智能红外窗帘升降器的设计

智能红外窗帘升降器的设计
智能红外窗帘升降器的设计

摘要

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。万用遥控器存储有很多家电遥控器的编码,最大缺点是灵活性差,即使是采用同一遥控芯片的遥控器可以选取不同的识别码(客户码)和命令码(数据码),从而构成几乎无数种具体的用法。新的遥控编码组合随新的家电机型层出不穷,导致采用专用集成电路(ASIC)或掩模型单片机(MaskROM MPU)制作的万用遥控芯片总会对一些设备,而且是越来越多的设备无法起作用。学习型遥控器是将原家电遥控器对准学习型遥控器的接收器逐一按键,从而准确地记录该遥控器的波形,应用时再将这一波形再现、发射出去。这样的优点是通用性强,缺点是遥控器内存储器的容量极基有限,一般只能记录数十人键的波形,更换设备就更重新学习。家电控制器不象万用遥控器那样具体到芯片的每一种应用以及每个码的功能,也不需要象学习型遥控器那样机械地记录每个按键的波形,而是综合了遥控编码方式的诸多因素形成特征字,将需要改变的部分数据编码分离出来由PC机软件去处理,极大地节省了数据存储量而又完全不失通用性。这样一来就具备了二者的优点而克服了相应的缺点。

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。

关键词:多功能,红外遥控,定时,事件,编程

目录

摘要............................................................. I 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 (10)

4.1主程序设计 (10)

4.2数据处理子程序 (12)

4.31602C显示子程序 (13)

第5章安装调试与结果 (16)

第6章总结 (17)

致谢 (18)

参考文献 (19)

附录 (20)

一、电路原理图 (20)

二、PCB图 (21)

三、源程序 (21)

四、实物图 (27)

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。

3.2 单片机控制电路

3.2.1 单片机简介

以大规模集成电路为主组成的微型计算机,简称为单片机,又称为嵌入式微控制器(Embedded microcontroller)。它的诞生是计算机发展史上一个新的里程碑。

1)单片机的发展

单片机从诞生至今已经经历了4个发展阶段,分别是:

第一阶段(1974-1976年):单片机初级阶段。因工艺限制,此阶段的单片机采用双片的形式而且功能比较简单。例如仙童公司生产的F8单片机,只包括了8位CPU,64个字节的RAM,和两个并行口,需要加一块具有1KB ROM、定时器/计数器和两个并行口的3851芯片才能组成一台完整的计算机。

第二阶段(1976-1978年):低性能单片机阶段。此阶段的单片机已成为一台完整的计算机,但内部资源不够丰富,以Intel公司生产的MCS-48系列为代表,片内集成了8位CPU、8位定时器/计数器、RAM和ROM等,但无串行口,中断系统也比较简单,片内RAM和ROM容量较小且寻址范围不大于4KB。

第三阶段(1978-):高性能单片机阶段。此阶段的单片机内部资源丰富,以Intel公司生产的MCS-51系列为代表,片内集成了8位CPU、16位定时器/计数器、串行I/O口、多级中断系统、RAM和ROM等,片内RAM和ROM容量加大,寻址范围可达64KB。有的型号内部还带有A/D转换器。

第四阶段(1982-):8位单片机得巩固发展及16位、32位单片机推出阶段。16位单片机以Intel公司生产得MCS-96系列为代表,在片内带有多通道A/D转换器和高速输入/输出(HSI/HSO)部件,中断处理和实时处理能力很强。

目前单片机的品种众多,其中性能优良的8位单片机在今后若干年内仍然将是工业检测、控制应用领域中的主角。

2)单片机的特点:

(1)小巧灵活、成本低、易于产品化。能利用它方便地组装成各种智能式测控设备及各种智能仪器仪表,很容易满足仪器设备既智能又微型化的要求。

(2)可靠性高、适用的温度范围宽。单片机芯片一般是按工业测控要求设计的,能适应各种恶劣的环境。这一点是其他机种无法比拟的。

(3)易扩展、控制能力强。通过单片机本身或扩展可以方便地构成各种规模地应用系统及多机和分布式计算机控制系统。

(4)指令系统相对简单,较易掌握,且指令中又较丰富地逻辑控制功能指令,能较方便地直接操作外部输入输出设备。

由于单片机具有功能强、体积小、可靠性好和价格便宜等独特优点,已成为传统工业技术改造和新产品更新换代的理想机种,具有广泛的发展前景。单片机

技术的应用,使得许多领域的技术水平和自动化程度大大提高,可以说,当今世界正面临着一场以单片机(微电脑)技术为标志的新技术革命。 3.2.2 时钟电路和复位电路

1)时钟产生电路

片内电路与片外器件就构成一个时钟产生电路,CPU 的所有操作均在时钟脉冲同步下进行。片内振荡器的振荡频率非常接近晶振频率,一般多在1.2MHz ~24MHz 之间选取。C1、C2是反馈电容,其值在20pF ~100pF 之间选取,典型值为30pF 。本电路选用的电容为30pF ,晶振频率为12MHz 。

振荡周期=s μ121; 机器周期s S m μ1= 指令周期=s μ4~1。

XTAL1和XTAL2:片内振荡电路输入线,这两个端子用来外接石英晶体和微调电容。在石英晶体的两个管脚加交变电场时,它将会产生一定频率的机械变形,而这种机械振动又会产生交变电场,上述物理现象称为压电效应。一般情况下,无论是机械振动的振幅,还是交变电场的振幅都非常小。但是,当交变电场的频率为某一特定值时,振幅骤然增大,产生共振,称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率,也称谐振频率。即用来连接8051片内OSC 的定时反馈回路,如图3.5所示。石英晶振起振后要能在XTAL2线上输出一个3V 左右的正弦波,以便使MCS-51片内的OSC 电路按石英晶振相同频率自激振荡。通常,OSC 的输出时钟频率fOSC 为0.5MHz-16MHz ,典型值为12MHz 或者11.0592MHz 。电容C1和C2可以帮助起振,典型值为30pF ,调节它们可以达到微调fOSC 的目的。

