基于AT89C52单片机的自动窗帘设计
基于AT89C52单片机的自动窗帘设计[20200408102024]
摘 要
传统窗帘大多为全手动的机械装置，操作不够灵活方便，自动窗帘会大大改善用户体验。本文使用AT89C52单片机作为主控制器，使用三种方法控制窗帘，分别是通过电脑串口通信控制，红外遥控器控制和光敏传感器控制。液晶显示器LCD1602也会根据窗帘动作和当前状态显示信息，蜂鸣器发出相应的提示音。本系统包括软件部分和硬件部分。系统的硬件部分主要包括控制电路、红外遥控电路、驱动电路、液晶显示电路等。软件包括上位机和下位机软件。上位机软件主要负责串口通信，下位机控制接受控制信息并根据控制命令做出具体控制动作。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:红外遥控液晶显示串口通信
目 录
1.绪论 1
1.1课题背景 1
1.2 课题研究的国内外现状 2
1.2 本文的研究内容 2
2.总体方案 4
2.1系统总体设计思路 4
2.2系统硬件描述 4
2.3系统软件描述 5
2.3.1 上位机软件工具描述 5
2.3.2 下位机软件工具描述 5
2.4设计流程及预期成果 6
3.硬件设计 7
3.1 单片机AT89C52 7
3.2 红外遥控 8
3.2.1 红外遥控原理介绍 8
3.3 液晶显示 10
3.3.1 液晶显示原理 10
3.3.2 1602字符型LCD简介 10
3.4 步进电机模块 13
3.5 蜂鸣器模块 15
4.软件设计 17
4.1 上位机软件 17
4.1.1 上位机软件介绍 17
4.1.2 软件主程序工作流程 19
4.2 下位机软件 19
4.2.1下位机软件工作流程 19
4.2.2 主程序介绍 20
4.2.3 蜂鸣器控制介绍 20
5. 设计成果 22
5.1 实物连接图 22
5.2 模块功能简单介绍 22
结束语 24
参考文献 25
致谢 26
1.绪论
1.1课题背景
在科技发达，物质富庶的今天，人们不再满足于传统房屋内只实现基本安防、照明、采暖的功能。而将建筑看成是一件艺术品，是有现代气息且舒适优雅的生活环境，是自动化技术与建筑的统一结合体。完善的自动控制系统控制着照明和安防系统，同时兼顾节能减排。窗帘作为家庭与外界最主要的光交换通道，其在家庭生活中的重要性不言而喻。灵动而有生机的窗帘合一为家庭营造出和谐温馨的氛围。以小见大，智能家居也会渐渐融入进日常生活，为普通人的生活增光添彩。
上世纪70年代，智能家居系统的概念在美国形成。随后，智能家居概念传播到日本和欧洲的一些国家，并得到了前所未有的发展。智能家居结合了自动化技术、传感器技术、电子信息技术和互联网技术等。它能够智能的管理控制家用电器。包括家用电器的功能配合、安保系统的监控管理、室内室外温度等各种数据参数的收集显示等。它可以在尽可能少的人力参与下保持家庭环境的协调、舒适。为用户提供一个环境温馨的家庭环境。用户生活在一个安全舒适的环境中。这是传统家居环境做不到的。
在智能家居系统中，自动窗帘都是其中很重要的一部分。目前市场上的窗帘控制方法五花八门。控制方法包括空气湿度控制、光照度控制、遥控控制、电脑串口控制等。其中半自动窗帘多采用遥控控制，只要通过手持式的用遥控设备就可以控制窗帘。这种控制方法仍然需要人为的参与，这是区别半自动式与全自动式窗帘的方法。相对应的，全自动窗帘不是一直需要人为的参与，只需要设置好参数，机器满足条件后就会做出相应的动作。显得更加智能化。
当前市场上国内的自动窗帘品牌有北京的龙华和福建的飞鸿牌等，市场上还有一些国外的品牌。这些品牌多采用半自动控制与全自动控制相结合的方式。这种控制方式比半自动控制更人性化，它可以同时具有手动控制、遥控、和主人设置的其他全自动功能。用户的各种需求会被尽可能的满足，更符合市场的需求。
