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基于单片机的自动窗帘控制系统硬件设计【单片机】【无图】基于单片机的自动窗帘控制系统硬件设计【单片机】【无图】 -- 30 元

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编号:201404241619233131       格式:RAR    上传时间:2014-04-24
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基于 单片机 自动 窗帘 控制系统 硬件 设计
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基于单片机的自动窗帘控制系统硬件设计

34页 17000字数+说明书+开题报告+任务书+答辩PPT

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基于单片机的自动窗帘控制系统硬件设计

摘要:

   随着社会的发展,窗帘在人民生活中的使用量大幅增长,成为家庭、宾馆等场所中装饰的重要组成部分之一。城市化的直接产物就是高层建筑不断增多,从而使采光工作越显重要。显然,传统的手工控制相对麻烦。本课题主要对单片机现场控制进行具体的研究,即通过单片机完成窗帘的自动控制,实现窗帘的智能化。

   该系统以单片机为核心器件。其主要模块有单片机控制系统,光敏检测模块,温度检测模块,显示模块和电机驱动模块。

   光敏电阻检测光照强度的变化,光敏检测模块将电压变化的信号送单片机进行处理,单片机通过电机驱动模块控制电机的正反转实现窗帘的打开与闭合,同时辅以温度检测模块来检测室温并由显示模块显示具体数值,构成一个多功能自动窗帘控制系统。其中, 光线采集模块主要围绕光敏电阻展开;温度采集模块核心器件就是赫赫有名的DS18B20;显示模块主要由三极管驱动八段数码管;电机驱动模块则采用L298N芯片,电机为普通玩具赛车直流电机额定电压5V。制作电路板,程序写入并调试,基本达到了我们所期望的系统功能。


关键词:自动窗帘、STC12C5A60S2、光敏电阻、DS18B20、八段数码管、L298N


目录

第一章 绪论1

1.1选题目的和意义1

1.2本课题在国内外的研究状况及发展趋势2

1.3本论文的主要研究内容3

1.4本章小结3

第二章 自动窗帘的工作原理及单片机选型4

2.1工作原理4

2.2单片机综述5

2.2.1单片机介绍5

2.2.2单片机发展史5

2.2.3单片机的应用6

2.3单片机的特点6

2.3.1单片机引脚6

2.3.2硬件特性7

2.4工作原理8

2.4.1单片机运行8

2.4.2单片机工作过程8

2.5单片机的选型9

2.5.1功能要求9

2.5.2 STC12C5A60S2单片机介绍9

2.6 本章小结11

第三章 硬件设计方案12

3.1系统框图12

3.2系统硬件设计13

3.2.1单片机最小系统13

3.2.2光线采集模块16

3.2.3温度采集模块17

3.2.4显示模块18

3.2.5电机驱动模块20

3.2.6电源模块(选用)21

3.3硬件原理图22

3.4本章小结22

第四章 电路板制作与调试23

4.1 电路板制作23

4.1.1焊接电路中所遇到的问题23

4.1.2 测试导通性中所遇到的问题24

4.2 调试24

4.3本章小结24

结束语25

致谢26

参考文献27

附录28


第一章 绪论

1.1选题目的和意义

   窗帘是调节室内光照的挂在窗上的帘子。既可以减光、遮光,以适应人对光线不同强度的需求;又可以防风、除尘、隔热、保暖、消声,改善居室气候与环境。装饰性与实用性的巧妙结合,是窗帘的最大特色。

   窗帘是人们的心情,是点缀格调生活空间不可或缺的选择之一,是主人品位的表现,是生活空间的精灵,是体味生活的好方式。随着城市建设的不断发展,城市迅速的崛起,高层建筑的不断增多,和人们日常生活密不可分的采光工作越显重要,传统粗放式的采光不仅耗费大量能源,而且大多手工控制,相对麻烦。本课题主要对单片机现场控制进行具体的研究,即通过单片机完成窗帘的自动控制,实现窗帘的智能化。

   单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

   硬件特性 1、单片机集成度高。单片机包括CPU、大容量的ROM、RAM、 2个定时/计数器、4个并行口、全双工串口行口。2、系统结构简单,使用方便,实现模块化; 3、单片机可靠性高,可工作到106 ~107小时无故障; 4、处理功能强,速度快。 更重要的是,其极低的价格给嵌入式控制带来革命性发展。

   自动电动窗帘系统可用于各种不同的场所,其卓越的功能对于家居及各种工作场所具有很强的针对性,该窗帘系统是当今时尚的一种高科技产品,它的应用将带给您高科技的享受及便捷。

   本设计是以广泛应用的STC12C5A60S2为背景,通过一系列研究,完成窗帘自动控制,实现智能化窗帘。自动窗帘不仅有效阻挡紫外线,而且有隔热节能的效果,智能改变遮光率减少空调的使用能耗且美观。

