【基于单片机智能窗帘设计7500字（论文）】

绪论 课题背景及意义 国内外发展现状 设计思想及基本功能 系统总体设计方案 方案介绍 总体设计要求 系统硬件设计 单片机最小系统 4液晶显示模块电路 光照强度采集电路 6温度模块 遥控模块 电机驱动模块 软件设计 程序语言及开发环境 程序流程图设计 硬件组装与调试 元器件的选择与测量 元件的焊接与组装 实物测试 1 摘要：时代持续不停向前发展的同时，科技也在快速前进着，这使人们的生活发生了翻天覆地的改变，传统窗帘这种略显落后时代的产品已经不能满足人们对现在生活质量的需求。智能窗帘因此应运而出，以STC89C52单片机当作重要的技术核心进行科学设计，整体上采用的是一种半自动控制的方式，其中的各个不同模块彼此之间实现了有序的配合。理论上，本设计通过编程语言驱动各个模块，实现各个模块之间的内部联系，从应用角度用软件进行原理图设计和仿真，本设计主要由光照检测电路(光敏电阻)、红外控制电路、对于温度进行成功检测的电路，以及对于步进电机进行有效驱动的电路，共同组合而成。本系统可以实现通过光照强度、温度高低和红外遥控不同的控制方式实现窗帘开关。这个系统既便宜又方便。关键词：STC89C52;步进电机；光敏电阻；帘打开或者是将其关闭。红外控制：如果系统所感受到的环境里面的光强要明显地比提前设置好的数值还要更低一些，那么当遥控器被人按下启动键后，就会在红外线的作用下成功地接收到从系统中发出的信号，促使单片机对于步进电机进行操控，使其可以“指挥”窗帘打开或者是关闭。方案介绍设计总框图如下图2-1所示。单片机最小系统单片机最小系统总体设计要求对于适用于对窗帘进行有效控制的具有智能化特征的系统来说，其设计方案从整体上来说必须在与设计要求相契合的基础上遵循此原则来进行。讨论了硬件电路实现的可能性和经济实用的设计。立足于功能要求这样一个视角，全面地探讨了各种不同的因素，而后对于相关的自动控制系统进行了整体性的设计。在实现系统框架和总体功能的基础上，最大限度地考虑系统扩展的可能性。对于智能窗帘来说，在它的控制系统里面主要有这样几个模块：(1)光敏控制模块：该模块首先通过光敏电阻因外界光照强度来改变电阻值，输出电压随之改变。已与之前不一样的电压信号这时候就被顺利地送达了转换芯片ADC0832里面，而这个芯片会对模拟量进行有效的转换，使其变成数字量，再将其输入于单片机里面的处理器之中。在处理器的实际操作以及科学处理之下，操纵电机进行相应的转动，以此来实现使窗帘打开或者是使其关闭这样的目的。(2)温度控制模块：该模块就是利用温度传感器DS18B20对于当前室内的实际温度进行有效的监测与采集，然后把温度信号通过单总线传输方式传递至单片机处，如果实际的室温比提前设置好的数值更高或者比它更低，那么电机就会进行正方向或者是反方向转动，相应地带动窗帘执行打开操作或者是执行关闭操作。(3)红外遥控模块：这个模块就是通过遥控器把相关的红外信号发射出去，操作时只需按下上面的相应按键即可，在软件里面，能够自由设置一些可使用户对于电机的实际转向进行任意控制的程序，使其能够操纵窗帘执行打开操作或者是执行关闭操作本次设计以STC89C52单片机为核心，该单片机引脚图如下图3-1所示。12334567839图3-2所展示的就是能够使STC89C52进入正常工作状态所用到的系统里面最小的一种，它的构成特别简单，只有三个电路，分别是晶振电路、复位电路、电源电路。晶振电路的功能特征在于晶体振荡器的频率非常稳定，并且通过晶体振荡器和附件电路以固定频率输出振动电路，向系统提供时钟的频率。复位电路的功能是保护性的，复位电路的功能是在一些异常情况下恢复正常工作，例如，当系统被禁用或可能导致机器故障时，使用强制重新启动信号调节器，复位电路使用电阻器电容电路产生高或更高的延迟脉冲由于电阻和电容排放电路不可靠，专用复位回路已被取代。特殊脉冲返回电路的原始状态是标准的方波，这提供了固定的脉冲宽度的时间。电源电路，选用的是5V的USB电源线，对电路进行直接供电，实际使用时可用来对其进行供电的设备主要统进行有效构成的电路，这里还有些电路是位于外部的。P27P26P25卫3123456729D图3-2单片机最小系统控制脚；脚5是液晶的读写控制脚；脚6是液晶的使能脚；脚7脚14,这8位总线对于液晶来说是它的数据线的寄存器控制脚。第5脚是液晶的读写控制脚。