计工作流程和软件系统的设计理念。

(5)归纳总结。1.3设计思想及基本功能自动控制的智能窗帘系统普遍含有当下的所有电动窗帘最常用的功能，可以使用一个按键来启动窗帘的开闭合，在这些基本功能的必要条件下，增加了设计出一种可以依据光照的强度和窗帘所规定的时间自动打开或关闭窗帘的功能。在过程中尽量简化电路设计、尽量用简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计目的。

智能控制窗帘开闭系统具有下述几个基本状态:

(1)手动开闭窗帘操作系统状态:该窗帘系统主要功能是根据各家庭用户的生理需求和使用需求，通过手动一次性地对窗帘进行展开和闭合，此窗帘控制系统功能保持窗帘的开闭处于任何一种状态；

(2)按键控制状态:同时用户也同样可以通过手动按动按键对窗帘进行一次性开闭合；

(3)对内外环境光线亮度控制状态：通过整个窗帘的内外环境光线亮度自动地控制完成对整个窗帘的一次性开启或关闭，以实现“天黑关闭，天亮打开”，使用户真正实现其自动智能化流程管理。

(4)窗帘开闭时间进行电子调控状态:根据系统设定控制输入输出的何时开启或者是否为关闭的固定时间，来自动控制输入窗帘的何时开启或者是否关闭。

窗帘的正转、反转和停止等驱动功能都可以是由一个驱动单片机的一个输出控制电平来控制它的步进驱动电机。对内外环境光线亮度的控制则通过光敏控制电路中的一种利用光敏控制二极管及其发光运放器所连接构成的一个控制电路，用来直接控制一台光敏单片机的一个输入输出电压水平。2总体电路设计及基本原理 2.1系统基本功能 伴随着现代信息科学和技术的进步与发展以及人民群众物质生活水平的进一步提高，人们越来越享受生活越来越在意家居的安逸度，而窗帘在每个家庭生活是必备的，其基本功能是保护住户的隐私以及遮蔽阳光等。基于这些效果,窗帘的使用便捷性自然也会引起家庭的重视。但是传统窗帘中绝大多数都是使用手机或者是去打开关，每天开关不仅不省力，而且还可能错过最佳光照时间，尤其是大窗户的窗帘，十分笨重且巨长无比，这时候手动开闭窗帘便显得特别不方便。针对这种现象，人们制作出了电动控制窗帘的系统。现有的电动窗帘基本上都可以利用按键控制，自动开关闭窗市，虽然节约了一点力气,但是一些5面的设计还是太少了。对此,本次控制系统建议提出一种可以依靠光照以及定时等启动的开关式窗帘,具体设计有以下几个主要功能:（1）手动控制的状态:这种功能可以让自动门窗帘控制的系统同时具备手动的拉开、关闭等功能。（2）半自动控制窗帘的状态:此种控制功能主要是在需要手动打开或者自己关闭一个窗帘时,通过"开"或"关"两个按键,窗帘可以在电机带动下进行自动启用和开闭。（3）窗帘亮度的自动控制:此次功能主要是通过利用窗帘所设定的灯光照射强度自动地完成一个窗帘的打开或者一个门的关闭,真正地实现了黑天关闭,白天打开的一种控制功能。（4）基于窗帘关闭时间的开关自动控制这一自动功能即使根据不同用户的实际需要,设置了所有用户需要手动打开窗审的开关时间,通过用户输入的一个窗帘时间开启信号形成了需要关闭窗帘时间、窗帘的自动开关。2.2系统总体结构设计 整个解决方案的成败与否主要取决于软硬件设计的精度和好坏,所以我们在设计软硬件的同时,在没有任何可能达到其功能的条件下进行电路设计就会变得越简单和完美,这样我们才有可能够确保这个系统的安全稳定地正常运行。通过对每个主控控制芯片灵活的对每个输入信号输出口位置进行手动设置,有利于利用光电强度传感器能够检测接收到来自外界的光和太阳光强,经过对整个信号放大调理集成电路的进行滤波和信号放大,滤波和放大调理后的一个输入信号转换器成为一个a/d信号转换器,a/d信号转换后的器件在这个信号转换的进行过程中可能需要一定的较长时间,如果在这段较长时间内它的信号采样幅值发生变化,转换的最终结果将很容易地就会受到很大影响,所以期间我们应该尽量使用考虑到多余的信号采样时间来进行维护。集成电路。