单片机课程设计-智能遥控窗帘系统设计.docx

智能遥控窗帘系统设计课程设计报告题 目： 智能遥控窗帘系统设计 院 （系）： 机电与自动化学院 专业班级： 自动化1401 学生姓名： 学 号： 指导教师： 20 16 年 12 月 26 日至20 17 年 1 月 6 日武昌首义学院制单片机原理及应用A课程设计任务书一、设计（调查报告/论文）题目智能遥控窗帘系统设计二、设计（调查报告/论文）主要内容（1）控制要求：本设计要求利用单片机控制窗帘的升降，可以自动模式也可以手动模式。 （2）设计要求设计单片机与2272芯片、2262芯片、电机等硬件之间的连接。掌握集成开发环境KEIL的使用，用C51语言编程并仿真调试，通过后在试验箱进行硬件验证。（3）撰写说明书 含系统硬件设计电路 含软件设计（程序及必要的说明） 调试及调试结果，以及在调试过程中出现的问题及解决办法三、原始资料（1）STC89C51资料 （2）SC2272芯片资料 （3）SC2262芯片资料四、要求的设计（调查/论文）成果（1）了解智能遥控窗帘系统的基本结构、电路特性、接口应用技术等；根据控制要求，完成系统硬件电路设计；（2）在（1）基础上能根据实际工作需要，进行智能遥控窗帘的任意开发；如：要求将窗帘的升降改为非遥控手动控制等； （3）掌握集成开发环境Keil的使用，并能在这个开发环境下利用C51开发点阵LED广告屏幕的应用程序。（4）利用实验室设备进行运行调试。（5）撰写课程设计说明书，课程设计报告内容包括： 设计方案、课程设计过程和设计思想、方法、原理； 控制程序方框图； 参考资料、参考书及参考手册；其他需要说明的问题，例如操作说明、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等；用电脑编排打印，报告格式按照武昌首义学院课程设计管理办法执行。课程设计报告要求内容正确完整，图表清晰，叙述简明，语句通顺，字数不得少于2000汉字；课程设计报告按封面、任务书、设计说明书、图纸、实物照片贴页（实物照片贴在A4复印纸上）、成绩评定表的顺序装订。（6）总结调试过程中出现的问题及解决办法。以上设计课题完成后，均要总结设计结果、提交专业课程设计说明书并进行设计答辩。五、进程安排内容时间下达课程设计任务书。讲解课程设计的任务与要求、进度安排、指导时间、注意事项、提供参考资料。学生到实验室熟悉设备。1天搜集资料、方案论证、初步设计。2天系统设计、绘制系统控制原理图、接线图及软件编程。1天利用实验室设备完成控制系统的硬件接线工作，运行控制程序，进行运行调试。4天方案优化、总结完善、整理资料、撰写课程设计报告1天答辩、课程设计总结。1天共计10天（2周）六、主要参考资料1余发山、王福忠. 单片机原理及应用技术. 中国矿业大学出版社.2008年6月第1 版2康华光. 电子技术基础（数字部分），高等教育出版社.第五版3李朝青. 单片机原理及接口技术M. 北京：北京航天航空大学出版色，2001.4胡汉才. 单片机原理及其接口技术M. 北京：清华大学出版社，2004.5邹书文,黄光桂.无线电遥控单片机.电脑与信息技术.1995.6李光飞,楼然苗,胡佳文等.单片机课程设计实例指导.北京航空航天大学出版 社.2004.指导教师（签名）：20 16 年 12月 23 日 - 12 -目录1 系统总体方案与工作原理- 1 - 1.1 工作原理- 1 -2 系统硬件设计- 1 - 2.1主控芯片- 1 - 2.2 遥控发射模块参数- 2 - 2.3 PT2262/PT2272编解码集成电路原理说明- 2 -3系统的电路设计- 3 - 3.1 遥控电路设计- 3 - 3.2 光线检测模块- 4 - 3.3 正反转控制模块- 4 - 3.4模式显示模块- 4 -4 系统程序流程图- 5 -附1：源程序代码- 6 -附2：系统原理图- 10 -附3：系统实物图- 11 -1 系统总体方案与工作原理本系统主要由单片机最小系统、无线发射、接收模块、按键部分、电机控制执行部分和限位开关组成。1.1 工作原理本设计是基于STC89C51单片机的遥控窗帘。它采用无线遥控控制方式，其中SC2262/SC2272 编码解码芯片组成无线发送接收模块；通过控制直流电机的正反转来控制窗帘的开关，并且可以指示运行状态；同时可以根据环境光线的变化控制窗帘的开合状态，完成窗帘的智能控制，更智能更人性化系统利用限位开关来控制窗帘停止，防止过卷。2 系统硬件设计2.1主控芯片本系统采用STC89C51为主控芯片。STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有4K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。其引脚分配如下：P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。2.2 遥控发射模块参数 1、通讯方式：调幅AM 2、工作频率：315MHZ/433MHZ 3、频率稳定度：75KHZ 4、发射功率：500MW 5、静态电流：0.1UA 6、发射电流：350MA 7、工作电压：DC 312V2.3 PT2262/PT2272编解码集成电路原理说明PT2262/2272最多可有12位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。 编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片 图（3）PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时， 图（4）PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100的调幅。3系统的电路设计3.1 遥控电路设计系统采用sc2262和sc2272遥控和接收，遥控电路图如图：图（5）发射部分遥控器部分用12V电池供电，按下按键后电池的正极才会和芯片和发射模块的电源端连通并发出信号，这样设计也是为了保证电池的耐用。