步进电机驱动电路管理论文

2022-04-27

摘要：普通机床劳动强度大，危险性高，随着科学技术的发展越来越不能满足市场的需求和现代科学的批量生产需要，越来越多的企业将普通机床逐渐转向数控化。文章以机床的数控改造为例，从数控机床的性能和精度的选择出发对整体改造方案进行设计，介绍了机床数控改造的具体方法。以下是小编精心整理的《步进电机驱动电路管理论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

步进电机驱动电路管理论文篇1：

基于Ｈ８Ｓｘ／１５４４的汽车组合仪表设计

摘要：介绍了一款基于H8Sx／1544的总线式汽车组合仪表。该汽车仪表使用步进电机驱动指针，并带有LCD图形显示，可以通过CAN网络和LIN网络获取数据，功能强大，可扩展性强。

关键词：汽车仪表；H8Sx／1544；步进电机；CAN；LIN

引言

汽车仪表由各种仪表、指示器，特别是驾驶员用警示灯和警报器等组成，为驾驶员提供所需的汽车运行参数信息。按汽车仪表的工作原理不同，可大致分为三代。第一代汽车仪表是机械机心表；第二代汽车仪表称为电气式仪表：第三代为全数字汽车仪表，它是一种网络化、智能化的仪表，其功能更加强大，显示内容更加丰富，线束连接更加简单。

目前的汽车仪表多为第三代仪表，它可以利用A／D转换或是数字脉冲直接从传感器获得数据，也可以利用CAN总线通过汽车网络获得数据；它可以通过步进电机来驱动仪表指针，也可以利用LCD屏直接显示图形或文字信息。同时它还有智能处理单元、可以与汽车其他控制单元交互信息。

总体需求及设计

汽车仪表的功能就是获取需要的数据并采用合适的方式显示出来。以前的仪表一般限制在3～4个量的显示和4-6个警告功能，现在新式仪表则达到有约15个量的显示和约40个警告监测功能。导致仪表显示信息量快速增长的主要原因有以下几方面：

·汽车上的新功能部件不断增加，如ABS、安全气囊、倒车雷达等：

·对汽车行驶中的状态要求更加实时的了解，如胎压、水温、油耗等：

·对汽车各部件的工况要求更加细致的掌握，如灯光、车门、车锁、安全带等。

不同的信息有不同的获取方式和显示方式，目前新式仪表信息获取方式主要有三种：

·通过车身总线传输：

·通过A／D采样转化：

·通过10状态变化获取。

对于显示方式，主要有五种方式：通过驱动步进电机带动指针转动：通过点阵LCD屏显示图形或数字信息；通过段式LCD屏或数码管显示：通过LED灯的开关显示：通过蜂鸣器的不同鸣音指示当前状态。

根据以上要求，本文设计的汽车仪表盘节点由MCU系统、步进电机驱动、LED显示、LCD显示、报警功能、记忆功能、按键处理、LIN总线通信、高速CAN通信、低速容错CAN总线通信以及电源供给等几个方面构成(图2)。

硬件电路设计

HSSx／1544是一款完全符合第三代汽车仪表需要的芯片，它具有高速运算能力的32位MCU，带有两路CAN通道，能直接驱动步进电机和LCD模块，性能参数满足汽车工业级要求。外围模块包括步进电机控制PWM定时器，LCD

模块接口，16位定时器脉冲单元(TPU)，DMA控制器(DMAC)，CAN总线控制器、串行接口，A／D转换器，警示灯和报警器的输出，LED PWM调光等。这些模块可以满足车速、转速、油量、冷却水液位的信号采集和显示，可以很容易地实现外设元件很少的仪表板电路。基于H8Sx／1544的汽车仪表板框图如图3所示。

6组步进电机可直接通过H8sx／1544的PWM引脚驱动，分别用于指示汽车行驶的车速、发动机转速、冷却液温度、燃油箱的油量、机油压力和发电机电压。选用具有并行8080接口的点阵式液晶模块，可直接与MCU相连，用于显示图形和其他信息。高速CAN和低速CAN分别与汽车内的两个CAN网络相连，必要时可作为网关使用。汽车车速传感器和发动机转速传感器通常采用霍尔器件，为了改善波形，在输入捕获定时器管脚外使用了施密特电路进行整形。