转换后的音频信号被电机交换为一个单片机的信号控制器,实现在此时电机开始运行于此时暂停。该自动显示窗帘模块主要功能是一种用于自动显示窗帘智能控制窗帘自动监视器和自动控制器等设备的各类工作状态。键盘控制模块的主要工作功能就是通过手动按下控制键向驱动单片机系统发送控制指令,其中主要指令内容功能包括自动设置工作时间,控制驱动步进式发电机高速旋转的运动方向,从而可以控制智能窗帘的自动启与闭开关。3硬件设计与分析 3.1电源电路分析 单片机工作需要的正常电压为5v，因此我们就非常需要为这种电压情况下的整个单片机系统制定一个稳压电源。3.2STM32及相关电路 这些超级单片机的具体英文名字全称其实应该是也就是我们所谓的超级单片式小型微电子计算机(singlechipmicrocomputer)。为了保证安装使用方便,它把一些可以组成整个计算机的主要硬件功能集成元件:中央处理器(cpu)、数据执行存储器(ram)、程序执行存储器(pom、eprom、flash等)、定时/定位计数器和各种新的输入和输出控制接口集成电路等都直接进行集成安装到一块内部带有戴尔半导体的集成芯片上,构成了一个完整的集成计算机操作系统。与其他同类通用的微计算机不同,单片机的工作指令和控制功能基本上也都是按照对现代工业机械自动化过程控制的基本特点要求来进行设计,因此它又被当时人们广泛称为一种单片化的机自动微控制器(microcontroller)。在STM32F105和STM32F107互连型系列微控制器之前，意法半导体已经推出STM32基本型系列、增强型系列、USB基本型系列、互补型系列；新系列产品沿用增强型系列的72MHz处理频率。内存包括64KB到256KB闪存和20KB到64KB嵌入式SRAM。新系列采用LQFP64、LQFP100和LFBGA100三种封装，不同的封装保持引脚排列一致性，结合STM32平台的设计理念，开发人员通过选择产品可重新优化功能、存储器、性能和引脚数量，以最小的硬件变化来满足个性化的应用需求。3.2.1晶振电路 该集成电路的晶振为基于石英管的晶体晶振震荡器。由于一个石英电子晶体频率震荡器本身就是个具有极其良好的基准频率波动稳定性及能够抵御各种外界频率干扰的强大频率传感器和功能,所以,石英电子晶体频率震荡器就是专门可以用来帮助实现快速产生一个新的基准频丰。通过一个关于基准工作频率值的计算公式来可以保证整个控制电路的工作频率准确。同时,它还甚至能够同时产生一个高频振荡电流,向整个单片机前端输入一个高频时钟控制信号。晶振振荡电路设计中的典型电容电路c1和电阻c2的一个主要典型电容值通常被正确选取为30pf左右,这个典型电容量的变化大小将直接关系影响输入到振荡电路的振动频率电平高低,振荡器的振动稳定性及其所引起振动的速度。晶体振荡输出频率的谐波幅值一般可以控制在1.212mhz。晶体的运动频率时钟变化速度越高,系统的运行时钟运动频率就会变化越快,单片机的运行工作量和运行运动速度就会变化越快。然而反过来,运行响应速度越高相比于印刷存放端子电路板的实际运行响应速度就要求越高,对用于印刷存放电路板的各种制造封装工艺也就一般要求越高,即这种制造方法一般要求相互之间的单个寄生存放电容量相对要小。晶体和寄生电容器的核心位置选择应该尽量可以使其芯片安装得较好地接近与通用单片机的核心芯片,以便于减小寄生电容,更好地可以确保晶体振荡器稳定、可靠地正常运行工作。89c51常规中选用压电振荡器和频率12mhz的白色石英作为晶体。3.2.2复位电路 复位是单片机的初始化操作，只需要给89C51的复位引脚RST加上大于2个机器周期(即24个时钟振荡周期)的高电平就可以使89C51复位。复位时，单片机初始化为0000H,从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行错误(如程序跑飞)或操作错误使系统处于锁死状态时，也需要复位键使RST脚为高电平，使89C51摆脱“跑飞”或“死锁"状态而重新启动。