2)单片机复位电路

图3.6为单片机复位电路。单片机在开机时都需要复位,以便中央处理CPU

以及其他功能部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。单片机的复位后是靠外部电路实现的,在时钟电路工作后,只要在单片机的RST 引脚上出现24个时钟振荡脉冲(2个机器周期)以上的高电平,单片机便可实现初始化状态复位。MCS-51单片机的RST 引脚是复位信号的输入端。例如:若MCS-51单片机时钟频率为12MHz ,则复位脉冲宽度至少应该为2μs 。

图3.1 时钟电路图3.2 复位电路

3.3 显示电路

液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。此次使用的是字符型液晶模块1602C,该模块是一种用5x7点阵图形来显示字符的液晶显示器,能够显示2行16个字符。1602采用标准的16脚接口,其中:

第1脚:VSS为地电源。

第2脚:VDD接5V正电源。

第3脚:V0为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地电源时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。

图3.3 液晶显示接口电路

第4脚:RS 为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。

第5脚:RW 为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS 和RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS 为低电平RW 为高电平时可以读忙信号,当RS 为高电平RW 为低电平时可以写入数据。

第6脚:E 端为使能端,当E 端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。

第7~14脚:D0~D7为8位双向数据线。

第15~16脚:空脚,也可以15脚接5V 正电源16脚接地,控制LCD 背景光。

3.4 报警与控制电路

该部分是单片机和外部报警与控制的接口部分,主要起报警、执行和电气隔离作用,其电路图如图3.4所示。

继电器采用SRD-D6VDC-SL-C 型,240AC 通断TA 的电流。其直流线圈电阻95欧,三极管Q1采用KTC9012,输出电流IC 为150mA ,放大系数β为60至1000范围内,若取β为200则Ic 在5V 下为50mA 左右,则基极电流为0.25mA 。只有P0口在高点位输出时才能达到这样大的电流值。因此把这两个口分别用P0和P01代替。由于P0口属于三态输出输入口,因此,必须接上拉电阻,其阻值大小可计算为:

(50.7)

170.25V K m A

-=Ω

我们取10千欧的电阻让Q1在高电平时饱和导通,此时,基极电流为0.44mA 。 二极管D1主要起保护作用,在Q1关断时续流,以免电感线圈断路时产生过压损坏三极管。

图3.4 继电器、报警与执行电路

由于DS18B20自带了存储器,能够将设定的温度报警值自动存入 DS18B20 的 EEROM 中,永久保存,因此每次开机时系统都会自动从 DS18B20 的

EEROM 读出温度报警值.两个继电器中,K1接的是降温装置,K2接的是加热装置,当实际温度大于TH 的设定值时,蜂鸣器响,表示超温,此时继电器K1吸合,接通降温装置进行降温;当实际温度处于TL 与TH的设定值之间时,继电器常闭。

总的原理图和PCB图见附录1、附录2所示。

第4章软件设计

4.1 主程序设计

主程序完成系统初始化及各个程序之间的联系任务,如下图所示。

4.1 主程序流程图

主程序流程说明:

电路分为8个部分,分别是电源部分、显示部分、鸣响提示部分、红外线接收部分、数据储存部分、光控电路测光部分、电机控制执行部分、单片机主控器件部分。

电源部分通过外接插座输入交流12v或者直流13-14v电压,交流电经过整流滤波后,输出电压为12v的vdd,为控制继电器提供工作电压。同时经过3端集成稳压器ic2稳压后输出5v电压vbb,为讯响电路、红外接收电路、显示电路提供电源,5v电源经过二极管d4、限流电阻r18后,为单片机提供vcc电压,e1是直流供电电源,电压为3v~3.6v,在本电路中为了节省成本,使用两节5号普通电池,c6和c7是单片机电源滤波电容。平时交流电正常的情况下,5v电源为单片机供电的同时,也为电池浮充电,大大延长了电池的使用寿命,当交流电停电的时候,电池仅为单片机供电,单片机在掉电状态下维持时钟的正常走时,vbb供电被d4隔断。在控制器设置成手动控制时,单片机除执行任务外,均处于睡眠状态,遥控器信号的到来,单片机从睡眠中唤醒,恢复正常工作,所以手动状态下当交流停电时,电池的耗电电流更小。

显示电路使用一个0.56英寸的共阳高亮度数码管,限流电阻取用1—1.5k.

鸣响电路由单片机的p1.0兼用,除驱动数码管的数点之外,兼用音频信号输出,音频信号通过r20、c10输入到三极管v6的基极上,三极管驱动发声器发声。二极管d3用来提供c10的放电回路,保证交流信号的正常耦合。发声器发出的声音有单片机软件来实现和控制,不同的情况下发出不同音调、不同时间长度的鸣响来,也可以编制乐音声音发声。

红外线接收电路使用一个集成红外接收器,型号是hs3008,静态时输出端输出高电平,当接收到红外信号后,按红外信号的数据波形输出负脉冲数据信号。红外信号输出到单片机的p3.2 ,该口对应的第二功能是外部中断0 (int0),利用该口的第二功能,一旦红外线信号到来,p3.2被拉低,单片机中止当前的工作转移到接收、处理红外信号。开启中断功能的目的,既减轻了单片机的工作负担,又保证接收到的红外信号的完整性,同时在手动工作状态下,单片机进入睡眠后,利用外部中断功能完成对单片机的唤醒。

