基于单片机的智能窗帘系统

JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

本科毕业设计（论文）

基于单片机的智能窗帘系统

学院电子信息工程学院

专业电气工程及其自动化

年级班别2010级一班

学号2010401020102

学生姓名张祥

指导教师邹云峰

2014年6月12日

目录

1 绪论 (1)

1.1本课题研究的意义 (1)

1.2国内外研究现状及存在的问题 (1)

1.3本课题研究的内容和目标 (1)

1.4本课题拟解决的关键问题 (1)

2 总体设计方案 (2)

2.1系统简介 (2)

2.2系统功能方框图 (2)

2.3各模块功能的介绍 (2)

2.4硬件方案的选择 (2)

2.4.1 CPU方案的选择 (2)

2.4.2 电源模块方案的选择 (3)

2.4.3 按键输入方案选择 (3)

2.4.4 红外遥控方案的选择 (3)

2.4.5 时钟方案的选择 (4)

2.4.6 显示模块方案的选择 (4)

2.4.7 驱动芯片方案的选择 (5)

3 主要元器件介绍 (6)

3.1AT89C51单片机介绍 (6)

3.2HT6221遥控器芯片介绍 (7)

3.3光敏电阻介绍 (8)

3.4LCD1602液晶显示介绍 (9)

3.5L298N驱动芯片介绍 (11)

4 硬件电路设计 (12)

4.1单片机最小系统 (12)

4.2电源电路 (13)

4.3按键信号输入电路 (13)

4.4光敏电阻电路 (14)

4.5红外遥控电路 (15)

4.6显示电路 (16)

4.7L298N电机驱动电路 (17)

5 软件编程 (19)

5.1总程序流程 (19)

5.2独立键盘子程序 (20)

5.3红外遥控子程序 (20)

5.4液晶显示子程序 (21)

5.5电机驱动子程序 (22)

6 硬件仿真部分 (23)

致谢 (25)

参考文献 (26)

附录（程序） (27)

基于单片机的智能窗帘系统

摘要

设计可以实现对窗帘的手动、定时、自动控制，经过改进可以用于窗帘的无人化控制。本文用AT89C51单片机与光敏电阻实现了对窗帘的监测，并对数据用LCD1602液晶进行显示，用直流电机执行输出。

论文主要研究了：在硬件方面利用AT89C51单片机技术参数的检测以及他的相关电路；无线红外遥控电路的原理和信号传输；用于显示温度的液晶显示模块；用于定时时间设定的按键输入模块；用于执行的电机模块。在软件方面主要是研究定时器和液晶显示电路。并且对电路进行了模拟仿真制作。

本文的特色在于可设定窗帘的无人化操作，对不同环境要求的用户提供了很好的解决方案。

关键词：单片机;红外;光敏电阻; LCD1602;直流电机

Based on Single Chip Microcomputer Intelligent Curtain System Abstract

Design can be implemented to the manual of the curtain, timing, automatic control, improved can be used for the unmanned control of the curtain. This paper use AT89C51 and photosensitive resistance for the monitoring of the curtain is achieved, and the data using LCD1602 LCD display, execute in dc motor output.

Thesis mainly studied the: in the aspect of hardware using AT89C51 microcontroller technology parameter detection and his related circuit; The principle of wireless infrared remote control circuit and signal transmission; Used to display the temperature of liquid crystal display module; Used for timing time setting key input module; Used to perform the motor module. In the aspect of software is mainly research the timer and liquid crystal display circuit. And on the circuit simulation.

Of this article features the unmanned operation of the curtain, can be set to different environmental requirements of the user provides a good solution.

Key words: Single chip microcomputer; Infrared; Photosensitive resistance; LCD1602; Dc motor

1 绪论

1.1 本课题研究的意义

基于对传统窗帘的操作方式不满足。设计了单片机控制的自动窗帘遥控系统，既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便，又显示出了生活的档次，同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关，以调节室内的光线，更进一步地满足了人们的要求。除了市民住宅外，还可以广泛应用于别墅、宾馆、饭店等各种场所，本设计采用遥控、光控方式实现智能化的窗帘系统，正符合现今智能家居的方向，具有广阔的市场前景。

1.2 国内外研究现状及存在的问题

帘机的控制方式大体上有：声控、光控、时控。声控和遥控属于半自动类；光控属全自动式，但存在很多问题，因光敏器件的灵敏度，冬夏等不同季节的光照度的不同，人们对起闭窗帘在时间上的要求不同。时控式的全自动窗帘也是业余电子设计人员的热门课题。

自动窗帘有些不能实现完全的自动化；有些虽然实现了完全的自动化，但结构复杂，性能不够稳定；有些虽然实现了完全的自动化，且性能还可以，但价格昂贵不适合普通消费者使用。

1.3 本课题研究的内容和目标

采用AT89C51单片机的最小系统设计，控制一个可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。给出了硬件设计方案，以流程图方式对系统的软件设计进行了较为详细的介绍。该系统的部分主要由键盘扫描电路、遥控、光敏电阻、单片机（AT89C51）、电动机驱动控制电路等组成；窗帘控制部分主要由导轨、窗帘、拉绳和电动机等组成。单片机根据接收到的信号不同来控制电动机的正转、反转或停止，从而实现窗帘的打开、关闭或停止。

1.4 本课题拟解决的关键问题

1) 光耦电阻的信号传输问题；

2) 人机交互问题（包括键盘、遥控和显示）；

3) 直流电机的控制原理问题；

2 总体设计方案

2.1 系统简介

智能窗帘系统以调节窗帘开关为目的，其输入参数主要是光敏电阻阻值，定时时间，按键命令。输出信号主要是时间显示、电机执行动作。不同模式下工作时将控制信号传给单片机，当手动模式时：通过按键或红外控制系统。当定时模式时：通过设定单片机内部时间来控制系统。当外出模式时：通过光敏电阻可以实现系统全自动化控制。从而满足不同环境下窗帘系统的全自动化、半自动化控制。

2.2 系统功能方框图

图2.2.1 系统功能原理图

2.3 各模块功能的介绍

（1) 光线强度传输：实时反馈光线强度给中央处理器。

（2) 人机交互：

2.1) 远程控制：远程设置模式和定时时间。

2.2) 按键控制：按键设置模式和定时时间。

2.3) 显示输出：显示系统时间和模式。

（3) 中央控制：负责系统的集中控制。

（4) 电机驱动：控制驱动芯片，从而控制直流电机。

2.4 硬件方案的选择

2.4.1 CPU方案的选择

按MCU内核可分为： MSP430、ARM、AT89C51等等。

MSP430单片机功耗低，速度快，内置硬件乘法器，乘除法运算都为单周期指令，片内集成资源丰富，但是学习起来比较复杂[1]。

ARM单片机控制能力强，速度快，价格比较适中，但比51要贵些，可以加操作系统，但是对ARM接触较少，应用起来较为困难。

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C51是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案[2]。

