《基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)龍巖學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 題目：基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 專業(yè)： 電子信息工程 學(xué)號(hào)： 2014041812 作者： 郭志生 指導(dǎo)教師： 王小龍 助教 二0一六年五月二十七日39基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【摘要】為了實(shí)現(xiàn)對(duì)車庫(kù)卷簾門(mén)的自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)了一種以AT89S51為控制核心的車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)。它采用以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片為驅(qū)動(dòng)器，還運(yùn)用低頻加密無(wú)線遙控技術(shù)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及制動(dòng)，并采用三個(gè)不同顏色的LED來(lái)分別代表其目前狀態(tài)，再通過(guò)LCD液晶屏顯示。該系統(tǒng)可在日常生活中的得到推廣運(yùn)用?！娟P(guān)鍵字】 AT89
2、S51 步進(jìn)電機(jī) 加密無(wú)線遙控Design and Realization of automatic control of garage door based on 51 single chip microcomputer【Abstract】In order to achieve garage shutter doors automatic control, to design a AT89S51 as the control center of the garage shutter doors automatic control system. It uses a stepper motor
3、 driver chip to drive, but also the use of low-encrypted wireless remote control technology to control the stepper motor reversing and braking, and using three different color LED to represent its current state, and then through the LCD screen display. The system has been promoting the use in daily
4、life.【Key Words】 AT89S51 Stepping motor Encrypted wireless remote control目 錄第1章 引言11.1 課題研究背景及意義11.1.1 課題研究背景11.1.2 課題研究意義11.2 課題研究?jī)?nèi)容1第2章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)思路32.2設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)硬件框圖32.2.1硬件方案32.2.2軟件方案32.2.2系統(tǒng)硬件框圖4第3章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)53.1 最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)53.1.1 單片機(jī)的選擇53.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2 電源的設(shè)計(jì)53.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路63.3.1
5、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路芯片的選擇63.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)73.3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理73.4 按鍵控制電路設(shè)計(jì)73.5 狀態(tài)顯示電路73.5.2 液晶顯示屏的電路設(shè)計(jì)83.6 無(wú)線遙控電路設(shè)計(jì)93.6.1 無(wú)線遙控模塊芯片的選擇93.6.2 無(wú)線遙控模塊接收電路設(shè)計(jì)93.6.3 無(wú)線遙控模塊發(fā)射電路設(shè)計(jì)9第四章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)114.1 系統(tǒng)程序框圖114.2 電機(jī)控制程序124.3 其它模塊的程序設(shè)計(jì)134.4 延時(shí)程序144.5 LCD1602控制程序設(shè)計(jì)14第五章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試155.1 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝155.1.1 電路原理