光控电路有gm1、c5、v3组成,利用了单片机的p3.4和p3.5完成对环境亮度的测试工作。gm1可以使用光敏电阻或者光敏二极管,本电路中使用光敏二极管。c3和gm1组成rc充放电回路,p3.4处于高电平的时候,p3.4的高电压用过gm1的正向电阻向c3充电,当p3.4被单片机拉低后,c3通过光敏元件放电,光敏二极管工作在反向电压状态下,此时环境亮度决定了光敏二极管的光阻值,光阻值大,c3放电速度慢,反之放电速度快。适当控制p3.4的拉低脉冲宽度,使得c3

放电工作在线性比较好的一个工作段上。p3.5用来检测c3在p3.4拉低期间放电的电压状态,当c3电压下降到1/2vcc以下后,p3.5测得数据“0”,反之测得数据“1”,为了减小p3.5对c3充放电的影响,c3充放电电压通过三极管v3组成的射极输出器连接到p3.5上,射极输出器的高输入阻抗减小了p3.5对rc充放电电路的影响。

电机执行部分完全受单片机的控制,通过单片机的p3.0和p3.1完成。单片机复位状态下p3.0和p3.1输出高电平,三极管v1、v2,v4、v5截止,两个继电器j1、j2释放状态,方向可逆的电动机因无电源供电而停止。当p3.0或者p3.1其中有一个被拉低后,两个继电器便会有一个导通,例如p3.0拉低后v1导通、v4导通,j1吸合,电机得电转动,当只有p3.1拉低后,电机则反方向转动,实现了窗帘的拉开和关闭。

两个继电器的工作状态受单片机控制,在同一个时间内两个继电器仅能有一个吸合。即便是在电机工作期间,操作了反向转动按键,单片机也是先释放当前工作的继电器,并延时一段时间后再吸合另外一个继电器,防止了电机正反工作线圈同时通电的冒险。

单片机是本电路中的核心器件,担负整个电路的管理。电路中使用p1口的8个i/o口分别驱动数码管的7个笔划和数点。这样做的目的是at89c2051用于本电路中,其i/o口比较富裕,这样的驱动显示节省一个显示驱动电路,同时显示的数字和字符完全通过软件编写的,可以编写更多的字符。所以数码管除显示0~9数字外,还可以显示软件编辑的任意字符,数点用来指示工作状态和不同的设置状态。单片机的复位脚使用c1、r14组成上电复位电路,k1是手动复位按键,实践中得知本复位按键用到的时候很少。

数点控制脚兼用鸣响信号输出端,输出的音频信号通过r20、c10输入到v6的基极,放大后推动发声器y1发声。d3是c10的泄放电阻,保证交变信号的正常耦合。

单片机的p3.3和p3.7口作为iic储存器的总线,本电路使用at24c02完成对设置状态和设置数据的储存。

4.2 数据处理子程序

数据处理部分使用的器件是MCS-51系列单片机A T89C51,它自带8K的FLASH程序存储器,它的核心处理单元为8位。数据处理主要是对数字温度传感器采集温度数据,并进行逻辑判断,根据数据的具体情况输出到LCD显示和使继电器动作。这部分包括三个方面的工作,主要由三个子程序来完成,分别为GETWD、DATA-PRO和ZTBJ。从这个子程序读出的数据由两个字节组成,高字节为35H,低字节为34H,数据格式如表4.3所示。

处理过程如框图4.2所示。

首先,把高位字节不带进位位Cy左移四位,再与F0H相与,最后把低四位置零,高四位保持不变,将所得结果存储起来。低位字节的处理是:先将该字节高低四位相互交换,存储该字节在R3中,然后将这个数据与0FH相与去除高四位,最后将这个低位字节与处理后的高位字节相或,将高低位字节最后处理为一个字节,除去最高位符号位,后七位就是要显示的数据,存储在36H中。最后把R3中数据取出,带进位位左移一位,判断其进位标志位C是否为“1”,若为“1”则把数字5存储在37H中,供LCD显示测量值小数部分。否则把37H中置零。到此,整个数据处理过程到此结束。

图4.2 数据处理子程序

4.3 1602C显示子程序

液晶显示器采用目前使用的比较广泛的字符型液晶显示器1602C。1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B (41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表4.1所示,它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:1为高电平、0为低电平)

指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置。

指令2:光标复位,光标返回到地址00H。

指令3:光标和显示模式设置I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移。

指令4:显示开关控制。D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示C:控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无光标B:控制光标是否闪烁,高电平闪烁,低电平不闪烁。

指令5:光标或显示移位S/C:高电平时移动显示的文字低电平时移动光标。

指令6:功能设置命令DL:高电平时为4位总线,低电平时为8位总线N:低电平时为单行显示,高电平时双行显示F: 低电平时显示5x7的点阵字符,高电平时显示5x10的点阵字符。

表4.1 控制指令

指令11:读数据液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平,表示不忙,否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符。

表4.2是DM-1602的内部显示地址。

表4.2 DM-1602内部显示地址

初始化子程序的框图如图4.3所示。在初始化子程序中,操作非常简单,主要是对LCD 发出初始化控制命令,然后开显示器,写入数据,初始化过程就算完成。

图4.3 LCD 初始化子程序

初始化子程序说明:首先开始,然后清屏并光标复位,单片机发写命令,再液晶显示应答。如果回答否,再回到清屏并光标复位,开始以为是继电器坏了,经检查,原来是没有给控制加热和降温装置的继电器供电,后来接上电源后问题就得到了解决。单片机发写命令,再液晶显示应答,如果回答是,再准备写入数据,最后执行显示命令。

