设计要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计，一个电源开关，用一台直流电机控制百叶窗叶片的旋转（正转/反转），用一个光敏电阻传感器测量室内光强度，并用两位数码管显示测量结果，设置三个按键：手动/自动、手动正转和手动反转，用一个发光二极管显示手动/自动状态，自动状态时二极管亮。设置两个极限位置保护行程开关，用于保护百叶窗叶片：当正转到极限位置压下行程开关时，电机停止正转，但还可以反转；当反转到极限位置压下行程开关时，电机停止反转，但还可以正转。按键输入采用中断方式，按键中断请求信号接INT0。单片机根据设定光强S1和S2和实测光强P来控制电机M的动作，分别使电机正转、反转或者停转来达到控制光强弱的功能。

使用的设备：光敏电阻传感器，直流电机，两位数码管

实现功能：自动模式和手动模式

实现方式：采用中断方式

系统框图：

程序流程图：

I2C总线的设定

代码如下：

ADC数据转换：通过PCF8591实现

寻址

控制字节

proteus仿真中的接线法

电机：通过L298N实现

引脚

proteus仿真中的接线法

两位数码管

代码

proteus仿真中的接线法

proteus仿真中的定时器外部中断

定时器和外部中断

代码

主函数

I2C总线的设定

代码如下：

#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"void I2CStart()  //I2C开始
{I2C_SCL=1;I2C_SDA=1;I2C_SDA=0; I2C_SCL=0;
}void I2CStop()  //I2C结束
{I2C_SCL=0;I2C_SDA=0;I2C_SCL=1;I2C_SDA=1;
}bit I2CWrite(unsigned char dat) //I2C写操作，dat-代写数值，ack-返回应答值
{bit ack;  //用来暂存应答值unsigned char mask;  //用来暂存数据for(mask=0x80;mask!=0;mask>>=1){if((mask&dat))I2C_SDA=1;elseI2C_SDA=0;I2C_SCL=1;    //拉高SCLI2C_SCL=0;    //再拉低SCL，完成一个周期}I2C_SDA=1;    //主机释放SDAI2C_SCL=1;ack=I2C_SDA;  //读取SDA值，即为应答值I2C_SCL=0;return (~ack); //因为原本的I2C是0表示应答，1表示非应答，所以这里取反
}unsigned char I2CReadNAK()  //I2C总线读操作，发送非应答信号并继续读下去，返回值-读到的字节
{unsigned char mask; unsigned char dat;  //暂存数据I2C_SDA=1;  //确保主机释放SDAfor(mask=0x80;mask!=0;mask>>=1){I2C_SCL=1;if(I2C_SDA)dat|=mask;elsedat&=~mask;I2C_SCL=0;}I2C_SDA=1;  //拉高SDA，发送非应答信号I2C_SCL=1;  //拉高SCLI2C_SCL=0;  //再拉低SCL完成非应答return dat; //返回数据
}unsigned char I2CReadACK()  //I2C总线读操作，发送应答信号并不再读下去，返回值-读到的字节
{unsigned char mask;unsigned dat; //暂存数据I2C_SDA=1;    //确保主机释放SDAfor(mask=0x80;mask!=0;mask>>=1){I2C_SCL=1;if(I2C_SDA)dat|=mask;elsedat&=~mask;I2C_SCL=0;}I2C_SDA=0;  //拉高SDA，发送应答信号I2C_SCL=1;  //拉高SCLI2C_SCL=0;  //再拉低SCL完成应答return dat; //返回数据
}

ADC数据转换：通过PCF8591实现

寻址

i2c总线系统中的每个PCF8591设备通过发送一个有效的地址来寻址。
地址由固定部分和可编程部分组成。
可编程部分必须根据地址引脚AO、A1和A2进行设置。
地址总是必须作为I2c总线协议中的开始条件之后的第一个字节被发送。
地址字节的最后一位是读写位，它设定了接下来数据传输的方向。

控制字节

发送到PCF8591设备的第二个字节将存储在其控制寄存器中，并需要控制设备的功能。

1、最高位和第三位默认为0
2、第六位：AD使能位，为1开启，为0关闭
3、第四位和第五位：单端、差分选择位
4、第二位：自动增量位（一般位0）
5、读取选择位：比如读取AIN0，或者读取AIN2

（注意：最低位为第0位，最高位为第七位）

proteus仿真中的接线法

1、PCF8591 是一个单片集成、单独供电、8-bit CMOS数据获取器件。
2、AIN0、AIN1、AIN2、AIN3为模拟输入端
3、AOUT为模拟输出端
4、EXT为低电平时使用内部时钟，为高电平时使用外部时钟
5、A0、A1、A2为地址引脚
6、OCS振荡器、VREF基准电压、AGND接地