6、圖的繪制155.1.2 電路原理圖的繪制155.2 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試155.2.1 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)物電路的線路檢查155.2.2 程序的下載155.2.3 硬件調(diào)試15第六章 總結(jié)與展望18致謝19參考文獻(xiàn)20附錄21附錄1：電路原理圖22 附錄2：源程序23 附錄3：實(shí)物圖29第1章 引言1.1 課題研究背景及意義1.1.1 課題研究背景在高速發(fā)展的今天，卷簾門(mén)雖在市場(chǎng)的推廣日漸普及，但是從總體來(lái)看，部分性能還不夠完善。在產(chǎn)品的市場(chǎng)定位以及技術(shù)的開(kāi)發(fā)上仍然是跟著市場(chǎng)的發(fā)展方向?yàn)橹鳌＞砗熼T(mén)具有多種功能，在保障安全性能的同時(shí)還可以防盜等等。隨著汽車業(yè)發(fā)展迅速，擁有汽車的人也
7、越來(lái)越多，對(duì)車庫(kù)卷簾門(mén)的要求也相對(duì)較高。所以有一個(gè)比較完整的智能車庫(kù)卷簾門(mén)的自動(dòng)控制系統(tǒng)還是相對(duì)重要的。1.1.2 課題研究意義在如今的生活和工作時(shí)代，節(jié)奏不斷加快，為了讓自己的生活更簡(jiǎn)單快捷，各種智能控制器逐漸走進(jìn)了人們的工作和生活，并作為一個(gè)重要的角色?；诖?，車庫(kù)自動(dòng)卷簾門(mén)，在商場(chǎng)，地下車庫(kù)和個(gè)體經(jīng)營(yíng)戶的一些小面積，用途廣泛。特別是近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展傳統(tǒng)的卷簾門(mén)已經(jīng)無(wú)法滿足客戶的需求，因此智能車庫(kù)卷簾門(mén)的出現(xiàn)越來(lái)越受到當(dāng)代人的喜愛(ài)。1.2 課題研究?jī)?nèi)容本次設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為核心系統(tǒng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003A控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及停止功能來(lái)體現(xiàn)車庫(kù)卷簾門(mén)的上升下降以及停
8、止功能，配以加密系統(tǒng)，并利用LCD和LED來(lái)更為清晰直觀的明白步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。自動(dòng)卷簾門(mén)結(jié)構(gòu)如圖1-1所示:圖1-1 自動(dòng)卷簾門(mén)示意圖本設(shè)計(jì)在閱讀了大量關(guān)于車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于51單片機(jī)的車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)。本文的具體結(jié)構(gòu)如下：1.第1章引言主要介紹課題的研究背景及意義。2.第2章提出了設(shè)計(jì)方案，介紹其基本思路與工作原理。3.第3章介紹本次系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，包括了單片機(jī)選擇，驅(qū)動(dòng)電路、最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，按鍵控制電路的設(shè)計(jì)，LCD顯示屏的型號(hào)選擇，加密系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。4.第4章簡(jiǎn)單介紹了本次車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的軟件設(shè)計(jì)。5.第5章對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的調(diào)試以及一系列的硬件和軟件
9、的調(diào)試。6.第6章主要是本人在本次設(shè)計(jì)中的總結(jié)與未來(lái)展望。第2章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)一種以AT89S51為控制核心的車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)。它采用以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片為驅(qū)動(dòng)器，還運(yùn)用低頻加密無(wú)線遙控技術(shù)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及制動(dòng)，并采用三個(gè)不同顏色的LED來(lái)分別代表其目前狀態(tài)，再通過(guò)LCD液晶屏顯示。2.2設(shè)計(jì)方案及系統(tǒng)硬件框圖2.2.1硬件方案隨著如今社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，科技的發(fā)展也越來(lái)越迅速，基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)的自動(dòng)控制將會(huì)越來(lái)越趨向于智能化和集合化。怎么把各種儀器集中于一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，讓使用者的操作更加簡(jiǎn)便和讓儀器的大小更加集中小型化是智能控制系統(tǒng)中
