基于红外遥控窗帘的控制系统

精选文库 - 本科毕业本科毕业设计设计 基于红外遥控窗帘基于红外遥控窗帘的控制系统的控制系统 学 院信息与电子工程学院 专 业电子信息工程 学 号 1112020152 学生姓名刘萌 指导教师高善坤 提交日期2016 年 5 月 12 日 2016-JX-SJ 商商 丘丘 工学院工学院 080701-004080701-004 精选文库 - 诚诚 信信 承承 诺诺 书书 本人郑重承诺和声明: 我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术 规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成, 没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数 据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生, 我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。 毕业设计作者签名： 年 月 日 精选文库 - 摘要 本设计是基 STC89C51 单片机设计的遥控窗帘。工作状态有两种，分为手动模 式和智能模式。手动模式是利用无线遥控来控制窗帘，通过控制继电器来控制智能 窗帘的开关，智能模式是根据环境光线的亮度自动控制窗帘的开合状态，可以通过 LED 灯颜色显示当前窗帘状态，利用限位开关的原理来控制窗帘停止，以防窗帘发 生过卷现象。本设计主要在智能家居，大型会议室等领域得到广泛的使用，为人们 提供了更方便，快捷的生活环境。 关键字：窗帘;直流电机;红外遥控 精选文库 - ABSTRACT The design of the remote control is based on STC89C51 Microcomputer design. Its working state has two kinds , manual model and intelligent model. The manual model is use of wirerless remote control to control The curtain, And it controls The switch Of intelligent curtain by Electric Relay. However, intelligent model is according to The brightness of ambient light to control The opening and closing sate of cutain automatically, and It can show that by LED light. Currently, The state of The curtain uses the principle of Limit Switch to control The curtain to stop, The purpose is to prevent , the phenomenon of the curtain. The design is mainly widely used In smart home and large metting room so that it may provide people with more convenient And efficient living environment. Key Words:：curtain; Dc motor; wireless remote control 精选文库 - 目 录 1 绪 论.1 1.1 选题背景与意义.1 1.2 国内外现状.1 1.3 设计目的和功能.2 2 系统方案设计.3 2.1 设计思路.3 2.2 主控芯片的方案选择.3 2.2.1 方案一.3 2.2.2 方案论证.3 2.3 无线模块的方案和论证.4 2.3.1 方案一.4 2.3.2 方案二.4 2.3.3 方案论证.4 2.4 系统方案论证.4 3 系统硬件设计.5 3.1 单片机最小系统.5 3.1.1 时钟电路.5 3.1.2 复位电路.5 3.2 遥控发射模块参数.6 3.3 PT2262/PT2272 编解码集成电路原理说明 .6 3.4 遥控电路设计.7 3.5 光线检测模块.9 3.6 正反转控制模块.9 3.7 显示模块.10 3.8 本设计实现的功能.11 4 系统软件设计.13 4.1 软件介绍.13 4.2 程序设计过程.14 4.3 主程序流程图.15 5.