3.2.3时钟电路 本文在工程设计中的窗帘设计基本要求就是窗帘在一个好的给定工作时间内就必须会自动同时打开和被关闭,所以我们就势必需要经常使用它得到窗帘单片式电机自动定时器,而为了能保证每控制一台窗帘单片机都必须是同时与其他用于外界的窗帘时钟一致,就常常需要我们使用它得到一个功能实时的窗帘时钟自动控制电路。此处我们可以利用一个DS12887实时相位时钟计算芯片组来进行计算完成。DS12887是DALLAS有限公司自主研发和设计生产的一种具有实时性的日历式时钟计算机应用时钟自动控制系统芯片,它的主要应用功能范围包括非易失性时钟的日历式时钟计算机、报警器、百年史、可编辑方程式式实时间断、方波信号发生器和114字节非易于损失性的静态实时ram.我们在设计使用它的DS12887时候还应该特别注意以下几点:vec正常的工作情况下时钟工作频率为5v,当实时vcc阻值降到4.25v时,所有的信号输入都被自动忽略,输出转换成高阻的工作状态,vcc当阻值自动下降至3v时,外部的两个电源也被自动关断,内部的两个锂电池分别可以作为一个正常实时的复位时钟和一个ram同时进行间断供电,在时钟停止或者暂时断电的各种情况下,时钟仍然可以继续正常工作,其中的一些实时数据处理信息甚至可以长期连续保存十年以上,而且不会被任何损坏或者出现遗漏。DS12887有两种主要的引脚工作状态时序,即一个mot引脚一个wotorola和一个intel工作时序,由每个mot引脚的一个电压水平设定值参数来进行指定,当一个mot引脚为低或高电平时可以选择一个wotorola工作时序,当一个mot引脚为低或高电平时可以选择一个intel工作时序,图中所示的可选为一个intel工作时序,这时候该芯片的一个DS引脚通过连接被调到整个系统的一个用户可以直接阅读到的信号/rd,r/w引脚通过连接调整到该芯片系统的一个可以写信控制器/wr。as引脚:这是一个专门用来直接分离一个数据地址总线上在ad7-ado上的数据地址和所有数据源的信息,连接地址到mcu的一个ale引脚。reset引脚的执行信号对于一个日历执行时钟和一个ram时钟没有任何直接影响,但它仍然会直接收到影响DS12887的执行命令和系统状态数据寄存器的所有内容,在这个示意图中直接把一个reset引脚连至ravcc,这样就已经可以直接确保一个DS12887在一个系统无法进入或者也就是系统退出一个没有电源或被丢弃的系统状态时,其正常运行工作的系统状态也就不会直接受到这个reset引脚的信号影响。DS12887有一个可编程输出方波引脚SQW,从该引脚可以输出频率为2Hz-256Hz的方波,在系统中正是利用此引脚输出周期为125MS的方波,作为MCU外部中断/INTO的中断源实现周期性中断,每当中断发生时,MCU读-二次输入口,检查电表是否转过一圈,在整点时还要采一-次三相电流和电压。除此之外,DS12887内部同样可以还有128字节的一个ram的存储单元,其中前10个小的字节它也可以同时用来直接存放白天日历和晚间时钟的相关信息,字节0为一个秒,字节2为一小段的部分,字节4为一整个小段时,字节6为一个新的星期,字节7为一个新的月,字节8为一个年,字节0ah-odh它也可以直接用来把它作为一个用于控制和保存状态的数据寄存器,而最后余下的114字节则为一个用户端的ram,所有的这128字节都丢失可以说明这是一种由于掉电不易的丢失性。DS12887时钟芯片和AT89C51单片微机的模式选择脚MOT接地，DS12887时钟芯片的AS端口和89C51单片机的AIE端直接相联:而DS、R/W读写控制线与单片机的RD/WR控制线制线相连:DS12887的高位地址由89C51单片机的P2.7端口来片选，则DS12887的高8位地址定为7FH，而其低8位则由芯片内部各单元的地址来决定(00H-3FH);DS12887的中断输出端IQR和89C51的外部中断INTO端相联，给单片机提供中断信号:DS12887的SQW端与89C5I的TO端相连。