引言

目前，國內(nèi)外廣泛使用PVC塑料窗體型材，其良好的隔熱、保溫、密封、隔音、節(jié)能、節(jié)木、保護環(huán)境等眾多優(yōu)點，使其日趨成為建筑用窗的主流材料。我國塑窗制造業(yè)的現(xiàn)狀存在規(guī)模大、品級低、功能差、無高檔、產(chǎn)能過剩、低水平等一系列問題，提高窗體產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)含量是塑窗業(yè)發(fā)展的主要方向。自動窗作為一種新興技術(shù)，與電子、通信、光、IT技術(shù)組合，形成自動開啟、關閉的新型窗體產(chǎn)品，將成為窗體產(chǎn)品中最具生命力的新星。自動窗控制器采用光機電一體化集成技術(shù)，集機械、電子控制、遙控、通信等技術(shù)于一體，可以開發(fā)出多種功能、多種結(jié)構(gòu)和啟閉方式的系列化自動控制的節(jié)能窗體系統(tǒng)。

自動窗控制邏輯關系復雜，并且該產(chǎn)品尚處于研發(fā)和試生產(chǎn)階段，需要經(jīng)常修改設計。如果采用普通邏輯電路將會使電路復雜化，不利于功能的添加和邏輯關系的修改。為此選定AT89C2051單片機作為電路主要邏輯部件來實現(xiàn)控制要求。

設計要求

自動窗系統(tǒng)如圖1所示。

開、關窗動作由兩個按鈕實現(xiàn)控制。邏輯關系為：1.窗扇中途不停的情況，按開窗按鈕→窗開→開窗行程開關接通→窗?！搓P窗按鈕→窗關→關窗行程開關接通→窗停；2.窗扇中途停的情況，按開窗按鈕→窗開→按開窗或關窗按鈕→窗?！撮_窗/關窗按鈕→窗開/窗關→開窗/關窗行程開關接通→窗停。行程開關接通則相應的按鈕不能產(chǎn)生動作，兩個按鈕同時按下不能產(chǎn)生動作。另外為了保證安全，在關窗動作中，加入對防夾開關的檢測，如果在關窗的過程中夾到人或動物，則防夾開關啟動，窗扇停止運行，延時0.2秒后，后退0.5秒。

設計要點

自動窗控制主電路如圖2所示，圖中所有A接在一起。

① 圖中C09為穩(wěn)定單片機電源電壓用，由于自動窗驅(qū)動用直流電機電流較大，啟動電流達8A，為正常工作時電流的3倍。因此電機啟動時變壓器電壓下降嚴重，用示波器觀察可以看到電壓有過零現(xiàn)象。電容C01電容難以補償電壓的瞬時不足，7805的輸出電壓受到輸入不足的影響，此時IMP813L電壓將低于5V，當?shù)陀?.3V時，將發(fā)出復位信號，使單片機復位，從而造成工作不穩(wěn)定現(xiàn)象，繼電器吸合后立即斷開。增加較大的電容C09可以解決這一問題。

② 光電耦合TLP521-2是為了增加抗干擾而設的。如果沒有光電耦合器，極容易發(fā)生誤動作，電路中輕微的擾動就可能成為輸入信號。

③ 繼電器觸點需要并聯(lián)電容和二極管，以消除火花和感應電流。如果沒有二極管的保護，T03和T05很容易被電機的感應電壓擊穿。

④ 如果要使用單片機的P1.0和P1.1腳，則需要增加上拉電阻，因為這兩個腳在一般狀態(tài)下是低電平。

⑤ 在編程中，對于行程開關和按鈕信號都需要檢測兩次，并且兩次檢測中間應相隔一定時間，否則將發(fā)生工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

⑥ 編程中，需要考慮晶體振蕩器的頻率，對于與時間有關的命令需要考慮執(zhí)行時間，在一定時間內(nèi)如果執(zhí)行不完相關的命令，則813L將會使單片機復位，從而丟失后續(xù)命令。

結(jié)束語

使用AT89C2051單片機使得自動窗控制器電路設計簡單，邏輯關系修改方便，可以通過修改程序使控制器得到不同的功能，從而達到適應多種型號和用途的需要，對在試制階段降低成本、適應市場需求起到了重要的作用。

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