10、需要克服難關(guān)。根據(jù)國(guó)內(nèi)機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)的自動(dòng)控制系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單化、智能化化的發(fā)展趨向，我主要設(shè)計(jì)包括電源的設(shè)計(jì)，按鍵輸入設(shè)計(jì)，單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，1602液晶模塊，無(wú)線傳輸和無(wú)線接收裝置，LED液晶設(shè)計(jì)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方案。其作用功能如下表2-1：表2-1名稱功能按鍵輸入設(shè)計(jì)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)單片機(jī)最小系統(tǒng)保證單片機(jī)系統(tǒng)的正常工作1602液晶模塊通過(guò)液晶屏幕顯示，將卷簾門(mén)的狀態(tài)準(zhǔn)確的顯示在液晶屏幕上無(wú)線傳輸和無(wú)線接收裝置通過(guò)無(wú)線加密裝置，實(shí)現(xiàn)加密無(wú)線遙控卷簾門(mén)LED狀態(tài)顯示用于顯示電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信息和車庫(kù)卷簾門(mén)的工作狀態(tài)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 2.2.2軟件方案根據(jù)以上的硬件設(shè)計(jì)思路，在各種模塊的要求的
11、基礎(chǔ)上，我制作以下的軟件模塊，其軟件模塊主要有正反轉(zhuǎn)控制模塊，LED顯示模塊，鍵盤(pán)掃描模塊，1602液晶模塊，通過(guò)proteus來(lái)繪制原理圖，從而完成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能。其實(shí)現(xiàn)的功能主要是：通過(guò)鍵盤(pán)模塊來(lái)改變電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由led和1602液晶顯示來(lái)同步步進(jìn)電機(jī)的工作狀態(tài)。其中各個(gè)模塊的具體任務(wù)如下表2-2：表2-2模塊名稱功能鍵盤(pán)掃描模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制，進(jìn)而控制自動(dòng)卷簾門(mén)LED顯示模塊實(shí)時(shí)顯示步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀況和卷簾門(mén)的工作狀態(tài)正反轉(zhuǎn)控制模塊通過(guò)調(diào)用相序的不同來(lái)控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)1602液晶模塊將步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示液晶屏幕上2.2.2系統(tǒng)硬件框圖車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖如下圖2-1所示。車庫(kù)
12、卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件包括驅(qū)動(dòng)電路、最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，按鍵控制電路的設(shè)計(jì)，LCD顯示屏的型號(hào)選擇。圖2-1 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)框圖.第3章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 最小系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)3.1.1 單片機(jī)的選擇 AT89S51單片機(jī)與MCS-51 兼容，擁有4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器，使用壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年，該芯片全靜態(tài)工作頻率范圍0Hz-24MHz1。因此我的設(shè)計(jì)方案使用的是AT89S51單片機(jī)作為控制核心。3.1.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下圖3-1所示。最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括晶振電路設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)以及各引腳連接設(shè)計(jì)。圖3-1