软件设计

为了提高代码的可重用性、可读性以及可维护性，软件编写的基本思想是在满足系统功能的前提下，尽可能使应用软件标准化、模块化。每一个模块是一个具有独立功能的程序，可以单独设计、调试与管理。

软件模块主要有主程序模块、初始化模块、数据采集模块、步进电机驱动模块、CAN通讯模块、LIN通讯模块、SPI通讯模块、显示模块、存储记忆模块、报警模块、中断模块等。

报警模块实现异常情况下控制告警信号输出，如冷却液温度升高近沸点或燃油箱内的燃油量少于某一规定值时，音频告警会发出不同频率的告警信号，点亮指示灯。中断模块有四种中断源：按键信号、车轮转速信号、发动机转速信号及掉电保护信号，分别完成面板功能设置、测速和掉电时的数据保存。数据采集模块根据输入参数对相应的模拟信号进行采样、量化，并对采样信号进行抗干扰处理。显示模块完成LCD的初始化，并显示各种需要符号和数值。步进电机驱动模块采用微步方式驱动步进电机，有加速、匀速、减速三种模式，以克服电机在启动时滞后、停止时过冲的现象。

结语

本文通过对汽车仪表系统基本功能的分析，完成了一款高集成、嵌入式、总线化的汽车组合电子仪表。该仪表能实现步进电机带动表盘指针实时指示以及LCD的图形化显示，实现了功耗低、容错性强、模块化程度高的设计要求。该组合电子仪表精度高、线性度好、响应速度陕、适应性强、记录准确、性能稳定，各方面性能均达到了国内领先水平。

作者：庄汝科　李小伟　张　云　李明强　王冬雪

步进电机驱动电路管理论文篇2：

普通机床的数控化改造及应用研究

摘要：普通机床劳动强度大，危险性高，随着科学技术的发展越来越不能满足市场的需求和现代科学的批量生产需要，越来越多的企业将普通机床逐渐转向数控化。文章以机床的数控改造为例，从数控机床的性能和精度的选择出发对整体改造方案进行设计，介绍了机床数控改造的具体方法。

关键词：数控机床；改造；主轴

目前，我国的大多数制造行业和企业的生产加工装备绝大数是传统的役龄在10年以上的旧机床，机械制造水平与发达国家相比差距很大。我国加工生产出来的产品普遍存在成本高、品种少、质量差、档次低、供货期长等诸多问题，从而导致我国机械产品在国内外市场上缺乏竞争力，直接影响到我国机械制造业企业的产品、市场效益，最终影响到行业内各家企业的生存和发展，因此，改造旧机床提高数控化率不光成为了影响行业的重要因素，而且成为了发展企业的关键，关系整个经济的发展，所以说我国制造技术改造与创新成为了历史必然与趋势。创新与改造，都应该从最普通的机床改造开始。文章认为，普通机床的数控化改造，应采用先进的工艺装备，从机械传动链的改造和电气控制系统的配置等多方面考虑，目标是改造成为经济型数控机床。

1 数控机床的性能指标的选择

机床的改造主要应具备机床基础件必须有改造的费用要合适及经济性好和足够的刚性这几个条件，也就是说，并不是所有的旧机床都可以进行数控改造。在车床改装前，要对机床的性能指标做出决定。如下表格1中的性能指标数据。

性能指标细项、主体因素

数控制动停车级数轴变速方法功率转速范围

进给运动进给速度快速移动脉冲当量加工螺距范围

进给运动驱动方式步进电机驱动非步进电机驱动

给运动传动滚珠丝杠传动非滚珠丝杠传动

刀架自动转位刀架（位数）非自动转位刀架

其他插补功能刀具补偿和间隙补偿显示诊断功能

改装后的车床一般都保持原有的加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等性能，不会改变加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等。

2 改造方案的整体内容

机床改造手段的主要手段和方法是对原有的旧机床结构进行创造性的设计，但不是在传统机床的基础上对局部加以改进即可，也不是简单地给传统机床安装上数控系统就成。现代的数控技术已经形成了数控机床的独特机械结构，特别是整体布局、外部造型，还有加工中心，包括其支承部件、辅助功能、主传动系统、进给传动系统、刀具系统等部件结构都已经发生了很大变化。所以说，考虑新机床的各项指标与旧数控机床相接近是改造的主要出发点和落脚点，主要是在控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四个方面对旧机床进行数控改造。这四个方面的组成框图如下图所示：

从上图1可以看出，旧机床的数控改造的四个内容构成了一个有机整体，其详细环节主要有：

3 机械结构改造具体途径及案例剖析

本节例举C6136普通卧式车床改造成经济型数控车床来说明普通卧式车床数控化改造的方案。旧车床的数控化改造重点解决控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四个方面的问题。

3.1 数控系统选型

为维护和管理，数控系统的选择应尽量靠拢同一制造商生产的车型系列，也有利于备件的购买，可以考虑改造的数控设备相似的特征。数控系统模型的选择要考虑的是适用于所有类型的机械及工业装置的单件，小批量的加工精度可达IT7级，C6136车床加工复杂零件，所以数控系统选择连续型数控系统。国内机床如广州数控设备厂生产的GSK980TA一般用于经济型的数控机床，其数控系统为两轴联动，功能较多，性能稳定，价格便宜，一般的经济型数控机床等。

3.2 改造机械结构

（1）传动链。为增大输出转矩，克服由电动机轴和丝杠不平行而引起的失步现象，要从纵向、横向的传动链方面来进行C6136卧式车床数控化改造，使用滚珠丝杠取代了原来的纵向进给传动链中的丝杠和光杆。

（2）主传动。采用手动挂挡变速的方法保留原机床的主轴传动链。在主轴末端安装主轴脉冲编码器，拆卸交换齿轮，以进行螺纹切削。

（3）刀架。原手动四方刀架被LD4系列电动刀架所取代。四个霍尔开关分别为四个刀位的位置，当刀台旋转时，带动磁铁一起旋转。当到达规定刀位时，通过霍尔开关输出到位信号。刀架定轴上端四个霍尔开关和永久磁铁检测获得刀架的到位信号。刀架的定位过程是：系统发出换刀信号→刀架电动机正转→刀台上升并转位→刀架到位发出信号→刀架电动机反转→初定位→精定位夹紧→刀架电动机停转→换刀应答。

3.3 改造设计伺服系统

在普通机床的数控化改造中一般采用交流伺服电动机和步进电动机。选用反应式步进电动机作为在C6136的数控化改造中的纵向和横向的进给驱动较为合适。交流伺服电动机体积小、调速方便。与步进电动机相比，目前广泛用于数控机床的传动系统，价格昂贵，虽然精度高，但出于经济型改造，一般选用步进电动机作为驱动装置，车床步进电动机采用脉冲数字信号进行控制，每转一转步距误差自动清零，能方便地实现调速与定位，通过改变各相绕组的接通次序即可实现正反转，数控车床上大多使用反应式步进电动机。如运作流程如下图。

3.4 選用和安装编码盘

主轴部分数控化改造是机床能否进行螺纹加工的最重要的部分。要实现自动加工螺纹的目的，需要这部分改造在原来车床上需加装一个脉冲编码器。配置经济型数控车床处理线程或螺杆的脉冲发生器，该编码盘的车床主轴位置信号作为反馈元件，以便它发出到主轴的角位置的改变信号，同步旋转的车床主轴，并输送到NC系统。按照所需的加工节距处理计算，数控系统控制机器的垂直或水平的步进电机，从而实现的车床加工螺纹的目的。所以，决定在进行C6132的数控化改造设计时在主传动系统中加装一个光电码盘。

