毕业论文-基于at89c51单片机的无线遥控电动窗帘设计

扬州工业职业技术学院20132014学年第一学期毕业设计课题名称基于单片机的无线遥控电动窗帘设计设计时间20139201312系部电子信息工程学院班级姓名指导教师基于AT89C51单片机的无线遥控电动窗帘设计【摘要】随着电子技术和自动化技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高。家用电器产品也在不断的更新换代。从始初的晶体管到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。此次要设计的是遥控窗帘。它是采用AT89C51单片机的最小系统设计，控制一个可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。这里介绍了基于单片机技术的遥控窗帘的设计原理，给出了遥控器和接受控制器的硬件设计方案，以流程图方式对本系统的遥控器和接收器的软件设计进行了较为详细的介绍，并制作出了仿真模拟。该系统主要由键盘扫描电路、单片机（AT89C51）、行程开关及电动机驱动控制电路和显示电路等组成；能够实现自动控制模式与手动控制模式选择，自动控制模式中系统可以自行判断白天与夜间时段，并根据光线的变化自动开合窗帘；手动控制中操作者可以通过遥控器手动控制窗帘的开合，并可使窗帘在任意位置停止。该设计包括电机驱动电路、系统主控模块、显示模块、光照强度检测模块等组成，可实现窗帘自动升降和手动升降。【关键词】单片机；无线遥控；光敏电阻；电机驱动；THEWIRELESSREMOTECONTROLELECTRICCURTAINDESIGNBASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTERABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFELECTRONICTECHNOLOGYANDAUTOMATIONTECHNOLOGY,PEOPLEISHIGHERANDHIGHERREQUIREMENTFORTHEQUALITYOFLIFEHOMEAPPLIANCESPRODUCTSARECONSTANTLYUPDATEDFROMTHEBEGINNINGATTHEBEGINNINGOFTHETRANSISTORTOTUBEFROMANALOGTODIGITALBYTHEDISCRETECOMPONENTTOTHEINTEGRATEDCIRCUITFROMNORMALTOHIGHPERFORMANCE,MULTIPLEFUNCTIONFROMMANUALCONTROLTOINFRAREDREMOTECONTROL,THEINTELLIGENTDEVELOPMENTTHISISTODESIGNREMOTECONTROLCURTAINSITISAT89C51SINGLECHIPMICROCOMPUTERMINIMUMSYSTEMDESIGNANDCONTROLOFAREVERSIBLE,DCMOTORCONTROLOFTHECURTAINOPENEDANDCLOSEDHEREINTRODUCESTHEREMOTECONTROLCURTAINBASEDONSINGLECHIPMICROCOMPUTERTECHNOLOGY,THEDESIGNPRINCIPLEOFHARDWAREDESIGNSCHEMEOFTHEREMOTECONTROLANDACCEPTTHECONTROLLERAREGIVEN,INTHEFLOWCHARTOFTHISSYSTEMSOFTWAREDESIGNOFREMOTECONTROLSANDRECEIVERSAREDISCUSSEDINDETAIL,ANDMADESIMULATIONTHESYSTEMISMAINLYCOMPOSEDOFKEYBOARDSCANNINGCIRCUIT,SINGLECHIPMICROCOMPUTERAT89C51,TRAVELSWITCHANDMOTORDRIVECONTROLCIRCUITANDDISPLAYCIRCUITANDSOONCANACHIEVEAUTOMATICCONTROLANDMANUALCONTROLMODESELECTION,AUTOMATICCONTROLSYSTEMCANJUDGEFORTHEMSELVESINTHEMODEOFDAYANDNIGHTTIME,ACCORDINGTOTHECHANGESOFTHELIGHTAUTOMATICALLYOPENANDCLOSETHECURTAINMANUALCONTROLOFTHEOPERATORCANTHROUGHTHEREMOTEMANUALCONTROLTHEOPENINGANDCLOSINGOFTHECURTAIN,ANDCANMAKETHECURTAINTOSTOPATANYPOSITIONTHEDESIGNINCLUDINGTHEMOTORDRIVECIRCUIT,SYSTEMCONTROLMODULE,DISPLAYMODULE,LIGHTINTENSITYDETECTIONMODULE,ETC,WHICHCANREALIZEAUTOMATICCURTAINLIFTINGANDMANUALLIFTINGKEYWORDSMICROCONTROLLERTHEWIRELESSREMOTECONTROLPHOTOSENSITIVERESISTANCEMOTORDRIVE目录第一章概述111窗帘的发展史112无线电动窗帘的现状213选题目的和意义214选题的要求3第二章课题设计方案421方案选择422设计方案423原理框图5第三章系统硬件设计631功能模块介绍6311无线遥控控制6312光照检测部分7313输出部分9314防过卷模块9315电机控制模块932AT89C51单片机1034各模块电路11341最小系统设计11342遥控按键设计12343显示电路14344电机驱动电路15第四章软件设计1641主程序1642ADC程序流程图2043判键子程序流程图2244显示子程序24第五章PROTEUS软件仿真2951PROTUES介绍2952PROTUES界面介绍2953PROTUES的简单使用3054PROTUES软件仿真电路图3355仿真实验结果分析3356仿真33总结37致谢38参考文献39第一章概述11窗帘的发展史窗帘跟中国的朝代一样，也是经历了一个历史悠久的发展史。窗帘是从原始穴居和半穴居时代一直发展到了现在的二十一世纪。它主要还从以下几个方面进行有了新的发展材料创新用来织造窗帘的纤维材料近年发展较快，化学纤维中的玉米纤维、大豆纤维、牛奶纤维、竹浆纤维及加入了各种功能材料的纤维层出不穷。有单一品种，也有两种或多种材料复合而成。天然纤维中的竹原纤维、菠萝纤维、棕榈类纤维及金属纤维等也在开发中。天然纤维与化纤混合、并捻等都可取长补短，创造出新型、独特风格的产品。纺织材料与草、竹、木、塑料、金属等结合制作的窗帘，则会产生别具一格的效果。工艺创新在化纤纺丝、纺纱、织造、后整理中进行创新。如各种变形纱、竹节纱的应用，色织、提花、绣花、补花、印花、烂花工艺的组合，对织物进行压绉、水熔、植绒、磨毛、起绒、涂层处理等将赋予窗帘新的形象和感觉。采用电子喷绘技术，将使窗帘更加个性化。功能创新窗帘除了遮阳、保护隐私外，还应根据使用位置开发更多的实用功能，如用于卫生间则应有除臭功能，厨房的窗帘应能防油自洁，宾馆、歌厅、网吧、影剧院公共场所用必须有高效低毒阻燃性。医院用的窗帘应抗菌防霉，防止交叉感染。对温差较大的地区可开发蓄热保温窗帘。在广大农村、山区，更应开发防蚊、防虫的窗帘。对于体弱多病者，不妨开发些有保健功能、安神镇静类的窗帘，可创造一个有利人体健康的环境。原来只有手动的窗帘，现在发展到有电动窗帘，可以让人们使用起来更加的方便。设计创新当代纺织产品流行周期越来越短，窗帘的设计是从纱线原料选用、织造工艺、后整理的改进外，最重要的是图案及色彩的搭配。图案及色彩首先要考虑流行趋势，及所选用的场合、使用的人群。如高档宾馆饭店则要求豪华气派，一般家庭用则希望优雅温馨。还应设计一些针对专门使用人群的产品，如针对不同学年、不同性格的学生专用窗帘，可设计一些能集中注意力安静型的，也可设计一些能开拓视野知识型的，如宇宙天体、动物乐园、植物王国、卡通世界、地理知识、诗词书法典范等。对于不同地区、民族、信仰、文化层次的人群也设计出既有文化内函，又有地域特点的窗帘。情趣创新窗帘每天都要在人们眼中出现，因此，除了美观温馨外，还应该有情趣，在图案设计、材料及工艺选用都增加一些情趣成分。如采用变色技术、夜光技术可给窗帘增加新的活力。窗帘行业还可与电器技术结合，移动时发出美妙的音乐，定时开闭、达到叫早或催眠的效果，使之更加人性化。从上面的文章中大家可以清晰的来了解到窗帘的一个复杂而又悠久的发展史，能对窗帘有一个更好的了解。12无线电动窗帘的现状随着科技的发展，人民生活和工作条件的不断改善，电动窗帘越来越为人所接受，在欧美等发达国家，电动窗帘已广泛应用。电动窗帘产品不但实现了电动化，通过红外线、无线电遥控或定时控制实现自动化，而且运用阳光、温度、风等电子感应器，实现产品的智能化操作，降低劳动强度，延长产品的使用寿命。电动窗帘，与传统不同的是环形滑线与吊环不再缚为一体，而是通过磁力相联系。具体结构是滑线上缚有永磁体，在封闭的帘杆内腔运行，磁力透过帘杆牵引吊环。这种新型电动窗帘滑线不外露，不会蒙尘和缠绕，可以电动手拉兼容，做浴帘也很适宜。一种电动窗帘，由电机、减速轮组、主动轮、滑轮和环形滑线组成，其特征是滑线上缚有一或二只永磁体，与之相对应有一或二只吊环是磁性材料制成；沿线和永磁体在由非磁性材料制成的帘。杆内腔运行，而吊环全部套在帘杆外周或嵌进下部开的缝内，永磁体用磁力牵引吊环。13选题目的和意义随着社会经济的发展和人们生活水平的改变，宽大窗户的办公和生活建筑越来越多。这种建筑结构美观，采光良好。但是，窗户的高度或者宽度超过4米以后手拉窗帘却比较困难。而现在的房地产商几乎却都没有为用户考虑这个问题，使一些高档住宅反而带来了生活上的不便，解决这个问题的方法是使用窗帘机。窗帘机是专门为高大的窗户设计的窗帘控制装置，根据功能不同可以分为电动、遥控、自动和智能等多种规格。电动窗帘机是通过窗帘机上的控制按键操作窗帘开合的一种最简单的窗帘机，仅仅解决了手动窗帘的问题，可还需要人来近距离操作，电动窗帘使一些超高、超宽窗帘的操作变得比较容易。但是因为这种窗帘技术含量低，基本没有厂家作大规模工业化生产；遥控窗帘机可以远距离操作窗帘的开合，使用更为方便，自动窗帘机具有自动控制功能，可以满足用户各种情况下的使用要求。