本设计选择AT89C51 单片机作为主控部分。

2.4.2 电源模块方案的选择

电源供电部分可采取三端稳压电路进行电源转换、多节干电池串联供电。

电源转换用市电220V，50Hz电源转换供电，三端稳压电路使用LM7805构成的桥式稳压整流电路。结构简单、输出电压稳定性强。但为了解决散热问题，安装散热器，增大整个电源设备的体积、重量和成本[5]。

多节干电池串联方案。单片机机芯片的工作电压是3.3-5V，干电池一般都是每节1.5V，需要三节干电池串联进行供电，成本低，便捷简单，但需要定期更换电池。

由于本设计使用需220v供电，综合考虑最终选电源转换作为电源供电部分。

2.4.3 按键输入方案选择

微机键盘主要有两种：一种是全编码键盘，另一种是非编码键盘。

全编码键盘，键码全由硬件提供，但硬件结构复杂，成本高。典型的编码矩阵式键盘接口设计。将I/O口线的一部分作为行线，另一部分作为列线，按键设置在行线和列线的交叉点上，构成矩阵式键盘。矩阵式键盘中按键的数量可达行线数n乘以列线数m，如4行、4列的矩阵键盘的按键数可以达到4×4=16个。此类键盘可节省I／O口。

非编码键盘，键盘多采用矩阵方式，利用软件识别键码及完成各种键功能处理。实现起来简单，典型的独立式按键是各按键相互独立的接通一条输入数据线，每个键的工作不会影响其它的I/0口。但占用I/O口多[10]。

考虑简化结构，降低成本，本系统中多采用非编码的独立式按键。

2.4.4 红外遥控方案的选择

市场上红外芯片种类繁琐，BC7210、TC9012、HT6122等等

BC7210比高公司拥有版权的红外遥控解码专用芯片。BC7210 可以完成目前国内市场上最常用的飞利浦RC5和NEC两种红外编码信号的解码。BC7210的输出可以设置为并行输出或者串行输出，串行输出方式兼容SPI和UART两种接口，可以轻松完成与各种MCU、PC 机的接口。可以取代SAA3049等芯片。

TC9012是一块用于东芝系列红外遥控系统中的专用发射集成电路，采用CMOS工艺制造。它可外接32个按键，提供8种用户编码，另外还具有3种双重按键功能。TC9012的管脚设置和外围应用线路都进行了高度优化，以配合PCB的布图和低成本的要求HT6122 芯片是通用红外遥控发射集成电路,采用CMOS 工艺制造,最多可外接64个按键,并有三组双重按键。封装形式为SOP-24和SOP-20。

考虑应用方便，本设计用此方案。

2.4.5 时钟方案的选择

常用的时钟芯片有：DS12C887、DS1302、51单片机内部定时等等。

DS12C887能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息， DS12C887中自带有锂电池，对于一天内的时间记录，有12小时制和24小时制两种模式。带有128字节RAM。数据/地址总线复用性能优异，但价格相对较贵[12]。

DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。

51单片机自带内部定时器，使用方便，价格低廉，但不能断电保存。

由于本设计考虑成本问题，且不会断电，故选用51单片机自带内部定时器。

2.4.6 显示模块方案的选择

一般的显示有LED8位数码管显示、LCD1602、lcd12864等等

LED8位数码管显示，显示分为动态显示和静态显示，虽然价格比较便宜，但是其外部电路比较复杂。

LCD液晶显示器在单片机中应用一般有LCD1602液晶显示和LCD12864液晶显示。

LCD1602液晶显示没有中文字库，而且显示的内容也较少。LCD12864液晶显示分为两种，带字库的和不带字库的，不带字库的液晶显示汉字的时候可以选择自己喜欢的字体。而

带字库的液晶，只能显示GB2312字体，当然也可以显示其他的字体，不过是用图片的形式显示[6]。

考虑本设计显示内容不需要汉字，故选用LCD1602液晶显示作为显示部分。

2.4.7 驱动芯片方案的选择

常用的驱动芯片有：L298N、SA60等。

L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A，持续工作电流为2A；额定功率25W。具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作；可以外接检测电阻，将变化量反馈给控制电路。使用L298N芯片驱动电机，该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机，也可以驱动两台直流电机。

SA60 的是一个PWM 型功率输出芯片, 电路提供给电机的电源电压最大可达到80V , 能连续向负载提供10A 的电流。最大模拟输入电压5V , PWM载波频率可以到250kHz , 而效率可以高达97 %, 该芯片还可以外接一个可兼容的TTL 型的PWM 的信号来同步四象限模式的幅值和方向。SA60 主要应用在驱动中小型直流电机,D 类功率放大,轴承激励等场合。

综合考虑，本设计采用L298N作为直流电机的驱动芯片。

3 主要元器件介绍

3.1 AT89C51单片机介绍

AT89C51的主要特点：

与MCS-51 兼容、4K字节可编程闪烁存储器、1000写/擦循环数据保留时间、三级程序存储器锁定、128×8位内部RAM、32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。

(a) (b)

图3.1.1 单片机芯片实物引脚图

管脚说明：

VCC：供电电压、GND：接地。

P0,P1,P2,P3：输入/输出端口。

P3.0/RXD：串行输入口、P3.1/TXD：串行输出口、P3.2 /INT0：外部中断0、P3.3 /INT1：外部中断1、P3.4/T0：计时器0外部输入、P3.5 T1：计时器1外部输入、P3.6 /WR：外部数据存储器写选通、P3.7 /RD：外部数据存储器读选通、P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入、XTAL2：来自反向振荡器的输出。

芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。

3.2 HT6221遥控器芯片介绍

引脚说明表如表3.2.1 所示。

表3.2.1 引脚说明

代码的特征

1) HT6221 键码的形成

当一个键按下超过36ms振荡器使芯片激活如果这个键按下且延迟大约108ms,108ms 发射代码由一个起始码9ms ,一个结果码4.5ms,低8位地址码9ms~18ms ,高8位地址码

9ms~18ms ,8位数据码9ms~18ms和这8位数据的反码 9ms~18ms组成如果键按下超过108ms 仍未松开接下来发射的代码连发代码将仅由起始码9ms和结束码2.5ms组成，红外高低位定义如图3.2.1所示。

2 )代码格式以接收代码为准接收代码与发射代码反向,代码格式图如图3.2.2所示。

图3.2.1 红外高低位定义

(a)单发代码格式(b)连发代码格式

图3.2.2 代码格式

解码方法及软件说明

解码的关键是如何识别0和1从位的定义我们可以发现01均以0.56ms的低电平开始不同的是高电平的宽度不同0为0.56ms, 1为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别0和1 如果从0.56ms低电平过后开始延时0.56ms以后若读到的电平为低说明该位为0反之则为1为了可靠起见延时必须比0.56ms长些但又不能超过1.12ms,否则如果该位为0读到的已是下一位的高电平因此取1.12ms+0.56ms /2=0.84ms最为可靠一般取0.84ms左右均可。

根据码的格式应该等待9ms 的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码

3.3 光敏电阻介绍

常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。光敏电阻的实验图如图3.3.1所示。

图3.3.1 光敏电阻的实验图

光敏电阻的主要参数是：

（1）光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。

（2）暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。

（3）灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。

（4）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。

（5）光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降。若进一步增大光照强度，则电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓。在大多数情况下，该特性为非线性。

