單片機智能窗戶程序與Proteus仿真設(shè)計光敏電阻自動控制與時間控制

ID:1056848 · 發(fā)表于 2022-12-10 16:33

整個系統(tǒng)以AT89C52單片機為核心器件，配合電阻電容晶振等器件，構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)。其它個模塊圍繞著單片機最小系統(tǒng)展開。其中包括，顯示設(shè)備使用1602液晶，可以同時顯示年、月、日、時、分、控制模式、光照強度等基本信息；時鐘模塊采用DS1302芯片，初始化之后，就會開始運行計算時間，單片機只需進行時間信息的讀取即可；光照檢測電路采用光敏電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0832，將模擬量數(shù)字化并顯示出來；窗簾使用步進電機進行代替模擬，同時配有一個LED燈用來指示窗簾當(dāng)前的開關(guān)狀態(tài)；本設(shè)計還有5個按鍵作為操作輸入設(shè)備，可以對當(dāng)前時間進行調(diào)整設(shè)置和設(shè)置窗簾開關(guān)時間和光控閾值等；最后是供電采用常用的USB 5V進行供電。智能窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個基本功能：
（1）手動控制：該功能是根據(jù)用戶的需求通過按鍵進行窗簾的開關(guān)，此功能可以使窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài)；
（2）光照自動控制：系統(tǒng)可以根據(jù)用戶設(shè)定的光照強度值通過感光器采集光照自動開光窗簾；
（3）時間控制：此功能是根據(jù)用戶設(shè)定的時間一次性開關(guān)窗簾。
（4）可以通過按鍵是上面三種控制模式循環(huán)切換。

仿真原理圖如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下載）

單片機源程序如下:

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uchar unsigned char // 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uint unsigned int // 以后unsigned int 就可以用uint 代替
sbit ADC_CS = P1^6; // ADC0832的CS引腳
sbit ADC_CLK = P1^7; // ADC0832的CLK引腳
sbit ADC_DAT = P3^2; // ADC0832的DI/DO引腳
sbit SCK_P = P1^0; // 時鐘芯片DS1302的SCK管腳
sbit SDA_P = P1^1; // 時鐘芯片DS1302的SDA管腳
sbit RST_P = P1^2; // 時鐘芯片DS1302的RST管腳
sbit LcdRs_P = P1^3; // 1602液晶的RS管腳
sbit LcdRw_P = P1^4; // 1602液晶的RW管腳
sbit LcdEn_P = P1^5; // 1602液晶的EN管腳
sbit KeyMode_P = P3^3; // 模式切換
sbit KeySet_P = P3^4; // 設(shè)置時間按鍵
sbit KeySet2_P = P3^5; // 設(shè)置時間模式的開關(guān)時間和光照控制強度
sbit KeyDown_P = P3^6; // 減按鍵
sbit KeyUp_P = P3^7; // 加按鍵
sbit Led_P = P2^0; // 指示燈
uchar gMode=1; // 1是手動模式，2是時間自動模式，3是亮度自動模式
uchar OpenHour = 18; // 開啟窗簾的小時
uchar OpenMinute = 20; // 開啟窗簾的分鐘
uchar CloseHour = 10; // 關(guān)閉窗簾的小時
uchar CloseMinute = 30; // 關(guān)閉窗簾的分鐘
uchar gLight = 40; // 窗簾開關(guān)的閾值
uchar code Clock[]={0x10,0x90,0x80,0xc0}; // 步進電機順時針旋轉(zhuǎn)數(shù)組
uchar code AntiClock[]={0x80,0x90,0x10,0x30}; // 步進電機逆時針旋轉(zhuǎn)數(shù)組
uchar code Clock1[]={0x10,0x90,0x80,0xc0};
uchar TimeBuff[7]={17,9,1,6,18,30,40}; // 時間數(shù)組，默認(rèn)2017年9月1日，星期五，18:30:40
// TimeBuff[0] 代表年份，范圍00-99
// TimeBuff[1] 代表月份，范圍1-12
// TimeBuff[2] 代表日期，范圍1-31
// TimeBuff[3] 代表星期，范圍1-7
// TimeBuff[4] 代表小時，范圍00-23
// TimeBuff[5] 代表分鐘，范圍00-59
// TimeBuff[6] 代表秒鐘，范圍00-59
/*********************************************************/
// 按鍵掃描(設(shè)置當(dāng)前時間)
/*********************************************************/
void KeyScanf1()
{
if(KeySet_P==0)
{
LcdGotoXY(0,13); // 顯示秒鐘的冒號
LcdWriteData(':');
LcdWriteCmd(0x0f); // 啟動光標(biāo)閃爍
LcdGotoXY(0,3); // 定位光標(biāo)到年份閃爍
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整年份 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(TimeBuff[0]>0) // 判斷年份是否大于0
TimeBuff[0]--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,2); // 光標(biāo)定位到年份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[0]); // 刷新顯示改變后的年份
LcdGotoXY(0,3); // 定位光標(biāo)到年份閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(TimeBuff[0]<99) // 判斷年份是否小于99
TimeBuff[0]++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,2); // 光標(biāo)定位到年份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[0]); // 刷新顯示改變后的年份
LcdGotoXY(0,3); // 定位光標(biāo)到年份閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,6); // 定位光標(biāo)到月份閃爍