14选题的要求（1）进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统设计的基本方法和步骤（2）掌握单片机仿真软件PROTEUS的使用方法；（3）掌握键盘和显示器在的单片机控制系统中的应用。（4）掌握撰写课程设计报告的方法。第二章课题设计方案21方案选择方案一采用数字电子技术，利用555定时芯片构成多谐振荡器，或采用外围的晶振电路作为时钟脉冲信号，采用计数芯片对脉冲尽心脉冲的计数和分频，最后通过译码电路对数据进行译码，将译码所得的数据送给数码管显示。方案二采用EDA技术，根据层次化设计理论，该设计问题自顶向下可分为分频模块，控制模块计量模块、译码和动态扫描显示模块。方案三采用MCU技术，通过单片机作为主控器，利用1602字符液晶作为显示电路，采用外部晶振作为时钟脉冲，通过按键可以方便调节，一下是方案三的系统流程图，本方案主要是必须对于数字电路比较熟悉。方案总结通过各个方案的比较本次采用方案三，不但控制简单，而且成本低廉，设计电路简单。22设计方案基于单片机的遥控窗帘的设计要求如下能够实现自动控制模式与手动控制模式选择，自动控制模式中系统可以自行判断白天与夜间时段，并根据光线的变化自动开合窗帘；手动控制中操作者可以通过遥控器手动控制窗帘的开合，并可使窗帘在任意位置停止。针对设计要求作如下设计，本装置设计以单片机为核心，通过单片机发送相应的信号，利用继电器控制直流电机正反转和停止，来控制窗帘的上升、停止、下降等动作，采用定时的方法，最高点、最低点电机自动停止来防止窗帘的过卷，窗帘的操作可通过自动和无线遥控两种方法完成。使用不同颜色的发光二极管对窗帘的当前位置进行显示，使窗帘这种常用的家居用品更具人性化。23原理框图图21系统原理框开始单片机处理光照检测过卷检测显示部分电机正转电机反转电机停止第三章系统硬件设计31功能模块介绍311无线遥控控制利用315M遥控器发出正转、反转和停止信号，与窗帘相连接的控制电路接收到控制信号后，根据遥控命令来控制电机的运行状态，从而达到远距离对控制窗帘的打开、闭合和停止。对于遥控窗帘来说，遥控器的按键需要一个打开按键和一个闭合按键来控制窗帘的打开和闭合。遥控器的按键还应加一个停止按键，这样我们就不会为使电机运行而一直按着按键不放。这样有两个好处一是方便用户控制用户在打开或关闭窗帘时不用一直按着按键；二是最大可能地降低遥控器和接收器功耗，这是因为遥控器在按下一次后发送一串数据后就可以立即进入睡眠，对于主机也不用时时检测信号这样就可以更好的降低功耗。无线遥控主要用到315M无线遥控器，下面介绍315M遥控器数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在2585度之间变化时，频飘仅为3PPM/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262或者SM5262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至数据模块的输入端即可。数据模块具有较宽的工作电压范围312V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约2050米，发射功率较小，当电压5V时约100200米，当电压9V时约300500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700800米，发射功率约500毫瓦。当电压大于L2V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比较远，比较适合恶劣条件下进行通讯。天线最好选用25厘米长的导线，远距离传输时最好能够竖立起来，因为无线电信号传输时收很多因素的影响，所以一般实用距离只有标称距离的一半甚至更少，这点需要开发时注意。数据模块采用ASK方式调制，以降低功耗，当数据信号停止时发射电流降为零，数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合，否则发射模块将不能正常工作。数据电平应接近数据模块的实际工作电压，以获得较高的调制效果。发射发射模块最好能垂直安装在主板的边缘，应离开周围器件5MM以上，以免受分布参数影晌。模块的传输距离与调制信号频率及幅度，发射电压及电池容量，发射天线，接收机的灵敏度，收发环境有关。一般在开阔区最大发射距离约800米，在有障碍的情况下，距离会缩短，由于无线电信号传输过程中的折射和反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。312光照检测部分光敏电阻又称光导管，为纯电阻元件，其工作原理是基于光电导效应半导体材料受光照射后，其导电率发生变化的现象）。常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。半导体材料受到光照时会产生电子一空穴对，使其导电性能增强，其阻值随光照增强而减小，光线越强，阻值越低。光敏电阻是一种没有极性的电阻器件。光敏电阻的响应时间一般为250MS。