（6）伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。

（7）温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大，部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度则较低。

3.4 LCD1602液晶显示介绍

工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。（16列2行）。1602液晶也叫1602字符型液晶，是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。3.3V或5V工作电压，对比

度可调，内含复位电路，提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能，有80字节显示数据存储器DDRAM，内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM，8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM。引脚说明如表3.4.1所示。

表3.4.1 引脚说明

表3.4.2寄存器选择控制表

LCD1602液晶显示实物图如图图3.4.1所示

(a) (b)

图3.4.1 LCD1602液晶显示实物图

3.5 L298N 驱动芯片介绍

L298N 是ST 公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。主要特点是：工作电压高，最高工作电压可达46V ；输出电流大，瞬间峰值电流可达3A ，持续工作电流为2A ；额定功率25W 。具有两个使能控制端，在不受输入信号影响的情况下允许或禁止器件工作有一个逻辑电源输入端，使内部逻辑电路部分在低电压下工作。

性能参数：尺寸80mmX45mm ，工作电压直流5V ，电机电压直流3V~46V ，最大工作电流2.5A ，额定功率25W 。

特点：具有信号指示、转速可调、抗干扰能力强、具有过电压和过电流保护、可单独控制两台直流电机、可单独控制一台步进电机、PWM 脉宽平滑调速、可实现正反转。

LCD12864液晶显示实物引脚图如图3.5.1所示。

(b) (b)

图3.5.1 L298N 实物图

4 硬件电路设计

4.1 单片机最小系统

单片机芯片工作时，必需加一个最小系统。最小系统中主要包括复位电路和时钟电路两大部分[6]。

图4.1.1 最小系统图

1）复位电路

复位电路选用兼有上电复位与按键复位的电路。

工作原理：在通电瞬间，在RC电路充电过程中，RST端出现正脉冲，保证RST引脚出现10 ms以上稳定的高电平，从而使单片机复位。电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自动复位(RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右)。

2) 时钟电路

时钟电路用于产生AT89C51单片机工作时所必需的时钟信号。在MCS－51单片机片内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。根据硬件电路的不同，单片机的时钟连接方式可分为内部时钟方式和外部时钟方式[3].

本设计使用内部方式，须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。

4.2 电源电路

本设计将220V的电网电压，经变压、整流后得到+5v直流电压。

7805三端稳压集成芯片：电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78 ××系列和负电压输出的79××系列三端稳压器，7805三端稳压芯片引脚图如图4.2.1所示。 MC78M05CT将输出电压稳定在+5V上，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端[4]。电源电路总设计图如图4.2.2所示。

(a)(b)

图4.2.1 7805三端稳压芯片引脚图

图4.2.2 电源电路总设计图

4.3 按键信号输入电路

按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5ms～10ms。键抖动会引起一次按键被误读多次。在键闭合稳定时读取键的状态，并且必须判别到键释放稳定后再作处理[12]。按键抖动原理图如图4.3.1所示。

图4.3.1 按键抖动原理图

按键的消抖，可用硬件或软件两种方法。

硬件消抖。在键数较少时可用硬件方法消除键抖动。RS触发器为常用的硬件去抖。两个“与非”门构成一个RS触发器。当按键未按下时，输出为0;当键按下时，输出为1。此时即使用按键的机械性能

软件消抖。如果按键较多，常用软件方法去抖，即检测出键闭合后执行一个延时程序，5ms～10ms的延时，让前沿抖动消失后再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5ms～10ms的延时，待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。一般来说，软件消抖的方法是不断检测按键值，直到按键值稳定。实现方法：假设未按键时输入1，按键后输入为0，抖动时不定。可以做以下检测：检测到按键输入为0之后，延时5ms～10ms，再次检测，如果按键还为0，那么就认为有按键输入。延时的5ms～10ms恰好避开了抖动期。

本设计使用软件消抖的方法。按键信号输入电路图如图4.3.2所示。

图4.3.2 按键信号输入电路图

4.4 光敏电阻电路

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体[8]。

通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到一定波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。

当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加，使加在电容C上的分压上升，进而使可

控硅的导通角增大，达到增大照明灯两端电压的目的。反之，若周围的光线变亮，则RG 的阻值下降，导致可控硅的导通角变小，照明灯两端电压也同时下降，使灯光变暗，从而实现对灯光照度的控制[15]。光敏电阻电路如图4.4.1所示。

图4.4.1光敏电阻电路

4.5 红外遥控电路

图4.5.1红外遥控发送端电路图

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现

项目编号___201111 ___ 江南大学物联网工程学院 大学生创新训练计划结题报告 项目名称基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现项目负责人晶 所学专业电气工程及其自动化 所在学院物联网工程学院 (手机) 电子信箱diamond-heartqq. 项目起止年月2011/11-2012/05 第一指导教师肖永松 专业技术职务工程师 (手机) 电子信箱https://www.wendangku.net/doc/e42830007.html, 结题日期2012年5月

江南大学物联网工程学院创新训练计划项目结题验收表学院名称：物联网工程学院填写日期：2012 年5 月

大学生创新训练计划 《基于AT89C51单片机的智能窗帘控制系统》成果精粹 江南大学 二○一二年五月

简介 随着物联网概念的发展，智能家居的理念也渐渐渗透到我们的生活中，受此启发，我们想尝试着做一个智能窗帘的控制系统，希望可以通过光强和时间来控制窗帘的开合。恰好我们都进行了电路、模电数电的学习，也曾初步接触了单片机，我们想通过设计这个控制系统来加深我们对所学容的理解和掌握，更加熟悉使用protel等专业软件。 计划设计一个系统可以实现以下功能： 在自动模式下，在设定的时间，如早成6点至晚上8点，晚上8点至早晨6点，时间控制，可以避免室开灯造成窗帘自动拉开。通过光强控制，在设定光照强度围，窗帘拉开，超过设定强度，如夏日中午，为避免房间被光直射造成温度过高，窗帘关闭。在手动模式下，通过按键来调整窗帘的开合状态。 最终设计使用STC89C51单片机，STC89C51有512字节的数据存储空间，是AT89C51的两倍，并且带有4K字节的EEPROM存储空间，可以断电后保存资料，可以直接使用串口下载，而AT89C51需要专用下载器。 控制系统可以实现对光信号的采集、转换、传输，并根据单片机接收到的信号，结合时钟电路的信号，对步进电机进行控制，通过控制步进电机转向及转动圈数，来实现对窗帘的打开及拉合控制。 设计时对硬件进行了模块化分析，以STC89C51作为主控芯片，光信号采集使用光敏模块，数模转换主要使用PCF8591芯片，显示模块采用1602液晶显示器，时钟电路采用DS1302芯片，电机驱动器主要使用ULN2003。

物联网智能窗帘设计

实习（实训）报告 名称基于物联网的智能窗帘控制系统设计2014年11 月24 日至2014 年11 月28 日共1 周 学院(部) 电子信息工程学院 班级通信技术 姓名 学院(部)负责人 系主任 指导教师