系统调试.17 5.1 PROTUES0 软件仿真电路图.17 5.2 硬件测试.17 结 论.18 致谢.19 参考文献.20 附录.21 精选文库 - 1 绪 论 1.1 选题背景与意义 智能窗帘作为物联网智能家居的一员,向着人性化和舒适化的方向发展，相比 传统窗帘有非常多的优点。传统的窗帘，你必须手动去拉，每天早晚都要拉窗帘也 是非常麻烦的一件事情，尤其是在别墅或复式房中，所以人们需要一个智能窗帘控 制系统来实现窗帘的开关，方便人们的生活;因此遥控电动窗帘在最近几年发展迅 速，被广泛应用于智能楼宇，高级公寓，酒店和别墅等领域。只要在遥控器上轻轻 点击，就可以自动开启和关闭窗帘，非常方便4。在本次设计中，我们主要研究的 是利用单片机来实现无线遥控电路的设计。智能家居系统是一个大的社会系统工程， 我们应当加快我国智能家居标准化进程。智能窗帘系统作为智能家居中一个很重要 的部分,需要在我国智能家居这一领域快速发展,建立起一个具有中国特色的新兴、 健康的产业链。让智能窗帘控制系统技术在我国变得更加成熟。 当今，遥控已经很普遍，技术也非常的成熟，为了进一步满足人们高水生活的 需求，家用电器产品性能也在不断的更新换代，从始初的晶体管、到电子管；由分 立式元件到现在的集成电路；从普通向高性能、多功能型；红外遥控是当前远程控 制的最广泛使用的装置8。由于具有体积小，功耗低，功能性和低成本的的特点。 因此，彩电，录像机，音响设备，空调，玩具，遥控车和门铃标志和其它小型设备 都在使用红外遥控器。与此同时，窗帘作为装饰和不可缺少的一部分，它也越来越 受欢迎，目前，常用的窗帘轨道是钢丝绳手拉式和滑轮式，价格非常昂贵，只有高 收入家庭的一部分用户使用电动遥控轨道，不具有普遍性。所以，现在的重点是如 何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置。所以本设计中将探讨如何能研究出 功能强大且成本很低的智能遥控窗帘控制系统。 1.2 国内外现状 在欧美等发达国家，电动窗帘已经被广泛的应用了，技术也比较的成熟。在十 年前电动窗帘就已经进入我国，但是没有得到很好的推广，最近几年由于电控技术 的快速发展和成本的不断下降，电动窗帘热在我国又卷土重来，据了解我国已经有 170 多种电动智能窗帘获得了国家专利。尽管遥控智能窗帘系统在我国还是一个新 兴的产业，但是他的发展十分迅速，在智能窗帘引进我国的短短的几年内，它以丰 富的功能，人性化的控制被人们慢慢接受并喜欢。在未来的几年内，技术的成熟性 有望超过国外。 随着自动遥控窗帘热潮在世界范围内的日渐兴起，随着中国电子技术的快速发 展、人们生活水平的不断提高，智能电子技术在生活中被广泛应用 ,自动窗帘已经 成为未来家居装饰潮流发展的最新方向,在不久的将来,没有自动窗帘系统的住宅肯 定不合潮流。从目前的发展趋势来看,在未来的 20 年时间里,自动窗帘行业将成为 精选文库 - 中 精选文库 - 国的主流行业之一,其市场的发展前景是非常广阔的。 1.3 设计目的和功能 本次课程设计的主要是通过单片机为控制芯片对各部分电路进行控制，以达到 本次设计的目的，设计前期预想主要功能如下： 1、可以手动控制窗帘的开关。 2、具有防过卷功能。 3、具有无线遥控功能。 4、能够指示运行状态。 5、具有智能模式，可以根据环境光线控制窗帘的开合。 精选文库 - 2 系统方案设计 2.1 设计思路 本设计是基于单片机控制的遥控窗帘，利用 8 位的 STC89C51 单片机做微控制 器，程序采用 C 语言。我们利用直流电机正反转的特点，对窗帘的开关进行自动控 制，实现本次设计的目标。无线遥控功能的主体芯片是 SC2262/SC2272 编码解码 芯片，在该芯片中的无线发送接收模块是核心组件，采用红外遥控方式,不会干扰 其它电器的正常工作,也不会影响邻近的无线设备。超距离遥控,可达 89m。