3.5 设计自动回转刀架

自动换刀装置具有不同的形式，主要是因数控车床的工艺范围、刀具的种类与数量不同。带刀库的自动换刀装置和自动回转刀架是目前的常用裝置。自动回转刀架是数控车床上最常用、最简单的一种自动换刀装置，也称为转塔式刀架，实现车床的自动换刀动作主要是依靠回转头的旋转分度定位。由数控系统控制的自动回转刀架效率高，具有相当可靠的工艺性能。在改造C6132车床数控中，采用四方自动回转刀架，拆除原刀架和小滑板，用自动回转刀架替换原机床的普车床通手动回转刀架，换上LD4口CK6132l～t2E位自动回转刀架即可。

3.6 清洁与维护液压系统

在车床数控化改造中，对机床原来的切削液系统进行改造往往是没有必要的，只需要通过CNC控制用数控系统上的切削液接口与液压系统的电路进行有效地连接，达到切削液的自动开关的目的。此外，对液压元件和液压系统的平稳准确运行来说，液压系统的清洁程度有着非常重要的影响。因此还要在C6132车床进行数控化改造对液压元件进行仔细地检查，如果发现老化的元件，或者出现磨损等异常现象，则需要更换加工中心，从而保证整个机床系统能正常运作，以确保液压元件能正常工作。

3.7 改造设计电气控制系统

对电气控制系统进行改造设计，加工中心在满足控制要求的前提下，不宜盲目追求自动化和高指标，应力求设计方案简单、经济，力求车床使用与维修方便、控制系统操作简单。冷却泵电动机刀架电动机、机床中的主轴电动机等均离不开系统自动控制。由电源电路、主电路、控制电路和CNC控制回路等构成的C6132车床改造后的电气控制线路改造时更换同一型号的老化电器元件，比如变压器自动断路器、接触器等，同时增加的电器元件主要包括主轴编码盘、电动刀架控制器、轴驱动器、控制开关以及必要的继电器等，改造后拆除原位安装改造后的电控柜、原电控箱，最后通电调试数控机床中电气控制系统。

4 结束语

文章运用C6136型普通车床进行改造案例，说明普通机床数控化改造涉及到电气、机械、计算机等领域，是一项理论深、实践强的系统工程，需要遵循一定的实用性、经济性和稳定性，其改造在进行数控改造时，应该做好改造前的技术准备，改造过程中，分改造前、改造中、机械维修，与电气改造相结合，先易后难，先本地情况的技术准备工作。事实也证明，普通机床，数控机床升级用较少的资金，为企业带来可观的经济效益。

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[作者简介]林常劼（1983.3-），男，福建省福州市人，单位：国际汽车底盘公司（雷诺汽车的子公司），研究方向：生产优化，老旧生产线的更新和再利用。

作者：林常劼

步进电机驱动电路管理论文篇3：

智能型光伏百叶窗防盗报警装置的设计与实现

摘要：针对目前的建筑遮阳研究状况及市场需求，设计了一种智能型光伏百叶窗防盗报警装置，既有智能遮阳功能、又能光伏发电并且具有防盗短信报警能力。本装置由光伏板与遮阳叶片组成阵列，可根据外界环境气候及一年四季太阳运行的变化而自动调整叶片角度，取得符合设计要求的遮阳效率及发电量。通过无线模块把室内的温度、湿度、光照度传送至手机界面上，实时监测室内环境情况，并可以一键开启光伏百叶窗，单片机通过外接光敏电阻采集室外光强变化，也可根据雨滴传感器采集的天气情况，为叶片运行提供输入信号。系统联动的智能家庭防盗装置可以检测家中是否有人未经许可进入，如果发生异常情况则通过GSM模块及时将提醒短信发送给用户。本装置通过实验模拟验证了系统设计的可行性。