第6脚是液晶的使能脚，49光照强度采集电路成功地采集回来的那些与光照强度有关的数据都是一种模拟量，故而必须要用到ADC0832,由它把模拟量转化成数字量，而后再将转化后的数据传递至单片机处，由其作出科学的处理。图3-4所展示的就是这个模块的电路温度模块DS18B20作为经常使用的传感器模块，具有体积小、占用主控硬件资源少。芯片拥有较强的对于干扰进行有效抵抗的能力，并且它采集到的数据也会有特别高的精度。温度传感器的接线方便，模块连接只需要用到一个IO□就可以完成环境温度的采集，而且采用不同的封装形式他可以作用在很多场合，应用广泛。DS18B20温度传感器如图3-5所示。这种温度传感器有很多的特点，因为只需要采用一个IO就能实现温度数据的传输，所以在使用上面就有着很好的抗干扰能力。设计简单操作容易上手尽可能的让用户更轻松的去搭建传感器网络。使用不需要再期间的外围有其他器件，测量的分辨率可以由用户自行选择9-12位。根据其特性设计温控检测电路如图3-6所示。遥控模块遥控器使用的具体用法：在以手动模式操作时，只需要按下遥控器面板上的左按键或者是右按键，就能够操纵窗帘，使其打开或者关合。其电路如图3-7所示。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在步进驱动器成功地收到了相应的脉冲信号时，会立刻对于步进电机进行驱动，使其朝着提前设置好的方向进行转动。想要使角位移量发生改变，只需要对于脉冲个数进行控制就可以了。在这个过程中，为了使电机的实际转速或者是电机的实际加速度发生变化，只需要对于脉冲频率进行有效控制就可以了，就能成功地进行调速。电机驱动电路如图3-8所示。89软件设计本次设计所用程序语言是C语言。它不仅能够被用来对于工作系统进行有效设计，为其编写实用的应用程序，还能够被用来对应用程序进行设计，为其编写无需对计算机提出与硬件相关的要求就可以使用的应用程序。这种语言被应用于非常多的领域之内，在数据处理方面达到了特别强大的水平，这并非只表现于软件开发方面，甚至于不同的科研种类都一定会使用这种语言，它尤其适合对于系统软件进行有效的编写，以及对于二维图形或者三维图形进行有效的编写，甚至是对于动画进行编写。从它的具体应用来看，可以应用于单片机的设计，或者是对于嵌入式系统进行有效开发，等等许多方面。本次设计开发环境是KeilC51。Keil为我们提供的具体的开发方案具有极高的完整性，从内容方面看，不仅有C编译器、也有宏汇编以及连接器，甚至于还有库管理，以及自身所具有的功能特别超群的仿真调试器，等等。所有这些都被放在一个能够做到集成开发的非常适宜的大环境里面，成功地组合成了一个整体。若在编程的时候你所使用的恰好是C语言，那么Keil可以算得上是你最好的选择，就算是编程时并没有选择C语言，只不过是选了汇编语言，这个软件也会由于自身用起来特别简单便捷的集成环境，以及自身与众不同的对于仿真效果进行有效调试的那些工具，让你的编程效果翻倍。本系统的软件流程图如图4-1所示，最开始程序初始化，然后进入了一个循环处理的过程。往下就是按键扫帘开关控制。如果是红外模式的话，则根据开窗帘键和关窗帘键对窗帘进行开始开始窗帘是否按下一次模式转转换按钮是是否按再下一次模式转换按钮否停止元件的焊接与组装它们之间形成一个公共的供大家一起使用的参考点。组装时，用正确的方法去操作，使其布局更具合理性，这样既能够让整个电路看起来更加整齐、更加美观，工作起来更具可靠性，也能够方便后期对其进行仔细的检查、准确的调试，以及对故障进行有效的排除，更理想的是，若在正式组装之前，提前就拟订出一份在组装的过程中可以进行对照参考的示意图，那么实际操作的时候就能够事半功倍了，这样的组装过程一定特别迅速，取得的效果也一定特别好。实物测试实物主要是由液晶显示模块、光敏检测模块、温控模块、遥控模块、电机驱动模块等组成。其实物如图5-1本设计光敏电阻会对室内的光照强度进行检测，其检测数值如表5-1所示。当检测数值大于设定值电动机正转如图5-2所示，小于设定值时，电动机反转如图5-3所示。系统光照强度室内光照强度设定光照强度电机转向正方向反方向本设计会对室内温度进行检测，其检测数值如表5-2所示。当室内温度大于设定值时电动机正转如图5-4所示，当温度低于设定值时电动机反转如图5-5所示。表5-2温度检测表系统温度值室内温度值设定温度值电机转向正方向反方向图5-4电机正转图图5-5电动机反转图本设计通过红外遥控器来控制窗帘的开关。当用遥控器左键时电动