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整月份 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(TimeBuff[1]>1) // 判斷月份是否大于1
TimeBuff[1]--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,5); // 光標(biāo)定位到月份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[1]); // 刷新顯示改變后的月份
LcdGotoXY(0,6); // 定位光標(biāo)到月份閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(TimeBuff[1]<12) // 判斷月份是否小于12
TimeBuff[1]++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,5); // 光標(biāo)定位到月份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[1]); // 刷新顯示改變后的月份
LcdGotoXY(0,6); // 定位光標(biāo)到月份閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,9); // 定位光標(biāo)到日期閃爍
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整日期 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(TimeBuff[2]>1) // 判斷日期是否大于1
TimeBuff[2]--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,8); // 光標(biāo)定位到日期的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[2]); // 刷新顯示改變后的日期
LcdGotoXY(0,9); // 定位光標(biāo)到日期閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(TimeBuff[2]<31) // 判斷日期是否小于31
TimeBuff[2]++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,8); // 光標(biāo)定位到日期的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[2]); // 刷新顯示改變后的日期
LcdGotoXY(0,9); // 定位光標(biāo)到日期閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,12); // 定位光標(biāo)到小時閃爍
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整小時 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(TimeBuff[4]>0) // 判斷小時是否大于0
TimeBuff[4]--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,11); // 光標(biāo)定位到小時的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[4]); // 刷新顯示改變后的小時
LcdGotoXY(0,12); // 定位光標(biāo)到小時閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(TimeBuff[4]<23) // 判斷小時是否小于23
TimeBuff[4]++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,11); // 光標(biāo)定位到小時的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[4]); // 刷新顯示改變后的小時
LcdGotoXY(0,12); // 定位光標(biāo)到小時閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,15); // 定位光標(biāo)到分鐘閃爍
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整分鐘 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(TimeBuff[5]>0) // 判斷分鐘是否大于0
TimeBuff[5]--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,14); // 光標(biāo)定位到分鐘的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[5]); // 刷新顯示改變后的分鐘
LcdGotoXY(0,15); // 定位光標(biāo)到分鐘閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(TimeBuff[5]<59) // 判斷分鐘是否小于59
TimeBuff[5]++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,14); // 光標(biāo)定位到分鐘的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[5]); // 刷新顯示改變后的分鐘
LcdGotoXY(0,15); // 定位光標(biāo)到分鐘閃爍
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
/* 退出前的設(shè)置 */
LcdWriteCmd(0x0C); // 關(guān)閉光標(biāo)閃爍
DS1302_Write_Time(); // 把新設(shè)置的時間值存入DS1302芯片
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
}
}
/*********************************************************/
// 按鍵掃描(設(shè)置窗簾的動作)
/*********************************************************/
void KeyScanf2()
{
if(KeySet2_P==0)
{
LcdGotoXY(0,0); // 光標(biāo)定位
LcdPrintStr(" OpenTime : "); // 顯示第1行內(nèi)容
LcdGotoXY(1,0); // 光標(biāo)定位
LcdPrintStr("CloseTime : "); // 顯示第2行內(nèi)容
