智能窗帘报告

2015年合肥学院电子设计竞赛

项目报告

Hefei University

项目名称： 作者姓名： 梁波 1205022039 12通信（二）班

毛会磊 1205022002 12通信（二）班

朱春松 1305011019 13电子（一）班 指导教师： 完成时间： 2015年3月16日

［摘 要］本电路根据办公和生活环境需要，采用AT89C51单片机控制系统，利用P3口的特殊功能与P1口的空闲模式和掉电模式，根据其不同控制模式，实现半自动控制、自动控制、定时控制的相互转换控制窗帘机。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。

［关键词］单片机；定时控制；光电开关；步进电机

1 引言 ....................................................................................................................... 4

1.1 系统设计的背景及意义 ............................................................................... 4 1.2 设计的基本内容 .......................................................................................... 4 1.3设计思想及基本功能 .................................................................................... 5 2 总体电路设计与原理说明 ...................................................................................... 6

2.1方案选取 ...................................................................................................... 6 2.2 方案介绍 ..................................................................................................... 7

2.2.1 自动控制窗帘基本功能 .................................................................... 8 2.2.2控制器总体结构设计 ......................................................................... 8

3 系统硬件设计 ....................................................................................................... 10

3.1 89C51单片机及相关电路 .......................................................................... 10

3.1.1 89C51单片机概述 ........................................................................ 10 3.1.2 晶振电路 ........................................................................................ 10 3.1.3 复位电路 ........................................................................................ 11 3.1.4 显示电路 ........................................................................................ 12 3.2 光敏传感器电路 ........................................................................................ 14 3.3 A/D转换电路 ............................................................................................. 15 3.4 步进电机电路 ............................................................................................ 15 3.5键盘接口电路 ............................................................................................. 16 3.6 红外控制电路 ............................................................................................ 17 4系统软件设计 ........................................................................................................ 20

4.1主程序软件设计 ......................................................................................... 20 4.2 光控电机程序设计 .................................................................................... 21 4.3 LCD1602显示程序设计 .............................................................................. 22 4.4光照采集程序设计 ..................................................................................... 22 5 总结 ..................................................................................................................... 24 参考文献 .................................................................................................................. 25 附录 1：原理图 ....................................................................................................... 26 附录 2:部分子程序 .................................................................................................. 27

1 引言

1.1 系统设计的背景及意义

当今时代，科技的发展和人们生活水平显著提高，人们对居住环境方便快捷的要求越来越高，智能家居系统应运而生。智能家居是现代电子技术、通讯技术及自动化技术相结合的产物。随着高新技术及电子器件的发展，光控、温控及遥控窗帘应运而生，给人们生活带来很多方便。同时，也为人们的生活环境及智能 家居的实现提供了依据，为此，研究和设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。窗帘机的控制方式大体上有三种：声控、光控、时控，声控和遥控属于半自动类而光控虽属全自动式，但因光敏器件的灵敏度，冬夏等不同季节的光照度的不同，以及人们对开闭窗帘在时间上的要求不同，而难以实施和普及。因此，设计一款价格低廉，结构简单，灵敏度高，抗干扰能力强，实现红外线遥控控制、时间控制、手动控制三种功能的为一体的智能窗帘，具有十分重要的意义。在欧美等发达国家，电动窗帘已经广泛应用。在十多年前，电动窗帘就已经 进入我国，可一直没有大的推广，这两年，随着电控技术的不断提高及价格的不 断下降，电动窗帘热才又卷土重来。据了解，全国共有170 多种电动窗帘器获得 了国家专利，但就其技术本身而言，还是大同小异，但销价却有了很大的差别，贵的要数千元，便宜的只有几百元。尽管遥控自动窗帘系统在国内是一个新兴的行业，但是，它也正以不可抵挡之势迅速崛起。遥控自动窗帘系统走进中国以来，再短短四年的时间里，遥控自动窗帘系统生产商由最初的几家公司增加到如今的百余家企业，其行业发展之迅 速是目前国内任何其他行业所无法比拟的。目前，我国遥控自动窗帘系统生产厂商、分销商、集成商与装饰公司都形成了相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足遥控自动窗帘系统行业。随着自动窗帘热潮在世界范围内的日渐兴起，随着中国电子技术的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及智能电子技术在生活中的广泛应用，自动窗帘已经成为未来家居装饰潮流发展的最新方向。从目前的发展趋势来看，在未来的20 年时间里，自动窗帘行业将成为中国的主流行业之一，其市场的发展前景是非常广阔的。

1.2 设计的基本内容

本设计通过分析电动窗帘的发展和现状来规划电动窗帘的智能功能，

从而对电动窗帘控制器进行设计。采用步进电机作为执行元件，以光敏电阻作为传感元件的传感器作为检测元件，89C51单片机作为控制芯片，辅助键盘和显示，最终实现了电动窗帘控制器的多项智能项目。

主要章节分为：

（1）引言：介绍系统设计的背景及意义，设计的基本内容。 （2）总体设计方案：给出了电动窗帘控制器的总体方案设想，智能项目，和设计结构规划。

（3）软件设计：选用选用汇编语言作为本次软件设计的编程语言。 （4）总结与展望。

1.3设计思想及基本功能

该器具有一般的窗帘控制器的最基本的功能，即通过电动按钮来开闭窗帘，在此基本功能的前提下，本设计根据需求还设计了可以根据光照强度和设定时间自动开闭窗帘的功能，在选取设计方案和采用元器件方面，该器本着简单实用经济的思想，尽量简化电路设计，用最简单的电路布线和选用最经济实用的器件来达到设计要求。

自动窗帘控制器具有以下几个基本功能： 1.手动控制

该功能使电动窗帘具有手动正传、手动反转 和手动停止的功能。 用户可以通过遥控器对窗帘的开合进行控制，避免了手动拉动窗帘的麻烦。

2.半自动手动控制

半自动手动控制是在需要关闭或打开窗帘的时候，只需要人工按一下“正转”或“反转”按键后，窗帘到位自动停止。 3.光控调节功能

当用户无暇顾及窗帘的开合程度时可以打开光控调节功能，窗帘的关闭和开启通过环境亮度自动完成窗帘的开启或关闭操作控制，“天黑关闭，天亮打开”单片机会自动获取信息调节室内光照强度，使室内一直处于舒适的光照环境。具有智能管理，不产生误动作。 4.定时控制功能

根据设置输入的开启或关闭时间，来控制窗帘的关闭和打开。窗帘的正转、反转和停止功能可由单片机输出电平来控制步进电机的运转以实现。环境亮度的控制通过光敏电阻和运放组成的电路来控制单片机输出电平继而控制电机的正转和反转。时间自动控制可以由定时器来控制。