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1、信息与控制工程学院硬件课程设计说明书基于STC89C52单片机的自动窗帘的设计学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期： 2013.04.202013.05.10 吉林化工学院Jilin Institute of Chemical Technology课程设计任务书一、设计题目：基于STC89C52单片机的自动窗帘的设计二、设计目的自动窗帘设计1掌握STC89C52单片机最小系统及其接口电路的设计； 2熟练掌握单片机的编程方法；3掌握利用Kell进行软件仿真编程及程序下载的方法；三、设计任务及要求 设计并实现窗帘自动控制系统。该系统的基本功能有；1具有测量光强、温度及
2、显示等功能；2具有设置光强、温度阀值以及超阀值报警功能；3. 具有自动拉开和闭合窗帘的功能。四、设计时间及进度安排设计时间共三周（2013.04.222013.05.10）,具体安排如下表：周安排设 计 内 容设计时间第一周设计单片机的最小系统及外围电路的原理图，学习单片机开发工具Kell的使用，绘制设计电路原理图。2013.04.222013.04.26第二周按照与原理图焊接电路板，学习单片机对各模块的的编程驱动方法以及掌握利用Kell进行编程，学习对单片机各模块功能程序的调试和整合。2013.04.292013.05.03第三周软件下载并调试程序实现系统的基本功能，完成并提交硬件设计作品及
3、硬件课程设计说明书，课程设计答辩。2013.05.062013.05.10五、指导教师评语及学生成绩指导教师评语:年 月 日成绩指导教师(签字):目 录课程设计任务书I目 录II第1章 概述11.1 概述窗帘自动控制系统11.2系统设计方框图1第二章 51单片机简介32.1 STC89C52介绍32.2 STC89C52时钟电路42.3 STC89C52复位电路52.4 STC89C52最小系统7第三章 硬件电路设计93.1 直流稳压电源设计93.2 单片机与键盘接口电路设计93.3 单片机与液晶显示1602接口电路设计103.4光强检测电路设计113.4.1 AD0832123.5 电机控制
4、电路设计123.5.1 电机驱动L293D介绍123.5.2 单片机控制电路设计143.6 温度检测电路设计143.6.1 DS18B20介绍143.6.2 与单片机接口电路设计153.7 报警电路设计16第四章 软件设计174.1 Keil软件的使用174.2 程序流程图20结 论22参考文献23附 录24第1章 概述1.1 概述窗帘自动控制系统伴随着信息化时代的到来，人们的生活速度以及对生活质量的追求也在大幅提高。智能化的产品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要求，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，智能化的电子产品以及设计将以
5、前的被动静止物体转变为人们能够方便操控的工具，这些产品具有提供全方位的信息交换的功能，不仅能够优化人们的生活方式，帮助人们合理的安排时间，增强居家环境的安全性，甚至还可以为各种能源费用节约资金。在智能化产品中，单片机的应用已经越来越广泛，单片机以它体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等优点。针对人们对智能化的需求以及对舒适生活的追求，窗帘自动控制系统改变了传统窗帘的劣势，它可以根据外界光照强度的不同而自动开闭窗帘，也可以根据人们设定的时间来控制窗帘。该系统利用光敏电阻检测光照强度的变化，并且将光敏检测模块的电阻变化转化为电压变化，然后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步
6、进电机的正反转实现窗帘的来回移动。本设计正是把利用AT89C51 单片机的优点以及简单实用性，顺利的完成了对智能控制的要求，并且为智能化的家居设备提供了良好的基础。该系统具有一般的窗帘控制系统的最基本的功能，即通过电动按钮来开闭窗帘，在此基本功能的前提下，本设计根据需求还设计了可以根据光照强度和设定时间自动开闭窗帘的功能，在选取设计方案和采用元器件方面，该系统本着简单实用经济的思想，尽量简化电路设计，用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计要求。光感自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能：（1）手动控制：该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关，此功能可以使窗帘处于开闭的任何一种状
7、态；（2）自动控制：系统可以通过感光器采集室内光照强度，根据亮度的不同而自动控制窗帘的打开程度；（4）时间控制：此功能是根据用户设定的时间在特定的时间点一次性开关窗帘。1.2系统设计方框图光感自动窗帘控制系统设计的总体框图如图1-1所示。图1-1 光感自动窗帘控制系统设计的总体框图第二章 51单片机简介2.1 STC89C52介绍STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技
8、术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。图2-1 STC89C52 PDIP封装图STC89C52引脚介绍: 主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接5V电源GND(Pin20)：接地线外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令
9、，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin1Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7STC89C52主要功能如表2-1所示:表2-1主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写Flash R
10、OM32个双向I/O口256x8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能2.2 STC89C52时钟电路STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图22所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择，电
11、容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图23所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。图2-2内部方式时钟电路图23外部方式时钟电路2.3 STC89C52复位电路（1）复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能
12、是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如表2-2所示。表2-2寄存器复位状态寄存器复位状态PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0-P3FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H（2）复位信号及其产生RST引脚是复位信号的输入端。复
13、位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。产生复位信号的电路逻辑如图24所示：图24产生复位信号的电路逻辑整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图25所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电
14、源就成了系统的复位初始化。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图26所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图27所示：图25 上电复位 图26 按键电平复位图27 按键脉冲复位2.4 STC89C52最小系统最小系统是指能进行正常工作的最简单电路。STC89C52最小应用系统电路如图2-8所示。它包含五个电路部分：电源电路、时钟电路、复位电路、片内外程序存储器选择电路、输入/输出接口电路。其中电源电路、时钟电路、复位电路是 保证单片机系统能够正常工作的最基本的三部分电路，缺一不可。电源电路 芯片引脚VCC一般接上直流稳压电源+5V，引脚GND接电源+5V的负极，电源电压范围在45.