LcdGotoXY(0,10); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(OpenHour); // 顯示開啟窗簾的小時
LcdGotoXY(0,13); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(OpenMinute); // 顯示開啟窗簾的分鐘
LcdGotoXY(1,10); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(CloseHour); // 顯示關(guān)閉窗簾的小時
LcdGotoXY(1,13); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(CloseMinute); // 顯示關(guān)閉窗簾的分鐘
LcdWriteCmd(0x0f); // 啟動光標(biāo)閃爍
LcdGotoXY(0,11); // 定位光標(biāo)
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet2_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整開啟的小時 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(OpenHour>0) // 判斷小時是否大于0
OpenHour--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,10); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(OpenHour); // 刷新顯示改變后的小時
LcdGotoXY(0,11); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(OpenHour<23) // 判斷小時是否小于23
OpenHour++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,10); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(OpenHour); // 刷新顯示改變后的小時
LcdGotoXY(0,11); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,14); // 定位光標(biāo)
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet2_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整開啟的分鐘 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(OpenMinute>0) // 判斷分鐘是否大于0
OpenMinute--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(0,13); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(OpenMinute); // 刷新顯示改變后的分鐘
LcdGotoXY(0,14); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(OpenMinute<59) // 判斷分鐘是否小于59
OpenMinute++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(0,13); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(OpenMinute); // 刷新顯示改變后的分鐘
LcdGotoXY(0,14); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(1,11); // 定位光標(biāo)
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet2_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整關(guān)閉的小時 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(CloseHour>0) // 判斷小時是否大于0
CloseHour--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(1,10); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(CloseHour); // 刷新顯示改變后的小時
LcdGotoXY(1,11); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(CloseHour<23) // 判斷小時是否小于23
CloseHour++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(1,10); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(CloseHour); // 刷新顯示改變后的小時
LcdGotoXY(1,11); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(1,14); // 定位光標(biāo)
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet2_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 調(diào)整關(guān)閉的分鐘 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(CloseMinute>0) // 判斷分鐘是否大于0
CloseMinute--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(1,13); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(CloseMinute); // 刷新顯示改變后的分鐘
LcdGotoXY(1,14); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(CloseMinute<59) // 判斷分鐘是否小于59
CloseMinute++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(1,13); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(CloseMinute); // 刷新顯示改變后的分鐘
LcdGotoXY(1,14); // 定位光標(biāo)
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet2_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
/* 光照強度的設(shè)置 */