SC2272 能实现对 D0、D1、D2、D3 的信号进行接收，来控制单片机，集合 继电器原理俩实现正反转切换，实现开闭。检测模块功能则使用行程控制进行设置， 保障窗帘的防过卷功能实现，本设计具有体积小、结构简单、灵敏度高、抗干扰性 强、经济实用、工作可靠等特点。其系统框图如图 2.1 所示: 图 2.1 系统框图 2.2 主控芯片的方案选择 2.2.1 方案一 采用 AT89C51 做为本设计的主控芯片。AT89C51 具有 2K 字节的存储器是 8 位 的微处理器，而且带有 2K 字节的可擦出只读存储器。它有 40 个引脚，完全可以满 足本设计需求。 2.2.2 方案二 采用 STC89C51 做为本设计的主控芯片。STC89C51 是单片发展以来的升级版本， 它具有 8K 的可擦除只读存储器，增强行 1T 流水线和保留了 8051 的精简代码集， 并且可以 STC-SPI 来进行程序下载，功耗非常低运行稳定可靠。 2.2.3 方案论证 STC89C51 和 AT89C51 相比价格相差无几，但是 STC89C51 乃是单片机长期发展 STC89C51 单片机 无线接收模块 光线检测模块 状态指示 电机控制模块 精选文库 - 以来的增强版本，功能和运行速度远比 AT89C51 要快。故本设计采用方案一的 STC89C51 来做为本设计的主控芯片。 2.3 无线模块的方案和论证 2.3.1 方案一 采用 Si4432 无线模块做为本设计的通信系统 i4432 具有完整的 FSK 收发器， 它的工作频率在 430.24439.75MHz 也可以工作在 900.72929.27Mhz。它的接受 林敏度高达 128Kbps.功率低。在空旷的场合传输距离可以达到 800 米。 2.3.2 方案二 采用 PT2262/2272 作为本设计的通信系统，PT2262/2272 是一对带地址、数据 编码功能的无线遥控发射/接收芯片。其中发射芯片 PT2262-IR 将载波振荡器、编 码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。 2.3.3 方案论证 采用 PT2262/2272 作为本设计的通信系统虽然传输距离没有 Si4432 远，但考 虑到本设计知道室内使用，没有必要大材小用故选择方案二。 2.4 系统方案论证 通过对系统的分析，设计本着成本低功能多的理念，所以系统的主控芯片选择 了 STC89C51，此芯片完成可以满足系统的需求且成本低廉，遥控部分采用 PT2262/2272 作为本设计的通信系统，对于直流电机的正反转控制采用一对价格低 廉的小型继电器和三极管相互配合来完成这个动作，系统负载的供电采用一个交流 220V 输入，直流 5V 输出的开关电源可以完全满足。至此，设计的硬件主要模块的 选型已经完成。 精选文库 - 3 系统硬件设计 3.1 单片机最小系统 单片机加上适当的外围器件和应用程序后，所构成的应用系统称为最小系统。 主要由时钟电路和复位电路加上单片机芯片就构成了单片机最小系统。 3.1.1 时钟电路 时钟电路是单片机最小系统的一部分，它用于产生单片微机工作所需要的时钟 信号，单片微机本身就如一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现， 电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作，系统的时钟电路设计是采 用的内部方式，即利用芯片内部的元件组成的一个振荡电路。单片机 AT89C51 的内 部有一个用于构成高增益反相放大器的振荡电路，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是放大 器的输入和输出。这个放大器与反馈元件片外的晶体谐振器一起构成一个自激振荡 放大器。外接晶体谐振放大器以及和电容 C1、C2 构成并联谐振电路，接在放大器 的反馈回路中。对外接电容的值没有固定的一个要求，但会对电容的大小会产生影 响，比如震荡器频率的高低和震荡器的稳定性或着是起振的快速性和温度的准确性， 电容应尽量的使用陶瓷电容，电容值最好为 22pF。振荡器的工作频率一般在 1.2MHz12MHz 之间，由于制造工艺的改进，有些单片微机的频率范围正向两端延 伸，高端可达 40MHz，低端可达 0Hz，一般用 11.0592MHz 晶振。