13、單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖3-1所示。在復(fù)位電路中，按照復(fù)位方式的不同，可以將復(fù)位電路分為外部按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩種。前者是指用戶可按照需求，手動(dòng)將系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。后者則是每次系統(tǒng)通電，自動(dòng)復(fù)位。如圖3-1所示。時(shí)鐘是同步單片機(jī)系統(tǒng)各個(gè)部件工作時(shí)序的最小時(shí)間單位。時(shí)鐘電路由12M的晶體振蕩器Y1，兩個(gè)30pF的電容C7和C8組成。STC12C5A60S2內(nèi)置R/C振蕩器時(shí)鐘，在所需晶振頻率較低情況下可無(wú)需配置外部晶振電路2。3.2 電源的設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用+5V直流電壓供電。具體設(shè)計(jì)中，選用雙USB接口的電源線實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制系統(tǒng)與電源的連接。電源端可直接與手機(jī)移動(dòng)電源連接。電源電路原理圖如圖3-2所
14、示。圖3-2 電源電路原理圖3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.3.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路芯片的選擇該電路的設(shè)計(jì)是驅(qū)動(dòng)芯片選擇的是ULN2003，因?yàn)樗B接簡(jiǎn)單，而且能夠通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)控制力矩的大小，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。ULN2003 由7個(gè)NPN達(dá)林頓管組成，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)7 組負(fù)載的能力，為單片雙極型大功率高速集成電路。其內(nèi)部示意圖如圖3-3所示。圖3-3 內(nèi)部示意圖其引腳功能說(shuō)明如下表所示。表3-1 引腳功能說(shuō)明引出端序號(hào)符號(hào)功能引出端序號(hào)符號(hào)功能11B輸入9COM公共端2-72B-7B輸入10-157C-2C輸出8E發(fā)射極161C輸出3.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)該電路的設(shè)計(jì)是將驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003的
15、四個(gè)輸入端（引腳1引腳4）分別接單片機(jī)的P1.4P1.7并且各自并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻的另一端接+5V電源。再將ULN2003的四個(gè)輸出端（與四個(gè)輸入端相對(duì)應(yīng)的四個(gè)輸出端，即引腳13引腳16）分別接步進(jìn)電機(jī)的四個(gè)輸入口，并且各自并聯(lián)LED燈的負(fù)極，將LED燈另一端接上拉電阻。最后將步進(jìn)電機(jī)電源端和ULN2003的引腳9接+5V電源，ULN2003的引腳8接地3。其電路原理圖如下圖3-4所示。圖3-4電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)原理圖3.3.3 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的工作原理一個(gè)脈沖信號(hào)被步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收時(shí)，該信號(hào)能夠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)角。因此可通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)控制角位移量實(shí)現(xiàn)精確定位；同時(shí)控制脈沖頻
16、率可控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，以此調(diào)速。3.4 按鍵控制電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)中，我們只用鍵盤(pán)來(lái)設(shè)置一些參數(shù)，按鍵數(shù)量不多，而且STC89C52單片機(jī)I/O口也比較豐富，能夠1滿足本系統(tǒng)的要求，因此采用獨(dú)立式鍵盤(pán)，通過(guò)檢測(cè)單片機(jī)I/O口的高低電平來(lái)判斷是否有按鍵按下。其中S2鍵為上行鍵，S3鍵為下行鍵。其原理圖如圖3-5所示：圖3-5 按鍵電路控制圖3.5 狀態(tài)顯示電路3.5.1 液晶顯示屏的選擇本次設(shè)計(jì)的顯示模塊采用的是LCD1602，液晶顯示器LCD1602是英文Liquid Crystal Display的縮寫(xiě)。與其他的顯示設(shè)備相比，LCD具有降低視覺(jué)疲勞，無(wú)閃爍，低功耗，所占空間小等優(yōu)點(diǎn)。