实习（实训）任务书 名称：基于物联网的智能窗帘控制系统设计起讫时间：2014.11.24-2014.11.28 学院(部)：电子信息工程学院 班级：通信技术 指导教师： 学院(部)负责人：

第一章系统概述 1.1概述 为了满足智能家居的发展方向，使用户充分感受智能家居环境的便利。智能窗帘是带有一定自我反应、调节、控制功能的电动窗帘。如根据室内环境状况自动调光线强度、空气湿度、平衡室温等，有智能光控、智能雨控、智能风控三大突出的特点。该设计是基于现代化生活的高质量需求而开发设计，使家用窗帘实现自动化智能化，使其具备感风、感雨、感光的功能，并可随着外界情况的变化来控制窗帘的闭合，以达到对家居环境的保护。 1.2系统名字 基于物联网的智能窗帘控制系统设计 1.3系统功能 系统可以通过三个按钮来分别实现对窗帘的开、关和停的操作。实现远程遥控智能窗帘的运行。也可以通过PC机的界面实现窗帘的控制。 1.4 基本原理 本次实训主要是靠无线传感器来控制，基于zigbee的网络控制系统，通过CC2420模块来传送接受数据，从而完成对整个窗帘的控制。 1.5 系统模块 （1）CC2420发送模块； (2) E-WS-EC模块； （3）ZIGBEE采集节点模块； （4）ZIGBEE无线传输模块。

第二章系统硬件组成 2.1、协调器 协调器CPU：采用TI公司LM3S9B96；CORTEX M3内核；主频为80MHz。 所谓协调器，就是网络组织的管理者。针对一般的应用模式，在一个Zigbee 网络形成之后，协调器不是必须的。它最主要的作用是，依据扫描情况，选择一些合适参数建立一个网络。基于CC2420的zigbee协调器具有结构简单、功耗低、成本低等特点。其包含天线、单片机芯片、窗帘控制智能模块。 2.1.1、 CC2420模块 CC2420开发模块采用CC2420芯片，可支持zigbee，IEEE802.15.4等开发，提供兼容802.15.4的物理层和MAC层的协议栈及面向应用层的接口，完全兼容TinyOS 1.x及以上版本,用户可以基于TinyOS开发自己的WSN应用。硬件图如图2-1。 图2-1 CC2420模块 2.1.2、单片机芯片 协调器采用TI公司的LM3S9B96芯片，LM3S9B96是TI 公司的基于ARM Cortex-M3 的32位MCU，具有先前8位和16位MCU的价格成本，CPU工作频率80MHz,100DMIPS性能，ARM Cortex-M3 System Timer (SysTick)定时器，片内具有高达50MHz的256KB单周期闪存和96KB单周期SRAM，内部的ROM加载

基于51单片机的智能密码锁

单片机的电子密码锁 目录 第一章绪论......................................................... . (2) 1.1电子密码锁简介......................................................... .. (2) 1.2电子密码锁设计的背景及意 义............................................................................. . (3) 第2章总体设计............................................................................. . (3) 2.1设计分析............................................................................. (3) 2.2系统结构............................................................................. (4) 第3章硬件电路设计............................................................................. (5) 3.1单片机最小系统设计............................................................................. . (5) 3.1.1时钟电路............................................................................. (5) 3.1.2 复位电 路 ............................................................................ . (6) 3.1.3 最小系 统 ............................................................................

基于51单片机智能窗帘的研究与设计

目录 摘要 (1) 第1章绪论 (2) 1.1 系统设计的背景及意义 (2) 1.2 设计的基本内容 (2) 1.3 实现的基本功能 (3) 第2章总体电路设计与原理说明 (4) 2.1 方案介绍 (4) 2.2总体方案设计 (5) 2.2.1 自动控制窗帘基本功能 (5) 2.2.2 总体结构设计 (5) 第3章硬件分析与设计 (7) 3.1 单片机及相关电路设计 (7) 3.1.1 89C51单片机概述 (7) 3.1.2 晶振电路 (8) 3.1.3 复位电路 (8) 3.1.4 显示电路 (9) 3.2 光敏传感器电路 (9) 3.3 A/D转换电路 (11) 3.4 步进电机电路 (12) (13) 3.5 温度检测电路 (13) 3.6 红外控制电路 (15) 第4章程序分析设计 (18) 4.1 主程序 (18) 4.2 重要子程序设计 (18) 第5章总结 (19) 参考文献 (21) 附录1 :原理图 (22) 附录2 :部分子程序 (23)

摘要 自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。随着电子计算机技术和其他高技术的发展，自动控制技术的水平越来越高，应用越来越广泛，作用越来越重要。尤其是在生产过程的自动化、工厂自动化、机器人技术、综合管理工程、航天工程、军事技术等领域，自动控制技术起到了关键作用。当然，在智能家居方面，自动控制技术有较好的发展前景。应用自动控制技术，将是家居环境更加智能化，人性化。 针对家居环境采光及避光问题，自动窗帘控制系统将取代手动控制，更加人性化。本文综述了自动窗帘系统的设计与控制系统，介绍了设计制作一个完整的自动窗帘控制系统所需要做的理论分析，以及各环节功能的实现。自动窗帘控制系统核心是采用单片机AT89C51控制，其次采用感光传感器，红外控制电路，温度检测电路等外围电路。整个系统在各模块的配合下实现半自动控制，自动控制等功能。该设计在理论层面上，以程序语言驱动各模块工作，实现了各模块的内在联系，应用层面上采用软件进行原理图设计和仿真。 该自动窗帘系统硬件电路主要由光敏检测电路，红外控制电路，温度检测电路，步进电机驱动电路构成。该设计则主要讨论了自动窗帘系统的设计过程，硬件电路设计，软件调试过程，以及利用软件实现红外线遥控信号的编码及解码方式。通过本系统可以实现通过光照强度实现窗帘开关自动控制，通过温度检测电路实现窗帘开关自动控制，同时实现红外遥控的半自动控制。 关键词：自动控制，自动窗帘，单片机，步进电机

基于51单片机的室内空气检测文献综述

福州大学至诚学院本科生毕业设计（论文）文献综述 题目：基于单片机的室内空气 质量监测系统设计 姓名：陈志勇 学号：211114112 系别：电气工程及其自动化 专业：自动化 年级：2011级 指导教师：（签名） 年月日 1、研究背景与意义