光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成。光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。光敏电阻的工作原理当光照射到光电导体上时，若光电导体为本征半导体材料，而且光辐射能量又足够强，光导材料价带上的电子将激发到导带上去，从而使导带的电子和价带的空穴增加，致使光导体的电导率变大。为实现能级的跃迁，入射光的能量必须大于光导体材料的禁带宽度EG，即HEGEV式中和入射光的频率和波长。一种光电导体，存在一个照射光的波长限C，只有波长小于C的光照射在光电导体上，才能产生电子在能级间的跃迁，从而使光电导体电导率增加。光敏电阻的灵敏度易受湿度的影响，因此要将导光电导体严密封装在玻璃壳体中。如果把光敏电阻连接到外电路中，在外加电压的作用下，用光照射就能改变电路中电流的大小，其连线电路如图A、B、C所示。A玻璃底板半导体（A）结构图RLRGB电路连接C实物图图31光敏电阻具有很高的灵敏度，很好的光谱特性，光谱响应可从紫外区到红外区范围内。而且体积小、重量轻、性能稳定、价格便宜，因此应用比较广泛。利用光敏电阻的特性，配合AD0804，组成检测光照强度电路，如图32所示。CH241图32光敏电阻和A/D转换器313输出部分对于输出部分，本系统由继电器控制电机以及显示部分组成，对于电机模块，本装置采用的是用继电器控制电机的运转。由于单片机输出电流太小，不能有效作为电机的直接控制，电机的驱动电路，用两个继电器控制直流电机，两个继电器与直流电机相连接,通过给单片机输出脉冲来间接控制电机各线圈的接通与切断。314防过卷模块这个窗帘是通过电机带动从上往下打开，所以这里通过测试，利用电机转动的速度，算出完全打开和完全关闭需要的时间。在利用单片机的内部定时计算器，计算开启的关闭的时间，从而有效的杜绝窗帘过卷的情况。315电机控制模块电机控制是通过两个继电器来控制的。电机的正反转都由两个继电器的不同输出来控制。继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。设置中，通过两个继电器控制直流电机工作，如图33所示图33继电器驱动电路32AT89C51单片机AT89C51是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，片内含8KBYTES的可反复擦写的FLASH只读程序存储器和256BYTES的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS51指令系统，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元。AT89C51单片机各引脚的功能和应用介绍如下1输入/输出引脚（1）P0口（3932脚）P00P07统称为P0口。在不接片外存储器与不扩展I/O口时，可作为准双向输入/输出口。在接有片外存储器或扩展I/O口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。（2）P1口（18脚）P10P17统称为P1口，可作为准双向I/O口使用。对于52子系列，P10与P11还有第二功能P10可用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2，P11可用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。（3）P2口（2128脚）P20P27统称为P2口，一般可作为准双向I/O口使用；在接有片外存储器或扩展I/O口且寻址范围超过256字节时，P2口用作高8位地址总线引脚功能如下P30RXD串行口输入P31TXD串行口输出端P32INT0外部中断0请求输入端，低电平有效P33INT1外部中断1请求输入端，低电平有效P34T0定时器/计数器0计数脉冲输入端P35T1定时器/计数器1计数脉冲输入端P36WR外部数据存储器写选通信号输入端，低电平有效P37RD外部数据存储器读选通信号输入端，低电平有效（4）P3口（1017脚）P30P37统称为P3口。除作为准双向I/O口使用外，还可以将每一位用于第二功能，而且P3口的每一条引脚均可以独立定义为第一功能的输入输出或第三功能。34各模块电路341最小系统设计最小系统的核心是AT89C51单片机，其内部带有8KB的FLASHROM，256B片内RAM，基本上能满足最小系统的设计要求。如接上时钟电路、复位电路即可加电工作。如图34所示。图34单片机最小系统342遥控按键设计本设计中有四个按键，分别实现设置、加、减和模式。这四个键可以采用中断的方法，也可以采用查询的方法来识别。系统采用的是扫描的查询方法来识别按键的四个按键均采用低电平有效，具体电路连接图如图38所示。当按键没有按下时，单片机的I/O口直接连接电源，因此需要接上拉电阻来进行限流，本设计中选取阻值为10K的电阻作为上拉电阻，根据计算可知此时的灌电流为25MA看AT89C51的资料得知次电流在安全范围内，符合安全设计要求,具体如图35所示。图35手动操作键盘343显示电路本次设计中，由于单片机本身提供的I/O口有限，本次设计采用动态显示，数码管采用的是共阴极接法。