时钟电路图如下图 所示其原理图如 3.1 所示： Y1 11.0592MHz C2 30pF C3 30pF 18 19 图 3.1 时钟电路 3.1.2 复位电路 单片机小系统常采用的复位形式是手动按键以及上电自动复位两种形式。其中 前者保障在电源接通的前提下，运行单片机期间，使用按钮开关进行复位操作。后 者则是接通电源后，自动进行复位的触发操作。两者都需要在系统中实现，这样系 统才会更加完善，更加具有智能化，并且在调试的时候也是比较方便的，所以加了 手动按键在系统上电的情况下来完成复位动作，下图展示了手动复位的原理图。上 电自动复位依据 C1 电容来完成，在电路中，手动按键复位以按键形式连接电阻 R1 与 VCC，S4 是一个常开触点，当 S4 与 C1 接触的时候，完成手动复位的动作，其原 精选文库 - 理图如图 3.2 所示： R1 10k C1 10uF S4VCC 9 图 3.2 复位电路 3.2 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 312V 3.3 PT2262/PT2272 编解码集成电路原理说明 PT2262/2272 是一对带地址、PT2262/2272 是一对带地址、PT2262/2272 是一 对带地址,数据编码功能的红外遥控发射/接收芯片。其中发射芯片 PT2262-IR 将 载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。 一、PT2262 特点： （1）CMOS 工艺制造，功率较低 （2）外部元器件缺失 （3）RC 振荡电阻 （4）工作电压的值域广：2.6-15v （5）数据最多可达 6 位 （6）地址码最多可达 531441 种 二、 应用范围： （1）汽车防盗系统设计 （2）个人防盗系统设计 （3）遥控玩具 （4）家用电器遥控 精选文库 - （5）其他智能仪器 在具体的应用中，外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节，阻值越大振荡频 率越慢，编码的宽度越大，发码一帧的时间越长。大部分产品都是用 2262/1.2M2272/200K 组合的，模块的其他关键的作用就是配合单片机来进行有 序的数据通讯，通讯时的基本特征是： 1、控制合适的通讯速度 数据模块的极限传输数据速率可达到 9.6KBs，常控制在 2.5KBs 左右，若传输 数据速率过高，则会使得接收灵敏度下降，且使得误码率变得更大，甚至失效。 2、控制合适的信息码格式 控制模块中的单片机运行时，常常需要考虑新的传输协议，协议的调制不同， 其对应的信息码格式也不同，信息格式直接决定了数据传输的安全性。 信息码组格式的经典形式是以前导码同步码数据帧集合而成，其中前导码 的长度高于 10ms，以避开背景噪声。因此选择 CPU 编译码以乱码添加形式来排除 零电平的干扰。与前导码及数据帧不同的是同步码具特征位代码，使得系统能在算 法帮助下甄别出同步码，接收数据。 数据帧切忌使用长 0 和长 1，一般通用形式 为 POCSAG 或曼彻斯特编码。 3、控制单片机对接收模块的干扰 单片机模拟 2262 时，功能实现较为正常，测试 2272 解码则出现异常情形，表 现为遥控的实际距离减少了。究其原因，时钟频率的倍数较大，接收的模块干扰性 影响大，使得调制结果有所偏差。事实上，PIC 的抗干扰水平较差，单片机的接受 电路供电源为 5V 电源。采用接收模块降低，单片机工作频率减小以及加入中间屏 障等方式来避免单片机受干扰程度加深。 接收模块正常状态下的脉冲信号为高电平输出形式，万用表无法准确测得。 变通的测试手段是发光二极管与 3K 的电阻监控其输出状态。 对无线形式的编解码选择芯片时，PT2262/PT2272 能够积极的连接起来，传输 效果较好，正常能传至 600 米以外。如果和单片机或者微机配合使用时，会受到单 片机或者微机的时钟干扰，造成传输距离明显下降，一般实用距离在 200 米以内。 3.4 遥控电路设计 系统采用 sc2262 和 sc2272 遥控和接收，SC226 是 CMOS 工艺的低功耗通用的 编码电路，它和 SC2272 配对使用，最多有 12 位三态编码。电路具有省电模式，主 要用于无线电和红外线路遥控发射等应用。