LcdWriteCmd(0x0C); // 關(guān)閉光標(biāo)閃爍
LcdGotoXY(0,0); // 光標(biāo)定位
LcdPrintStr(" Light Set "); // 顯示第1行內(nèi)容
LcdGotoXY(1,0); // 光標(biāo)定位
LcdPrintStr(" "); // 顯示第2行內(nèi)容
LcdGotoXY(1,7); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(gLight); // 顯示窗簾的光線控制強度閾值
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果減按鍵被下去
{
if(gLight>0) // 判斷光線閾值是否大于0
gLight--; // 是的話就減去1
LcdGotoXY(1,7); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(gLight); // 刷新顯示改變后的光線閾值
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按鍵被下去
{
if(gLight<99) // 判斷光線閾值是否小于59
gLight++; // 是的話就加上1
LcdGotoXY(1,7); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(gLight); // 刷新顯示改變后的光線閾值
DelayMs(300); // 延時0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
/* 退出前的設(shè)置 */
LcdShowInit(); // 液晶顯示內(nèi)容初始化
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵按下的抖動
while(!KeySet2_P); // 等待按鍵釋放
DelayMs(10); // 延時等待，消除按鍵松開的抖動
}
}
/*********************************************************/
// 按鍵掃描(模式切換)
/*********************************************************/
void KeyScanf3()
{
if(KeyMode_P==0)
{
gMode++; // 切換到下一模式
if(gMode==4) // 如果到盡頭了
gMode=1; // 回到第一種模式
LcdGotoXY(1,0); // 光標(biāo)定位
LcdPrintMode(gMode); // 顯示模式
DelayMs(10); // 去除按鍵按下的抖動
while(!KeyMode_P); // 等待按鍵是否
DelayMs(10); // 去除按鍵松開的抖動
}
}
/*********************************************************/
// 開窗
/*********************************************************/
void Open()
{
uint i;
for(i=0;i<4;i++)
{
P2=Clock[i];
DelayMs(250);
}
Led_P=0;
}
/*********************************************************/
// 關(guān)窗
/*********************************************************/
void Close()
{
uint i;
for(i=0;i<4;i++)
{
P2=AntiClock[i];
DelayMs(250);
}
Led_P=1;
}
/*********************************************************/
// 主函數(shù)
/*********************************************************/
void main()
{
uchar light;
LcdInit(); // 執(zhí)行液晶初始化
DS1302_Init(); // 時鐘芯片的初始化
LcdShowInit(); // 液晶顯示內(nèi)容的初始化
if(DS1302_Read_Byte(0x81)>=128) // 判斷時鐘芯片是否正在運行
{
DS1302_Write_Time(); // 如果沒有，則初始化一個時間
}
while(1)
{
DS1302_Read_Time(); // 獲取當(dāng)前時鐘芯片的時間，存在數(shù)組time_buf中
FlashTime(); // 刷新時間顯示
light=Get_ADC0832(); // 讀取光照強度
light=light/2.5; // 縮小光照檢測結(jié)果(在0-99)
if(light>99) // 如果大于99
light=99; // 則依然保持99
LcdGotoXY(1,14); // 光標(biāo)定位
LcdPrintNum(light); // 顯示光照強度
KeyScanf1(); // 按鍵掃描(時間的設(shè)置)
KeyScanf2(); // 按鍵掃描(閾值的設(shè)置)
KeyScanf3(); // 按鍵掃描(模式切換)
/*手動控制模式*/
if(gMode==1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果關(guān)窗簾鍵按下了
{
if(Led_P==0) // 如果窗簾當(dāng)前是打開的
{
Close(); // 則關(guān)閉窗簾
}
}
if(KeyUp_P==0) // 如果開窗簾鍵按下了
{
if(Led_P==1) // 如果窗簾當(dāng)前是關(guān)閉的
{
Open(); // 則打開窗簾
}
}
}
/*時間控制模式*/
if(gMode==2)
{
if((TimeBuff[4]==CloseHour)&&(TimeBuff[5]==CloseMinute)&&(TimeBuff[6]==0)) // 如果到了關(guān)窗簾的時間
{
if(Led_P==0) // 如果窗簾當(dāng)前是打開的
{
Close(); // 則關(guān)閉窗簾
}
}
if((TimeBuff[4]==OpenHour)&&(TimeBuff[5]==OpenMinute)&&(TimeBuff[6]==0)) // 如果到了開窗簾的時間
{
if(Led_P==1) // 如果窗簾當(dāng)前是關(guān)閉的
{
Open(); // 則打開窗簾
}
}
}
/*光線控制模式*/
if(gMode==3)
{
if(light<gLight) // 當(dāng)前光線小于設(shè)置的閾值
{
if(Led_P==0) // 如果窗簾當(dāng)前是打開的
{
Close(); // 則關(guān)閉窗簾
}
}
else // 當(dāng)前光線大于或等于設(shè)置的閾值
{
if(Led_P==1) // 如果窗簾當(dāng)前是關(guān)閉的
{
Open(); // 則打開窗簾
}
}
}
DelayMs(100); // 延時0.1秒
}
}