3.2.4键盘电路 键盘在由一个单片机进行控制的一个窗帘自动控制操作系统软件中的主要工作功能就是通过一个键盘按键向所有单片机用户提供的接口输入控制指令,其中主要功能包含了如何设定一个窗帘的工作时间,控制一个窗帘自动开关等等的一些功能,它们都可以是由一个单片机自己进行控制的。在智能窗帘自动控制操作系统的硬件设计中,该机的键盘设计选择了4x4矩形点阵式触控键盘。这16个驱动按键的尺寸大小分别如图表示:所以设定时间按钮驱动键主要工作目的就是为了用来设定自动款式窗帘的关闭打开或者自动窗帘打开关闭所用时需要的设定时间;0-9数字驱动键,其主要功能作用之一目的就是专门拿来用于自动设置关闭时间:所以复位驱动键主要就是适合于在应用程序执行中如果有所发现出错以及系统发生了错误操作等的时候,使得一个单片机自动复位,从而同时实现重新启动设置:所以逆转驱动键主要目的是为了用来实时使得一个步进驱动电机能够逆转,控制自动窗帘的打开关闭;正常运转驱动键的主要目的之一是为了用来使得一个步进驱动电机能够实现正常运转,从而实时控制自动窗帘的关闭打开:所以停止键主要可以说是用来实时控制一个步进驱动电机要在停止的时候工作,窗帘自动控制器也就是用来停止它的工作:所以确定时间键主要工作目的之一就是为了用来实时控制自动窗帘关闭时间和在设置工作完成后对自动窗帘时间的确定性进行输入。由于按键比较多,单独设置按键会增加总体设计的复杂性,而且为了减少所占用的端口,可以将按键组成-一个矩阵。3.2.5显示电路 这种时间显示控制电路的设计目标主要是为了有效控制显示时间。所以我们建议采用它的led系列数码管对各种电机驱动进行同时显示主要的这是因为它的led系列数码管电机具有以下几个主要性能优点:(1)它不仅可以在各种低电压、小电流功率的超大电流工作情况下同时进行电机驱动和同时发光,并且它还能与它的cmos、itls等电路相互进行兼容。(2)高频单色发光管其响应光的持续时间很短,高频发光特征差,单色性好,亮度高。(3)它们的体积小,重量轻,抗冲击和抗压耐化学腐蚀冲击性能好。数码管一般主要具有共阴极和共阳极两种信息显示的操作类型,其中公共端对每个用户的公共位置信息进行动态显示和信息控制,笔画字符端则主要对其他用户的笔画字符位置进行显示控制,数码管一般主要具有用户静态的信息显示和用户动态的信息显示两种操作方法,说明书的内容概述如下:(1)静态显示驱动:静态驱动传感器交流驱动又可以叫直流动态传感器。静态数码驱动主要含义是用于指每个专用数码管理器中的每一个数字段码都由一个专用单片机的一个i/o口对其进行静态驱动,或者通过直接使用各种诸如数码bcd码二十一位制进位器等多种方式对其进行静态驱动。静态光源驱动的主要劣势优点就是驱动软件运行编程简单,显示出的光源少和亮度高,缺点之处之一就是驱动软件所需要占用的每个i/o口多,若要同时驱动5个动态数字光源管道和静态的光源显示,那么就必须先需要5*8=40根i/o口软件来进行驱动。（2）动态显示驱动：数码管动态显示是单片机中应用最广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管8个显示笔画“a,b,c,d,e,f,g,do”的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同字形码，但究竟是哪个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就是各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示的效果是一样的，但能够节省大量的I/O口，而且功耗更低。3.2.6A\D转换电路 avd模数转换法的主要技术作用之一就是对一个电路信号进行模数转换,把作为电路信号接收器得到的电路模拟信号输出转化成作为电路数字信号的插入输出。