#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"//通过I2C读取AD值
unsigned char GetADCValue(unsigned char chn)
{unsigned char val;I2CStart();if(!I2CWrite(0x48<<1))     //判断最后一位是读或写{I2CStop();             return 0;}I2CWrite(0x40|chn);        //AD使能位，为1开启，为0关闭  I2CStart();I2CWrite(0x48<<1 | 0x01);  //读写位置1，即为读出数据I2CReadACK();val=I2CReadNAK();I2CStop();return val;
}

电机：通过L298N实现

通过将引脚接为高电平或低电平控制接通还是关断，ENA使能左侧电机，ENB使能右侧电机。

IN1和IN2为一组，对应OutA（输出A）

IN3和IN4为一组，对应OutB（输出B）

引脚

proteus仿真中的接线法

两位数码管

SMG1控制第一位数码管，SMG2控制第二位数码管

RP与段码表配合，可以显示想要输出的数字

代码

#include <REGX52.H>
#include "Display.h"
//数码管的动态扫描
unsigned char  Number[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//共阳数码管显示当前值0-9
void Display(unsigned char num)
{static unsigned char t;SMG1=0;  //控制第一位数码管暗灭SMG2=0;  //控制第二位数码管暗灭if(t==0){t=1;PR=Number[num/10];  //显示十位SMG1=1;  //点亮第一位数码管SMG2=0;}else{t=0;PR=Number[num%10];  //显示个位SMG1=0;SMG2=1;  //点亮第二位数码管}
}

proteus仿真中的接线法

注：由于I0口的输出有效，要加“上拉电阻”拉高电平才能驱动。

proteus仿真中的定时器外部中断

XTAL1：反向振荡放大器的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。

RST：接复位按钮。

PSEN：外部程序存储器的选通信号。

EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间读取外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。当/EA端保持高电平时，此期间读取内部程序存储器。

ALE/PROG：在编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，

定时器和外部中断

代码

#include <REGX52.H>//定时器初始化
void Time1_init()
{TMOD |= 0x10;          //使用模式1,16位定时器TH1   = (65536-10000)/256;  //定时器装入初始值10msTL1   = (65536-10000)%256;EA    = 1;  //总中断ET1   = 1;//定时器1初始化TR1   = 1;}//外部中断初始化
void EX_Init()
{EA=1;IT0=1;EX0=1;
}

主函数

#include <REGX52.H>
#include "I2C.h"
#include "Init.h"
#include "ADC.h"
#include "Display.h"
bit flag=0;//模式选择
sbit LED=P1^7;  //LED指示灯引脚
sbit IN1=P1^0;    //电机
sbit IN2=P1^1;
sbit K2=P3^3;          //按键控制正反转
sbit K3=P3^4;
sbit xianwei1=P3^6;       //限位开关
sbit xianwei2=P3^7;
unsigned char Light_val; //光照(电阻)强度void main()
{Time1_init();  //定时器初始化EX_Init();     //中断初始化while(1){Light_val=(char)(GetADCValue(0)/3);  //获取ADC数值if(flag==0)  //自动模式{LED=0;           //灯亮xianwei1=1;xianwei2=1;if((xianwei1==1)&&(Light_val<30))       //如果光照强度小于30并且限位开关1没有关闭{IN1=1;IN2=0;}   //正转else if((xianwei2==1)&&(Light_val>50))  //如果光照强度大于50并且限位开关2没有关闭{IN1=0;IN2=1;}   //反转else{IN1=1;IN2=1;}   //刹车}if(flag==1)  //手动模式{K2=1;K3=1;xianwei1=1;xianwei2=1; if((K2==0)&&(xianwei1==1))  //如果摁下K2并且限位开关1没有关闭{IN1=1;IN2=0;while(!K2);}   //正转，并且摁下K2不松手时一直循环if((K3==0)&&(xianwei2==1))  //如果摁下K3并且限位开关2没有关闭{IN1=0;IN2=1;while(!K3);}   //反转，并且摁下K3不松手时一直循环else{IN1=1;IN2=1;}  //刹车}}
}//中断函数
void Int0() interrupt 0
{flag=~flag;  //模式变换
}//定时器中断服务函数为计时器使用
void time1(void)interrupt 3
{TH1=(65536-10000)/256;TL1=(65536-10000)%256;Display(Light_val);  //数码管显示数值}

仿真

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寻址

控制字节

proteus仿真中的接线法

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引脚

proteus仿真中的接线法

两位数码管

代码

proteus仿真中的接线法

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定时器和外部中断

代码

主函数

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