全球经济的快速发展和工业水平的提高，人类所面临的大气污染问题日益严峻，空气质量的好坏受到越来越多的关注。随着生活水平的提高、居住条件的改善，人们对生活环境质量的要求也越来越高，拥有一个健康无污染的室内环境就成为很多人的共同愿望。特别是近几年，国内各大城市对PM2.5持续居高不下，这引起了广泛的关注。而对于室内环境来说，工业排放的可吸附颗粒物、装修房间排放的甲醛、及厨房排放的油烟等是其污染的主要来源。这些烟尘、甲醛等有害物质的含量远远超出了正常的标准，严重影响了人们的身体健康。 信息技术的发展改变了人们日常办公的方式和环境，更多的人可以选择在室内完成一天的工作。尤其是生活在城市中的群体，有一半以上的时间都是在室内环境中度过。在这种环境下，即使空气中的污染物的浓度不太高，长期处在室内并呼吸受到污染过的空气，健康也势必会受到影响，污染空气带来的伤害也是无法估量的。有时，室内污染比室外污染更加严重，因此对室内空气污染的预防与治理具有重大意义，它直接影响到人们的生活环境和身体健康。 事实上，人类超过一半的疾病都是由于空气污染造成的，全世界每年死于空气污染的人数以数百万计。因此，近年来，人们越来越意识到改善空气质量的重要性。一方面，控制污染源，减少污染物的产生；另一方面，采取措施，减少已存在的污染物。解决室内环境的污染问题，有很多种方法可以选择。因此，本文采用静电式来净化室内空气，一定程度上可以改善室内空气质量。该设计系统能够检测空气环境质量，比如温度、湿度，更重要的是能检测空气中掺杂的一定浓度粉尘、烟雾、甲醛等杂质气体，当浓度超过设定值时进行报警，并启动高压静电模块，将这些杂质颗粒吸附在高压静电的极板上。 2 研究动态 气体传感器测定甲醛成为近年来甲醛检测研究的新热点。早在1983年，压电类甲醛传感器就已问世。这种传感器可以不需要对样品进行任何处理就可以测定，但易受水分子的影响而使晶体震动频率发生漂移，故基本无实用性。为适应室内空气甲醛现场快速检测的要求，目前已开发出不少甲醛快速测定仪，这些仪器可直接在现场测定甲醛浓度，操作方便，适用于室内和公共场所空气中甲醛浓度的现场测定，也适用于环境测试舱法测定木质板材中的甲醛释放量。但这些仪器的工作原理、响应性能、适应范围等都不同。 在测试甲醛、苯等害气体方面，国外比较出名的有:美国ESC公司生产的Z 一300甲醛检测仪、英国PPM公司生产的PPM-400甲醛检测仪;国内的有:江苏安普电子工程有限公司生产的400型甲醛分析仪、北京宾达绿创科技有限公司生产的甲醛测定仪抑一308等。

智能窗帘控制系统设计报告

嵌入式系统设计大赛 智能窗帘控制系统 Intelligent curtain control system 设计报告 参赛学校：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 作者：XXXXXXXX 指导教师：XXXXXX

摘要 随着科技的发展，智能家居已逐渐进入人们的生活中。本设计介绍基于STC89C52单片机控制的智能窗帘系统，它采用了红外遥控技术，实现在室内任何地方，只要轻按遥控器，窗帘就会随心所欲的打开或关闭。为了使窗帘系统更加智能化，在设计中还加入了光控和自动定时控制，可以根据光强或用户定时，开启或关闭窗帘，让该设计更加人性化。 关键词：智能窗帘、光控、单片机 Abstract With the development of technology, intelligent domestic living has been gradually coming into life. Describes the design of intelligent control based on single chip curtain system, which uses an infrared remote control technology, anywhere in the room, as long as the touch of the remote control, curtain will open or close the arbitrary. To make the system more intelligent curtain, also joined in the design of light control and automatic timing control, based on light intensity or the user time, and open or close the curtains, so the design is more humane. Key Words：Smart Home、Light Control、MCU

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统，在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下： ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度； ②在不超过最高温度的情况下，能够通过按键设置想要的温度并显示；设有四个按键，分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键； ③DS18B20温度采集； ④超过设置值的±5℃时发出超限报警，采用声光报警，上限报警用红灯指示，下限报警用黄灯指示，正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求，本次设计是基于单片机的课程设计，由于实现功能比较简单，我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能，因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中，可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯，报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一：使用LED数码管显示采集温度和设定温度； 方案二：使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单，使用方便，但在使用时，若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号，且显示时数码管不断闪动，使人眼容易疲劳；若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好，背光亮度可调，而且比LED 数码管显示更多字符，但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后，我选用了LCD显示屏作为温度显示器件，由于显示字符多，在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度，可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计 根据设计要求，硬件系统主要包含6个部分，即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示： 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式，如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端，其频率范围为~12MHz ，经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路，为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作，其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中，有时会出现工作不正常的情况，为了从异常状态中恢复，同时也为了系统调试方便，需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式，因为本次设计要求需要有启动/复位键，因此本次设计采用按键复位，如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路

自动窗帘控制系统

摘要 一．电路组成 （1）光敏电路模块 由光敏和一个合适的电阻分压，然后进行采样并采用单片机技术控 制单片机正反转！ （2）电机驱动模块 直流电机和步进电机的区别：直流电机控制方法简单但不精准，步 进电机精准 （3）电源电路模块 二．程序设计(略) 三．系统功能描述 （1）光敏检测部分 （2）电机驱动部分 摘要 本系统以51单片机为核心器件。其主要模块有单片机控制系统，光敏检测模块，电机驱动模块，电源模块。利用光敏二极管检测光照强度的变化，利用光敏检测模块将电阻变化转化为电压变化，并将电压变化的信号送单片机，单片机通过电机驱动模块控制着电机的正反转实现窗帘的来回移动，并辅以温度检测模块来检测室温，构成一个多功能自动窗帘控制系统。其中,光敏控制模块由光敏二极管和NE555定时器构成，电机驱动模块采用DS2003实现电机的驱动，电源模块实现给整个系统供+5V的电源。经过程序编制，制作电路板和调试，基本达到了我们所期望的系统功能。

关键词：单片机（51）、光敏二极管、NE555、DS2003、稳压7805 一．电路组成 （1）光敏检测模块 1）光敏二极管的构成及原理： 与普通半导体二极管一样，在硅片上生长了一层SiO2保护层，它把PN结的边缘保护起来，从而提高了管子的稳定性，减少了暗电流。 光敏二极管与普通光敏二极管一样，它的PN结具有单向导电性，因此，光敏二极管工作时应加上反向电压，如图所示。当无光照时，电路中也有很小的反向饱和漏电流，一般为1 * 10-8 -- 1X10 -9A(称为暗电流)，此时相当于光敏二极管截止;当有光照射时，PN结附近受光子的轰击，半导体内被束缚的价电子吸收光子能量而被击发产生电子一空穴对O这些载流子的数目，对于多数载流子影响不大，但对P区和N区的少数载流子来说，则会使少数载流子的浓度大大提高，在反向电压作用下，反向饱和漏电流大大增加，形成光电流，该光电流随入射光强度的变化而相应变化。光电流通过负载RL时，在电阻两端将得到随人射光变化的电压信号。光敏二极管就是这