执行显示命令 清屏并光标复位

液晶显示应答否

单片机发写命令 开始

准备写入数据

第5章安装调试与结果

红外遥控按键的功能分为三部分,直接操作部分—窗帘电机的正转、反转和停止操作。设置部分—输入定时打开窗帘的时间;定时关闭窗帘的时间;输入当时的时间;开关整点报时功能;开关电机工作的时候声音提示功能;设置电机运行的时间长度;选择定时、光控、手动控制的方式;查询现在预设工作状态和预设定时时间以及光控级别等。第三部分是系统复位,不论在任何的工作状态下,总复位操作能将窗帘控制器恢复到开始状态下。

工作方式的选择是选择时控、光控和仅仅手动控制方式之一,在时控和光控状态下,手动控制仍然有效,在手动状态下仅能手动遥控操作。手动状态下的单片机非工作期间进入睡眠状态。

电机工作时间长度设置,是根据用户窗帘的长度不同,设置对应的电机一次运行时间,保证在时控和光控状态下窗帘拉开或者关闭到位。

测试环境亮度是根据不同用户窗帘安装位置处的环境亮度不同,以及用户光控拉开和光控关闭窗帘的环境亮度的要求不同,让用户自行选择环境亮度。

声音开关是开启或者关闭电机在运行的时候,鸣响器是否配合运行发出一种“嘀—嘀—嘀—嘀—”的断续提示音,以便用户听觉感知窗帘的工作。

当工作在时控和光控状态下,并进行当时时间校正以后,内部的时钟开始走时,而且时间数据在一个数码管上,按时分方法顺序显示当时时间的小时和分钟,显示一遍之后,停止1秒钟,以便区分一个完整的时间显示完毕。在此时如果开启整点报时功能,一旦时钟到达整点,鸣响器发出声音报时,长声音表示10个点,短促声音表示一个点。

第6章总结

学校给我们布置了个任务,让同学在毕业前进行实践调查,以便培养同学的能力,这样会很好的锻炼我们社会交际能力,现在的社会的要求也是越来越需要我们的能力。通过这项活动,使我们的视野更加宽阔对社会的了解更多.在调研过程中我参加了实习,这更加让我深入的了解企业。在实际调研过程中可以通过网络,书本,指导老师还有专业人员得到相关的信息。从各个环节入手,对厂品全方面了解。突出应用性强,注重新技术,新成果的应用。对传感器进行类比,选材,工艺设计突出实用性。立足基础理论,面向应用技术,以必须,够用为尺度。加理论知识和实际应用统一。这些都是在调研中所要考虑到的。让我学到了许多知识,培养了我的调查研究、查阅文献、收集资料和理论分析的能力;分析问题和解决问题的能力。提高自身实践技能,达到理论知识和实际应用的统一,让我受益匪浅。调研的过程也就是探索如何将设计变为现实的过程,通过这次调研,让我深深地感觉到我们在学校所学知识的重要性。设计知识在实际工程设计环节中必不可少,这也让我感觉到自己所学知识的优势及不足,觉得平时的知识积累的还不够,仍然有好多东西等着我去学习!今后要不断地提高自身的综合素质;同时认识到实践也是一个不可缺少环节,只有不断地通过理论与实践相结合,不断发现问题解决问题,才能创作出更好的毕业设计作品。调研使我对课题在理论上有了一个深层次的研究,开阔了自己的设计思路,也是对我在实践环节中遇到问题的补充。通过这次实习使我对我的毕业设计课题充满信心,感谢学校和公司给我的这次学习与实践的机会。

致谢

在此次的设计过程中,刘江文老师对我精心辅导与严格要求,使我的设计得以顺利完成。他的严谨治学的态度、创新的思维、无私奉献的精神深深影响着我。让我知道了如何成为一名科学工作者、如何做学问、如何合理的设计自己的学习和工作计划。在此表示衷心的感谢!其次要感谢所有教育过我的老师!你们传授给我的专业知识是我不断成长的源泉,也是完成本论文的基础。我还要向关心和支持我学习的朋友们表示真挚的谢意!感谢他们对我的关心、关注和支持!并在此感谢我们实验室的同学的热心帮助,在他们的协助下我圆满完成这次毕业设计。感谢机电工程分院为我提供最新的实验设施和优越的实验环境,使我的设计达到理想效果。

单片机控制的智能窗帘课程设计

摘要 本文首先介绍了智能家居的基本知识及其应用前景,进而阐明了开发作为智能家居中一个很重要部分——红外线遥控自动窗帘的意义。随后着重介绍了开发单片机控制的红外线遥控窗帘系统所用到的集成芯片STC89C52、DS1302芯片、红外线发射接收器等硬件的结构原理。本文采用分块的模式,对整个系统的硬件电路设计进行分析,分别给出了系统总体框图、电源电路、时钟DS1302电路、鸣响电路、红外线接收电路、电机控制电路、显示电路,并对相应电路设计进行了相关的阐述。随后讲述了软件的编写思路,也是采用分块的模式,分别写出了红外线解码程序、时钟芯片DS1302控制程序、LCD液晶显示程序、遥控控制程序的编写思路,每一模块都画出了其方框图,看起来一目了然。 最后通过仿真调试,时钟,手动开关窗帘,自动开关窗帘等控制方面的设计上基本达到了预期目的。当然,该系统在一些细节的设计上还需要不断的完善和改进。 关键词:时钟芯片,单片机,红外线,窗帘。

