自动窗的设计_毕业设计(编辑修改稿)

自动窗的设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

盘方式，如果使用 PC 机作为主控器，必须有相应的配套软件与之相适应， 这就 增加了编程的难度， PC 机主控方案的框图如下： 光敏电阻和雨水传感器 单片机主控制器 大连海洋大学本科毕业设计 第二章 总体方案的选择与论证 5 图 2 PC 机主控方案框图 综上可以清楚的看出方案一简单明了，设计过程简单，控制方便，因此选用第一种方案。 系统方案 综上所述，光强传感器采用第一种方案，湿度传感器采用第三种方案，主控部分采用第一 种 方案。 根据所设计的任务和要求，控制器采用单片机 STC89C52RC,光强传感器采用光敏电阻， 湿度传感器采用雨水传感器， 系统设计 方框如 如图所示： 图 3 系统总体方案设计 机械传动系统方案的选择 机械传动系统的工作原理：由电机拉动皮带再通过连接件拉动窗户右半叶 ,从而实现窗户的开晶振电路 复位电路 STC89C52RC 雨水传感器 光敏电阻 直流电机驱动模块 光电耦合器控制电路 光强传感器和雨水传感器 A/D转换器 单片机控制的检测系统 PC 机主控器 人机接口接口 大连海洋大学本科毕业设计 第二章 总体方案的选择与论证 6 关。 机械系统组成 :电机、主动轮、从动轮、皮带、连接件、窗体。 因为窗体是日常生活中常见的铝合金窗体，电机用的是 12V 直流电机驱动，所以这 样的设计 不仅简单而且实用，成本低，能够普遍的应用于生活当中。 图 4 机械传动方案示意图 大连海洋大学本科毕业设计 第三章 控制系统详细设计 7 第 三 章 控制系统详细设计 硬件介绍 STC89C52RC 单片机的结构 [9] (1) 特征 STC89C52RC 集中了 其他众多单片机 的优点 于身上，比如集中了 FLASH 程序的编程和在线编程之类的东西，这就使得低价位的单片机取代高价位的应用在各种控制领域。 STC89C52RC单片机具有低 功耗和高性能等优点，广泛应用于可用干电池供电的 系统的 便携式产品的设计中。 主要特性如下： 1. 2*8 位内部 RAM 数据存储空间， 8K 字节的可重擦写 Flash 闪烁内存，内带 2K 字节的EEPROM 存储空间； 2. 其工作频率范围为： 0～ 40MHz，相当于普通 8051 单片机的 0～ 80MHz。 3. 32 根可编程 I/O 线； 4. 共 6 个中断源，其中外部中断源两个； 5. 其工作温度范围： 40℃ ～ +85℃ ； 由于该设计需要将编写好的编写程序下载到单片机中，所以要求单片机必须具有足够的存储空间，它具有 8K 字节的 Flash 完全能满足要求。 32 位的 I/O 口线能够使单片机与光敏电阻、雨水传感器、键盘电路、按键电路和直流电机等的连接变 得 可能。 16 位的定时器使读取数据变 得 更加简单，同时该结构不但有利于晶振电路及复位电路的连接，它还能够在 断 电状态时保存 RAM内的数据。 把它跟 80C51 单片机作比较的情况下，它的优点就更多了因为它可以省下一笔买烧写器的钱这样的话就比较方便了。 （ 2） STC89C52RC 的引脚功能及连接 大连海洋大学本科毕业设计 第三章 控制系统详细设计 8 引脚图 如下图 5 所示。 图 5 引 脚图 VCC(40):接电源。 GND(20):接地。 P0 口（ 39～ 32）： P0 端口不但可以作为通用输入输出口使用，另一方面它还有第二功能，这是大家都比较熟悉的，但使用时要先对锁存器写 “1”，这的准双向口的要求；也可以作为输出，输出时 8 个 74LS 类型的 TTL 负载都能够被它驱动起来。 P1口（ 1～ 8）： P1 端口只可以作为通用的 I/O 端口来用，因为它没有像 P0、 P P3 那样有第二功能，但是它内部有上拉电阻，这一点要清楚，可以作为输入也得先给它的锁存器写 “1”，这是准双向口的硬性的要求；也可以作为输出，输出时它不像 P0 能驱动 8 个，但是它每位能却能够驱动 4 个 74LS 类型的 TTL 负载。 P2口（ 21～ 28）： P2端口除了可以作为通用的 I/O 口使用之外，它还具有第二功能，它的内部也有上拉电阻，作为输入也不例外也要先对锁存器写 “1”，这也是准双向口的一个硬性的要求；也可以作为输出，输出时每位能驱动 4 个 74LS 类型的 TTL 负载。 