1.2 课题研究的国内外现状
智能家居的发展历程具有很多讨论，但认可度比较高的一种说法是将智能家居发展分为三个阶段。分别是家庭电子化、住宅自动化和家居智能化。第一个阶段是家庭电子化，这个阶段是指人们从家居无电器的时代转化到有电器的时代。单一的电器也并没有联系，它们单一的完成各自的功能，也并没有组成网络。第二个阶段是住宅自动化。这一个阶段比第一阶段先进的是一部分家用电器被组成简单的网络，完成某种单一的功能。它的主要目的是面向单一的功能。比如自动抄表。而与这一项功能无关的其他电器并没有被组成在网络中。这种结构的缺点是如果你想完成另一种功能，你必须得重新组建网络。第三阶段是家居智能化。在这个阶段，大部分的乃至所有家用电器是被联系在一起的。它能够提供丰富多彩的功能。能够调节家中的娱乐设施，播放恰当的音乐；调节室内温度和湿度等环境参数；远程控制家用电器；提供信息通信等。
由于家具智能化已成为将来家居服务类产品发展的必然趋势，国内外研究人员已经做出了大量研究。南京邮电大学的一个研究小组也对此做出了研究。文章采用物联网技术对家用电器进行控制。研究人员结合物联网发展状况，利用传感器采样信息，通过无线传输技术进行通讯。光敏传感器收集室外光照强度。为实现远程操控，研究人员使用了安卓（Android）平台编写手机应用。这样实现了随时随地操控家用电器的功能。该系统的一大亮点就是采用移动端进行远程控制。安卓端对窗帘的控制有三个按钮，“open”、“close”和“auto”按钮。实现窗帘开关控制和制动控制[1]。
目前，掌握国际领先技术的国家仍然是以美国为首的发达国家。我国智能家居首先在北、上、广等一线城市使用，之后逐渐被广泛推广。国内也出现了智能家居系统。海尔的“e家庭”和清华同方的“e-home”，但因为概念不被重视和价格昂贵等原因，一直没有被普及。
1.2 本文的研究内容
本课题的研究内容是设计一个自动窗帘系统。这个自动窗帘系统可通过红外遥控和电脑串口实现对窗帘开关时间的控制。
主要研究内容有以下几点：
（1）学习VB编程，设计界面并利用MSCOMM控件与单片机进行串口通信。
（2）掌握步进电机的控制，并写出相应的驱动程序。
（3）掌握液晶显示屏LCD1602的显示编程。
（4）掌握相关软件的应用。
（5）分析使用需求，完成系统调试
2.总体方案
2.1系统总体设计思路
本设计在传统窗帘的基础上加上控制电路实现窗帘的自动控制。无需亲自上前则可以完成控制。本设计由硬件电路和软件部分组成。硬件电路包括单片机最小系统、LCD1602液晶显示模块、28BYJ48步进电机模块与其驱动板模块、光敏传感器模块、蜂鸣器提示报警模块。软件部分包括上位机软件和下位机软件，两套软件各负责不同的功能。上位机软件用Visual Basic编写，利用其Mscomm控件操作串口向下位机发出控制指令和接收反馈信息[2]。下位机软件部分用C语言编写，用来控制步进电机、液晶显示屏、蜂鸣器、接收上位机的控制指令并反馈信息等。
系统总体要求如下：
（1）电机能够正确旋转一定长度，且长度可调。
（2）遥控有效的距离和最大旋转角度能够满足家庭使用。
（3）液晶显示能够正确显示窗帘当前状态信息。
（4）光敏传感器在光线较暗的情况下发出关闭信号，阀值可调。
（5）蜂鸣器配合发出声响，目的是给用户的操作信息反馈，避免误操作和重复操作。
2.2系统硬件描述
这款智能窗帘课通过电脑串口和红外遥控双重控制，两者互相配合，相辅相成。整个系统使用的都是5V电源。因为智能窗帘系统与电脑直接相连，控制系统电源可由电脑供给。在实际应用情况下，执行部件需要的功率较大，为避免与控制系统共用电源时，电源达不到系统正常工作所需要的功率，可以在驱动模块给执行部件另接电源。
