单片机的智能窗帘系统的设计与实现
摘 要本文是以单片机STC89C52为核心而设计的一种智能控制窗帘。电路包括光敏传感器、DS1302时钟、18b02温度传感器、LCD1602液晶显示、键盘电路等部分，系统具有下面几种工作模式：利用光线的强弱来自动感应昏暗从而能对智能窗帘的打开/关闭进行工作；利用定时时间来对智能窗帘进行控制；利用手动模式对智能窗帘进行按键控制；可以自行设置报警温度来打开关闭窗帘。此智能窗帘在以后的发展中对智能家居有着重大的作用，为以后发展奠定了基础。
目 录
引言 1
一、系统整体设计 2
（一）功能要求 2
（二）系统结构图 2
（三）方案论证与选择 2
1.主控芯片的选择 2
2.显示模块的选择 3
3.温度传感器的选择 3
二、系统硬件设计 3
（一）STC89C52单片机 3
（二）光敏传感器模块 4
（三）DS1302时钟模块 5
（四）键盘电路 5
（五）显示电路 6
（六）步进电机 7
（七）温度传感器 8
三、系统软件设计 8
（一）系统主程序设计 8
（二）键盘程序设计 9
（三）定时程序设计 10
四、系统调试 11
（一）手动模式 11
（二）定时模式 11
（三）光线模式 12
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录1：原理图 17
附录2：PCB图 18
附录3：实物图 19
附录4：程序 20
引言
随着现在社会的发展与进步，人们的生活方式也变得越来越好，其中住宅环境也向适意性、安适性发展。智能家居（home automation）是指为了能够实现环保节能、并增强家居的安全性、方便性、宜使用性、以及美观性而设计出的居住环境。它是一种以居室为对象，利用物联网技术将居家生活的设施统一管理的系统。
智能家居能减少成本，还能方便于家居实用性，让系统能够更便利，适宜性有了很大
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
的提高。在中国，智能家居有四个发展阶段，智能家居做出了铺垫，现在智能家居体现出了互联网相互影响的结果，用联网技术将多种设备联合到一起。与普通家居比较，智能家居更加信息化、普遍化，有设备自动化、建筑设施信息化等等，为我们的生活起到了至关重要的作用。
智能系统已经被各个领域所包含，窗帘是我们生活不可缺少的家居用品，从以往来看，只是方便的居住用品。而现在，对智能化和功效化的要求也越来越高，已经成为了一个重要的组成部分。由此，研究智能窗帘具有重大意义。本文选用了STC89C52单片机为芯片，实现了按键控制窗帘、自动感应光线的昏暗程度打开关闭、定时关闭三种功能，根据人们的需求来实现不同的功能，智能窗帘不仅改变了原本的古板单一，操作琐碎，功能不高的特点，还可以满足人类在不同场合环境的需求，在未来的发展中，已经具有了不可预知的市场空间。
在此设计中，主要源于核心芯片为STC89C52芯片来控制，FLASH程序存储器中的自带8K功能。其中处理数据是根据18b02温度传感器来实现采集数据、采集光线强度、采集时间等数据，由此来进行功能通讯，根据数据的整体情况输出到LCD1602液晶显示和控制步进电机动作同时可以红外遥控功能。其中硬件电路设计包括温度采集电路，光线的采集电路，步进电机控制电路显示电路。软件设计部分包括系统主要程序，键盘设计和定时程序设计三大部分。
一、系统整体设计
（一）功能要求
此设计最基础的功能是用按键开关来打开关闭窗帘。此外，还有通过光照强度的增加或减少和通过设置时间来控制窗帘的打开关闭。具体来说具有以下几个基本功能：
（1）手动控制：通过人工操作按键来控制窗帘的开闭；
（2）光照自动控制：根据光照强度来控制窗帘的开闭；
（3）时间控制：根据设定的时间来控制窗帘的开闭；
（4）时间显示及闹钟系统；
（5）手动自动控制按键切换。
（二）系统结构图
系统结构框图如图1所示，首先通过光敏电阻采集到外界的光照强度，继而信号校正电路将光敏传感器采集的信号放大，随后通过控制信号滤波输入单片机；而STC89C52单片机通过显示模块将自动智能窗帘控制器的各种状态显示出来；时钟模块检测时间进行定时，键盘模块是给89C52芯片作用从而控制窗帘的打开关闭，最后是通过控制电路来实现单片的运转。