用AT89C51的P0口作段码输出时,驱动能力相当大，但由于输出极为漏极开路电路，驱动拉电流负载，引脚上应外接上拉电阻。因此，在本次设计中我们将数码管各段加上拉电阻后接单片机P0口。我们把P2口的输出信号直接接到数码管的位选端作为位选信号，低电平有效,具体如图36所示。图36显示电路344电机驱动电路当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。如图37所示。图37电机驱动电第四章软件设计41主程序该系统的工作原理如下系统启动后，进入自动模式。在自动模式下系统检测到光照强度不够的情况下，当人体红外线检测到有人时，驱动继电器，点亮灯泡，灯泡点亮后人体红外线检测没有人后，灯泡亮30秒后自动熄灭；系统检测到光照强度足够的情况下，是不点亮灯泡的。在手动模式下，通过按键控制灯泡亮灭。程序流程图如图41所示图41程序流程图程序VOIDMAINVOIDTMOD0X01TH00X0D8TL00X0F0EA1ET01TR01WHILE1KEYSHUJUXIANSHIL1MOSHIIFMOSHI0ZHIDONGELSESHOUDONGIFWEIZHI100DI1DING0JIANG1SHENG1WEIZHI100ELSEDI1DING1VOIDTIME0VOIDINTERRUPT1TH00X0D8TL00X0F0IFTIAOZHENG0COUNT1IFCOUNT1100COUNT10MIAOIFMIAO60MIAO0FENIFFEN60FEN0SHIIFSHI24SHI0ELSECOUNT10IFSHI6SHIJIAN1ELSESHIJIAN0IFTIAOZHENG1COUNT2IFCOUNT250COUNT20SSSSELSECOUNT20SS0IFKAISHI1COUNT3IFCOUNT310COUNT30WEIZHIIFWEIZHI100KAISHI0ELSEIFKAISHI2COUNT3IFCOUNT310COUNT30WEIZHIIFWEIZHI24SHI0BREAKCASE2FENIFFEN60FEN0BREAKWHILEK20IFK30/加QUDOUIFK30SWITCHTIAOZHENGCASE1SHIIFSHI0SHI23BREAKCASE2FENIFFEN0FEN59BREAKWHILEK30SHUJU1XIANSHIVOIDKEYIFK40/按键按下QUDOUIFK40MOSHIIFMOSHI2MOSHI0WHILEK40IFK10/按键按下QUDOUIFK10TIAOZHENG1WHILEK10IFTIAOZHENG1TIAOZHENGMOSHIVOIDSHUJUASHI/10BSHI10CFEN/10DFEN10第五章PROTEUS软件仿真51PROTUES介绍PROTEUS软件10是来自英国LABCENTERELECTRONICS公司的EDA工具软件，它组合了高级原理布图、混合模式SPICE仿真,PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计系统。此系统受益于15年来的持续开发,被电子世界在其对PCB设计系统的比较文章中评为最好产品“THEROUTETOPCBCAD”。PROTEUS产品系列也包含了我们革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。其功能模块个易用而又功能强大的ISIS原理布图工具；PROSPICE混合模型SPICE仿真；ARESPCB设计。PROSPICE仿真器的一个扩展PROTEUSVSM便于包括所有相关的器件的基于微处理器设计的协同仿真。此外，还可以结合微控制器软件使用动态的键盘，开关，按钮，LEDS甚至LCD显示CPU模型。支持许多通用的微控制器,如PIC，AVR，HC11以及8051。最新支持ARM。交互的装置模型包括LED和LCD显示，RS232终端，通用键盘，I2C，SPI器件。强大的调试工具，包括寄存器和存储器，断点和单步模式。IARCSPY和KEILUVISION2等开发工具的源层调试。应用特殊模型的DLL界面提供有关元件库的全部文件。52PROTUES界面介绍PROTEUSISIS11的工作界面是一种标准的WINDOWS界面，如图41所示。包括标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。图51PROTEUS窗口界面图53PROTUES的简单使用（1）新建原理图启动PROTUES软件，单击FILE菜单下的NEW，弹出下图所示窗口，选择纸张大小。示意图如图52所示图52新建原理图示意图（2）寻找元件启动PROTEUS软件，单击挑选元件按钮P，在元件库中选出所需元器件，出现如图53所示窗口，输入器件关键词选取元件，再连好线。图53选取元件库中元件示意图（3）系统调试双击单片机出现下图所示画面54，在PROGRAMFILE一栏中选取仿真项目的源程序代码，点击OK。图54加载程序图单击PLAY按钮，进入仿真状态仿真按钮如44所示其中按钮1为开始运行，按钮2为STEP，按钮3为暂停，按钮4为停止。图55仿真按钮示意54PROTUES软件仿真电路图由于部分原件在PROTUES里面无法仿真，PROTUES里面对单片机来说，可以不仿真其最小系统电路，所以在此仿真电路中只无线遥控器用键盘模拟。