在我们需要选择一种新的a/d位数转换器时,先要进行判断的是a/d位数转换的测量精度、转换的加速度以及位数转换的精度位数等,a/d位数转换的精度位数是否确定与整个窗帘测量系统控制管理系统的所有必需元件测量以及控制元件范围和测量精度密切直接相关,在自定式遮光窗帘测量控制管理系统中我我首次尝试采用8位a/d位数转换器adc0809.ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道，8位逐次逼近式A/D转换器。8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs左右。ADC0809的主要特性有:(1)8路模拟输入数字信号转换通道,8位数字a/d信号转换器,即其最高分辨率。(2)具有转换起停的控制端。(3)一次转换的时间分别是100μs(一次以640khz的频率为高速),130μs(一次以500khz的频率为高速)(4)电压模拟电源输入的输出电压校准范围一般为0~+5v,不用零点及满载的刻度即可进行校准。(5)正常保温工作时的相对温度变化区间适应范围一般是-40~+85摄氏度

(6)低功耗,约15mW。3.2.7光敏传感器 窗帘自动控制电阻系统的窗帘光控元件功能介绍窗帘光控是一种系统可以按照室内窗帘光照能力强弱温度变化情况来自动实现对室内窗帘的自动控制开启和实时关闭的,因此我们就非常需要通过使用它得到一个新的光照强弱传感器等相关元件,在本文的窗帘设计中就需要采用了一个新的光敏控制电阻。光敏传导电阻也被广泛称为光敏光电导管,常见的技术制作生产工艺和原材料主要为环氧硫化镉,另外常见的材料还有二氧化镉、硫化铝、硫化铅和环氧硫化铅等。这些被加工制成的耐热材料在特殊不同波长的光和紫外线光线的照射下,其耐热阻抗性是系数迅速发生变大的主要特点。光敏控制电路主要原理是由两个基于运算控制放大器共同工作组成的一种比较控制电路,在两个基于运算控制放大器的反向同相两个输入点的端可以使用两个光敏控制电阻数据进行阻抗分压,得到的两个光敏电阻电压的比值数据可以直接作为一个光的基准光敏电压,在一个基于反相不同输入点的端可以使用光敏控制电阻数据来对两个光源阻抗进行各种数字化阻抗采集,由于两个光敏控制电阻的阻抗数值可以具有根据不同光照和光源强度而使阻抗的数值发生变化的物理性质等多种特点,可以直接计算得到一个基于反向同相输入端的光敏电阻电压的数值。然后将一台计算机中得到的两组白色窗帘驱动电压和比值中的数据分别进行了一次比较,比较后的命令信号经过一个v/d信号转换后被依次送入一个分别位于一台单片机89c51的pipi串口接口,单片机经过信号处理后再依次输出一个新的命令信号来同时控制一张窗帘驱动电机的任何正转或者是逆转,以便于通过实现白色透明灯和白色光照使用来同时控制一张白色窗帘的任何启动和关闭开关。3.2.8步进电机 步进式的电动机工作就是称为电脉冲的正向信号,转换为角位移或者在一个线性上的反向位移。在这种步进高压电机驱动控制电路中,步进电机控制器的主要功能就是把一个输入脉冲转换变成一个具有循环运动形状的输出脉冲,以此来控制一个新的步进驱动电机的机械运动和电机转向。在生产实践和工业应用中由这种软件应用来直接代替传统步进自动控制器,其最主要的一个优点之一是那就是软件能够有效使得生产线路更加接单简化,降低了制造成本,可靠性可以得到极大的大幅提高。在这种窗帘自动控制供电系统中我们特别选用了一种产品型号容量分别为24byj4812vdc1/16的四轴三相反应式窗帘步进驱动电机,该四相步进驱动电机分别设有5根步进导引线,排列颜色顺序大致如下:1:金属红色、2:金属橘色、3:各种金属柠檬黄色、4:金属粉红色、5:蓝绿。它驱动采用51驱动ulx2003的这种工作驱动方法可用来对它驱动进行高速驱动,其主要技术优点之一是那就是它的驱动步行力矩大,精度高,其驱动步行间距和转角一般大约是5.625°。