图1 系统结构框图
（三）方案论证与选择
1.主控芯片的选择
本设计中主控芯片的选择考虑有STC89C2芯片和SPIC芯片两种。
STC89C2芯片：STC89C52单片机在芯片的种类中实现了传统的8位CPU核心态可编程Flash，为许多的系统提供了高效、灵动的解决措施，并带有12字节数据存储空间和内带4K字节EEPROM存储空间。
SPIC芯片：SPIC芯片的程序也存在程序的存储器，结构属于哈佛结构，也就是ROM或者Flash的结构，形同于电脑的硬盘软件。它相当于人类的大脑，也就是CPU，而人的神经系统相当于SPIC共享的部分。
两者比较：52单片机采用了单指令结构流水线是通过取指和执行来实现的，也就是先取一条指令，继而执行结束后再去下一条指令；另一种SPIC是采用双指令流水线结构。当可以执行该指令时，就会被允许下一条指令被去除，由此可以呈现出单周期指令。相比较而言，52单片机相比较SPIC单片机有更好地灵活性、高效性，所以综合选择是52单片机。
2.显示模块的选择
本设计中主控芯片的选择考虑有LCD1602显示模块和LED显示模块两种。
LCD1602是一种液晶显示器，具有32个字符的显示能力，在其液晶屏上有32个依次而排的5*7规格字符点阵位，每个点阵位置之间通过固定的间隔进行隔开，显示点阵分位上下两排，每排可以同时显示16个不同字符。此显示模块有便于控制、美观简洁、内容丰富等等优点。
LED显示器也称为数码管显示器，是由发光二极管组成“8”字型，具有颜色明亮、范围广、亮度清晰度高、等优点。但是数码管显示器只能够显示阿拉伯数字和个别英文字母。
两者相比较而言，LCD比LED的显示的内容多，而且耗电量小，综合来说还是LCD显示模块更好。
3.温度传感器的选择
本设计中主控芯片的选择考虑有18b02温度传感器和PT100温度传感器两种。
18b02温度传感器的被侧温度值容易被读取，转换方便，电路也相对简单，精度高，系统的再扩展也方便与单片机的接口相连接，在本设计中，只需一个端口的引脚与单片机相连接，还能根据数据线来进行供电显示。
目 录
引言 1
一、系统整体设计 2
（一）功能要求 2
（二）系统结构图 2
（三）方案论证与选择 2
1.主控芯片的选择 2
2.显示模块的选择 3
3.温度传感器的选择 3
二、系统硬件设计 3
（一）STC89C52单片机 3
（二）光敏传感器模块 4
（三）DS1302时钟模块 5
（四）键盘电路 5
（五）显示电路 6
（六）步进电机 7
（七）温度传感器 8
三、系统软件设计 8
（一）系统主程序设计 8
（二）键盘程序设计 9
（三）定时程序设计 10
四、系统调试 11
（一）手动模式 11
（二）定时模式 11
（三）光线模式 12
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录1：原理图 17
附录2：PCB图 18
附录3：实物图 19
附录4：程序 20
引言
随着现在社会的发展与进步，人们的生活方式也变得越来越好，其中住宅环境也向适意性、安适性发展。智能家居（home automation）是指为了能够实现环保节能、并增强家居的安全性、方便性、宜使用性、以及美观性而设计出的居住环境。它是一种以居室为对象，利用物联网技术将居家生活的设施统一管理的系统。
智能家居能减少成本，还能方便于家居实用性，让系统能够更便利，适宜性有了很大
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
的提高。在中国，智能家居有四个发展阶段，智能家居做出了铺垫，现在智能家居体现出了互联网相互影响的结果，用联网技术将多种设备联合到一起。与普通家居比较，智能家居更加信息化、普遍化，有设备自动化、建筑设施信息化等等，为我们的生活起到了至关重要的作用。
