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摘 要

：89C51单片机运用于各个行业及领域，本设计也是以其作为核心器件来实现的。系统由光敏检测、温度测试、电源、电机驱动、单片机等部分构成。光敏检测模块通过模块中的光敏二极管的电阻会随着光照变化而变化的特性设计的，将电阻变化转变为电压变化，再通过该模块将电压送入89C51单片机中。单片机模块与电机驱动模块相结合，将变化的电压施加给电机，从而通过电机的运转实现了对窗帘关闭与开启的控制。


关键词：89C51单片机，光敏二极管，电机驱动

Abstract: 89 c51 used in various industries and fields, the design is also take it as the core device. System consists of photosensitive test, temperature test, power supply, motor drive, the structure of the single-chip microcomputer, etc. Photosensitive detection module by module of the photodiode"s resistance will change with the change of light and the characteristics of the design, the resistance will change into a voltage change, again through the module voltage into 89 c51. MCU module combined with motor drive module, will change the voltage applied to the motor, and through the motor run realized the control of the curtain closed and open.

Keywords: 89 c51, photosensitive diode, motor drive

目 录

1 引 言 4

2 系统总体设计 4

3 系统硬件的设计 5

3.1 光敏检测模块 5

3.2 电机驱动模块 7

3.3 温度检测器模块 8

3.4 电源模块 9

3.5 单片机模块 9

4 系统软件的设计 10

4.1 程序流程图 10

4.2 系统方案 10

5 系统的仿真测试结果 11

5.1 测试步骤 11

5.2 仿真结果 11

总 结 14

参 考 文 献 15

致谢 16

附录 17

1 引 言　

随着物联网的发展,尤其是在今天的智能化浪潮下,现代家居环境的潮流开始向舒适、安全迈进。一年到头,不同的季节,一个窗帘的开启和关闭对于不同的人是不一致的,在每一天,随着天气的变化以及不同的时间,窗帘的开启和关闭的操作也是不一致的，此外,在外面上班或外出时,也有一个需求来控制家里的窗帘。智能窗帘作为物联网智能家居的一部分,在以人为本的理念的指导下,向低成本、低能耗、人性化的方向发展，因此其越来越受人们关注。这51单片机的操作和数据处理中心,在光线传感器和温度传感器的基础上,实现了手动控制和自动控制的两种存在模式。根据强烈阳光和环境温度的变化,设计一种新型的具有自动定时控制功能的智能窗帘对人们来说是非常受欢迎的。这种设计实现的智能化操作使得人们不再苦恼窗帘开关的问题，给人们带来一个人性化的舒适卧室。

2 系统总体设计

智能窗帘系统主要包含了微处理器、光线采集、温度检测、用户定义、信息显示及电机驱动六部分，其系统结构框图如图2.1所示：

图2.1系统结构框图

智能窗帘系统主要包括了三种控制模式，其中自感应控制是通过自我感应的形式实现智能化功能的一种方式。远程终端控制模式是通过远程控制来操作整个系统，可以根据人们所需进行智能化控制。用户定义的控制模式是一种根据用户需求进行自我定义的方式，用户可以随心所欲的进行设置。自感应控制模型使用的是光收集模块和时钟配置模块,主要通过光强度变化发出相应信号并送入微处理器,当设置的时间匹配时,就可以实现对电动机的控制,达到对智能窗帘开启和关闭的效果。用户还可以通过设置和显示关键信息来确认定制窗帘的行动。远程终端控制模式通过以太网与微处理器之间进行数据通信来实现，在联网的情况下，用户在远端发送命令给微处理器，微处理器通过以太网接收到命令后，执行对应的操作。

3 系统硬件的设计

3.1 光敏检测模块

(1) 光敏二极管的构成及原理

光敏二极管又名为光电二极管。通过将其结构与普通半导体二极管相比较可发现，其在结构上添加了一个玻璃透镜。光敏二极管最主要的特征就是对光敏感，其结构中的玻璃透镜就是用于光线的射入。入射光线可以通过玻璃透镜直接射在光敏二极管管芯上，而这种管芯里含有一个具有光敏特性的PN结。这个结构就是实现光敏感的重点所在。

管芯上有主要有PN结和电级两块，为了达到提高光电的转换能力要求，电极的面积不大，PN结面积较大且其结深做的比一般二极管都要浅。除此之外，还可以添加Si02，使其形成保护层来保护PN结的边缘，进而提高管子的稳定性并减少暗电流产生。

(a)光敏管构造 （b）管芯构造

图3.1光敏二极管

光敏二极管与普通光敏二极管一样，都具有单向导电性，所以在其工作过程中一般需要加一个反向电压。如图3.3所示，若无光照，此时的电路中只有很小的暗电流通过（所谓的暗电流就是反向饱和漏电流），这种情况相当于光敏二极管是截止的；若有光照，在光子的作用下，价电子会吸收能量摆脱束缚变成电子，进而会形成载流子。由于P区和N区的载流子数目较小，因而即使被击发产生的载流子数目少，但其影响却很大。载流子的进入使得P、N区载流浓度大幅度升高，再对其施加反向电压，最终会产生光电流。光电流具有随着光照强度的变化而变化的特性。根据入射光线强度的变化，其电路中的负载电阻两端的电压信号也会随之变化，这就是光敏二极管工作的原理。

在光敏二极管与NE555定时器之间，可以采用芯片CA3140（如图3.2）将它们连接起来。其中主要使用了2、3、6三个引脚。光敏二极管经一个10KΩ的电阻连接到引脚2上，脚3是连接一个电源，引脚6直接连接在NE555定时器的引脚2上。

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