自动控制窗帘质量控制管理系统应用中的电子驱动器我们既有些可以通过考虑直接选用大量小功率的电子复合管,也有些还甚至可以通过考虑直接选用专门的电子驱动器,比如光电驱动隔离器,采用这种称为光电驱动隔离器的装置主要是因为它一者可以有效抵御光线干扰,二者则是因它能够同时起到了与无线电网络隔离的良好效果。这样就完全可以有效地避免了驱动单片上电机和其他步进驱动电机之间的共同功率干扰输出控制回路之间的共同相地功率干扰,防止了强烈的功率干扰信号对电机主控控制单元的不良影响。另外,一旦电机驱动器的电路元件发生了严重故障,也就是它仍然可以自动通过电路隔离较高的驱动电压,不致被自动串入连接到其他单片硅电机中而使它可能受到其他严重破坏。3.2.9信号校正电路 在用户进行一些模拟信号的测量采集以及工作处理过程中,难免也会遇到一些被用户采集的干扰信号太微弱,难以被用户接受和收到,此时必须综合考虑是否采用一个称为信号转换放大器的电路对其信号进行一-两个规律放大倍数的信号放大,这样才真正能够完全性地满足一个a/d信号转换器中对输入干扰信号的放大电平稳定要求,并且一个放大器还可能无法同时产生其他干扰信号,因此必须综合考虑如何选择一种性能符合要求的信号放大器。另外,进行有用信号音频采集时,所用的需要进行采集的音频信号不仅为有用性的信号。另外噪声还有许多干扰信号,应该综合考虑如何选用一些能够具有噪声频率分离选择干扰功能的低通滤波器,这样我们就觉得可以更加有效地去过滤掉由于噪声和频率分离不同的干扰信号,在本文的音频设计中就需要采用低通滤波器。积分综合运算滤波电路本身不仅具有低通反馈放大滤波特性,而其上通带的反馈放大滤波倍数则主要是根据放大电阻所要求构造的正或负两个反馈放大网络。v3.3窗帘框架构造设计 窗帘微动框架的总体构造安装设计主要内容包括各种窗帘专用微动框架开关的内部连接线和电路设计及各种窗帘微动框架的草图绘制与安装设计。本系统工程设计方案中的一个新型微动复位开关电路是由有源电容、电阻等主要部件直接组成的微动复位开关电路直接与整个单片机的一个微动复位开关导线引脚直接相连,微动复位开关原理是直接将它安装在一个装有窗帘的电动滑杆上,当杆在窗帘上的运动量达到一个开关预定的运动位置时,触动这个新的微动复位开关,使得整个单片机窗帘进行自动复位,此时窗帘发电机自动禁止停转,窗帘就这样会自动停到一个开关指定的运动位置。3.3.1电动机选择 本系统工程设计所选用需要精心选择的电力型号两种分别为:24byj4812vdc1/16的高速直流电力发动机,其主要技术优点之一是那就是电机驱动时的力矩大,精度高,大大程度提升了本系统工程设计的电力资源和电能可持续利用性。4程序分析与设计 4.1主程序设计 主程序主要就是负责自动完成一个系统的开关初始化和正常操作及各个主机子程序之间的自动连接和相互联系等等任务,主机子程序主要采用的方法是一个无限次和周期的工作循环,主要工作功能包括有三点就是负责完成一台数控单片机的开关初始化,开关自动停止和电源中断,对开关按键信号进行自动扫描,控制开关步进和发电机的正常工作,控制自动计时器等。主程序流程说明:电路主要部分可以准确划分大致为以下几个部分,分别是所指的主要是驱动电源和电路控制部分、显示和电路控制部分、按钮和电路驱动器部分,步进控制电机和电路控制器部分,a\d信号转换和电路控制部分,单片式微机和电路主控板等元器件部分,各个电路子程序都可以具有不同的工作功能。主程序的作用主要是先初始化寄存器以及显示内容:然后查询按键操作，并且对按键进行分析以及处理，通过分析处理，对于设定键，则设定时间，到了设定的时间后步进电机工作。对于控制键，执行窗帘开闭的工作。如果经过分析后都不是，采用复位的操作。4.2主要子程序设计 4.2.1键盘程序设计 在我们控制一个单片机开始操作一个触点按键时,无论是关键按下或者按键松开,触点在按钮闭合和按键断开时均将会有一个可能同时会振动使其内部产生信号振荡,此时触点逻辑上的电压水平也可能是不稳定的,若触点得到达不到正确的信号处理,可能就甚至会直接影响导致控制单片机在这个按键上的错误地位和执行。