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。

1、概述

1.1选题目的和意义

随着社会经济的发展和人们生活水平的改变，宽大窗户的办公和生活建筑越来越多。这种建筑结构美观，采光良好。但是，窗户的高度或者宽度超过4米以后手拉窗帘却比较困难。而现在的放地产商几乎却都没有为用户考虑这个问题，使一些高档住宅反而带来了生活上的不便，解决这个问题的方法是使用窗帘机。

窗帘机是专门为高大的窗户设计的窗帘控制装置，根据功能不同可以分为电动、遥控、自动和智能等多种规格。电动窗帘机是通过窗帘机上的控制按键操作窗帘开合的一种最简单的窗帘机，仅仅解决了手动窗帘的问题，可还需要人来近距离操作，电动窗帘使一些超高、超宽窗帘的操作变得比较容易。但是因为这种窗帘技术含量低，基本没有厂家作大规模工业化生产；遥控窗帘机可以远距离操作窗帘的开合，使用更为方便，自动窗帘机具有自动控制功能，可以满足用户各种情况下的使用要求。

1.2选题的要求

（1）进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统设计的基本方法和步骤

（2）掌握单片机仿真软件Proteus的使用方法；

（3）掌握键盘和显示器在的单片机控制系统中的应用。

（4）掌握撰写课程设计报告的方法。

2、系统总体方案及硬件设计

2.1 遥控窗帘的基本设计原理

基于单片机的遥控窗帘的设计要求如下：

1）控制窗帘的开关、利用直流电机正反转实现。

2）防过卷功能。

3）具有无线遥控和手动按键控制两种功能。

4）能够指示运行状态。

针对设计要求作如下设计，本装置设计以单片机为核心，通过单片机发送相应的信号，利用光耦的隔离作用，保证信号的稳定，利用L298N 控制直流电机正反转和停止，来控制窗帘的上升、停止、下降等动作，采用霍尔传感器的磁效应实现最高点、最低点电机自动停止来防止窗帘的过卷，窗帘的操作可通过键盘手动和无线遥控两种方法完成。使用不同颜色的发光二极管对窗帘的运动方向进行显示，使窗帘这种常用的家居用品更具人性化。

2.2原理框图

图 1—系统原理框图 开始

单片机处理 光电检测 过卷检测

显示部分 电机正转 电机反转

电机停止

2.3各功能模块介绍

2.3.1无线遥控控制

利用315M遥控器发出正转、反转和停止信号，与窗帘相连接的控制电路接收到控制信号后，根据遥控命令来控制电机的运行状态，从而达到远距离对控制窗帘的打开、闭合和停止。对于遥控窗帘来说，遥控器的按键需要一个打开按键和一个闭合按键来控制窗帘的打开和闭合。遥控器的按键还应加一个停止按键，这样我们就不会为使电机运行而一直按着按键不放。这样有两个好处：一是方便用户控制用户在打开或关闭窗帘时不用一直按着按键；二是最大可能地降低遥控器和接收器功耗，这是因为遥控器在按下一次后发送一串数据后就可以立即进入睡眠，对于主机也不用时时检测信号这样就可以更好的降低功耗。

无线遥控主要用到315M无线遥控器，下面介绍315M遥控器：

数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。

发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262或者SM5262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至数据模块的输入端即可。

数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，空旷地传输距离约20～50米，发射功率较小，当电压5V 时约100～200米，当电压9V时约300～500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约60毫安，空旷地传输距离700～800米，发射功率约500毫瓦。当电压大于l2V时功耗增大，有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大，传输距离比