关键词：光伏;智能遮阳;防盗

【

【Key words】： Photovoltaic; Intelligent sunshade; Anti-theft

0 引言

光伏發电与建筑相结合（BIPV）是光伏发电大规模推广应用的重要发展方向，而与建筑遮阳相结合是其主要实现形式之一，对于节约建筑能耗、改善室内环境及以可再生能源替代传统石化能源等具有重要意义[1]。对建筑遮阳的研究大多从建筑学的角度来进行，缺乏全面的、系统的具备工程指导意义的研究。一般仅以传统的单片遮阳板为研究对象进行理论分析，对以百叶窗形式为代表的现代遮阳技术的理论分析及具体的系统设计、制造、安装研究很少，特别是对代表遮阳发展趋势的智能控制遮阳系统的研究更是少见，与现代建筑遮阳的发展要求有一定的差距。

针对目前的建筑遮阳研究状况及市场需求，设计了一种智能型光伏百叶窗防盗报警装置，既有智能遮阳功能、又能光伏发电并且具有防盗短信报警能力。本装置由光伏板与遮阳叶片组成阵列，可根据外界环境气候及一年四季太阳运行的变化而自动调整叶片角度，取得符合设计要求的遮阳效率及发电量。所有叶片均由单片机集中统一控制，同时每列叶片又可单独接受手动或遥控控制。通过无线模块把室内的温度、湿度、光照度传送至手机界面上，实时监测室内环境情况，并可以一键开启光伏百叶窗，单片机通过外接光敏电阻采集室外光强变化，也可根据雨滴传感器采集的天气情况，为叶片运行提供输入信号。叶片由步进电机驱动，通过调节运行时间来控制叶片角度。光伏阵列所产生的电能可为电机执行机构提供电力，并可组成独立供电系统为其他设备供电，条件允许时可直接并入电网，同时系统联动的智能家庭防盗装置可以检测家中是否有人未经许可进入，如果发生异常情况则通过GSM模块及时将提醒短信发送给用户[2-4]。本装置通过实验模拟验证系统设计的可行性。

1 设计方案

本装置设计主要解决支撑结构及遮阳板（叶片）设计;电机及传动机构设计;光伏遮阳控制系统设计;光伏发电系统设计;防盗报警系统设计等设计问题。

1.1 光伏控制系统原理

光伏发电板是贴在百叶窗扇叶的表面的，通过在窗外设置两个光敏电阻，比较它们接受的光照强度来确定哪个方向的光照比较强。随后通过步进电机去调节百叶窗的倾角，使得光伏板始终接收到最大的光照强度，提高发电效率。其控制系统框图如图1所示。

1.2 智能光伏百叶窗模块

当使用自动模式时，该装置不仅可以自动追踪太阳光，而且可以在适当的情况下进行自动开闭。如果在打开百叶窗时，外面下雨了，这时候百叶窗就会自动感知，帮用户自动关闭百叶窗，同时还可以在设置界面中设定最小光照强度，当两个光敏电阻都检测到光照强度低于设定值时也会自动帮用户关闭百叶窗[5]。当使用手动模式时，百叶窗不再追踪太阳光，需要通过系统中的“模式切换”按钮先切换进手动模式，然后通过“上”“下”按钮去调整叶片打开角度，使得用户能够根据自己的喜好调成最需要的角度。如图2所示光伏百叶窗控制系统框图。

1.3 基于GSM防盗报警模块

当家里无人时，可把防盗报警模块设置为外出防盗状态，当有人闯入时，热释电红外传感器开始工作，设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号，经过信号处理电路对电信号进行滤波、放大、比较、输出高电平作为告警信息送给单片机，经单片机处理运算后驱动执行短信报警电路使GSM模块，向用户发送短信息实现远程防盗报警功能[6-8]。基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统组成如图3所示。

2 控制系统

虽然百叶窗在千家百户中都得到广泛的应用，但是大多数的百叶窗都是固定在一个角度，不能够根据实际情况进行调整，因此使用的场景十分有限，

所以研究出一个智能的百叶窗系统是很有必要的。在日常生活中，开关窗户主要就是为了遮挡风雨。如果百叶窗能够自动帮助用户开闭窗户就能真正地做到了智能。而且建筑物的立面接受太阳光照的时间是特别长的，如果能够再引入光伏发电系统就更能够迎合环保的要求，真正的做到节能又智能。