基于51单片机的智能交通灯课程设计

简易智能交通灯设计 1、设计背景 自从1886两个德国人发明了第一辆汽车交通灯改变了交通路况，交通问题也渐渐被人们所重视。从英国伦敦街头的第一个以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，到现在以电为光源的红黄绿三色交通灯，不知不觉中交通信号灯在人们日常生活中占据了重要地位。随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果。 近年来，随着科技的飞速发展，电子器件也随之广泛应用，其中单片机也不断深入人民的生活当中。本次课程设计以模拟交通灯系统利用单片机AT89C51作为核心元件，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。在一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车，特殊情况的交通灯等待时间不合理、急车强通等问题。在该次的设计系统具有结构简单、可靠性高、成本低、实时性好、安装维护方便等优点，有广泛的应用前景。 本模拟系统由单片机软件系统，两位8段数码管和LED灯显示系统。和复位电路控制电路等组成，较好的模拟了对交通路面的控制。 1.1 设计思路 （1）分析目前交通路口的基本控制技术以及各种通行方案，并以此为基础提出自己的交通控制的初步方案。 （2）确定系统交通控制的总体设计，包括，十字路口具体的通行禁行方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有信号灯状态控制能实现基本的交通功能，还增加了倒计时显示提示，并基于实际情况，又增加了紧急状况处理和通行时间可调这两项特特殊功能。 （3）进行倒计时显示电路，灯状态电路，特殊情况按键电路的设计和对各器件的选择及连接，大体分配各个器件及模块的基本功能要求。 （4）进行软件系统的设计和仿真中，程序在KEIL软件中用单片机c语言编写，电路的搭建和仿真实现是在proteus软件中实现的。在本次课程设计中通过对单片机内部结构和工作情况做了一定的研究，充分了解定时器，中断以及延时原理，为本次智能交通灯的设计提供了理论基础。

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现本科毕业论文

毕业设计（论文） 题目：基于51单片机的智能 窗帘控制系统设计与实现

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

基于单片机的遥控窗帘设计

河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告 题目：基于单片机的遥控窗帘设计 姓名：易亚元朱正 学号： 0916202057 0916301010 专业班级：电气09-2 指导老师：张宏伟 所在学院：万方科技学院 2012年6月23 日

摘要 随着电子技术和自动化技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高。家用电器产品也在不断的更新换代。从始初的晶体管到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。此次要设计的是遥控窗帘。它是采用AT89S52单片机的最小系统设计，控制一个可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。 这里介绍了基于单片机技术的遥控窗帘的设计原理，给出了遥控器和接受控制器的硬件设计方案，以流程图方式对本系统的遥控器和接收器的软件设计进行了较为详细的介绍，并制作出了实物模型。该系统的遥控器部分主要由键盘扫描电路、单片机（AT89S52）、行程开关及电动机驱动控制电路等组成；窗帘控制部分主要由导轨、窗帘、拉绳和电动机等组成。接收器根据接收到的遥控器编码不同来控制电动机的正转、反转或停止，从而实现窗帘的打开、关闭或停止该设计包括光电开关电路、系统主控模块、电源转换电路、保护电路等组成，可实现窗帘自动升降. 关键字:单片机无线遥控光电开关L298驱动

目录 1、概述 (3) 1.1选题目的和意义 (3) 1.2选题的要求 (3) 2、系统总体方案及硬件设计 (4) 2.1 遥控窗帘的基本设计原理 (5) 2.2原理框图 (5) 2.3各功能模块介绍 (6) 2.3.1无线遥控控制 (6) 2.3.2手动控制 (7) 2.3.3输出部分 (7) 2.3.4防过卷模块 (8) 2.3.5TLP521—4光耦隔离 (8) 2.3.6电机控制模块 (8) 2.3.7电源模块 (9) 2.4单片机 (10) 3、软件设计 (17) 3.1主程序设计 (17) 3.2主程序说明： (17) 3.3模块化程序流程图 (18) 4、 Proteus软件仿真 (19) 4.1Protues0软件仿真电路图 (19) 4.2仿真实验结果分析 (20) 4.3硬件测试 (20) 5、课程设计体会 ................................... 错误！未定义书签。

基于51单片机的室内甲醛测试系统

基于51单片机的室内甲醛测试系统 甲醛是一种具有刺激气味的无色气体，也是一种潜在的致癌物质，对人体健康有较大的危害，许多疾病的诱发都与甲醛有关，如哮喘，白血病等。甲醛浓度在每立方米空气中达到0．06－0．07mg／m3时，儿童就会发生轻微气喘。当室内空气中甲醛含量为0．1mg／m3时，就有异味和不适感。达到0．5mg／m3时，可刺激眼睛，引起流泪，它对人体健康的危害不容忽视。单片机具有通用性强、体积小、价格低、稳定可靠等突出优点,在智能产品、测控系统等领域得到广泛的应用。本文设计的测试仪可现场可直接显示甲醛浓度值。当其浓度值小于国家规定的标准值（可按键修改）时绿灯亮，可以入住，当超过规定的室内居住标准值时红灯亮开始报警提醒人们暂时不要入住。 1 硬件介绍 基于单片机的室内甲醛测试仪由单片机系统，显示电路，功能键盘，甲醛传感器，测量电路及3位半双积分A/D转换器，报警输出电路构成。系统结构： 1.1测量电路 测量电路由CH20/S-10甲醛传感器，I/U（电流/电压）变换器RCV420芯片，5G14433A/D 转换器等组成。 甲醛传感器由甲醛探头，CH20传感器组成。当空气被内部的采样系统吸收后，将产生的电流信号与相连产生一个与甲醛浓度成正比的电流，该电流经过4~20MA甲醛模块的信号调理，与I/U变换器RCV420芯片转换成0~5V的电压，该电压经过5G14433A/D转换器，与8051单片机相连，在显示器上显示出甲醛的浓度值，当超过国家规定的标准时进行报警。CH20/S-10的相关参数如下：电化学工作原理；量程：0-10PPM；最大过载浓度：50PPM；最小分辨率：±0.05PPM；工作寿命：3年；灵敏度：1200±300nA／ppm，4~20MA甲醛模块；工作温度：-20～45，响应时间（T90）：＜50s。 Burr-Brown公司生产的RCV420精密I/U变换器能将4~20mA的环路电流变换成0~5V的电压输出。作为一种单片集成电路具有可靠的性能和很低的成本。除具有精密运放和电阻网络外，还集成有10V基准电压源。在不需要外调整的情况下，可以获得86dB的共模抑制比和40V的共模电压输入。在全量程范围内输入阻抗仅有1.5V的压降，对于环路电流具有很好的变换能力。其芯片引脚分布及内部结构图。 在使用中10、11和12脚相连，2、5和13脚相连接地，14和15脚相连接，作为0~5V 电压信号的输出端，当需要调整增益时14和15脚之间接入电位器来调整增益，但这样会减小共模抑制比，减少量是增益增加1%，共模抑制比将减少6dB，因此我们在使用时一般直接将14和15脚短接，7和8脚悬空，4和16脚分别接一个1μF的电容接地，IN+或IN-端接输入的电流信号，一般情况下，只使用一端，具体使用那端取决于输入信号的极性和所需输出电压的极性，我们在使用过程中，使用的是IN+端。 1.2 5G14433A/D转换器 5G14433A/D转换器是国产的广为流行的最典型的双积分3位半A/D转换器它具有抗干扰性能好，转换精度高（相当于11位二进制数），自动校零，自动极性输出，自动量程控制信号输出，动态字位扫描BCD码输出，单基准电压，外接元件少，价格低廉等特点。但其转换速度慢，约1～10次/秒在不要求高速转换的场合。5G14433芯片引脚参数及其与单片机的连接如下： VAG：被测电压VX和基准电压VR的接地端（模拟地）。 VR：外接输入基准电压（+2V或+200mv）