其特点有 1、CMOS 工艺制造，低功耗。 2、外部应用线路元器件少。3、工作电压范围宽：2V15V。4、地址 A 和数据 D 位 通用。5、数据 A 可以多达 6 位。其主要应用在车辆防盗系统、家庭防盗系统、遥 精选文库 - 控玩具等诸多行业,因其价格低廉，功能强大所以一直成为红外遥控的首选，尤其 在中低端产品中更为常见。其原理图如图 3.3 所示： A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 GND 9 D0 10 D1 11 D2 12 D3 13 TE 14 OSC1 15 OSC2 16 Dout 17 VCC 18 U1 SC2262 R5 4.7M R1 10K R2 10KR3 10K R4 10K ATAD VCC GND M1 FSMK 12V 12 34 K1 UP 12 34 K3 QH D1 4148 D2 4148 DATA DATA D1 D1 D3 D2 12 34 K2 DOWN D3 D2 D3 4148 图 3.3 遥控电路设计图 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，这样设计也是为解决电池耗电量快的问题。如图 3.4 所示： A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 GND 9 D0 10 D1 11 D2 12 D3 13 DIN 14 OSC1 15 OSC2 16 VT 17 VCC 18 U2SC2272 R16820K R13 10k R122.2k VCC VCC Q2 9013 VCC R14 2.2K R15 10K P1.3 P1.1 GND DATA DATA VCC M2 JSMK Q1 9013 R18 10k Q5 9013 P1.2 R192.2k 精选文库 - 图 3.4 接收部分电路图 接收电路输出端通过 npn 三极管 9013 将输出的高电平转变成低电平，单片机 可以更好的识别低电平变化。 3.5 光线检测模块 该模块切入自动模式时，窗帘闭合依照光线自动实现开关。亮的时候开暗的时 候关，更好的实现了窗帘的自动化水平。对光线的检测就是以光敏元件的光敏特征， 光线较暗时，阻值大，三极管的基级电压下降，管路截止状态，输出为低电平；光 线明亮时，阻值小，三极管的基级电压上升，管路联通状态，输出为高电平。图 3.5 为光线传感器的原理图： 图 3.5 光线传感器的原理图 3.6 正反转控制模块 该模块的主要功能是控制直流电机的正反转动作，通过直流电机正反转来控制 窗帘的拉开与闭合。继电器采用 5V 的小型继电器，通过 9012 三极管来驱动完成， 当 p3.0 输出一个低电平的时候，三极管导通，线圈得电，继电器触点吸合，此时 电路中有电流流过，直流电机开始工作，当窗帘拉开到一定程度触碰到行程开关的 时候，继电器闭合，直流电机停止工作，反转也是同样的原理来完成这个动作，这 精选文库 - 样我们就完成了窗帘的拉开与闭合的动作。正反转控制模块的详细电路图如图 3.6 所示： R9 1K R10 1K Q 3 9012 JD Q 1JD Q 2 Q 4 9012 P3.0 P3.5 R11 10 V CCV CC V CCV CC M 3V 图 3.6 正反转模块电路图 3.7 显示模块 在该模块中对状态的表示功能采用多个 LED 实现，红灯表示自动状态，自动状 态下，会依据光线的明暗随时打开窗帘，亮度高时开启，亮度低时关闭。蓝色指示 灯则表示电机此时处于正向运转的状态，黄灯表示电机反向运转的状态。行程开关 触发时，指示灯闪，次数为三次，此后电机进入停止运转的状态。 该显示模块的相关电路图如下图所示： D3 LEDY D4 LEDR R7 1K R8 2.2K P1.5 P1.7 D3 LEDL R17 10K P1.4 精选文库 - 图 3.7 显示模块接线图 3.8 本设计实现的功能 设计达到了预期想要实现的功能，单片机是本电路中的核心器件，担负整个电 路的管理，通过单片机发送信号并利用光电耦合器的隔离作用使信号更加稳定，从 而实现对窗帘的遥控。