智能窗帘控制系统

毕业论文论文题目：智能遥控窗帘系统设计

系部：信息工程系

专业名称：电子信息工程

班级： 08432 学号： 13 姓名：朱斌

指导教师：郑莹

完成时间：11 年 5 月8 日

目录

摘要.............................................................. 第1章绪论.. (1)

1.1窗帘红外遥控器设计目的 (1)

1.2窗帘红外遥控器完成的功能 (1)

第2章总体方案设计 (2)

第3章硬件设计 (4)

3.1红外接收电路 (4)

3.2单片机控制电路 (5)

3.2.1 单片机简介 (5)

3.2.2 时钟电路和复位电路 (6)

3.3显示电路 (7)

3.4报警与控制电路 (8)

第4章软件设计 (9)

4.1主程序设计 (9)

4.2数据处理子程序 (11)

4.31602C显示子程序 (12)

第5章安装调试与结果 (15)

第6章总结 (16)

致谢 (17)

参考文献 (18)

附录 (19)

一、电路原理图.................................... 错误！未定义书签。

二、PCB图 ........................................ 错误！未定义书签。

三、源程序........................................ 错误！未定义书签。

第1章绪论

1.1 窗帘红外遥控器设计目的

随着社会信息化的加快，人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。人们对家居的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。

随着电子技术产业结构调整，生产工艺的飞速发展，人们生活水平的不断提高，家用电器逐渐普及，市场对于红外遥控控制系统的需求也越来越大。高精度、多功能、低功耗，是现代科技发展的趋势。在这种趋势下，窗帘的数字化、智能化已经成为现代生产研究的主导设计方向。

单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了红外控制。随着窗帘红外控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的窗帘控制器应运而生。红外线窗帘遥控控制器是我厂最新研制的一种高科技产品，它不但取代原有的无线遥控窗帘控制器，而且工作可靠，4种不同的工作方式任意选择，数字自动测试环境亮度，整点报时，电机工作鸣响提示，数码时钟等功能，满足不同用户的需要。

1.2 窗帘红外遥控器完成的功能

本文介绍一款使用微电脑管理的、红外遥控器控制的多功能窗帘控制器。该窗帘控制器采用89c2051单片机的最小系统设计，控制一个220v的可逆、变速电动机控制窗帘的拉开和关闭。窗帘控制器可以使用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停控制；可以执行事先输入的开启时间和关闭时间进行时间控制；还可以根据室外环境亮度实现环境亮度光控。三种工作方式可以方便地进行选择，当选择时间控制的方案时，数码管还能显示当时小时和分钟时间，不过时间数据只能顺序显示，显示一遍后，略等片刻再显示下一遍时间。另外、电机拉动窗帘的工作的时间长度，电机工作的时候是否有鸣响提示，以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等都可以通过遥控器进行设置。

第2章总体方案设计

这次设计题目为单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了红外控制。随着窗帘红外控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的窗帘控制器应运而生。

实现这种控制目的的方案有3个。

方案（一）自动控制系统。（采用A/D转换器）

方案（二）模拟集成控制器自动控制系统。（采用V/F转换电路）

这二个方案都是采用单片机控制，液晶显示模块LCD显示。

方案（一）的系统框图如图2.1：

图2.1 方案一的原理框图

AT89C2051是一款采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容的单片机，其主要性能特点有：（1）高性能、低功耗的8Byte微控制器，RISC精简指令集机构，指令功能强大，且多数为单周期指令，具有低功耗的闲置和掉电控制模式、5个中断源、两个16位定时器/计数器等功能。

（2）片内集成4KB可编程闪烁存储器，可进行1000次以上写/擦循环操作，数据保留时间可达10年，支持三级程序存储器锁定。

（3）丰富强大的外部接口性能：32可编程I/O线，可编程串行通道，片内振荡器和时钟电路。

采用LG28显示模块41BH数码管，动态扫描，8550三极管位选驱动，AT89C51微处理器P0口直接段选实现小时、分钟显示，具有显示亮度强、稳定性能好、显示误差少等优点。

方案（二）的框图如图2.2：

图2.2 方案二的原理框图

该窗帘控制器采用89c2051单片机的最小系统设计，控制一个220v的可逆、变速电动机控制窗帘的拉开和关闭。窗帘控制器可以使用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停控制；还可以根据室外环境亮度实现环境亮度光控。以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等都可以通过遥控器进行设置。该红外遥控窗帘可谓是一款多功能的窗帘控制器窗帘控制器原理图。

第3章硬件设计

3.1 红外接收电路

笔者设计的这款红外遥控器，不仅能设置控制对象的给定值或控制参数，并通过红外线发送给对象，而且能接收并显示对象通过红外线反馈回的实际值，这是它不同于普通红外遥控器的地方。因此，实际应用中，红外遥控器和控制对象上都装有红外发送电路和红外接收电路。红外遥控器的硬件部分主要包括五个模块：电源模块、键盘模块、液晶模块、红外发送模块和红外接收模块。总体硬件框图如图1所示。由于MSP430、红外发送模块和红外接收模块都可采用3V电源，所以电源模块采用两节1.5V电池供电即可。键盘模块采用4×4行列扫描式键盘。液晶模块由MSP430F413直接驱动。因为发光二极管的发光距离与其发射功率成正比，为了提高发光二极管的发光距离，必须提高它的发射功率，也就是使红外发光二极管工作于脉冲状态。可以用两种方法来实现：一是用硬件方法，即设计脉冲电路来产生占空比尽量小的脉冲载波信号；另一种就是用软件来控制MSP430F413的输出端P2.1，让其输出即为占空比较小的脉冲信号。这里利用软件来实现这个功能。即在需要输出高电平的时候，让程序定时把P2.1口输出状态反向，其中定时时间是由指令数和指令周期来决定的，每条指令的指令执行周期是固定的，所以如果想让反向频率高一些，则让指令执行的少一些，反之就让指令多一些。可见输出信号占空比可以由定时时间的长短来决定，这样就可以在高电平时输出占空比尽量小的脉冲信号。因为接收头对38KHz的光信号转换能力比较强，所以把高电平的频率设置为38KHz。在需要输出低电平的时候，控制P2.1口一直为低就可以了。红外发光二极管发射波形如图3所示。先发一段前导码，以检验这组码是否为想要的码。前导码由一个9ms的高电平和一个4ms的低电平组成。然后再发32位数据代码，其中高电平为0.5ms，低电平为0.5ms的一个周期为代码“0”；高电平为0.5ms，低电平为1.5ms的一个周期为代码“1”。为了提高发射功率，实际工作时，发光二极管的高电平用38kHz的载波信号载波，低电平则一直为低。红外发送程序流程图如图4所示。即先发出前导码，然后再按发出的是…0‟或…1‟来发出不同的数据码，每发送完一位，就让码长计数器num加1，直到num加到32时，发送停止。