17、LCD顯示屏是一種低壓、微功耗的顯示器件，可以通過(guò)液晶和彩色過(guò)濾器過(guò)濾光源，在平面面板上產(chǎn)生圖象。LCD1602的芯片引腳功能說(shuō)明如下表3-2。表3-2 LCD1602的芯片引腳功能說(shuō)明第1腳GND為電源地第2腳VCC接5V電源正極第3腳V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高第4腳RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳RW為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳E(或EN)端為使能(enable)端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第714腳D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：
18、空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。3.5.2 液晶顯示屏的電路設(shè)計(jì)LCD1602液晶顯示屏電路設(shè)計(jì)接線圖如下圖3-6所示。LCD1602液晶顯示屏用于直觀看清卷簾門(mén)的工作狀態(tài)。本次設(shè)計(jì)通過(guò)ULN2003A芯片的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)車庫(kù)門(mén)的上升，下降和停止功能。并用三個(gè)不同顏色的LED燈來(lái)顯示電路，分別代表車庫(kù)卷簾門(mén)的上升，下降和停止。同時(shí)將其對(duì)應(yīng)狀態(tài)顯示在LCD1602顯示屏上。分別顯示：UP，DOWN，STOP狀態(tài)。圖 3-6 LCD1602液晶顯示屏電路設(shè)計(jì)接線圖3.6 無(wú)線遙控電路設(shè)計(jì)無(wú)線遙控模塊控制系統(tǒng)的上行、停止和下行的三種狀態(tài)是通過(guò)按鍵遙控器進(jìn)行無(wú)線遙控。當(dāng)用戶在自己的車內(nèi)就無(wú)
19、需下車，就可以使用遙控器直接對(duì)車庫(kù)卷簾門(mén)進(jìn)行控制，這樣可以節(jié)省時(shí)間。3.6.1 無(wú)線遙控模塊芯片的選擇本設(shè)計(jì)無(wú)線遙控模塊芯片的選擇采用了無(wú)線遙控編碼是SC2262,解碼芯片是HS2272，常用于無(wú)線電遙控領(lǐng)域的調(diào)制和解調(diào)。本設(shè)計(jì)的無(wú)線遙控的特點(diǎn)是不易受障礙物影響，可多角度遙控。本次設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制核心是STC89C51與無(wú)線收發(fā)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。3.6.2 無(wú)線遙控模塊接收電路設(shè)計(jì)無(wú)線遙控模塊接收電路設(shè)計(jì)如下圖3-7所示。其中無(wú)線接收模塊是通過(guò)高頻接收和調(diào)解出的串行信號(hào)是SC2262集成電路編碼出的，還原出控制信號(hào)數(shù)據(jù)需要通過(guò)相關(guān)的解碼電路來(lái)解碼。圖3-7 無(wú)線遙控模塊
20、接收電路3.6.3 無(wú)線遙控模塊發(fā)射電路設(shè)計(jì)無(wú)線遙控模塊發(fā)射電路設(shè)計(jì)如下圖3-8所示。其中SC2262集成電路有8位地址與4位數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)編碼對(duì)高頻載波采用ASK調(diào)制方式，即數(shù)據(jù)信號(hào)為高電平時(shí)，高頻振蕩器電源接通，發(fā)送信號(hào)；若數(shù)據(jù)信號(hào)為低電平時(shí)，電源斷開(kāi)，停止工作。這種設(shè)計(jì)安全性較高，靜態(tài)工作狀態(tài)下，電流幾近為零。圖3-8 無(wú)線遙控模塊發(fā)射電路第四章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)利用KEIL軟件進(jìn)行編寫(xiě)程序，其程序包括主程序、LCD1602控制程序、中斷服務(wù)程序和基本程序。4.1 系統(tǒng)程序框圖 首先系統(tǒng)上電的時(shí)候，各部分設(shè)備都初始化，就是說(shuō)我的指示燈，紅燈亮，液晶屏幕上顯
21、示的是STOP狀態(tài)，上行和下行狀態(tài)指示都不顯示，系統(tǒng)分為發(fā)射控制和接收控制部分，發(fā)射部分為按鍵模塊和無(wú)線發(fā)射電路，接收部分分為無(wú)線接收電路，還有MCU控制單元，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，狀態(tài)指示模塊。當(dāng)信號(hào)發(fā)送控制端發(fā)送控制命令時(shí)，無(wú)線接收到對(duì)應(yīng)的上行還是下行或者停止命令，把這個(gè)信號(hào)送給MCU控制單元，MCU控制單元根據(jù)無(wú)線接收裝置發(fā)送來(lái)的信息，對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的控制。從而調(diào)節(jié)電機(jī)是上升還是下降。同時(shí)顯示模塊會(huì)通過(guò)LED指示燈模塊和1602液晶模塊，將卷簾門(mén)現(xiàn)在的動(dòng)作狀態(tài)顯示出來(lái)以便于觀察。圖4-1為系統(tǒng)程序框圖：c 圖4-1 系統(tǒng)程序框圖4.2 電機(jī)控制程序本次設(shè)計(jì)中，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式采用雙四拍方式