主要通过无线遥控效作为交互信号的传递，且能够通过相应 的 led 灯及时告知运转状态；同时利用光敏元件来根据环境光线的变化控制窗帘的 开合状态，使窗帘可以晚上关闭白天自动打开从而实现了智能控制，该设计更智能 更人性化系统师利用限位开关来控制窗帘停止，防止过卷，通过 C 语言程序来进行 编程，是设计软件与硬件完美结合。电路分为 7 个部分，分别是电源部分、显示部 分、红外线接收部分、数据储存部分、光控电路测光部分、电机控制执行部分、单 片机主控器件部分，各部分相互工作来实现窗帘的智能化。本设计的电源部分采用 5V 直流电源给控制部分和负载进行供电，可采用交流 220V 输入直流 5V 输出的开 关电源来供电 。 前期先进行了原理图的绘制和仿真，先在理论上对设计的可行性进行了验证， 以遍为后期的实物制作提供帮助，本设计原理图见附录 3。 精选文库 - 精选文库 - 4 系统软件设计 对于指令系统兼容 MCS51 系列的单片机，以往研究人员经常使用 C 语言进行编 程；C 语言属于结构化编程类型的常规设计语言，可形成压缩代码和语句。C 语言 的硬件结构依赖性较低，一般只要求对单片机存储器等具备简单的知识储备即可。 对于寄存器的差别，不同的存储器的类型不一样，管理方式也相应改变。C 语言程 序的编制与硬件关系较小。基本上能够随意移植入新的单片机形式中，相互的移植 复制度较优良。C 语言程序按照不同的函数以及结构等形成了不同的结构特征，具 有优秀的数据分析和数据处理的能力。C 语言作为一种方便、容易掌握的语言得到 了广泛的应用，是目前单片机编程中应用最多的语言之一。 4.1 软件介绍 Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开 发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优 势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用 C 来开发，体会更加深刻。 Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。另 外重要的一点，稍稍关注编译后的汇编代码，我们能够体会到 Keil C51 的生成效 率较高，汇编形成的语句具有明显的紧凑特征，也更加容易理解。所以在大型的开 发活动中，语言优势更明显。以下详细说明了 Keil C51 的开发功能及如何实现对 应的功能。具体的 Keil_c 软件界面如图 4.1： 图 4.1Keil 软件界面图 Protel99SE 是应用于 Windows9X/2000/NT 系统中的设计类应用，其设计模式 采用开源形式，能实现网络 3d 设计。而对于数据交换形式，其应用 32 位设计特征 能较好实现电路图的设计开发任务。包含了可编程逻辑器的开发设计以及印制电路 板的开发设计等。32 个设计层一共有 16 个电源-地层和 16 个机加工层。 一、Protel99SE 软件的特点： 精选文库 - （1）可生成 30 多种格式的电气连接网络； （2）强大的全局编辑功能 （3）安装包比较小 （4）易于初学者入手 Protel99SE 的工作界面是一种标准的 Windows 界面，包括：主菜单、标题栏、 绘图工具栏、标准工具栏、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。本设计中我们使用 Protel99SE 进行原理图的绘制，软件使用起来比较方便，界面比较简洁。 4.2 程序设计过程 软件程序的设计对硬件工作有着至关重要的作用，有时候一段好的程序甚至可 以节省一些硬件的成本。对于 MCS51 系列单片机来说，常用的编程语言是汇编语言 和 C 语言。C 语言是一种结构化编程语言，用起来比较简单，C 语言是非常强大的 编程语言，C 语言程序自身并不依赖于硬件系统，基本上不做修改就可以在不同类 型的单片机上相互移植，汇编语言同样在单片机编程中得到了广泛的应用，具有简 单实用，控制灵活等特点，汇编语言有着极强的硬件控制能力，用其他语言可以实 现的功能，在汇编语言红豆可以实现，但是汇编语言的编程比较复杂，综合考虑， 本系统采用了 C 语言编程。 本设计主要使用了 if、while 等判断语句，当遥控器上有按键按下时，无线发 射模块发出信号，接收模块解码后响应相应功能，当限位开关闭合时，说明窗帘已 经到达指定位置，停止转动。