如下图所示图56总系统模拟图55仿真实验结果分析将所编写的程序，生成可执行的文件并加载到PROTUES仿真软件的单片机中，执行软件程序，在执行过程中能顺利的完成所需执行的任务，正常正传，反转，停车，对应不同的运行方式，不同颜色的的灯光显示，绿色对应正转，红色停止，黄色对应反转。软件仿真时遇到了电机转速过快的问题，窗帘作为家用，一般情况下是低转速生气和降落的，为了解决这个问题，对程序进行了小部分修改，对于L298N芯片，要是驱动的电机慢速启动，只需要对其进行PWM波送信号，送信号的时候，改变电机停转的占空比即可，在程序上做一定的修改后，仿真软件电机便可慢速启动，达到所需要的要求。在仿真软件上的仿真结果达到要求。56仿真白天模式指示灯灭是自动模式，这是无线电动窗帘随外面阳光的强弱自行调节窗帘开合程度。如图57所示。图57系统模拟图白天模式指示灯亮是手动模式，此时可以使用升/降开关手动调节窗帘的开合度。如图58所示。图58系统模拟晚上调节成自动模式，窗帘自动拉到底部，完全关合。如图59所示。图59系统模拟图晚上调节成手动模式，模式指示灯亮，此时可以使用升/降开关手动调节窗帘的开合度。如图510所示。图510系统模拟图总结基于单片机技术的遥控窗帘的设计，给出了遥控器和接受控制器的硬件设计方案，以流程图方式对本系统的遥控器和接收器的软件设计进行了较为详细的介绍，并制作出了仿真模拟。该系统主要由键盘扫描电路、单片机（AT89C51）、行程开关及电动机驱动控制电路和显示电路等组成；能够实现自动控制模式与手动控制模式选择，自动控制模式中系统可以自行判断白天与夜间时段，并根据光线的变化自动开合窗帘；手动控制中操作者可以通过遥控器手动控制窗帘的开合，并可使窗帘在任意位置停止。这次单片机课程设计不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上没有学到过的知识，掌握了一种系统的研究方法，可以进行一些简单的编程。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，例如对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，学习了单片机C语言。经过一周的努力，顺利的完成了单片机课设。这是一个磨练志的过程。从课题的选择开始，硬件和软件系统的设计、到最后的PROTEUS软件仿真完成，这其中经历了很多困难，但是更重要的是在这个过程中我得到了很大的锻炼。一方面通过C51单片机等一些器件的设计让我学习和掌握了单片机技术的基础知识和技术要点，也使以前学的很多知识都得到了运用；另一方面在用PROTEUS软件画电路图时，然后再转换成一维的WORD中进行编辑，这个过程中让我掌握了计算机辅助的设计技术。当然，这是一个需要不断的尝试，不断的校核，不断的修改，最后完成一个合理的设计的过程。需要的是细心和耐心。在很大程度上培养了我拼搏的工作精神。使我受益匪浅，更加明确了自己专业的方向。通过本次课设，我不仅学到了关于单片机技术方面的许多专业知识，同时也让我感觉到团队合作的重要性。其实如何有效和快速的找到资料也是课设给我的启发，利用好图书馆和网络，是资源的到最好的利用。与他人交流思想是取得成功的关键，在交流中，不仅强化了自己原有的知识体系，也扩展了自己的思维。课设是一个通过思考、发问、自己解惑并动手、提高的过程。我会在以后的学习中不断学习，积累经验，完善自己。这里我要感谢实验室的指导老师，非常感谢致谢本论文是在吕志香老师的悉心指导下完成的，吕志香老师的渊博学识和丰富经验给我留下了深刻的印象。从吕志香老师那里我学到的不仅是专业知识与实际问题科学解决的方法，更为重要的是勤奋和严谨治学的精神以及对学生的认真负责，老师的谆谆教诲使我受益匪浅，在此向吕志香老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意感谢家人给予我学业上和生活上的支持与照顾。同时感谢给予我帮助的各位老师、同学以及朋友们参考文献1佘頔頔实用简易电动窗帘的设计数字技术与应用2010年4期2孙健智能家居电动窗帘的设计与应用机械工程与自动化2012年2期3余发山，王福忠单片机原理与应用技术（第一版）北京中国矿业大学出版社20084孙勇,杨文月,赵宇新自动窗帘控制系统设计微型机与应用2010年13期5周磊，高维璐，沈学浩光敏电阻在在一定条件下随温度变化的特性实验室研究与探索2010年5期6林军、谢晓锰，用8031控制时钟7苏腾云,刘玉良,姚齐国,李莉莉基于单片机和手机短信的窗帘智能系统福建电脑2012年2期8李冬梅等通用学习式红外遥控器中数据压缩与识别算法清华大学学报，2009，VOLNO7,85889郭天翔51单片机C语言教程电子工业出版社,200810王松德,赵艳,姚丽萍,张栓记光谱学与光谱分析2009年3期11黄大勇,徐源,乔建良基于单片机的光敏电阻测试装置的设计仪表技术与传感器2009年7期12周磊,高维璐,沈学浩实验室研究与探索2010年5期13吕红LED显示与单片机接口技术WWWENNETCOMCN14潘清明，刘启新基于单片机路灯网络控制系统中国制造业信息化,200815佘頔頔实用简易电动窗帘的设计数字技术与应用2010年4期第一部分任务书扬州工业职业技术学院毕业设计任务书系部电子系指导老师吕志香职称讲师学生姓名赵帅聪班级1102电气学号43设计题目基于单片机的无线遥控电动窗帘设计设计内容目标和要求设计内容目标采用AT89C51单片机的最小系统设计，控制一个可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。