目录 第1章.绪言 (1) 1.1课题背景 (1) 1.2国内外概况 (1) 1.3课题的研究工作 (2) 第2章.单片机简介 (4) 2.1单片机的发展 (4) 2.2单片机的特点 (5) 2.3单片机的应用 (5) 第3 章.系统设计 (6) 3.1系统方案确定 (6) 3.2核心芯片结构原理介绍 (7) 3.2.1 中央控制器——STC89C52RC (7) 3.2.2时钟芯片DS1302 (10) 3.2.3 储存器件AT24C02 (12) 3.2.3红外接收HS0038 (14) 3.2.4液晶显示器LCD1602.......................................... 错误!未定义书签。 3.3硬件电路原理设计 (14) 3.3.1电源部分............................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2显示电路............................................................... 错误!未定义书签。 3.3.3红外接收电路 (15) 3.3.4时钟电路 (15) 3.3.5数据存储电路....................................................... 错误!未定义书签。 3.3.6光控测光电路 (16) 3.3.7电机执行电路 (16) 3.3.8窗帘框架构造设计 (17) 3.4软件设计 (18) 3.4.1红外解码 (18) 3.4.2 LCD1602显示程序.............................................. 错误!未定义书签。 3.4.3 DS1302的控制程序 (19) 3.4.4数据存储程序 (22) 第4章.调试 (24) 第5章.总结 (26) 第6章.致谢 (27) 参考文献 (28) 附录: (29) 原理图: (29) 源程序: (30)

基于单片机的红外遥控小车设计

单片机系统设计实例 红外遥控小车 专业:信息对抗技术 姓名:吴志飞 学号:1411050121 指导教师:张东阳

目录 1 绪论 (1) 2 系统分析 (2) 2.1系统框架 (2) 2.2电机驱动模块 (3) 2.3 LCD显示模块 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1主控模块的电路设计 (6) 3.1.1AT89C51单片机的简介 (8) 3.1.2AT89C51管脚功能 (8) 3.2红外遥控模块的电路设计 (9) 3.2.1红外遥控的实现原理 (10) 3.2.2红外发射器 (11) 3.2.3红外接收器 (12) 3.3电机驱动模块的电路设计 (12) 3.4显示模块的电路设计 (13) 4 系统软件设计 (14) 4.1程序代码 (14) 4.2软件流程图 (17) 5 调试与仿真 (18) 5.1在keil中进行调试 (18) 5.2在Proteus中进行仿真 (19) 6 总结 (21) 参考文献 (22) I

沈阳理工大学课程设计说明书 1 绪论 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快,,智能化程度越来越高,应用范围也越来越广,包括海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景,涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成。同时,当今机器人技术发展的如火如荼,其在国防等众多领域的应用广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段,参加者多数为学生,目的在于通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识。从某种意义上来说,机器人技术反映了一个国家综合技术实力的高低,而智能电动小车是机器人的雏形,它的控制系统的研制将有助于推动智能机器人控制系统的发展,同时为智能机器人的研制提供更有利的手段。 本次课设设计的红外遥控智能小车可以分为四大组成部分:红外遥控部分、显示部分、执行部分、控制部分。智能小车可以实现按遥控指示前行,后退,左转和右转。该设计主要通过对系统硬件电路的设计,软件设计和程序的编写,然后通过后期软硬件调试达到设计初衷。 1

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

智能家居系统设计方案.doc

智能家居系统设计方案 2014 年 12 月

目录 一、智能家居系统的概述 ...................................... 错误 !未定义书签。 二、智能化家居代表未来趋势 ................................... 错误 !未定义书签。 三、设计原则依据 ............................................ 错误 !未定义书签。 四、建设目标 ................................................ 错误 !未定义书签。 五、系统介绍 ................................................ 错误 !未定义书签。 1 、智能灯光系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 2 、空调系统 . ................................................... 错误 !未定义书签。 3 、安防及对讲系统 .............................................. 错误 !未定义书签。 4 、家庭影音系统 . ............................................... 错误 !未定义书签。 5 、电动窗帘、电动遮阳蓬系统.................................... 错误 !未定义书签。 6 、远程网络遥控系统 ............................................ 错误 !未定义书签。 六、灯光控制示例 ............................................ 错误 !未定义书签。 七、结论、案例分享 .......................................... 错误 !未定义书签。

单片机的红外遥控器解码设计

第1章红外解码系统分析 第1节设计要求 整个控制系统的设计要求:被控设备的控制实时反应,从接收信号到信号处理及对设备控制反映时间应小于1s;整个系统的抗干扰能力强,防止误动作;整个系统的安装、操作简单,维护方便;成本低。 红外载波、编码电路设计要求:单片机定时器精确产生38KHz红外载波;根据控制系统要求能对红外控制指令信号精确编码并迅速发送。 红外解码电路设计要求:精确接收红外信号,并对所接收信号进行解码、放大、整形、解调等处理,最后输出TTL电平信号;对非红外光及边缘红外光抗干扰能力强。 设备扩展模块设计要求:直流控制交流;抗干扰能力强;反应迅速不产生误动作;能承受大电流冲击。 第2节总体设计方案 2.1方案论证 驱动与开关 方案一:采用晶闸管直接驱动。 其优点是体积小,电路简单,外围元件少。但控制电流小,大电流晶闸管成本高,并且隔离性能差。 方案二:采用三极管驱动继电器。 其体积大,外围元件多。优点是控制电流大,隔离性能好。 根据实际情况,拟采用方案二。 2.2总体设计框图 经过上述方案的分析选择,得出系统硬件由以下几部分组成:电视红外遥控器,51单片机最小系统,接收放大于一体集成红外接收头,1602液晶显示驱动电路。 整体设计思路为:根据扫描到不同的按键值转至相对应的ROM表读取数据。确认设备及菜单选择键后AT89S2将从ROM读取出来的值,按照数据处理要求从P2.5输出控制脉冲与T0产生的38KHz的载波(周期是26.3μs)进行调制,经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头,内部集成红外接收、数据采集、解码的功能,只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来,就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作,如图1-1所示。

