光感自动窗帘控制系统设计课程设计(编辑修改稿)

光感自动窗帘控制系统设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

（ OE）的定义相同。 R/W（读 /写输入）： R/W 引脚也有两种操作模式。 选 Motorola 时序时， R/W是 低电平信号时，指示当前周期是读或写周期， DS 为高电平时， R/W 高电平指示读周期， R/W 信号一低电平信号，称为 WR。 在此模式下， R/W 引脚与通用RAM 的写允许信号（ WE）的含义相同。 CS（片选输入）：在访问 DS12887的总线周 期内，片选信号必须保持为低。 IRQ（中断申请输入）：低电平有效，可作微处理的中断输入。 没有中断的条件满足时， IRQ 处于高阻态。 IRQ 线是漏极开路输入，要求外接上接电阻。 RESET（复位输出）：当该脚保持低电平时间大于 200ms，保证 DS12887有效复位。 键盘电路 键盘在由单片机控制的窗帘自动控制系统中的主要作用是通过按键向单片16 机输入指令，其中主要包括设定时间，控制窗帘的开关等等功能，是人工控 制单片机的主要手段。 在窗帘控制系统 设计中的键盘采用的是 44 矩阵键盘。 这 16个按键分别为：设定键主要是用来设定自动窗帘打开或者关闭的时间； 09 数字键，其作用主要是用于设定时间；复位键主要应用在程序出错以及误操作的时候使单片机复位，从而重新设定；反转键是使步进电机反转，控制窗帘关闭；正转键是使步进电机正转，从而控制窗帘打开；停止键可以控制步进电机停止工作，窗帘控制器停止运行；确定键主要是用于在时间设定完成后的确定输入。 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，如图 所示。 S2 S6 S 1 0 S 1 4S3 S7 S 1 1 S 1 5S4 S8 S 1 2 S 1 6S5 S9 S 1 3 S 1 7R2 5 . 1 K * 4R3R4R5G N DP 1 0P 1 1P 1 2P 1 3P 1 4P 1 5P 1 6P 1 7 图 键盘接口电路 显示电路 显示电路主要是用于显示时间。 采用 LED 数码管进行显示是因为 LED 数码管具有以下几个优点： (1)能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与 CMOS、 ITL电路兼容。 (2)发光响应时间极短 () ，高频特性好，单色性好，亮度高。 (3)体积小，重量轻，抗冲击性能好。 数码管有共阴极和共阳极两种类型，其公共端主要进行位控制，笔画端则是进行字符控制，数码管有静态显示和动态显示两种方法 ，说明如下： （ 1）静态显示驱动： 17 静 态驱动也称直流驱动。 静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的 I/O 进行驱动，或者使用如 BCD 码二 — 十进位器进行驱动。 静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要 5 8＝ 40 根 I/O 来驱动，要知道一个 89C51 单片机可用的 I/O 才 32 个。 故实际应用时必须增加驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。 （ 2）动态显示驱动： 数码管动态显示是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 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的字形码，但究竟是那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。 透过分时轮流控制各个 LED 数码管的 COM 端，就使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，每位元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体的余辉效应，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是一样的，能够节省大量的 I/O 口 ，而且功耗更低。 本设计采用的是 4 位 LED 数码管的串行驱动电路来达到显示的目的。 驱动器采用 74LS164，由单片机 89C51 的 和 来控制 LED 数码管的显示。 显示电路图如 所示。 18 abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR9U67 4 A L S 1 6 4abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR9U77 4 A L S 1 6 4abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR9U87 4 A L S 1 6 4abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 4A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713C L K8MR9U97 4 A L S 1 6 4T X DR X D 图 显示电路 74LS164 是 8 位串行输入，并行输出的移位寄存器。 其引脚及各个引脚的作用如下图 所示： 19 图 74LS164 引脚及说明 A/D 转换电路 A/D 转换的作用是进行模数转换，把接收到的模拟信号转换成数字信号输出。 在选择 A/D 转换时，先要确定 A/D 转换精度、转换速度以及转换位数等，A/D 转换的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关，在自定窗帘控制系统中采用了 8 位 A/D 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 路输入通道， 8 位 A/D 转换器，即分辨率为 8 位。 （ 2）具有转换起停控制端。 （ 3） 转换时间为 100μs(时钟为 640kHz时 )， 130μs（时钟为 500kHz 时） （ 4）模 拟输入电压范围 0～＋ 5V，不需零点和满刻度校准。 （ 5）工作温度范围为 40～＋ 85 摄氏 度 （ 6） 低功耗，约 15mW。 符号 引脚 说明 DSA 1 数据输入 DSB 1 数据输入 Q0~Q3 3~6 输出 GND 7 地 (0 V) CP 8 时钟输入（低电平到高电平边沿触发） /MR 9 中央复位输入（低电平有效） Q4~Q7 10~13 输出 VCC 14 正电源 20 ADC0809 与单片机 89C51 的连接示意图如图 所示，其中 74LS373 为锁存器，当三态允许控制端 OE 为低电平时， O0O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。 当 OE 为高电平时， O0O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U1A T 89C 51I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10U3A D C 0809D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U474A L S 373U2N O TBCABCAG N DA L EA L E123A74A L S 02456B74A L S 02I N T 1I N T 1WRP 2. 4RDP 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R E TP 27RDWRT0I N 0G N DV C CT X DR X DP 21P 22P 23 图 ADC0809 与单。