22、。因此步進(jìn)電機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)使用雙四拍方式。通過(guò)一個(gè)變量的變換決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，電機(jī)的擺動(dòng)是以當(dāng)前電機(jī)的所在位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180度，再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180度，若系統(tǒng)沒(méi)有做出停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的命令，將持續(xù)以該方式來(lái)回?cái)[動(dòng)。電機(jī)正反轉(zhuǎn)相序編碼表如下表4-1、表4-2所示。表4-1正轉(zhuǎn)相序編碼表步數(shù)P2.4P2.5P2.6P2.7控制字ABCD111000X0C201100X06300110X03410010X09表4-2反轉(zhuǎn)相序編碼表步數(shù)P2.4P2.5P2.6P2.7控制字ABCD111000X0C210010X09300110X03401100X06電機(jī)程序流程圖如下圖4-2所示：圖4-2 電機(jī)程序流
23、程圖4.3 其它模塊的程序設(shè)計(jì) 本次程序通過(guò)閃爍不同LED燈來(lái)表示車庫(kù)卷簾門(mén)的上升，下降和停止三種狀態(tài)，可方便清晰的看出車庫(kù)卷簾門(mén)的工作狀態(tài)。4.4 延時(shí)程序設(shè)計(jì)本次程序時(shí)為保證步進(jìn)電機(jī)的正常運(yùn)行，會(huì)對(duì)每一個(gè)STEP加一個(gè)延時(shí)程序，以使系統(tǒng)保證精確性。4.5 LCD1602控制程序設(shè)計(jì)LCD1602控制程序包括LCD1602的初始化，寫(xiě)入命令數(shù)據(jù)到LCD，寫(xiě)入字符顯示數(shù)據(jù)到LCD，在LCD1602指定位置顯示字符串的程序等程序的設(shè)計(jì)。LCD1602控制程序被廣泛應(yīng)用，因此不多做說(shuō)明。第五章 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試5.1 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝5.1.1 電路原理圖的繪制電路原
24、理圖的設(shè)計(jì)利用Protel99se進(jìn)行繪制電路原理圖。其設(shè)計(jì)步驟如下：1.在Protel99se中新建一個(gè)文檔，查找第三章所設(shè)計(jì)的硬件電路所需的元器件并載入到該文檔中。其元件清單見(jiàn)附錄。2.按照第三章設(shè)計(jì)的各個(gè)電路將元器件用導(dǎo)線連接起來(lái)，并將各個(gè)電路用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽相互連接起來(lái)，形成一個(gè)完整系統(tǒng)電路圖。3.通過(guò)電氣檢查查找錯(cuò)誤，若沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤，則系統(tǒng)的電路圖繪制完成。5.1.2 電路原理圖的繪制本設(shè)計(jì)利用萬(wàn)用板作為電路板進(jìn)行焊接電路。電路板的安裝與焊接過(guò)程如下：1.對(duì)照電路原理圖在萬(wàn)用飯上排放元器件，進(jìn)行排板；2.進(jìn)行焊接元器件并且利用導(dǎo)線按照電路原理圖連接電路；3.將電機(jī)導(dǎo)線插入相應(yīng)位置，插入相應(yīng)
25、位置。5.2 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試5.2.1 車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)物電路的線路檢查 利用萬(wàn)用表的電阻檔檢查電路的線路是否出現(xiàn)斷路或短路情況，并檢測(cè)器件的焊接是否出現(xiàn)虛焊，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行重新焊接，確保電路的線路無(wú)誤。5.2.2 程序的下載1.利用STC串口下載器與裝有“STC-ISP”程序下載軟件的電腦的端口連接，將STC串口下載器的TXD、RXD、GND端分別接STC89C52RC芯片的RXD、TXD、GND端。2.打開(kāi)“STC-ISP”程序下載軟件，選擇單片機(jī)型號(hào)和串口號(hào)，點(diǎn)擊“打開(kāi)程序文件”鍵將源代碼的.hex文件導(dǎo)入下載軟件中，點(diǎn)擊“下載/編程”鍵后將芯片徹底斷電再重新上電，當(dāng)