遥控窗帘开题报告

一、引言 随着科学的发展,社会的进步,人民生活水平的提高,工作压力也越来越大,人人都希望回到家或是在办公室都有一个舒适的环境。能得到很好的休息,这就使得自动化技术快速发展。当今,遥控已经很普遍。但不是说就没有他的研究价值,为了进一步满足人们高水准生活的需要,家用电器产品性能也在不断的更新挽代,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。红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此,彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。与此同时,窗帘作为装修业不可缺少的一部分,也日益火爆起来,目前,常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式,只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵,不能普及。所以,现在的重点是如何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置。 同时,单片机也有它突出的优点。从1974年开始,单片机就以它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点,开始不断发展,并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机的发展经历了四个阶段。 可预见单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路内装化等方面发展,也就是对CPU、存储器、片内I/O的改进,低功耗,特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。而从目前国内对单片机的需求来看:在未来几年里,8位、16位单片机将是单片机的发展主流,它的新发展表现在:(1)CPU功能的增加(2)内部资源的增多(3)引脚的多功能化(4)低电压、低功耗。 正因为单片机有着如此多的优点,单片机在工业控制中和家用电器等上的应用中独占鳌头,故又称为微控制器(Microcontroller) 1、因为它具有“小、轻、廉、省”的特点,尤其耗电少,又可使供电电源的体积小、重量轻,所以特别适用于“电脑型产品”,在家电、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品上得到应用。 2、适用于仪器仪表,不仅能完成测量,还具有处理、监控等功能,易于实现数字化和智能化。

基于单片机的智能窗帘控制系统总体设计方案

基于单片机的智能窗帘控制系统总体设计方案 智能窗帘控制系统总体设计方案是确定能够满足设计要求的总体方案的环节。本章从系统功能需求出发,规划并确定了系统的总体结构,并在此基础上考虑了系统的可扩展性及可实现性。 2.1 方案选取 单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛,很多的电子产品利用单片机所取得的便利性得到了人们的好评,针对单片机控制的自动窗帘控制系统的智能化要求,实现其自动控制的方案有两种: 方案(一)基于温度检测以及声控检测器件的自动控制。方案(二)基于光照强度器件以及时钟模块的自动控制。这二个方案都是基于单片机控制的,采用步进电机控制以及液晶显示,不同的设计部分在于检测器件的选取上。 :2.1方案(一)的系统框图如图 声控模块 键盘模块89C52

电源模块显示模块 温度模块 方案(一)系统框图2.1 图方案(一)与方案(二)的区别主要在于检测器件的应用,方案(一)采用温度采集和声音检测元件,通过设定的温度来控制窗帘的开闭,以减少光照对室内的温度影响,利用声音控制虽然方便性有所提高,但是其误差较大。方案(二)采用的时钟模块以及光照采集元件,通过设定光照值晚上关窗帘的功能,以实现白天开窗帘,来控制窗帘的开闭,利用设定的时间来控制窗帘的开闭,实用性更强。综合考虑。以上因素,系统设计采用方案(二). 方案(二)的系统框图如图2.2: 时钟模块 键盘模块89C52 电源模块显示模块

光照检测 方案(二)系统框图图2.2 2.2 系统总体设计与工作原理 2.3智能窗帘控制系统的总体结构框图如图所示 光敏电A/转换电温度模 单片 步进电显示模 智能窗帘控制系统的总体结构框图2.3 图由光敏传感器来探测外界的光强,从传感器出来的信号转换器。转换后的信号由单片机控制电机,来实A/D输入到现电机的运行与停止。温度模块用来采集温度,并且将采集到的温度通过显示模块显示。显示部件用来显示电动窗帘控制器的各种状态信息。键盘是主要的输入设备,控制单片机[9]电源模块用来提

红外遥控窗帘系统设计

目录 摘要: (1) 1 设计意义及要求 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 设计要求 (1) 2 总体方案设计 (1) 3 硬件电路设计 (2) 3.1单片机最小系统设计 (2) 3.2 无线发射、接收模块设计 (5) 3.2.1 PT2262/2272芯片简介 (5) 3.2.2发送、接收模块简介 (7) 3.2.3发送、接收模块电路简介 (7) 3.3 光敏检测模块设计 (9) 3.4 电机驱动模块设计 (9) 3.5 状态指示模块设计 (10) 3.6供电电源模块设计 (11) 4 程序设计 (12) 4.1 软件介绍 (12) 4.2 程序设计 (13) 结论 (16) 参考文献 (16) 附录 (16) 附录1 (16) 附录2 (23) 附录3 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。致谢............................................................................................................................... 错误!未定义书签。