P3口（ 10～ 17） : P1 端口除了可以作为通用 I/O 口使用之外，它也像 P0、 P2 一样也有第二功能，内部也一样上拉电阻，作为输入也得先对锁存器写 “1”，这是准双向口的要求；也可以作为输出，输出时每位能驱动 4 个 74LS 类型的 TTL 负载。 P3 口也作为 AT89C51 的一些特殊功能口： 大连海洋大学本科毕业设计 第三章 控制系统详细设计 9 表 1 P3 端口的第二功能 RST(9):复位信号输入端。 高电平有效。 给单片机复位用的一个端口。 ALE/PROG(30):该频率为振荡器频率的 1/6，访问外部存储器时， ALE 输出的脉冲下降沿用于锁存 P0 口输出的低 8 位地址线，与 P2 口结合形成 16 位地址线；在不访问外部存储器时，该引脚仍以不变的频率周期性的输出脉冲信号，可以用作对外部输出的时钟或定时的目的。 PSEN(29):外部程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。 从外部程序读取指令或常数期间，该信号在每个机器周期两次有效，在访问片外数据存储器期间，该信号不出现。 EA/VPP(31):片外程序存储器选用端，低电平有效。 要想访问内部程序存储器，那么你就要把这个引脚上加上高电平才可以；当 PC 值超过片内程序存储器空间时， 则自动转向外部程序存储器的程序。 如果只访问外部程序存储器，而不管内部是否有程序存储器，应当把这个引脚上加上低电平才可以。 XTAL1(19):外接晶体振荡器的一端。 它是片内振荡电路中反向放大器的输入端。 XTAL2（ 18）：来自反向振荡器的输入。 光敏电阻 （ 1） 光敏电阻的特性 光敏电阻为了更好地吸收光一般情况下制成薄片结构。 光线的强弱与电阻阻值的大小 有相当大的 关系。 当光线较强时，半导体内原来处于稳态的电子因吸收了能量而被激发 的电子 称为自由电子 ，光线越强，激发的电子就越多，那么阻值就会减 小，反之则阻值大。 它的原理结构如 下 图所示 ： 大连海洋大学本科毕业设计 第三章 控制系统详细设计 10 图 6 光敏电阻的原理结构 基本特性及其主要参数： (1).暗电阻、亮电阻 暗电阻是指在无光照的条件下的电阻值。 在此条件下的电流为暗电流。 如 MG4121 型光敏电阻暗阻 ≥。 亮电阻或亮阻是指在在有光的条件下的电阻值。 在此条件下的电流也称为亮电流。 (2).伏安特性 由于耗散功率小的缘故，加在其两端的电压不能过高，否则将损坏该器件。 图中的那些虚线就是允许的功耗曲线。 图 7 光敏 电阻 的伏安特性 曲线 光照特性是指电压一定的条件下，光电流和入射到光敏电阻上的光照强度间的关系。 光敏电阻的缺点就是因为它不是线性的关系的一般情况下不要用它来作为那些敏感的元器件来用，以免影响测试的性能。 大连海洋大学本科毕业设计 第三章 控制系统详细设计 11 图 8 光敏 电阻 的光照特性 曲线 光敏 电阻 的灵敏度随光的波长的不同而不同， 这 种现象便是光敏 电阻 的光 谱 特性。 制作光敏电阻 的材料及 掺杂浓 度会改变它的光 谱灵 敏度。 其特性 曲线如 下 图 所示： 图 9 光敏 电阻 的光 谱 特性 曲线 光 电 特性是指光敏 电阻 的光 电 流和光照 间的关 系。 它的特性 曲线如 下 图 10 所示： 图 10 光敏 电阻 的光 电 特性 曲线 大连海洋大学本科毕业设计 第三章 控制系统详细设计 12 光敏电阻是利用内光电效应来工作采用半导体材料制成的光电组 元 件。 因光敏电阻没有极性，是一个纯电阻器件，它的阻值随光强的增强而减小，随光强的减弱而 增大。 光敏电阻和单片机的接口电路如下图 11 所示： 图 11 光敏电阻接口电路原理图 注 :光敏电阻元件并接在比较电路的负输入端 ,因此会有以下两种情况 : 1).光照强 时 : 光敏电阻接地端阻值最大 ， 使得比较电路负输入端电压为高电平 ，所以此时输出端输出 低 电平； 2） .光照弱 时： 光敏电阻接地端阻值趋近无穷小 ， 使得比较电路负输入端接地 ，输出端输出高 电平。 雨水传感器 ： ：直流 10V～ 16V ： 200mA 大连海洋大学本科毕业设计。