26、下載成功在軟件顯示區(qū)顯示操作成功。若不成功點(diǎn)擊“停止”鍵，重新點(diǎn)擊“下載/編程”鍵，再將芯片徹底斷電再上電。其下載界面如圖5-1所示。5.2.3 硬件調(diào)試首先對(duì)于器件的參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，確保能正常使用；其次，檢查制作后的工藝水平，保證線路方便連接正常，尤其是對(duì)于短路和斷路，因處理不當(dāng)?shù)脑捒赡軙?huì)造成較大問(wèn)題；最后在搭建完成后，芯片座先不查芯片，進(jìn)行空載上電測(cè)試，以及對(duì)于各引腳電位和邏輯關(guān)系的檢測(cè)。硬件連接完成后如圖5-1：圖5-1 硬件連接圖調(diào)試結(jié)果如圖5-2,5-3所示：圖5-2調(diào)試結(jié)果液晶顯示圖圖5-3調(diào)試結(jié)果LED燈以及步進(jìn)電機(jī)顯示圖第六章 總結(jié)與展望到此為止，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的已基本完成。此
27、次對(duì) “基于51車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”對(duì)于我個(gè)人而言是一次很好的鍛煉，從最初設(shè)計(jì)方向的預(yù)想系統(tǒng)功能，到實(shí)現(xiàn)預(yù)期方向。其中經(jīng)歷了從器件的選擇，系統(tǒng)模擬仿真，實(shí)踐操作焊接電路，感慨良多。時(shí)間雖然并不長(zhǎng)，只有短短的幾個(gè)月，但付出的努力和實(shí)踐卻一點(diǎn)都不少，最重要的是學(xué)到了許多教科書(shū)上學(xué)不到的知識(shí)，在這過(guò)程中我查找并翻閱了許多國(guó)內(nèi)外相關(guān)書(shū)籍，對(duì)于智能車庫(kù)卷簾門(mén)的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，明白其工作原理和存在的必要性。另一方面，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅在理論上要求專業(yè)還對(duì)于實(shí)踐動(dòng)手能力的要求相對(duì)較高，通過(guò)這段時(shí)間的鍛煉，實(shí)踐動(dòng)手能力也有了一個(gè)較大的提升。對(duì)于以后在社會(huì)工作上也積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。誠(chéng)然，在這次
28、設(shè)計(jì)中也明白了自己的許多不足。如對(duì)于線路設(shè)計(jì)的不合理，使得在焊接線路上耗費(fèi)了較多時(shí)間。在編程軟件上，在最開(kāi)始時(shí)候?qū)τ诔绦驘o(wú)從下手，在經(jīng)過(guò)老師指點(diǎn)和多次的調(diào)試的后，才漸漸將程序完成。在經(jīng)過(guò)這段時(shí)間的努力后，雖然基本已達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。但是對(duì)于我們做出的產(chǎn)品最終目的是希望能夠有個(gè)較大規(guī)模的推廣，這使得本次的設(shè)計(jì)需要更為完美。因此，希望能在此次基礎(chǔ)上不斷完善和進(jìn)步。致謝我首先要感謝我的指導(dǎo)老師。他無(wú)論是在我的設(shè)計(jì)制作，還是在畢業(yè)論文的寫(xiě)作方面都給與我耐心的指導(dǎo)。老師在學(xué)問(wèn)上對(duì)待知識(shí)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度讓我深深敬佩，在生活上平易近人又讓我倍感親切。不僅在我制作畢業(yè)作品的過(guò)程中，提供了大量寶貴的專業(yè)知識(shí)，使我制作
29、過(guò)程平順很多。還在生活上關(guān)心我，使我在做本次設(shè)計(jì)擁有了更大的信心。在此向老師表達(dá)衷心感謝。我還要感謝我的家人。他們?cè)谖耶厴I(yè)設(shè)計(jì)時(shí)給了我很多精神上的鼓勵(lì)和支持，讓我時(shí)刻充滿動(dòng)力地投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。最后，還要感謝所有的同學(xué)們，他們?cè)谖移匠Ｓ龅絾?wèn)題的時(shí)候，無(wú)私的幫我解決困難。謝謝你們！參考文獻(xiàn)1 江思敏,姚鵬翼,胡榮等.Protel電路設(shè)計(jì)教程第一版M.北京:清華大學(xué)出版社,20022 李華.MCS51系列單片機(jī)接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社,19933 張毅剛主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用C51編程+proteus仿真M.北京:高等教育出版社,20124 江思敏,姚鵬翼,胡榮等.Protel電路設(shè)計(jì)
30、教程第一版M.北京:清華大學(xué)出版社,20025 Ka C.Cheok,Kazuyuku Kobayashi,Sandro Scaccia,Giamberto Scaccia.A fuzzy logic-based smart automatic windshield wiper.IEEE Xplore Digital Library,19966 Jarajreh M,Nortcliffe A L,Green R.Fuzzy logic and equivalent circuit approach to rain measurement.Electronics Letters,2004附錄附錄