在自动模式的情况下，系统会自动调用执行自动模式 的子程序，根据光敏电阻的明暗来执行相应的子程序来控制窗帘的正反转，以达到 设计的目的。在软件编程的时候采用了 Keil C51 软件来进行程序的编程，首先新 建一个文件，并且给予适当的命名，在程序的开头变成一个头文件，然后根据前面 的系统框图和硬件电路执行每个动作的顺序来进行程序的编写，初始化系统，并且 定义一些有需要的变量。子程序包括智能模式和手动模式两个部分，通过 if 判断 语句来完成子程序的调用，当我们选择智能模式的时候，系统会立即调用智能模式 的子程序，当然我们在智能模式编程的时候又要考虑很多因素来嵌入一些新的子程 序文件，因为我们的软件设计的目的就是为了硬件能够更好的工作，在智能模式的 情况下，我们要考虑到光线的明暗来进行一些子程序的编写，最后要执行的程序就 是限位开关的部分，当硬件部分触碰到行程开关并且开关闭合时候，单片机的 IO 口会得带一个信号，然后软件会执行停止动作，这样我们就完成智能模式情况下的 程序构思与编写。在手动模式的情况下也基本与智能模式大同小异，手动模式添加 了按键的子程序来完成手动模式的动作。只有软件与硬件的有效结合，设计才会更 加智能化，更加人性化。 精选文库 - 4.3 主程序流程图 系统主程序流程图如图 4.3 所示： 图 4.3 主程序流程图 否 否 打开窗帘 结束 打开按钮是 否按下 关闭按钮是 否按下 打开限位是 否闭合 关闭限位是 否闭合 关闭窗帘 停止动作 是 是 否 是是 系统是否是 智能模式 光线明暗 打开窗帘 关闭窗帘 亮暗 是 否 开始 精选文库 - 精选文库 - 5.系统调试 5.1Protues 软件仿真电路图 由于无线部分遥控不了，其实就是给单片机低电平，所以用按键代替。然后将 所编写的程序，生成可执行的 hex 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不同的状态，仿真效果如图 5-1 所示 图 5-1 系统仿真图 5.2 硬件测试 按照设计的电路将硬件电路焊接完毕后，进对硬件电路进行了一系列的测试， 分别对智能模式和手动模式进行测试，前期预想功能都能完美的实现，可通过遥控 器或者手动键盘来使电机达到正反转的效果。为了防止窗帘过卷所添加的限位开关， 未在软件仿真中使用，但在硬件测试中，当触碰到行程开关的时候，能够能很好的 工作。在测试时遇到的问题是无线遥控的一个控制键不灵敏，需要靠近接收装置才 能进行控制，开始的供电的时候系统没有任何动作，并且 LED 灯无显示，后来用万 用表排查后发现，主电路输入部分有个焊点虚焊了，然后用电烙铁重新焊接了一下， 完美解决问题，系统正常工作。总体来说，硬件电路和程序都没有大问题，达到了 预期的效果。 精选文库 - 精选文库 - 结 论 该设计通过分析智能遥控窗帘系统的现状以及人们对自动窗帘系统功能的需求， 对自动窗帘系统控制器进行总体的设计。总体设计采用以单片机为控制元件，执行 窗帘开闭的主要动作；以光敏电阻为检测元件，为提供单片机外界光照变化；以红 外检测电路，实现手动控制；以 89C51 单片机控制整个系统运行；在各模块的配合 下，最终实现自动窗帘控制系统的智能化要求。当然任何东西都没有十全十美的， 如果我们保持于现状那肯定会被时间所淘汰，当设计完成了，发现了一些确定以及 有待改进的地方。下一步准备在给系统添加一个紫外线检测系统，我们知道紫外线 过强会对身体有坏处，如果当外面紫外线达到一定质的时候窗帘会自动自行闭窗动 作，那样设计会更加完美。 理论出真知，实践出才干，设计是一个漫长而又艰辛的过程的，在设计的过程 中不断查询相关的资料和书籍，从图书馆到互联网，纸上得来终觉浅，绝知此事要 躬行，任何成果的得来都要付出艰辛的努力，同时也感觉到自己所学知识的不足。 精选文库 - 致谢 每年都有毕业的这个季节，对于理科生的我们而言毕业设计更是少不了的一门 功课，开始在构思的时候感觉很简单就可以实现自己想要的功能，但是真正自己动 手去做的时候才发现并不是自己想象的那么简单。在实物设计期间。得到了导师高 善坤老师的精心指导，完成了本次毕业的设计。授人以鱼不如授人以渔，置身其间， 使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领悟了设计东西的基本 思考方式，掌握了通用的研究方法，千言万语汇成一句话 ，在论文即将完成之际 我要感谢所有给过我帮助的领导、老师和同学们。 