   引领节约型低碳社会,走在潮流的最前沿。


1.2本课题在国内外的研究状况及发展趋势

   窗口在开始使用的时候,只不过是在墙上凿出非常粗糙的孔洞,其基本的用途限于通风,这些孔洞和开口往往使用野兽之皮或草的编织物布加以遮盖。兽皮和草席是最早形态的窗帘。汉朝蔡伦发明了纸后,人们开始用纸作为窗的遮盖物。宋朝出现布艺之后,人们便把它用作窗饰,因为它的花纹丰富,又轻便,演绎出了万众风情的窗帘。

   随着人民生活的不断提高以及办公条件的逐渐改善,自动窗帘因为它极其便利功能,越来越为人们所接受。自动窗帘产品能够运用阳光、温度等电子感应器,实现窗帘产品的智能化操作,省时省力,非常方便。

   在欧美一些发达国家,自动窗帘已经广泛普及应用。在国内,长城内外大江南北等一大批市政工程的遮阳系统均不同程度应用到自动窗帘的基本原理。如国家交通部、青海格尔木盐矿办公大厦、甘肃酒泉卫星发射中心体育馆、中国国际广播电台、合肥的“新闻中心”、”山西省国资委长丰大厦等项目。中国电影集团总公司、北京企业总部基地、青海法拉利汽车(中国)基地、上海的中国电信国际光缆登陆站”、北京万索达菲特酒店、郑州世纪同达生态园、“松江区中心医院”、南京的“奥体中心”等一系列民用工程。有效的遮阳率控制,对于合理化采光十分有利。智能方案控制,科技环保,让办公环境舒适自然。

   自动窗帘的控制技术已经日趋成熟,硬件方面发展空间较大,具体体现在以下方面。

   阻燃。市场上常见的窗帘材质是三种涤纶和棉混纺,一旦窗帘被引燃,所释放的大量有毒气体和腐蚀性气体对人员会造成危害,燃烧产生的大量烟雾,会降低能见度,妨碍人员逃生以及灭火救援。

   隔热保温。使用易可纺隔热保温窗帘,夏季太阳光向室内辐射的热量,大部分被反射回去,室内温度对比无窗帘要低6~12度,比使用普通窗帘要低4~6度;冬季,从室内人体和物体辐射到窗帘上的绝大部分热量,都会被窗帘反射回来,有效阻止了热量的散发,提高了室温。

   防紫外线。根据相关测定结果,易可纺窗帘可阻隔99.8%紫外线入侵,免受紫外线伤害,使居室成为真正安全的工作、休憩港湾。

   抗菌防霉。经国际SGS检测,纳米窗帘布抗菌杀菌率达99%,防霉达到一级指标,抑菌率99%,防腐性能良好。

   防尘、水、油、静电。 研究表明,经纳米材料和纳米技术处理的窗帘布,始终不沾灰尘,且泼水不沾;即使沾上油污,用餐巾纸吸一下就可以了,并且具有防静电功效,只要空气流动,防静电功效显著。

1.3本论文的主要研究内容

   1.查阅资料,了解自动窗帘,熟悉自动窗帘控制系统的主要性能。自动窗帘的驱动方式采用直流电机驱动、交流电机驱动和电磁驱动等方式。本毕业设计采用直流电机。直流电机噪音比较小,接线简单,使用方便,但驱动功率一般较小,能负载的布帘较轻,另外其控制电路相对比较复杂。

   2.对各种方案进行对比,权衡利弊,优化设计,制定最终方案。该自动帘系统包括控制核心、光线采集模块、温度采集模块、显示模块和驱动系统。

   自动窗帘的控制核心主要以单片机为主体,光敏传感器、温度传感器等采集光线温度信息,经过处理送给单片机,单片机检测并判断是否进行驱动动作。同时,通过三极管点亮数码管,显示室内温度 。该系统可以采用手动复位方式,可靠性更高。

   3.根据需求,合理选择材料。光线采集模块主要围绕光敏电阻展开;温度采集模块核心器件就是赫赫有名的DS18B20;显示模块主要由三极管驱动八段数码管;电机驱动模块则采用L298N芯片,电机为普通玩具赛车直流电机,额定电压5V。

   4.确定接线图,焊接电路并进行调试。采用protel绘制电路原理图,同时进行优化,和软件部分的同学协商讨论,最终确定接线图。共同调试焊接好的电路板。

   5.撰写毕业论文,准备答辩工作。

1.4本章小结

   本章通过参考窗帘相关资料,从全球潮流出发,肯定了自动窗帘的重要意义,并对控制核心做了简单地了解。窗帘的历史、窗帘的现状、窗帘的未来,决定了本课题研究的方向性。最后,对本设计进行了简单的规划。



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