31、1：電路原理圖附錄2：源程序附錄3：實(shí)物圖附錄1：電路原理圖附錄2: 源程序*/#include pbdata.hsbit up = P33; /3.2口接收到高電平電機(jī)就會(huì)上升sbit down = P34;/3.3口接收到高電平電機(jī)就會(huì)下降sbit red_led = P20;/停止指示燈sbit blue_led = P21;/電機(jī)上升指示燈sbit yellow_led = P22;/電機(jī)下降指示燈unsigned char code FFW8=0 xF1,0 xF3,0 xF2,0 xF6,0 xF4,0 xFc,0 xF8,0 xF9;void delay(unsigned int
32、 i)while (i-);void main(void)red_led = 1;blue_led = 0;yellow_led = 0;/up = 0;/down = 0;LcdInit();/初始化LCD1602液晶屏while(1) char i = 0; if(down = 1) for (; i=7; i+) P1 = FFW7-i; delay(100); blue_led = 0; yellow_led = 1; red_led = 0; LcdWriteCom(0 x80); LcdWriteData(S); LcdWriteData(t); LcdWriteData(a);
33、LcdWriteData(t); LcdWriteData(e); LcdWriteData(:); LcdWriteData(D); LcdWriteData(O); LcdWriteData(W); LcdWriteData(N); else if(up = 1) for (; i0;c-)for (b=38;b0;b-)for (a=130;a0;a-); #ifndef _pbdata_H/創(chuàng)建一個(gè)公用子文件，這里面是一些公用的函數(shù)#define _pbdata_H#define uchar unsigned char#define uint unsigned int #include
34、 reg52.h/包含了51單片機(jī)的頭文件#include lcd_1602.h/包含了LCD1602液晶屏的函數(shù)void Delay10ms(unsigned int c); /誤差 0us#endif*/#include pbdata.h/* 函 數(shù) 名 : Lcd1602_Delay1ms* 函數(shù)功能 : 延時(shí)函數(shù)，延時(shí)1ms* 輸 入 : c* 輸 出 : 無(wú)* 說(shuō) 名 : 該函數(shù)是在12MHZ晶振下，12分頻單片機(jī)的延時(shí)。*/void Lcd1602_Delay1ms(uint c) /誤差 0us uchar a,b;for (; c0; c-) for (b=199;b0;b-)
35、 for(a=1;a0;a-); /* 函 數(shù) 名 : LcdWriteCom* 函數(shù)功能 : 向LCD寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)的命令* 輸 入 : com* 輸 出 : 無(wú)*/void LcdWriteCom(uchar com) /寫(xiě)入命令E = 0; /使能清零RS = 0; /選擇寫(xiě)入命令RW = 0; /選擇寫(xiě)入P0 = com;/由于4位的接線是接到P0口的高四位，所以傳送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);E = 1; /寫(xiě)入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);E = 0;/Lcd1602_Delay1ms(1);P0 = com 4; /發(fā)送低四位Lcd1602_D
36、elay1ms(1);E = 1; /寫(xiě)入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);E = 0;/* 函 數(shù) 名 : LcdWriteData* 函數(shù)功能 : 向LCD寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)* 輸 入 : dat* 輸 出 : 無(wú)*/ void LcdWriteData(uchar dat)/寫(xiě)入數(shù)據(jù)E = 0; /使能清零RS = 1; /選擇寫(xiě)入數(shù)據(jù)RW = 0; /選擇寫(xiě)入P0 = dat;/由于4位的接線是接到P0口的高四位，所以傳送高四位不用改Lcd1602_Delay1ms(1);E = 1; /寫(xiě)入時(shí)序Lcd1602_Delay1ms(5);E = 0;P0 = dat 0) LcdWriteData(*s); s+; #ifndef _lcd_1602_H#define _lcd_1602_H#include pbdata.hsbit E = P27;sbit RW = P25;sbit RS = P26;void Lcd1602_Delay1ms(uint c); /誤差 0usvoid LcdWriteCom(uchar com);void LcdWriteData(uchar dat);void LcdInit();void lcm_w_word(unsigned char *s)附錄3：實(shí)物圖
基于51單片機(jī)車庫(kù)卷簾門(mén)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