2.1 主控制系统和外围电路设计

智能百叶窗主控制系统是以STC89C52单片机为核心的，其最小系统的复位电路由电容，电阻和按钮组成。首先将编辑好的hex烧录到单片机的内部，然后接通单片机电源，单片机产生复位信号，完成启动，单片机就进入初始工作状态，按照设定执行程序。当电路中出现干扰，死机等状况时，可以按下复位按钮，这样就可以使程序从头开始执行。

2.2 光线传感电路设计

通过在设置界面设定光线的阈值，当光线低于阈值时，百叶窗就会自动关闭。同时，两个光线传感器感应光线的强弱，通过ADC 0832数模转换器读取数据，发送给核心单片机进行比较，单片机判断出光线最强的方向，随后控制步进电机调整百叶窗叶片的角度，使得光伏板的发电效率达到最高。

2.3 雨水传感电路设计

雨水传感电路通过雨滴传感器感知有无雨滴下落，如果没有雨滴下落，雨滴传感器DO输出为高电平，如果有雨滴下落，DO输出为低电平。当雨水干燥后，又恢复到高电平状态。将DO口连接到单片机的引脚上，可以通过检测引脚上电平的高低来确定是否有雨滴下落，若有雨滴下落关闭百叶窗，防止雨水打进屋内，若雨水停止后，再自动重新开启百叶窗。

2.4 显示电路设计

为了实现人机友好的思想，方便用户根据不同情况调节百叶窗。采用了LCD1602液晶显示屏，在首页上可以显示出装置所处的模式，时钟以及光照强度。模式显示可以方便用户查看当前所处模式状态，防止模式的混乱。时钟显示可以方便用户即时查看时间，依据时间来设定百叶窗的开启;光照强度显示方便用户了解当前光照强度，方便用户根据光照强度设定百叶窗的开启。在设置页面上有时间设置和光照阈值设置选项。时间设置选项可以方便用户调节时间，类似钟表的时间设置。光照阈值设置选项能够让用户根据自己的喜好，设定百叶窗自动关闭的阈值。

2.5 步进电机电路设计

实现百叶窗叶片翻转角度变化的执行器件是步进电机，通过步进电机的正转和反转来实现叶片角度的改变。将步进电机与驱动芯片相连，驱动芯片又与单片机相连，接通电源后，STC89C52根据写入的指令开始执行，设置好什么情况下电机正转，电机就会正转;什么情况下电机反转就会反转。步进电机连接到单片机，通过给特定的I/O口拉低电平来实现步进电机的转动。

2.6 无线模块设计

本项目中采用的是HLK-M35无线模块，是海凌科电子新推出的低成本嵌入式UART-WIFI（串口-无线网）模块。本产品是基于通用串行接口的符合网络标准的嵌入式模块，内置TCP/IP协议栈，能够实现用户串口-无线网（WIFI）之间的转换。通过HLK-M35模块，传统的串口设备在不需要更改任何配置的情况下，即可通过Internet 网络传输自己的数据[9-10]。

2.7 人體感应模块电路设计

利用被动式热释电型红外传感器检测人体辐射的红外线，当检测到红外信号变化时，将其转化为微弱的电信号，经放大电路、比较电路送至门限开关，打开门限阀门送至单片机，单片机判断是否报警，如果满足报警条件，就会发出控制信号，控制GSM短信模块给用户发短信息，实现防盗报警[11-13]。

2.8 GSM模块电路设计

SIM900A模块主要通过数据信号线TXD和

RXD串口与单片机进行连接，从而单片机实现对SIM900A模块的控制。RXD数据接收信号线用于接收来自单片机的数据，TXD数据发送信号线用于向单片机发送数据[14-15]。如图4所示GSM防盗报警装置原理图。

3 智能型光伏百叶窗实物平台搭建

3.1 电机及传动机构设计

本系统主要由电池板支架，转动轴，底座，步进电机和传动条构成，如图5所示。机械装置由步进电机进行驱动，可以使百叶窗叶片在垂直方向进

行90°的转动。控制部分主要由STC89C52单片机系统构成。系统机械结构大致为在其中一块叶片的末端安装步进电机，然后通过传动条将动力传送给其他的叶片，进而所有的百叶窗叶片都能够同时进行转动。同时，光敏电阻被分别固定在叶片的上下两侧来检测光线强弱。