精选文库 - 参考文献 1张则.51 系列单片机(C 语言)快速入门(六)N.电子报，2010. 2陈海宴.51 单片机原理及应用M.北京:北京航空航天大学出版社, 2010. 3彭介华.电子技术课程设计指导M. 北京：高等教育出版社, 2010. 4肖俊峰, 郑小琴.一种红外线自动门单片机控制系统J. 2010. 5陈连坤.单片机原理及接口技术（C 语言版）M,清华大学出版社, 2010. 6陈杰，黄鸿.传感器与检测技术M.北京：高等教育出版社, 2010. 7康华光,陈大钦.电子技术基础M.上海：高等教育出版社, 2011. 8陈永甫.红外线探测与控制电路M.北京：人民邮电出版社, 2012. 9胡汉才.单片机原理及其接口技术J.北京：清华大学出版社, 2013. 10Meehan Joanne, Muir Lindsey. SCM in Merseyside SMEs:Benefits and barriersJ.TQM Journal.2008: 55-59. 精选文库 - 附录 附录附录 1 1 源程序代码源程序代码 #include #include #include/头文件 #define uc unsigned char #define ui unsigned int sbit in_go=P13; sbit in_back=P12;/手动前进后退按键 sbit out_go=P30; sbit out_back =P35;/电机控制输出 sbit limit_go=P34; sbit limit_back=P36;/前进后退限位开关 sbit led_go=P14; sbit led_back =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; sbit buzz=P16; bit bdata flag1,flag2,change_flag,flag_shan,flag_shan1,flag_shan2; uc m,n,shan; void delay(ui x)/延时函数 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 buzz=1; delay(50); if(change=0) change_flag=change_flag;/手动，自动切换 if(change_flag=1) out_go=1; out_back=1; led_go=1; led_back=1; buzz=0; while(!change);/释放 精选文库 - led_zhishi=change_flag; if(change_flag=0)/自动模式 精选文库 - if(light=0)/夜间（无光）时关闭窗帘 delay(50); if(light=0) if(limit_go=0) out_back=1; led_go=1; for(shan=0;shan6;shan+) led_go=led_go; buzz=led_go; delay(500); flag_shan=1; else if(limit_go=1) out_go=1; out_back=0; led_back=1; led_go=0; flag_shan=0; else if(light=1)/白天（有光）时打开窗帘 delay(50); if(light=1) if(limit_back=0) out_back=1; led_back=1; for(shan=0;shan6;shan+) led_back=led_back; buzz=led_back; delay(500); flag_shan=1; else if(limit_back=1) out_go=0; out_back=1; led_back=0; led_go=1; flag_shan=0; 精选文库 - else if(change_flag=1)/手动模式 if(in_go=0) delay(50); if(in_go=0) out_back=out_back;/按一下打开，再按一下，停止 buzz=0; led_back=1; led_go=ou