单片机的智能遥控窗帘的设计
【】社会的进步体现在方方面面，尤其是与人们生活息息相关的地方。窗帘是每个家庭必备的家居饰品，不仅可以起到遮阳保暖的效果，而且是家居的一个重要装饰。现在家里的窗帘一般都是手动控制拉开或者关闭，而这对于窗户比较高的办公环境这种控制方式就显得不太方便。因此本文设计了一款基于单片机的智能遥控窗帘。该系统采用51单片机技术实现总体控制。系统共有两种工作模式，分别为手动模式和自动模式，当处于手动模式时，操作者可以通过红外遥控器对窗帘的开启和关闭进行控制。当家里没人时，为了保证室内的采光，设计了自动模式，该模式下系统可以根据光照强度自动进行窗帘的开启和关闭。窗帘的动作是通过步进电机带动的。为了增加系统的可视性，设计了LED灯进行工作模式状态显示。实物设计中使用了四只LED灯，分别显示目前遥控窗帘的工作模式：手动模式和自动模式，还有当前窗帘处于的状态：打开或者关闭。该系统使窗帘的控制变得简单愉快，方便了人们的生活。
目录
一、引言 1
二、总体设计 1
三、硬件设计 2
（一）单片机控制模块 2
（二）步进电机控制模块 4
（三）光信号采集模块 6
（四）红外信号接收模块 7
四、软件设计 8
（一）总体设计思想 8
（二）各部分的子程序介绍 9
五、系统调试 12
总结 13
附录 14
附录一 电路原理图 15
附录二PCB图 16
附录三 实物图 16
附录四 源程序 17
参考文献 25
致谢 26
一、引言
单片机技术的应用越来越广泛，已经走进了各行各业，实现各行各业系统的自动化控制，大大的解放了人类的双手，实现了真正系统的无人值守，改变了传统的完全人工操作的控制方式。本文所设计的基于单片机的遥控自动窗帘控制系统，实现了家居及办公环境中窗帘的自动控制，在一些大型的商场或者写字楼、办公场所，一般窗户都比较高，对于窗帘的控制如果采用人工的方式非常的不方便，而本文所设计的遥控窗帘自动控制系统则解决了这个
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
问题。
系统使用的是现在应用非常广泛的51单片机技术，核心控制器件为AT89S52，使用了红外遥控技术及光感应技术，为了适应不同环境，并满足不同的需求，系统有两种工作模式，手动模式和自动模式。在手动模式下可以人工通过遥控的方式控制窗帘的开启和关闭，在自动模式下，通过光强度感应模块感应环境中光的强度，自动控制窗帘的开启和关闭。对窗帘的控制上使用的是步进电机。
在西方一些发达国家，遥控自动窗帘早已应用，大约10年前，遥控自动窗帘的应用传入国内，但是由于其价格较高，所以一直没能得到广泛的应用，随着自动化以及单片机技术的飞快发展，一些电子元器件的成本随之降低，所以近几年，遥控自动窗帘的计数在我国得到飞快的发展，市场上出现了数家生产该产品的厂商。
二、总体设计
本系统的核心控制器件为AT89S52型单片机，所以核心模块自然是单片机的最小系统，实现系统的总体控制功能，比如控制窗帘的打开和关闭。其次就是红外遥控部分，遥控窗帘顾名思义采用了遥控的控制方法，系统中使用红外遥控键盘以及红外信号接收器实现了这个功能，遥控器上的数字0为复用按键，功能为自动模式和手动模式的切换。，遥控器上的数字按键1用于在手动模式下，窗帘打开和关闭的切换。然后就是光强度信号采集部分，在自动模式下系统自动感应当前环境中的光信号强度，根据光信号强度来自动控制窗帘的开启和关闭，系统中使用了一只光敏电阻用于光信号强度的采集，光敏电阻的特性就是光照强度越高，表现出的电阻值越低，系统中正是应用了光敏电阻的这个特性，同时为了避免误动作，使用LM393比较器，保证信号的可靠性。为了提高系统的可视性，使操作者一目了然的了解当前系统的工作状态，系统设计了LED灯指示电路，来显示当前系统的工作状态以及目前窗帘所处的状态，总体设计图如图21所示。
图21 硬件总体框图
三、硬件设计
（一）单片机控制模块
1.AT89S52单片机组成
具体的组成模块如图31所示：
图31 AT89S52单片机组成结构图
AT89S52单片机与我们课本上所学的AT89C51单片机完全兼容，属于51单片机系列，它是一种高性能，高集成芯片，兼容性很高，和51系列的单片机在运行功能上完全可以互换。而且51单片机问世比较早，技术成熟，性价比很高。在大学课程的安排中，51单片机是必选科目，所以，我对51单片机有一定的了解，因此在本次设计中，我选择用我相对比较熟悉的51单片机作为主控芯片，来实现系统的整体功能。单片机内部的存储空间为4K，对于一般的程序和初学者这个容量是足够的。这个单片机有4个数据通讯端口，能够满足一般产品的设计要求。
这个单片机的引脚定义与AT89C51单片机是完全兼容的，具体的引脚功能如图22所示。