设计内容要求1能够实现自动控制模式与手动控制模式选择，自动控制模式中系统可以自行判断白天与夜间时段，并根据光线的变化自动开合窗帘；2手动控制中操作者可以通过遥控器手动控制窗帘的开合，并可使窗帘在任意位置停止。教研室审核系部审核第二部分开题报告扬州工业职业技术学院电子信息工程系14届毕业设计（论文）开题报告书毕业设计（论文）开题报告书（表（表1）学生姓名赵帅聪专业电气自动化班级1102电气学号43题目基于单片机的无线遥控电动窗帘设计指导教师吕志香职称讲师学位硕士题目类别工程设计基础研究应用研究其它【课题的内容与要求】课题内容采用AT89C51单片机的最小系统设计，控制一个可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。课题要求1能够实现自动控制模式与手动控制模式选择，自动控制模式中系统可以自行判断白天与夜间时段，并根据光线的变化自动开合窗帘；2手动控制中操作者可以通过遥控器手动控制窗帘的开合，并可使窗帘在任意位置停止。【前言】随着电子技术和自动化技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高。家用电器产品也在不断的更新换代。从始初的晶体管到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。此次要设计的是遥控窗帘。它是采用AT89C51单片机的最小系统设计，控制一个可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。【方案的比较与评价】第一种方案用数字电路的555定时器结合加、减法器和数码管等，但是存在电路结构复杂、可靠性不高等问题，所以本设计不选用；第二种方案借助PLC进行仿真，但是接线比较繁琐，还要用的很多开关盒按钮，仿真的效果不是太理想，所以本设计不选用。第三种方案使用用AT89C51单片机内部定时器、传感器模块、电源模块、LCD显示模块、键盘输入模块来实现具有电路结构较简单、可靠性非常高、成本较低等等优点。所以本设计选用第三种方案。【预期的效果及指标】通过了解自动窗帘的发展，结合自己本次设计的课题，本次设计要完成的目标是1能够实现自动控制模式与手动控制模式选择，自动控制模式中系统可以自行判断白天与夜间时段，并根据光线的变化自动开合窗帘；2手动控制中操作者可以通过遥控器手动控制窗帘的开合，并可使窗帘在任意位置停止【进度安排】2013年09月10日2013年09月20日选题、调研、收集资料2013年09月21日2013年09月30日论证、开题2013年10月01日2013年10月31日设计（写作初稿）2013年11月01日2013年11月27日修改、定稿、打印【参考文献】1佘頔頔实用简易电动窗帘的设计数字技术与应用2010年4期2孙健智能家居电动窗帘的设计与应用机械工程与自动化2012年2期3余发山王福忠单片机原理与应用技术（第一版）北京中国矿业大学出版社20084孙勇,杨文月,赵宇新自动窗帘控制系统设计微型机与应用2010年13期5周磊，高维璐，沈学浩光敏电阻在在一定条件下随温度变化的特性实验室研究与探索2010年5期6林军、谢晓锰，用8031控制时钟2009年7期7苏腾云,刘玉良,姚齐国,李莉莉基于单片机和手机短信的窗帘智能系统福建电脑2012年2期8李冬梅等通用学习式红外遥控器中数据压缩与识别算法清华大学学报，2009，VOLNO7,85889郭天翔51单片机C语言教程电子工业出版社,200810王松德,赵艳,姚丽萍,张栓记光谱学与光谱分析2009年3期11黄大勇,徐源,乔建良基于单片机的光敏电阻测试装置的设计仪表技术与传感器2009年7期12周磊,高维璐,沈学浩实验室研究与探索2010年5期13程玲直流电机的单片机控制职业2010年32期14潘清明，刘启新基于单片机路灯网络控制系统中国制造业信息化,200815佘頔頔实用简易电动窗帘的设计数字技术与应用2010年4期【指导教师意见】（有针对性地说明选题意义及工作安排是否恰当等）同意提交开题论证修改后提交不同意提交（请说明理由）指导教师签章年月日【系部意见】同意指导教师意见不同意指导教师意见（请说明理由）其它（请说明）系（部）主任签章年月日您好，为你提供优秀的毕业论文参考资料，请您删除以下内容，O_O谢谢ALARGEGROUPOFTEAMERCHANTSONCAMELSANDHORSESFROMNORTHWESTCHINASSHAANXIPROVINCEPASSTHROUGHASTOPONTHEANCIENTSILKROAD,GANSUSZHANGYECITYDURINGTHEIRJOURNEYTOKAZAKHSTAN,MAY5,2015THECARAVAN,CONSISTINGOFMORETHAN100CAMELS,THREEHORSEDRAWNCARRIAGESANDFOURSUPPORTVEHICLES,STARTEDTHETRIPFROMJINGYANGCOUNTYINSHAANXIONSEPT19,2014ITWILLPASSTHROUGHGANSUPROVINCEANDXINJIANGUYGURAUTONOMOUSREGION,ANDFINALLYARRIVEINALMATY,FORMERLYKNOWNASALMAATA,THELARGESTCITYINKAZAKHSTAN,ANDDUNGANINZHAMBYLPROVINCETHETRIPWILLCOVERABOUT15,000KILOMETERSANDTAKETHECARAVANMORETHANONEYEARTOCOMPLETETHECARAVANISEXPECTEDTORETURNTOJINGYANGINMARCH2016THENTHEYWILLCOMEBACK,CARRYINGSPECIALTYPRODUCTSFROMKAZAKHSTANASMALLARTTROUPEFOUNDEDSIXDECADESAGOHASGROWNINTOAHOUSEHOLDNAMEINTHEINNERMONGOLIAAUTONOMOUSREGIONINTHE1950S,ULANMUQIRARTTROUPEWASCREATEDBYNINEYOUNGMUSICIANS,WHOTOUREDREMOTEVILLAGESONHORSESANDPERFORMEDTRADITIONALMONGOLIANMUSICANDDANCESFORNOMADICFAMILIESTHE54YEAROLDWASBORNINTONGLIAO,INEASTERNINNERMONGOLIAANDJOINEDTHETROUPEIN1975HESAYSTHEREARE74BRANCHTROUPESACROSSINNERMONGOLIAANDACTORSGIVEAROUND100SHOWSEVERYYEARTOLOCALNOMADICPEOPLE“ICANSTILLRECALLTHEDAYSWHENITOUREDWITHTHETROUPEINTHEEARLY80SWESATONTHEBACKOFPICKUPTRUCKSFORHOURSTHESKYWASBLUE,ANDWECOULDNTHELPBUTSINGTHEFOLKSONGS,“NASUNSAYSTHEVASTNESSOFINNERMONGOLIAANDTHELACKOFENTERTAINMENTOPTIONSFORPEOPLELIVINGTHERE,MADETHEIRLIVESLONELY“THENOMADICPEOPLEWEREVERYEXCITEDABOUTOURVISITS,“NASUNRECALLS“WEDIDNTHAVEAFORMALSTAGETHEAUDIENCEJUSTSATONTHEGRASSUSUALLY,THEPERFORMANCESBECAMEABIGPARTYWITHLOCALPEOPLEJOININGIN“FORHIM,THEREWARDINGPARTABOUTTOURINGISNTJUSTABOUTSHARINGARTWITHNOMADICFAMILIESBUTALSOABOUTGAININGINSPIRATIONFORTHEMUSICANDDANCEULANMUQIRLITERALLYTRANSLATESAS“REDBURGEON“,ANDTODAYSPERFORMERSOFTHETROUPESTILLTOURTHEREGIONSVILLAGESANDENTERTAINNOMADICFAMILIES,BUTTHEIRFAMEHASSPREADAROUNDTHEWORLDONMAY16AND17,NEARLY100SINGERSANDDANCERSFROMTHETROUPEPERFORMEDATBEIJINGSPOLYTHEATERTHEIRSHOW,TITLEDULANMUQIRONTHEGRASSLAND,DEPICTEDTHEHISTORYANDDEVELOPMENTOFTHEARTTROUPE“BEINGFROMTHEREGIONALLOWEDMETOEMBRACETHECULTUREOFINNERMONGOLIAANDBEINGAMEMBEROFTHETROUPESHOWEDMEWHEREIBELONGED,“NASUN,THEARTTROUPESPRESIDENT,WHOISALSOARENOWNEDTENOR,TELLSCHINADAILYDURINGATOURIN1985,HEWENTTOAVILLAGEANDMETANELDERLYLOCALMAN,WHOTOLDHIMASTORYABOUTHISFRIENDSHIPWITHASOLIDERFROMSHENYANG,CAPITALOFNORTHEASTCHINASLIAONINGPROVINCE,DECADESAGOTHESOLIDERGAVETHEOLDMANAHANDMADESADDLEWHENTHEYBIDFAREWELLTHESTORYINSPIREDNASUNTOWRITECARVEDSADDLE,ASONGTHATLATERBECAMEONEOFHISMOSTPOPULARNUMBERSNOW,EVERYYEAR,NASUNR