智能系统已经被各个领域所包含，窗帘是我们生活不可缺少的家居用品，从以往来看，只是方便的居住用品。而现在，对智能化和功效化的要求也越来越高，已经成为了一个重要的组成部分。由此，研究智能窗帘具有重大意义。本文选用了STC89C52单片机为芯片，实现了按键控制窗帘、自动感应光线的昏暗程度打开关闭、定时关闭三种功能，根据人们的需求来实现不同的功能，智能窗帘不仅改变了原本的古板单一，操作琐碎，功能不高的特点，还可以满足人类在不同场合环境的需求，在未来的发展中，已经具有了不可预知的市场空间。
在此设计中，主要源于核心芯片为STC89C52芯片来控制，FLASH程序存储器中的自带8K功能。其中处理数据是根据18b02温度传感器来实现采集数据、采集光线强度、采集时间等数据，由此来进行功能通讯，根据数据的整体情况输出到LCD1602液晶显示和控制步进电机动作同时可以红外遥控功能。其中硬件电路设计包括温度采集电路，光线的采集电路，步进电机控制电路显示电路。软件设计部分包括系统主要程序，键盘设计和定时程序设计三大部分。
一、系统整体设计
（一）功能要求
此设计最基础的功能是用按键开关来打开关闭窗帘。此外，还有通过光照强度的增加或减少和通过设置时间来控制窗帘的打开关闭。具体来说具有以下几个基本功能：
（1）手动控制：通过人工操作按键来控制窗帘的开闭；
（2）光照自动控制：根据光照强度来控制窗帘的开闭；
（3）时间控制：根据设定的时间来控制窗帘的开闭；
（4）时间显示及闹钟系统；
（5）手动自动控制按键切换。
（二）系统结构图
系统结构框图如图1所示，首先通过光敏电阻采集到外界的光照强度，继而信号校正电路将光敏传感器采集的信号放大，随后通过控制信号滤波输入单片机；而STC89C52单片机通过显示模块将自动智能窗帘控制器的各种状态显示出来；时钟模块检测时间进行定时，键盘模块是给89C52芯片作用从而控制窗帘的打开关闭，最后是通过控制电路来实现单片的运转。
图1 系统结构框图
（三）方案论证与选择
1.主控芯片的选择
本设计中主控芯片的选择考虑有STC89C2芯片和SPIC芯片两种。
STC89C2芯片：STC89C52单片机在芯片的种类中实现了传统的8位CPU核心态可编程Flash，为许多的系统提供了高效、灵动的解决措施，并带有12字节数据存储空间和内带4K字节EEPROM存储空间。
SPIC芯片：SPIC芯片的程序也存在程序的存储器，结构属于哈佛结构，也就是ROM或者Flash的结构，形同于电脑的硬盘软件。它相当于人类的大脑，也就是CPU，而人的神经系统相当于SPIC共享的部分。
两者比较：52单片机采用了单指令结构流水线是通过取指和执行来实现的，也就是先取一条指令，继而执行结束后再去下一条指令；另一种SPIC是采用双指令流水线结构。当可以执行该指令时，就会被允许下一条指令被去除，由此可以呈现出单周期指令。相比较而言，52单片机相比较SPIC单片机有更好地灵活性、高效性，所以综合选择是52单片机。
2.显示模块的选择
本设计中主控芯片的选择考虑有LCD1602显示模块和LED显示模块两种。
LCD1602是一种液晶显示器，具有32个字符的显示能力，在其液晶屏上有32个依次而排的5*7规格字符点阵位，每个点阵位置之间通过固定的间隔进行隔开，显示点阵分位上下两排，每排可以同时显示16个不同字符。此显示模块有便于控制、美观简洁、内容丰富等等优点。
LED显示器也称为数码管显示器，是由发光二极管组成“8”字型，具有颜色明亮、范围广、亮度清晰度高、等优点。但是数码管显示器只能够显示阿拉伯数字和个别英文字母。
两者相比较而言，LCD比LED的显示的内容多，而且耗电量小，综合来说还是LCD显示模块更好。
3.温度传感器的选择
本设计中主控芯片的选择考虑有18b02温度传感器和PT100温度传感器两种。
18b02温度传感器的被侧温度值容易被读取，转换方便，电路也相对简单，精度高，系统的再扩展也方便与单片机的接口相连接，在本设计中，只需一个端口的引脚与单片机相连接，还能根据数据线来进行供电显示。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzdq/657.html