一种很容易找到解决该延时问题的简便解决方式就是直接使用延时软件工具进行设置延时。在每一次使用单片硅电机处理的一个按键抖动运算中在操作抖动完成后都可能要继续延时5ms,如果我们已经确定了一个按键运算是否抖动要继续延时12ms,这样基本上就已经可以大大减少了在键盘上的抖动。然后由一台数控单片机自动对其进行键码信号分析,并自动执行一个单机相应的键码命令,显示并且自动进行键码返回。按键的运动设置检测方式系统采用了按键扫描检测方式,要先在扫描判断各个键盘中心时是否发现有无其他按键在位于该键触点上然后按下时把全部的按键行线按按y0-y3置为一个低电平,列的行线y则放置为一个高电平,然后再按上去扫描检测可看到各个按键线的内部运动平衡状态。在对单片机应用系统的设计中,系统具备两个主要的性能-一个部分是由键盘进行处理过程所决定。在按下键时按得迅速而无反应,按缓后又一连多地作出响应几次,总是会带来迟钝的触摸,不能让人感到满意。在本文设计中采用以下三个思路来设计的按键处理过程。首先要判断有没有键值，若有键值，再判断是否为首次按下:(1)若首次按下:判断是否与上次按下的键值相同a.若相同再判断:是否已经按下了300ms?1).若已经按下300ms则将此键做为连键处理.2).若不是连键则判断:是否按下20ms?1>.若确认按下20ms,得到有效键值等待弹起2>.若不是按下20ms直接结束处理(ret).b.若不相同则将标志清零结束处理(ret).(2)若不是首次按下:将键值暂存起来，标志置位结束处理。如果无键值，则判断是否有键值已被确认(1)若有键已被确认:判断按键是否首次抬起a.若首次抬起:判断拍起延时时间(20ms)是否到达1>.若延时到则梅标志处理结束处理。2>.若延时未到直接结束处理(ret),b.若非首次拍起:直接结束处理(ret),（2）若没有键被确认：直接结束处理（ret)。4.2.2定时程序设计 定时中断程序的主要工作功能就是在按照一个用户所在机设定的工作时刻后,能够通过让一个单片机自动接收检测到某一个用户窗帘的定时中断启动信号,从而向这个用户主机发出一个用户相应的定时指令,控制这个窗帘的是否启动。时钟控制芯片向时秒单片的主机前端发出50ms的时钟计数器传递信号每当传递数值给时钟单片的主机后,计数器就应该会自动开始正常运行工作,计数器信号标记发送到20,则持续时间即为1秒,秒时钟计数器分单元就会加1.而每当秒时钟计数器发送到60,分计数单元就会加1,此时秒时钟计数器分单元就会清零。当时每个单位的数字计算器数量已经增大并达到24,时候的单位将被清零。4.2.3步进电机程序设计 步进电机是操控窗帘开闭的主要执行器件，其设计主要是按照单片机指令以及按键指令进行正转或者反转。歩进电机程序没汁的主要任务是:(1)判断旋特方向:(2)按順序侍送控制脉冲;(3)判断所要求的控制歩数是否佶送完半。5系统调试 5.1系统调试 在整个系统调试前，焊接系统还存在明显的断裂、正负连接、虚焊等问题。其次，利用万用表，确认电源正负极之间是否存在短路等严重供电问题，系统焊接无问题。通过PL2303串口烧写模块烧写程序[20]，开始验证系统功能是否满足要求，如果有问题就继续调试程序直到成功为止5.1.1系统程序调试 软件调试步骤如下：（1）第一步在Keil4软件中自定义一个新的工程名。（2）第二步新建用户源文件：在新建的空缺文本中编辑篮球计时计数需要的程序源代码。（3）程序编译和调试。（4）如果确定程序编译没有错误，则通过串口烧写模块烧写程序，开始验证系统功能是否满足要求，如果有功能有问题，或则有些功能不能实现，就需要进一步的调试程序，反复进行，直到所有功能都满足为止。5.1.2硬件测试 最后一步就是硬件整体测试了，首先肉眼观察看是否有明显的漏焊虚焊的地方，然后用万用表测试各个按键是否通路[22]，是佛都接了地或电源，有无不应该接到一起的按键或示波器对焊接好的板子进行整