3.2 支撑结构及遮阳板（叶片）设计

遮阳系统安装于室外，按水平方向布置，水平形式能够有效地遮挡太阳高度角较小、从窗侧向斜射下来的直射阳光。系统支撑结构在其中一块光伏叶片的末端安装步进电机，然后通过传动条将动力传送给其他的光伏叶片，进而所有的光伏百叶窗叶片都能够同时进行转动。

3.3 光电转换电路工作原理

光电互补电路工作原理是由光电互补装置接收太阳光，将光信号转换成电信号，根据所采集到的信号，由单片机分析得最终控制的步进电动旋转与转向来达到光伏板，使其始终是垂直于入射光线，从而达到利用光伏板的最高效率。光照强度检测电路当光线远离光伏板时上边光敏电阻，则会给单片机信号使其控制驱动芯片驱动水平步进电机正转使光伏板跟随光线上转。光照检测下边光敏电阻，远

离光伏板时则实时传输给单片机信号使其控制驱动芯片驱动水平步进电机反转使电池板跟随光线下转。

4 系统软件设计

4.1 主程序设计

主程序设计流程图如图6所示。

4.2 时钟模块子程序

此设计就是在用户设定好的时间后可以使单片机接到一个中断信号，进而发出对照的指令就可以控制百叶窗的开启或者关闭。其流程图如图7所示：

4.3 光伏模块子程序

光伏模块子程序其流程图如图8所示：

5 操作方法

日常生活中使用智能型光伏百叶窗的流程图如图9所示。

（1）早上起床后用户先按下“电源”按钮接通百叶窗电源，然后通过按下“模式切换”按钮切换成手动模式，手动控制百叶窗的开闭，进行适当的室内通风。

（2）外出前用户可以再次按下“模式切换”按钮，调节成自动模式，让百叶窗根据光照强度自动追踪太阳光，达到最大的发光效率。如果在外出期间下雨，智能百叶窗能够自动检测雨水，将百叶窗关闭。在此期间，防盗报警模块将开启，自动监测是否有人闯入。

（3）下班后可以再次按下“模式切换”按钮调节回手动模式，根据用户的需求再进行适量的通风。

这时，防盗报警模块也将关闭，防止因户主的活动而产生误判。

（4）晚上睡觉前可以先调整好需要的叶片角度，然后按下“电源”按钮关闭百叶窗，使百叶窗固定在特定的角度，以保证室内适量的通风，并遮挡室外的城市光污染。

6 仿真与调试

本设计部分仿真效果如图10所示，共实现四个功能：手动控制，光敏控制，雨滴控制和定时控制

四种。用S1键表示雨滴传感器，当按下S1键是表示雨滴传感器上有水，这时百叶窗就会自动关闭，当传感器上雨滴已干，这时百叶窗就会自动打开。S2键是自动手动模式的切换键，手动模式时，S4键表示反转，S5键表示正转。按S1键切换到自动模式时，光敏控制，当光线大于或小于某设定值时，百叶窗就会自动关闭;最后一个是定时模式，按设置好自动开关的时间，当到了所设置好的时间，百叶窗就会自动开关。

7 结语

智能型光伏百叶窗防盗报警装置的设计利用光伏技术和智能控制技术的结合，利用机械装置不断改变光伏板的角度，使太阳光不论时间如何变化，光伏板都能够保持正向面对太阳，从而提高对太阳能的利用率，同时光伏板发出的电能可以并入国家电网，这样能够享受国家的新能源优惠政策，而且不用几年就可以收回购买装置的成本。本装置还可以与防盗设备进行组合联动，通过加入无线模块，通过手机端的APP进行远程操控，这样用户只需要动动手指就可以实现模式的切换以及百叶窗角度的调整，因此应用前景很广。

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