为了使大家更清楚的了解这个单片机的性能，总结它的主要功能如下：
与我们所学的C51指令是完全能够融合的；
单片机内部的程序存储器的空间为8Kb；
它的工作稳定性好；
它的供电范围比较广，一般我们给单片机的供电电压为5V；
为了避免有些不法分子盗窃程序代码，程序写入后能够自动加密；
另外这个芯片的耗电量是比较少的，比较适合一些电池供电的低功耗的产品。
2．控制引脚
AT89S52单片机的管脚分布如图32所示。
图32 AT89S52单片机管脚分布
RST（9引脚）：复位信号的输入端，用于实现单片机系统的开机复位和手动复位。当给该引脚加载时长大于两个机器周期的高电平时，复位操作有效。
ALE/PROG（30引脚）：该引脚有两个功能，当连接外部程序存储器时，用来对低8位的地址进行锁存，同时也可作为外部编程器的时钟信号输入。
PSEN（29引脚）：当单片机连接外部程序存储器时，该信号作为外部程序存储器选通信号的控制端口，当单片机执行外部存储器内的程序时，该引脚则在每个机器周期内发出两次激活信号。
EA/VPP（31引脚）：用于对外部存储器进行访问控制，当需要访问外部存储器时，该引脚必须接地，当执行单片机内部存储器指令时，该引脚必须接高电平。
XTAL1（19引脚）：时钟信号的输入端。
XTAL2（18引脚）：时钟信号的输入端。
3．AT89S52单片机的最小系统
图33 单片机最小系统连接图
单片机系统运行必不可少的几部分包括：时钟电路提供程序运行的时序，复位电路保证设备的上电运行和程序运行过程中的复位操作，还有最重要的就是单片机控制部分，这个设计使用的单片机型号为AT89S52。在本次设计中，我选择的是外部时钟提供程序运行时序的方式，选择晶体频率为12MHz，同时为了保证时序运行正确，去除杂波干扰，此处在晶体振荡器的每个引脚处分别并联了一只3.0pF的瓷片电容，起到滤波的作用。系统设计中，要求系统能够实现上电自动复位，单片机的RST引脚处如果持续出现大于10us的高电平，单片机就会自动复位，根据单片机的这一特性，此处我设计了系统上电自动复位和手动复位两种复位方式，具体电路如图33所示。在上电初始，电解电容C1处于快速充电状态，此时单片机的RST引脚处呈现高电平，为了保证该高电平的保持时长，经过试验，此处C1选择的是10uF的电解电容，当该电容充电完毕后，单片机RST引脚恢复到低电平，这样就实现了上电自动复位的功能。在程序运行过程中，如果出现程序运行错误，或者需要系统复位的情况，也可以通过手动复位的方式使系统运行回复到初始状态，此功能的实现方法是在单片机的RST引脚与VCC间串联一个微动按键，当按下此按键时，单片机的RST引脚处呈现高电平，当按键按下时长大于10us时，实现系统复位。
目录
一、引言 1
二、总体设计 1
三、硬件设计 2
（一）单片机控制模块 2
（二）步进电机控制模块 4
（三）光信号采集模块 6
（四）红外信号接收模块 7
四、软件设计 8
（一）总体设计思想 8
（二）各部分的子程序介绍 9
五、系统调试 12
总结 13
附录 14
附录一 电路原理图 15
附录二PCB图 16
附录三 实物图 16
附录四 源程序 17
参考文献 25
致谢 26
一、引言
单片机技术的应用越来越广泛，已经走进了各行各业，实现各行各业系统的自动化控制，大大的解放了人类的双手，实现了真正系统的无人值守，改变了传统的完全人工操作的控制方式。本文所设计的基于单片机的遥控自动窗帘控制系统，实现了家居及办公环境中窗帘的自动控制，在一些大型的商场或者写字楼、办公场所，一般窗户都比较高，对于窗帘的控制如果采用人工的方式非常的不方便，而本文所设计的遥控窗帘自动控制系统则解决了这个
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
问题。
系统使用的是现在应用非常广泛的51单片机技术，核心控制器件为AT89S52，使用了红外遥控技术及光感应技术，为了适应不同环境，并满足不同的需求，系统有两种工作模式，手动模式和自动模式。在手动模式下可以人工通过遥控的方式控制窗帘的开启和关闭，在自动模式下，通过光强度感应模块感应环境中光的强度，自动控制窗帘的开启和关闭。对窗帘的控制上使用的是步进电机。
在西方一些发达国家，遥控自动窗帘早已应用，大约10年前，遥控自动窗帘的应用传入国内，但是由于其价格较高，所以一直没能得到广泛的应用，随着自动化以及单片机技术的飞快发展，一些电子元器件的成本随之降低，所以近几年，遥控自动窗帘的计数在我国得到飞快的发展，市场上出现了数家生产该产品的厂商。
二、总体设计