基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统

科技学院 2015-2016学年第二学期期终考试 无线传感器网络 题目：基于ZIGBEE的智能窗帘控制系统 专业班级： 成员：（包括学号、） 教师：曲培新 完成时间：

目录 1.需求分析 (2) 2. 总体设计 (3) 2.1系统硬件电路设计 (4) 2.2微控制器模块 (5) 2.3电源模块 (6) 2.4 光敏传感器模块 (7) 2.5 joystick设计 (7) 2.6 直流电机 (7) 3主要软件设计 (8) 3.1 初始化函数 (9) 3.2 按键函数 (9) 3.3 周期性发送函数 (10) 3.4 点对点发送函数 (11) 4 总结 (12) 5参考文献 (12)

1.需求分析 基于Zigbee技术的智能窗帘控制器作为物联网智能家居中的核心部分，可以大大提高智能家居系统给用户带来的体验度。它可以定义为一个过程或者一个系统，通过无线传感器网络技术、射频识别技术等，将物理世界中的实体连接到因特网上，从而实现智能识别和管理。在物联网环境下，人们可以通过各种设备全天候获得特定服务。不仅仅是通过个人电脑，那些连接到互联网的智能终端也可以方便地为人们提供信息和执行决策。作为物联网的典型应用，智能家居业务发展备受瞩目。智能家居可以让用户有更便捷的方式来管理家用设备，使多个设备形成联动；而且，智能家居中的各个设备可以相互间通信，在没有用户指挥的时候也能根据不同的状态互动的运行，从而为用户带来更高效、舒适、方便和安全的家居环境。【前人研究进展】以往的智能家居系统以及各类智能传感模块都PC 为控制心，采用有线的方式连接。每次安装智能家居系统都需要做大量的布线工作。随着我国物联网进发展的快车道，Zigbee正逐步被国越来越多的用户接受，并在部分智能传感器场景应用。简单的说，Zigbee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA 和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站，通讯距离从标准的75m 到几百米、千米，并且支持无限扩展。Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、高速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间的数据传输以及典型的有周期性、间歇性和低反应时间数据传输。基于Zigbee技术的物联网智能家居系统与以前的主机式集中控制系统的最大区别是采用基于Zigbee组网通信方式，省去了复杂、困难的布线工作，降低了成本，实现了家居的智能化。【本研究切入点】以嵌入式家庭网关为核心，采用基于Zigbee无线方式对系统中的各类智能模块进行通信。【拟解决的关键问题】基于基于Zigbee技术的智能窗帘控制系统作为智能家居的有机组成部分，在其中加入基于Zigbee模块，使得该智能窗帘控制系统可以和整个智能家居系统组成一个网络，达到对家庭窗帘环境的全天候、多手段的监视和控制

基于51单片机智能控制仪表简单设计

智能控制仪表简单设计 龙岩学院电子信息工程 学号：200402208 姓名：邓晶晶指导老师：吴春富 【摘要】：随着传感器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展,为智能控制仪表测控功能的完善、 测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本设计介绍了一种用变送器现场采集的温、湿度等信号再经A/D 转换送单片机进行处理,最后通过数码显示器,键盘等硬件设计实现了工作过程的自动化。一般的单片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机,所以在本文中外加监视电路对系统起保护作 用。 关键词】：AT89C52 单片机;HD7279A; 看门狗;

第1章引言 仪器仪表是人类认识世界的工具，人们借助于各种仪器仪表对各种物理量进行度量，反映其大小与变化规律.随着人类认识能力的提高与科学技术不断进步，仪器仪表技术得到了飞速发展.50年代以前, 仪器仪表多为指针式，其理论基础是机电学?从50年代起，电子技术特别是数字技术的发展，给仪表行业带来了生机，各种数字式仪表相继问世，许多传统的指针式仪表相继被淘汰，数字仪表使仪表外观耳目 一新，数据表达能力与总体性能都大幅提高? 70年代中期，随着微处理器的出现以及单片机的兴起与应 用，设计者将计算机特有的许多优点引入仪表设计，随之产生了一代崭新的智能仪表，使仪表逐渐由数字型向智能化发展，其功能也由单一显示功能转变为具有信息处理、传输、存贮、显示、控制等功能，使仪 表性能产生了质的飞跃.，品种繁多?目前，我国仪器仪表有13大类，1 300多个产品.其中自动化仪表及控制系统是和国民经济各产业部门关系最为密切的一类产品，其传感变送单元与主控装置及I/O接口 均正朝智能化方向发展?在本设计中采用以单片机作为仪表核心控制器件，可以利用A/D转换芯片对标 准信号进行采集、转换，将输入的模拟量转换成单片机能够检测的数字量进行分析和监测控制，同时可 以利用键盘显示电路将相关数据进行显示。与此同时通过所查阅的资料我还了解到随着测量技术的发展 和微处理器的广泛应用，单片机系统的电路越来越复杂，而系统的可靠性问题也越来越突出，一般的单 片机系统在工业现场等恶劣的环境下容易死机，因此系统在这些场合要保证能够稳定的工作就必须外加 监视电路，在设计中采用了美国集把关定时器、电压监控和串行EEPRO三项功能于一体的专用集成芯 片X5045。该芯片的应用将有利于简化单片机系统的结构，增强功能、降低系统的成本，尤其是大大的增加了系统的可靠性。X5045中的看门狗对系统提供了保护功能。当系统发生故障而超过设置时间时，电路中的看门狗将通过RESET言号向CPU作出反应。X5045提供了三个时间值供用户选择使用。它所具 有的电压临控功能还可以保护系统免受低电压的影响，当电源电压降到允许范围以下时，系统将复位，直到电源电压返回到稳定值为止。本次毕业设计旨在掌握智能控制仪表的设计方法，同时掌握在开发系 统下实现部分软件的仿真方法。 第2章控制系统的硬件设计 硬件组成智能仪表的硬件方框图如图 2.1 图2.1 智能控制仪表的原理框图 2

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现毕业论文

基于51 单片机的智能窗帘控制系统设计与实现毕业论文 毕业设计（论文） 项:基于51 单片机的智能 窗帘控制系统的设计与实现 温州职业学院家用电器也在不断更新从晶体管开始到电子管；从模拟到数字；从分立元件到集成电路；从普通到高性能、多功能；从手动控制到红外遥控，再到智能开发毕业设计智能窗帘控制系统的设计与实现就是基于这一理念。该系统的主要模块包括单片机驱动模块、电机驱动模块、光敏检测模块、无线收发模块和发光二极管信号显示模块。系统分为两种模式。智能模式下，光敏电阻检测光照强度的变化，单片机驱动电机驱动模块中的电机正反转，实现窗帘的前后移动。手动模式下，遥控器中的无线发送模块发送信号，单片机驱