摘 要
传统窗帘大多为全手动的机械装置，操作不够灵活方便，自动窗帘会大大改善用户体验。本文使用AT89C52单片机作为主控制器，使用三种方法控制窗帘，分别是通过电脑串口通信控制，红外遥控器控制和光敏传感器控制。液晶显示器LCD1602也会根据窗帘动作和当前状态显示信息，蜂鸣器发出相应的提示音。本系统包括软件部分和硬件部分。系统的硬件部分主要包括控制电路、红外遥控电路、驱动电路、液晶显示电路等。软件包括上位机和下位机软件。上位机软件主要负责串口通信，下位机控制接受控制信息并根据控制命令做出具体控制动作。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:红外遥控液晶显示串口通信
目 录
1.绪论 1
1.1课题背景 1
1.2 课题研究的国内外现状 2
1.2 本文的研究内容 2
2.总体方案 4
2.1系统总体设计思路 4
2.2系统硬件描述 4
2.3系统软件描述 5
2.3.1 上位机软件工具描述 5
2.3.2 下位机软件工具描述 5
2.4设计流程及预期成果 6
3.硬件设计 7
3.1 单片机AT89C52 7
3.2 红外遥控 8
3.2.1 红外遥控原理介绍 8
3.3 液晶显示 10
3.3.1 液晶显示原理 10
3.3.2 1602字符型LCD简介 10
3.4 步进电机模块 13
3.5 蜂鸣器模块 15
4.软件设计 17
4.1 上位机软件 17
4.1.1 上位机软件介绍 17
4.1.2 软件主程序工作流程 19
4.2 下位机软件 19
4.2.1下位机软件工作流程 19
4.2.2 主程序介绍 20
4.2.3 蜂鸣器控制介绍 20
5. 设计成果 22
5.1 实物连接图 22
5.2 模块功能简单介绍 22
结束语 24
参考文献 25
致谢 26
1.绪论
1.1课题背景
在科技发达，物质富庶的今天，人们不再满足于传统房屋内只实现基本安防、照明、采暖的功能。而将建筑看成是一件艺术品，是有现代气息且舒适优雅的生活环境，是自动化技术与建筑的统一结合体。完善的自动控制系统控制着照明和安防系统，同时兼顾节能减排。窗帘作为家庭与外界最主要的光交换通道，其在家庭生活中的重要性不言而喻。灵动而有生机的窗帘合一为家庭营造出和谐温馨的氛围。以小见大，智能家居也会渐渐融入进日常生活，为普通人的生活增光添彩。
上世纪70年代，智能家居系统的概念在美国形成。随后，智能家居概念传播到日本和欧洲的一些国家，并得到了前所未有的发展。智能家居结合了自动化技术、传感器技术、电子信息技术和互联网技术等。它能够智能的管理控制家用电器。包括家用电器的功能配合、安保系统的监控管理、室内室外温度等各种数据参数的收集显示等。它可以在尽可能少的人力参与下保持家庭环境的协调、舒适。为用户提供一个环境温馨的家庭环境。用户生活在一个安全舒适的环境中。这是传统家居环境做不到的。
在智能家居系统中，自动窗帘都是其中很重要的一部分。目前市场上的窗帘控制方法五花八门。控制方法包括空气湿度控制、光照度控制、遥控控制、电脑串口控制等。其中半自动窗帘多采用遥控控制，只要通过手持式的用遥控设备就可以控制窗帘。这种控制方法仍然需要人为的参与，这是区别半自动式与全自动式窗帘的方法。相对应的，全自动窗帘不是一直需要人为的参与，只需要设置好参数，机器满足条件后就会做出相应的动作。显得更加智能化。
当前市场上国内的自动窗帘品牌有北京的龙华和福建的飞鸿牌等，市场上还有一些国外的品牌。这些品牌多采用半自动控制与全自动控制相结合的方式。这种控制方式比半自动控制更人性化，它可以同时具有手动控制、遥控、和主人设置的其他全自动功能。用户的各种需求会被尽可能的满足，更符合市场的需求。
1.2 课题研究的国内外现状