本系统的核心控制器件为AT89S52型单片机，所以核心模块自然是单片机的最小系统，实现系统的总体控制功能，比如控制窗帘的打开和关闭。其次就是红外遥控部分，遥控窗帘顾名思义采用了遥控的控制方法，系统中使用红外遥控键盘以及红外信号接收器实现了这个功能，遥控器上的数字0为复用按键，功能为自动模式和手动模式的切换。，遥控器上的数字按键1用于在手动模式下，窗帘打开和关闭的切换。然后就是光强度信号采集部分，在自动模式下系统自动感应当前环境中的光信号强度，根据光信号强度来自动控制窗帘的开启和关闭，系统中使用了一只光敏电阻用于光信号强度的采集，光敏电阻的特性就是光照强度越高，表现出的电阻值越低，系统中正是应用了光敏电阻的这个特性，同时为了避免误动作，使用LM393比较器，保证信号的可靠性。为了提高系统的可视性，使操作者一目了然的了解当前系统的工作状态，系统设计了LED灯指示电路，来显示当前系统的工作状态以及目前窗帘所处的状态，总体设计图如图21所示。
图21 硬件总体框图
三、硬件设计
（一）单片机控制模块
1.AT89S52单片机组成
具体的组成模块如图31所示：
图31 AT89S52单片机组成结构图
AT89S52单片机与我们课本上所学的AT89C51单片机完全兼容，属于51单片机系列，它是一种高性能，高集成芯片，兼容性很高，和51系列的单片机在运行功能上完全可以互换。而且51单片机问世比较早，技术成熟，性价比很高。在大学课程的安排中，51单片机是必选科目，所以，我对51单片机有一定的了解，因此在本次设计中，我选择用我相对比较熟悉的51单片机作为主控芯片，来实现系统的整体功能。单片机内部的存储空间为4K，对于一般的程序和初学者这个容量是足够的。这个单片机有4个数据通讯端口，能够满足一般产品的设计要求。
这个单片机的引脚定义与AT89C51单片机是完全兼容的，具体的引脚功能如图22所示。
为了使大家更清楚的了解这个单片机的性能，总结它的主要功能如下：
与我们所学的C51指令是完全能够融合的；
单片机内部的程序存储器的空间为8Kb；
它的工作稳定性好；
它的供电范围比较广，一般我们给单片机的供电电压为5V；
为了避免有些不法分子盗窃程序代码，程序写入后能够自动加密；
另外这个芯片的耗电量是比较少的，比较适合一些电池供电的低功耗的产品。
2．控制引脚
AT89S52单片机的管脚分布如图32所示。
图32 AT89S52单片机管脚分布
RST（9引脚）：复位信号的输入端，用于实现单片机系统的开机复位和手动复位。当给该引脚加载时长大于两个机器周期的高电平时，复位操作有效。
ALE/PROG（30引脚）：该引脚有两个功能，当连接外部程序存储器时，用来对低8位的地址进行锁存，同时也可作为外部编程器的时钟信号输入。
PSEN（29引脚）：当单片机连接外部程序存储器时，该信号作为外部程序存储器选通信号的控制端口，当单片机执行外部存储器内的程序时，该引脚则在每个机器周期内发出两次激活信号。
EA/VPP（31引脚）：用于对外部存储器进行访问控制，当需要访问外部存储器时，该引脚必须接地，当执行单片机内部存储器指令时，该引脚必须接高电平。
XTAL1（19引脚）：时钟信号的输入端。
XTAL2（18引脚）：时钟信号的输入端。
3．AT89S52单片机的最小系统
图33 单片机最小系统连接图
单片机系统运行必不可少的几部分包括：时钟电路提供程序运行的时序，复位电路保证设备的上电运行和程序运行过程中的复位操作，还有最重要的就是单片机控制部分，这个设计使用的单片机型号为AT89S52。在本次设计中，我选择的是外部时钟提供程序运行时序的方式，选择晶体频率为12MHz，同时为了保证时序运行正确，去除杂波干扰，此处在晶体振荡器的每个引脚处分别并联了一只3.0pF的瓷片电容，起到滤波的作用。系统设计中，要求系统能够实现上电自动复位，单片机的RST引脚处如果持续出现大于10us的高电平，单片机就会自动复位，根据单片机的这一特性，此处我设计了系统上电自动复位和手动复位两种复位方式，具体电路如图33所示。在上电初始，电解电容C1处于快速充电状态，此时单片机的RST引脚处呈现高电平，为了保证该高电平的保持时长，经过试验，此处C1选择的是10uF的电解电容，当该电容充电完毕后，单片机RST引脚恢复到低电平，这样就实现了上电自动复位的功能。在程序运行过程中，如果出现程序运行错误，或者需要系统复位的情况，也可以通过手动复位的方式使系统运行回复到初始状态，此功能的实现方法是在单片机的RST引脚与VCC间串联一个微动按键，当按下此按键时，单片机的RST引脚处呈现高电平，当按键按下时长大于10us时，实现系统复位。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jsj/wlw/621.html
