电子系统设计大赛作品申报

作 品 简 介 实物图片实物图片 我们设计的智能窗帘有自动控制和远程遥控控制两种模式 窗帘在光强时自动开启 在光弱 时自动关闭 同时遥控也能控制它的开闭 1 键是窗帘总开关 控制窗帘的启动和停止 2 键控 制窗帘打开 3 键控制窗帘关闭 4 键是由遥控模式转换到自动模式 根据光照情况 窗帘自动 开关 用两个电机来带动窗帘的动作 在两端安装了两个光电开关 当窗帘到头时会自动停止 为增加窗帘的实用性 我们还增加了防盗报警功能 利用人体感应模块 语音芯片 扬声器组 合设计而成 当人体接近感应模块时 会自动发出报警的声音来提醒主人 平 台 选 型 说 明 单片机开发板 以 STC15F2K61S2 芯片为控制核心 设 计 说 明 摘摘 要要 随着现代社会的高速发展 人们对室内设计智能化的要求也越来越高 方便与享受的智能 窗帘对于现代快节奏的人们生活来说 是适应现代化办公和生活环境的需要 是人们生活水平 提高的一个标志 本课题介绍基于 stc15f2k60s2 单片机控制的智能窗帘系统 它采用了无线遥控技术 实现 在室内任何地方 只要轻按遥控器 窗帘就会随心所欲地打开或关闭功能 控制系统模式分为 红外模式和光敏电阻模式以及按键模式 实现了窗帘的智能化控制 关键词关键词 智能家居 stc15f2k60s2 单片机 智能窗帘 红外线遥控 光敏电阻模块 H 桥式电 机驱动电路 1 1 功能简介功能简介 电路可以由三种不同的方式来控制窗帘动作 主要通过不同的控制模式控制 手动模式拥有最 高优先处理权 有两个按键对其进行操作 可以控制电机的正反转 即可实现窗帘的开关 若处于 自动状态下 用光敏电阻对外部环境进行采光 通过单片机对电机进行控制 实现天亮窗帘自动打 开 天黑窗帘自动关闭这一功能 若采用遥控方式 用遥控电路对其控制 实现遥控开启关闭窗帘 及自动模式的开启关闭的功能 2 2 工作原理工作原理 远程遥控功能 本智能窗帘通过 stc15f2k60s2 单片机 红外发射器 一体化接收头以及电机控 制系统实现对窗帘的远程控制 用户通过对遥控器的操作发射红外信号 装在窗帘上的一体化接收 头接收到信号后通过解码 再将解码后的信号传给单片机的响应输入口 单片机立即处理信号 控 制电机系统拉动窗帘 使其打开或者关闭到用户所需状态 光控调节功能 在屋内合适的地点安放光敏模块 当光照强度改变时 光敏电阻的阻值会随着 改变 通过光敏模块的 A D 转换器将模拟信号转化成数字信号 单片机处理此信号后控制直流电 机 通过直流电机的转动方向控制窗帘的开关 按键控制功能 本系统设计两个按键 分别实现电机正反转 以应对遥控失灵等意外情况 体 现了本系统的人性化设计 3 3 单元电路原理单元电路原理 1 1 电源模块 电源模块 设 计 说 明 三端集成稳压器的组成包括了串联型直流稳压电路的各个组成部分 另外加上保护电路和启动 电路 在 W7800 系列三端集成稳压器中 已将三种保护电路集成在芯片内部 作用是限流保护电 路 过热保护电路和过压保护电路 三端集成稳压器电路三端集成稳压器电路 当输出电压比较高 应在输入端与输出端之间跨接一个保护二极管 VD 如图中有断线点 其 作用是在输入端短路时 使 Co 通过二极管放电 以便保护集成稳压器内部的调整管 2 2 遥控模块 遥控模块 1 号键为整个系统的电源总开关键 1 键按下 电机停止转动 2 号健是电机正转键 窗帘打 开 3 号键电机反转 窗帘关闭键 4 号键负责开启和关闭自动模式 自动模式状态下 用光敏电 阻对外部环境进行采光 通过单片机对电机进行控制 实现天亮窗帘自动打开 天黑窗帘自动关闭 这一功能 1 红外线发射电路 使用由常规集成电路组成的双通道红外遥控电路 这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码 器 因此成本较低 红外发射模块 设 计 说 明 2 红外线接收电路 采用是一种一体化的红外线接收头 体积小巧 价格低廉 使用方便 无须调整 抗干扰能力 强 工作稳定可靠 三个输出脚依次为 OUT 红外线接收后经解调 整形的输出脚步 GND 地 电源正端 红外接收模块 设 计 说 明 红外接收模块原理图 3 3 光敏电阻模块 光敏电阻模块 应用光控原理工作 天亮窗帘自动打开 天黑窗帘自动关闭 由运放组成比较电路 同向输 入端有两个电阻分压得到一个电压值 作为基准电压进行比较 而反相输入端用一个光敏电阻 对外部环境的光线进行采集 利用光敏电阻暗时电阻大 亮时电阻小的特点 来确定反向输入 端的电压值 再两者进行比较 比较后的信号再送入 stc15f2k60s2 单片机的 P3 2 口 从而控制 电机的正反转 来实现天亮窗帘自 设 计 说 明 动打开 天黑窗帘自动关闭这一自动控制功能 4 4 光电开关 光电开关 采用光电开关来判定窗帘开合是否达到设定要求 控制电机自动关闭 光电对射模块 设 计 说 明 程序流程图程序流程图 设 计 说 明 附录附录 1 原程序 原程序 名称 智能窗帘 日期 2012 11 