智能遥控窗帘 摘要:随着社会的发展,科技的进步,生活水平的提高,人们对家庭生活的舒适性有了更深层次的认知,都不愿停留在传统的生活环境内。所以为了进一步满足人们高水准生活的需求,各种人性化家用电器的设计不断被提出。而窗帘作为每个家庭的生活必须用品,自然也要满足人们对便捷性的要求,因此一款具有使用价值的智能遥控窗帘值得深入研究。而以8位STC89C51单片机为核心器件设计的红外遥控窗帘就是日后窗帘的一种发展趋势。其主要模块有单片机控制系统,无线发射、接收模块,光敏检测模块,电机控制模块,状态指示模块。可以实现无线遥控,防止过卷,指示运行状态等功能,还具有智能模式,可根据环境光线的强弱对窗帘的开关进行自我调节。 关键字:STC89C51;控制系统;无线遥控 1 设计意义及要求 1.1 设计意义 随着社会的发展,科技的进步,生活水平的提高,人们对家庭生活的舒适性有了更深层次的认知。以往的窗帘仅仅是起到遮光的效果,智能化与人性化程度较低,只能通过人们手动去拉动,给居家生活造成了一定的不便,尤其是对于一些应用大型窗帘的会议厅、歌舞厅、酒店等来讲,传统式窗帘的功能已显得极为单调,不能再满足人们各方面的需求。于是遥控电动窗帘在最近几年得到迅速发展,红外遥控的智能窗帘,不但能够解决手拉开关窗帘的难题,而且能够使人们的生活更加便捷,更加人性化,同时还可以根据环境光线的强弱对窗帘的开关进行自我调节,使人们深切体验到智能化时代带来的生活层面的满足。 1.2设计要求 本次课程主要任务是基于STC89C51单片机的遥控窗帘的设计。主要功能如下: 1)控制窗帘的开关。 2)具有防过卷功能。 3)具有无线遥控功能。 4)能够指示运行状态。 5)可以根据环境光线的强弱对窗帘的开关进行自我调节。 2 总体方案设计 智能遥控窗帘总体方案设计框图如图2-1所示:

基于单片机的红外遥控系统设计

课程设计 基于单片机的红外遥控系统设计 学院:计算机与通信工程学院 专业:通信工程 班级:通信11-3班 姓名: 学号:

天津理工大学 摘要 本设计采用51单片机作为遥控发射接收芯片,HS003B作为红外一体化接收发射管,在此基础上设计了一个简易的智能红外遥控系统。系统包括接收和发射两大部分,发射部分有16个按键,接收部分含有8盏彩色LED灯、一片二位数码管和蜂鸣器系统。发射部分通过键盘扫描判断哪个键被按下,经过单片机编码程序进行编码,控制红外发射电路发送信号。接收部分解码信号,实现相应的输出。本设计方案结合红外遥控设计简单、作方便、成本低廉等特点。 关键字:红外遥控信号调制编码解码

天津理工大学 目录 摘要................................................................................................................................................... I I 1.绪论 (1) 1.1课题目的和意义 (1) 1.2红外线简介 (1) 1.3红外遥控系统简介 (1) 2 课题方案和设计思路 (2) 2.1总体方案 (2) 2.2红外发射器设计 (3) 2.2.1红外发射器原理 (3) 2.2.2红外编码 (3) 2.3红外接收端设计 (4) 3硬件结构设计与介绍 (5) 3.1AT89C51系列单片机功能特点 (5) 3.1.1主要特性 (5) 3.1.2管脚说明 (5) 3.1.3基本电路 (7) 3.2红外发射电路 (8) 3.3红外接收电路设计 (9) 3.3.1红外接收模块 (9) 3.3.2数码管 (9) 3.3.3彩灯系统 (10) 3.3.4蜂鸣器系统 (11) 3.3.5红外接收端电路图 (12) 4 软件设计 (12) 4.1定时/计数器功能简介 (12) 4.2遥控码的发射 (13) 4.3红外接收 (14) 5.课程设计总结和心得 (15) 参考文献 (16) 附录 (17) 附录1P ROTEUS仿真图 (17) 附录2发射程序 (17) 附录3接收程序 (20)

智能窗帘设计说明书

安防智能电动窗帘设计说明书 设计者: 指导老师: 地址: 单位:山东劳动职业技术学院 2015年9月21日

目录 一. 作品简介 (3) 二作品设计 (4) 1. 研制背景及意义: (4) 2. 主要功能: (4) 3. 产品的主要特色 (4) 4. 产品的设计方案 (4) (1)产品的主要功能模块 (5) 图2 导轨安装示意图 (5) (3)光敏控制模块设计 (6) (4)遥控控制模块设计 (7) (5)安防灯设计 (8) (6)单片机控制模块 (8) 三作品的高端设计 (9) 1. 简单变色型窗帘: (9) 2. 简易型智能变色型窗帘: (9) 3. 全能型设计窗帘: (10) (1)温度控制设计 (10) 四作品材料设计 (10) 1. 纱帘设计 (10) 2. 遮光帘设计 (10) 五作品的市场预估 (11)

一. 作品简介 本产品针对目前家用窗帘多为手动,并且不具备安防功能,采用光敏测量元件以及单片机,配合灯具的照明,设计了一种安防家用窗帘。本产品设定了自动功能和手动功能切换,从而实现了在家模式和离家模式。 图1 产品实际工程外观设计 产品的主要功能设计有: (1)光敏控制功能检测到室外属于白天时打开窗帘,当黑夜来临时关闭窗帘,根据光亮要求,自动实现灯光的开启与关闭,窗帘的打开与关闭。 (2)遥控控制功能可在10米以内用遥控对窗帘的控制,符合现代人犬儒化趋势,舒适享用现代科技带来的舒适。 (3)虚拟防盗功能因为主人不在家时它也能智能控制窗帘和灯具的开关,起到了有人在家的假象,使盗贼不敢入侵该家庭。根据设定时间和光亮,在夜间设定时间段实现窗帘的关闭和灯光的开启,从而在夜间营造家中有人的假象,可实现长期外出旅游时家庭的安防,解决主人的后顾之忧。 (4)变色功能本功能由于造价问题,在样本窗帘未采用光致变色窗帘和温敏变色窗帘。窗帘功能为采用热敏或者光敏变色纤维材料,使其颜色根据自然环境的变化以及室温的变化