动电机本文设计的智能遥控窗帘操作简单、功能实用、结构简单，基本满足了人们对窗帘智能化的基本需求，具有广阔的研究价值。 关键词:51 单片机，智能，无线遥控，DC 电机 1 温州科技职业学院毕业论文（设计） 目录 简 介 (41) 4 | 提出了1991 年1 月的问题。................................................................. 41 .2国外最新研究成果 (5) 1.2.1 光控窗帘................................................... 5 1.2隔.2 音帘 ................................................................................................................................. 51 .2.3 节能窗帘 (5) 1.2.4 隐形窗帘................................................... 5 1.2罐.5 遮光 (5)

毕业论文-基于AT89C52单片机的光感智能窗帘控制系统设计

计算机控制技术 课程设计说明书 基于AT89C52单片机的光感智能窗帘控制系统设计 学生姓名：学号： 学院： 专业：电气工程及其自动化 指导教师： 2016年1月

摘要 随着生活水平的提高，智能家居越来越被人们关注。智能窗帘也随着科技发展悄然兴起，它不但具备窗帘优雅美观的特点，而且还能提供智能化的服务，使家居生活更加舒适、温馨与贴心。 本文设计的是基于单片机控制系统的智能窗帘。它具备光感、红外遥控、温度显示、定时等功能。该窗帘可以根据外界的光亮程度来控制窗帘开启，从而达到调节室内光线，同时还提供按键来控制窗帘的关合。为了方便用户使用，增设定时模块，用户可根据自身的需要对某段时间，设置窗帘的开启程度。当定时结束，窗帘自动切换到光感模式实现对室内光线的控制。同时，还增设温度显示，使用户可以了解温度状况。 关键词：智能窗帘：红外遥控；光感控制；单片机

目录 第1章绪论 (1) 1.1 设计的背景和意义 (1) 1.2 本设计的内容 (1) 1.3 存在的主要问题 (2) 1.3.1 光感功能的实现 (2) 1.3.2 遥控功能的实现 (2) 第2章总体方案设计 (4) 2.1 主控制系统CPU (4) 2.2 窗帘结构安装及电机选择 (6) 2.2.1 窗帘结构安装 (6) 2.2.2 步进电机选择 (6) 2.3 硬件总体方案 (7) 2.3.1方案设计说明 (8) 2.3.2方案选择说明 (8) 3.1 光电传感器信号采集模块设计 (10) 3.3 执行单元模块设计 (16) 第4章系统软件设计 (21) 4.1 程序流程 (21) 4.2 程序设计 (22) 5课程设计体会 (24) 参考文献 (25) 附录硬件电路图 (26)

基于51单片机控制的智能窗的设计

基于单片机控制的智能窗的设计 摘要 我们现在使用的窗户大部分采用人工关闭方式，不具有自动防盗、防雨、防煤气中毒等人性化的功能；平时我们外出时经常忘记关闭窗户，遇上下雨时，雨水会进入室内，对室内的电器、摆设等物品造成不必要的损害。晚上睡觉时我们通常把窗户关死，一旦燃气发生泄漏，由于室内不透气造成窒息中毒致残、致死的事件时有发生。为了防盗，我们一般在窗户外面安装防护栏，但如今很多城市为了美化市容通常不允许安装防盗窗。再者，现在使用的窗户大多数是单纯推拉式或平移式的，这给在楼层高的住户擦拭玻璃带来很大困难。本文借助单片机、电子电路及传感器的知识设计了可以实现清晨自动开窗、防雨、智能防盗和可燃性气体泄漏时报警并开窗，从而可解决现实生活中存在的很多问题。本智能窗的设计本着安全、方便、节能、人性化的原则进行，可使现代生活显著提高。 关键词：防风雨防盗 51单片机智能 目录 第1章总体方案的设计 (3) 1.1 本设计的主要任务和内容 (3) 1.2 控制系统架构图 (6) 第2章机械结构的设计 (4) 2.1 自动开关窗机械传动形式设计 (4) 2.1.1自动开关窗任务分析 (4) 2.1.2齿轮齿条参数选择 (4) 第3章自动控制系统主要硬件的设计 (5) 3.1 单片机选型 (5) 3.1.1单片机发展过程 (5) 3.1.2单片机发展趋势 (5) 3.1.3AT89S51单片机简介 (6) 3.2 数据检测传感器的选择 (6) 3.2.1数据检测传感模块组成 (6) 3.2.2传感器选型及电路 (10) 3.3 A/D转换电路的设计.................................................... １１

基于单片机的自动窗帘装置的设计

工业技术 -132- 中国科技信息2013年第21期?CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Nov.2013 基于单片机的自动窗帘装置的设计 范林霄 陆强 田娟 泰山医学院信息工程学院，山东 泰安 271016 The design of automatic curtain based on the singlechip Fan Linxiao, Lu Qiang,Tian Juan College of Information and Engineering, Taishan Medical University, Taian, 271016, China 摘要 本论文设计开发了基于单片机的自动窗帘装置。该装置机械部分包括皮带、支撑架和滑杆。自动调节窗帘装置的控制模块可以实现测量环境温度、接收红外信号和控制电机运动。该装置智能化程度高，制造成本低，适合现代生活的需要。关键词 自动窗帘装置；单片机；电机驱动；红外接收模块中文分类号：TP273 文献标识码：A Abstrac t In this paper, an automatic curtain is designed based on the singlechip. The mechanical parts include belt, support frame and slide bar. The controller can measure temperature, receive the infrared signal and control motor. The automatic curtain has characters of high intelligence and low manufacturing cost and it is suitable for the modern life. Key words automatic curtain; singlechip; motor drive; infrared receiving module 基金项目：泰安市大学生科技创新行动计划项目课题资助项目（2012D1041） 1 概述 窗帘自动调节装置，是一种家居用品。传统窗帘调节装置大多采用手动，不能实现自动可控性。单片机可以应用于转速测量[1]和遥控智能车[2]等广泛的工业领域，可以进行步进电机驱动[3]和设计红外遥控[4]，这些技术正好用于设计窗帘自动调节装置，所以将单片机应用于窗帘自动调节装置的设计是可行的和有效的。本论文利用单片机，经由遥控器控制窗帘调节装置滑杆的位置，实现了窗帘的自动控制，成本低廉，大大方便了人们的日常生活。 2 机械设计工作原理 2.1 机械结构 根据实际调研，设计的窗帘调节装置应该具有自动控制窗帘的功能。平常不使用时，窗帘调节装置处于收缩状态，使用时，可以根据需要设定打开和收起窗帘的时间，并可以随着温度的变化而自动调节窗帘，调节室内温度。 图1 窗帘自动调节装置 根据以上功能，窗帘自动调节装置主要由支撑架、带有凹槽的皮带、电机和滑杆组成。支撑架里面有齿轮和带有凹槽的皮带，皮带缠在齿轮上，皮带带动滑杆来回运动，这样当窗帘安装上后，可以实现左右运动。与内置电机相连的是单片机控制装置。 2.2工作原理 窗帘自动调节装置平时处于收缩状态，当使用时，用红外遥控器控制单片机，让电机和传动机构动作，图1中滑杆来回运动，实现对窗帘的控制。单片机上可以根据需要设定打开和收起窗帘的时间，并可以测量温度，实现随 范林霄 DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.21.046