include STC15F2K h 包含头文件 一般情况不需要改动 头文件包含特殊功能寄存器的定义 sbit IR P3 2 红外接口标志 sbit x P1 0 窗帘开启停止 sbit y P1 1 窗帘关闭停止 sbit t P1 2 光敏 sbit MA P0 0 电机 sbit MB P0 1 sbit MC P0 2 sbit MD P0 3 全局变量声明 unsigned char irtime 红外用全局变量 bit irpro ok irok z 0 unsigned char IRcord 4 unsigned char irdata 33 函数声明 void Delay unsigned int t void Ir work void void Ircordpro void void gm void 定时器 0 中断处理 void tim0 isr void interrupt 1 using 1 irtime 用于计数 2 个下降沿之间的 设 计 说 明 延时函数 含有输入参数 unsigned int t 无返回值 unsigned int 是定义无符号整形变量 其值的范围是 0 65535 void Delay unsigned int t while t 外部中断 0 中断处理 void EX0 ISR void interrupt 0 外部中断 0 服务函数 static unsigned char i 接收红外信号处理 static bit startflag 是否开始处理标志位 if startflag if irtime 33 引导码 TC9012 的头码 9ms 4 5ms i 0 irdata i irtime 存储每个电平的持续时间 用于以后判断是 0 还是 1 irtime 0 i if i 33 irok 1 i 0 else irtime 0 startflag 1 定时器 0 初始化 void TIM0init void 定时器 0 初始化 设 计 说 明 TMOD 0 x02 定时器 0 工作方式 2 TH0 是重装值 TL0 是初值 TH0 0 x00 重载值 TL0 0 x00 初始化值 ET0 1 开中断 TR0 1 外部中断 0 初始化 void EX0init void IT0 1 指定外部中断 0 下降沿触发 INT0 P3 2 EX0 1 使能外部中断 EA 1 开总中断 键值处理 void Ir work void 红外键值散转程序 switch IRcord 2 判断第三个数码值 case 0 x0c MA 0 MB 0 MC 0 MD 0 z 0 break 1 相应的按键值 case 0 x18 MA 1 MB 0 MC 1 MD 0 z 0 break 2 case 0 x5e MA 0 MB 1 MC 0 MD 1 z 0 break 3 case 0 x08 z 1 break 4 default break irpro ok 0 处理完成标志 红外码值处理 void Ircordpro void 红外码值处理函数 unsigned char i j k unsigned char cord value k 1 for i 0 i 4 i 处理 4 个字节 设 计 说 明 for j 1 j7 大于某值为 1 这个和晶振有绝对关系 这里使用 12M 计算 此值可以有一定误差 value 0 x80 if j 1 k IRcord i value value 0 irpro ok 1 处理完毕标志位置 1 主函数 void main void EX0init 初始化外部中断 TIM0init 初始化定时器 MA 0 MB 0 MC 0 MD 0 while 1 主循环 if irok 如果接收好了进行红外处理 Ircordpro irok 0 if irpro ok 如果处理好后进行工作处理 如按对应的按键后显示对应的数字等 Ir work 设 计 说 明 if z 1 if t 1 MA 0 MB 1 MC 0 MD 1 if x 0 Delay 200 if x 0 MA 0 MB 0 MC 0 MD 0 while t if irok 如果接收好了进行红外处理 Ircordpro irok 0 if irpro ok 如果处理好后进行工作处理 如按对应的按键后显示对 应的数字等 Ir work else MA 1 MB 0 MC 1 MD 0 if y 0 Delay 200 if y 0 MA 0 MB 0 MC 0 MD 0 while t if irok 如果接收好了进行红外处理 Ircordpro irok 0 设 计 说 明 if irpro ok 如果处理好后进行工作处理 如按对应的按键后显示对应的数字等 Ir work 附录附录 2 电路图 电路图 设 计 说 明 作 品 特 色 对于室内的窗帘而言 它不仅要具有遮光作用和美化功能 更要具有方便智能的使用功能 红外远程控制 窗帘的开合程度 根据光强度自动调节窗帘