智能家居的发展历程具有很多讨论，但认可度比较高的一种说法是将智能家居发展分为三个阶段。分别是家庭电子化、住宅自动化和家居智能化。第一个阶段是家庭电子化，这个阶段是指人们从家居无电器的时代转化到有电器的时代。单一的电器也并没有联系，它们单一的完成各自的功能，也并没有组成网络。第二个阶段是住宅自动化。这一个阶段比第一阶段先进的是一部分家用电器被组成简单的网络，完成某种单一的功能。它的主要目的是面向单一的功能。比如自动抄表。而与这一项功能无关的其他电器并没有被组成在网络中。这种结构的缺点是如果你想完成另一种功能，你必须得重新组建网络。第三阶段是家居智能化。在这个阶段，大部分的乃至所有家用电器是被联系在一起的。它能够提供丰富多彩的功能。能够调节家中的娱乐设施，播放恰当的音乐；调节室内温度和湿度等环境参数；远程控制家用电器；提供信息通信等。
由于家具智能化已成为将来家居服务类产品发展的必然趋势，国内外研究人员已经做出了大量研究。南京邮电大学的一个研究小组也对此做出了研究。文章采用物联网技术对家用电器进行控制。研究人员结合物联网发展状况，利用传感器采样信息，通过无线传输技术进行通讯。光敏传感器收集室外光照强度。为实现远程操控，研究人员使用了安卓（Android）平台编写手机应用。这样实现了随时随地操控家用电器的功能。该系统的一大亮点就是采用移动端进行远程控制。安卓端对窗帘的控制有三个按钮，“open”、“close”和“auto”按钮。实现窗帘开关控制和制动控制[1]。
目前，掌握国际领先技术的国家仍然是以美国为首的发达国家。我国智能家居首先在北、上、广等一线城市使用，之后逐渐被广泛推广。国内也出现了智能家居系统。海尔的“e家庭”和清华同方的“e-home”，但因为概念不被重视和价格昂贵等原因，一直没有被普及。
1.2 本文的研究内容
本课题的研究内容是设计一个自动窗帘系统。这个自动窗帘系统可通过红外遥控和电脑串口实现对窗帘开关时间的控制。
主要研究内容有以下几点：
（1）学习VB编程，设计界面并利用MSCOMM控件与单片机进行串口通信。
（2）掌握步进电机的控制，并写出相应的驱动程序。
（3）掌握液晶显示屏LCD1602的显示编程。
（4）掌握相关软件的应用。
（5）分析使用需求，完成系统调试
2.总体方案
2.1系统总体设计思路
本设计在传统窗帘的基础上加上控制电路实现窗帘的自动控制。无需亲自上前则可以完成控制。本设计由硬件电路和软件部分组成。硬件电路包括单片机最小系统、LCD1602液晶显示模块、28BYJ48步进电机模块与其驱动板模块、光敏传感器模块、蜂鸣器提示报警模块。软件部分包括上位机软件和下位机软件，两套软件各负责不同的功能。上位机软件用Visual Basic编写，利用其Mscomm控件操作串口向下位机发出控制指令和接收反馈信息[2]。下位机软件部分用C语言编写，用来控制步进电机、液晶显示屏、蜂鸣器、接收上位机的控制指令并反馈信息等。
系统总体要求如下：
（1）电机能够正确旋转一定长度，且长度可调。
（2）遥控有效的距离和最大旋转角度能够满足家庭使用。
（3）液晶显示能够正确显示窗帘当前状态信息。
（4）光敏传感器在光线较暗的情况下发出关闭信号，阀值可调。
（5）蜂鸣器配合发出声响，目的是给用户的操作信息反馈，避免误操作和重复操作。
2.2系统硬件描述
这款智能窗帘课通过电脑串口和红外遥控双重控制，两者互相配合，相辅相成。整个系统使用的都是5V电源。因为智能窗帘系统与电脑直接相连，控制系统电源可由电脑供给。在实际应用情况下，执行部件需要的功率较大，为避免与控制系统共用电源时，电源达不到系统正常工作所需要的功率，可以在驱动模块给执行部件另接电源。
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