接收部分的电路图如图：图（6） 接收部分3.2 光线检测模块本系统的自动模式是光线暗时自动闭合窗帘，光线亮时自动拉开窗帘，实现窗帘的自动化，光线检测就是通过光敏电阻的特性，光线暗时电阻变大，三极管的基极电压变低，三极管截止，发射极被10k电阻拉低电平，输出低电平；光线亮时电阻变小，三极管的基极电压变高，三极管导通，发射极被电源拉高，输出高电平。光线传感器的原理图如图： 图（7） 光线检测模块 3.3 正反转控制模块本设计采用两个继电器的吸和状态控制直流电动机的旋转方向，带动窗帘的开合，两个继电器采用5V继电器，通过9012三极管驱动继电器的吸和，模块的电路图如图：图（8） 正反转控制模块 3.4模式显示模块本功能采用3个LED指示系统工作状态，红灯亮时系统是自动模式，即为光线亮时打开窗帘，光线暗时关闭窗帘。蓝灯亮时电机正传，黄灯亮时电机反转，碰触到行程开关时，相应指示灯闪烁3下，同时停止电动机。电路图如图： 图（9）显示模块4 系统程序流程图附1：源程序代码#include#include#include/头文件#define uc unsigned char#define ui unsigned int /宏定义sbit close=P13;sbit open=P12;/手动前进后退按键 sbit out1=P30;sbit out2=P35;/电机控制输出 sbit limit_close=P34;sbit limit_open=P36;/前进后退限位开关 sbit led_close=P14;sbit led_open=P15;/前进后退限位指示灯 sbit light=P10;/光线传感器 sbit change=P11;/手动自动切换按键（默认自动） sbit led_zhishi =P17;/模式指示灯，灯亮是自动模式bit bdata change_flag;/自动模式变量，为0是自动，为1是手动bit bdata flag_shan;bit bdata flag_shan1;bit bdata flag_shan2;uc m,n,shan;void delay(ui x)/延时函数大约延时x ms ui i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j110;j+);void work()/工作函数 if(change=0)/判断切换是否按下 delay(50); /按键去抖if(change=0) /再次判断按键是否按下change_flag=change_flag;/手动，自动切换if(change_flag=1)/切换到手动out1=1; /关闭电机和LED指示灯out2=1;led_close=1;led_open=1; while(!change);/按键释放 led_zhishi=change_flag;/控制模式指示灯和模式一致（自动模式时，change_flag为0，所以指示灯点亮）if(change_flag=0)/自动模式 if(light=0)/夜间（无光）时关闭窗帘 delay(50);if(light=0)if(limit_close=0)&(flag_shan=0) /当碰触到关闭的限位开关时out1=1; /关闭电机out2=1;led_close=1; /关闭指示灯for(shan=0;shan6;shan+) /执行6次，闪烁3次led_close=led_close; /指示灯闪烁delay(500); /间隔500msflag_shan=1; /闪烁后，变量置一，防止再次进入else if(limit_close=1) /没有碰触到限位时out1=1;out2=0; /关闭窗帘led_open=1;led_close=0; /关闭指示灯亮flag_shan=0;/变量置零，到达限位时闪烁指示灯else if(light=1)/白天（有光）时打开窗帘 delay(50);if(light=1)if(limit_open=0)&(flag_shan=0)/以下注释同上out1=1;out2=1;led_open=1;for(shan=0;shan6;shan+)led_open=led_open;delay(500);flag_shan=1;else if(limit_open=1)out1=0;out2=1;led_open=0;led_close=1;flag_shan=0;else if(change_flag=1)/手动模式 if(close=0)&(limit_close=1)/关闭是否按下 delay(50); /去抖if(close=0)&(limit_close=1)/再次判断out1=1;out2=out2;/按一下打开，再按一下，停止 led_open=1;led_close=out2;/指示灯跟随电机状态点亮flag_shan1=0;/变量置零while(!close);/释放else if(open=0)&(limit_open=1)/打开是否按下 delay(50); /去抖if(open=0)&(limit_open=1)/再次判断out2=1;out1=out1;/按一下关闭，再按一下，停止 led_close=1;led_open=out1;flag_shan2=0;while(!open);/按键释放if(limit_close=0)&(flag_shan1=0) /碰触限位时delay(5);if(limit_close=0)&(flag_shan1=0)out2=1;led_close=1;for(shan=0;shan6;shan+)/闪烁3次led_close=led_close;delay(500);flag_shan1=1;if(limit_open=0)&(flag_shan2=0)delay(5);if(limit_open=0