智能家居设计方案

比较全的一套智能家居设计方案 智能系统设计范围: 本设计包含的系统为:智能门锁、安防、可视对讲、厨房室内可视分机、灯光、空调、电动窗帘(百叶窗、气窗)、背景音乐、环境监测(红外亮度、然气感应)、视频监视、集中控制和远程WEB控制等。并且,以上所有系统都不是独立的,而是和其他系统相互联系,融合为一个统一的整体,并相互响应,做到真正意义上的智能。 智能系统设计的原则: 用户需要操作方便,功能实用,外观美观大方的智能家居系统。系统要有吸引来宾的外观和功能,能体现用户高人一等的生活品位。同时要化繁为简、高度人性、注重健康、娱乐生活、保护私密。 系统功能描述: 以下,我们跟据房型结构,设计的智能家居系统: 区域: 庭院 主楼负一层:影音娱乐室、储藏间、楼梯 主楼一层:大门、门厅、客厅、餐厅、厨房、客卧室、卫生间、楼梯 主楼二层: 二层休闲厅、主卧室及主卫、次卫、儿童房、书房及阳台. 负一层: 1、影视娱乐室 ①控制对象:灯光开关、灯光调光、电动窗帘、电视、AV播放设备、中央空调。 ②在入口安装1只“智能控制面板”,对以上设备进行智能化控制,设置6组常用场景模式:“准备”、“电影”、“中间休息”、“纯音乐”、“调光”、“离场”。 按下“准备”模式,灯光自动调亮,空调自动启动,人员入场,做准备工作。 按下“电影”模式,灯光逐渐暗下(过度时间2秒),只留有最后面的两个壁灯在5%的亮度,电动窗帘自动闭合,电视机自动打开。 按下“中间休息”模式,灯光渐亮,方便休息,喝点咖啡。 按下“纯音乐”模式,单独的音乐欣赏,灯光调节到一个温和的亮度。 按下“调光”模式,可对以上四个场景的灯光亮度做手动调节,以适合不同人的要求。

智能遥控窗帘系统设计【开题报告】

毕业设计(论文)开题报告 题目:智能遥控窗帘系统设计 专业:电子信息工程 1选题的背景、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。它能够实现对家电设备的自动控制和管理、对家庭的安全进行监测报警,能够为用户提供安全舒适、高效便利的生活环境。 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,给人们的生活带来了很多方便。同时,也为人们的生活环境以及智能家居的实现提供了依据,为此,研究与设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。 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,仅仅解决了手拉窗帘的问题,可还需要人来近距离操作,电动窗帘机使一些超高、超宽窗帘的操作变得比较容易。但因为这种窗帘机技术含量低,基本上没有厂家作大规模工业化生产。然而遥控窗帘机却可以远距离操作窗帘的开合,使用更为方便,在现代生活更有广泛的使用价值。 2相关研究的最新成果及动态 2.1 最新成果 智能窗帘的主要品牌有福建龙岩的飞鸿牌,北京的龙华和广州的创明等,还有一些国外品牌的产品。自动窗帘机具有自动控制功能,使窗帘天亮自动打开,天黑自动关闭,使用更为方便。智能窗帘机同时具有手动、遥控和自动功能,可以满足用户各种情况下的使用要求,是一种更为先进的窗帘控制装置[1]。 奥兰AL-CK01智能窗帘机是兰州四达电子技术研究所应用微电子技术和光电子技术研制的高科技民用电子产品, 可在各种使用窗帘的场合实现开关窗帘的自动控制、手动控制和红外遥控, 是现代办公和生活环境的高档配套产品。 本窗帘机设计合理,结构先进,可靠性高,和同类产品相比具有鲜明的技术特色。具有自动功能的窗帘机在设计上必须要解决的技术问题是窗帘运动到位后如何停机。本机使用了巧妙的停机方法:窗帘拉到位后由于阻力增大电机转不动了,此时电机的反电势将消失,致使电机电流迅速增加,用检测电路检出此信号

红外遥控发射和接收系统课程设计

红外遥控发射和接收系统设计 摘要 本设计是以红外技术为基础,可以实现无线遥控,摆脱了信息传递需要导线的限制,而且红外实现方式灵活,得到了广泛的应用。特别是随着芯片技术的发展,红外集成芯片价格的降低,更加扩展了红外的应用范围。现在在我们的日常生活中都能感受到红外的应用,以及它给我们带来的便利。本设计充分利用能够很容易买到的普通电视机遥控器,通过编码发射红外线,然后由通用红外接收芯片sw0038实现对红外的接收,但是因为考虑到题目的要求仅仅是实现对一个开关的简单开管控制,所以舍弃了依靠单片机来对遥控器发出的红外进行解码实现多种控制的方案。本方案简洁可行,充分利用现有的资源进行开发,取得比较好的效果,并且具有良好的移植性,可以通过简单的修改就应用到其他领域。 关键字:红外遥控红外解码双稳态 Abstract This design is take the infrared technology as a foundation, realizing the wireless remote control, getting rid of the the limit of wire information transmission. Beacause infrared technology is easy to be realized,it is widely used in many fields. Specially ,with the chip technology development, infrared integrated chip price reducing, even more expanded the infrared application scope . Now in our daily life ,we can feel the application of the infrared, and the convenience it has brought us.In this design,I take ordinary television remote control device to realize coding and Infrared Emission,then it is received by the general infrared receive chip sw0038 .what the topic requests is merely the realization of a simple switch control,so I give up the program on the MCU. The program is simple and feasible, making full use of the existing resources for development, and achieve fairly good results.It has a good portability,so only after a little change,it can be transplanted to other fields. Key word: infrared remote control infrared decode bistability

遥控窗帘文档

摘要 本设计是基于AT89S52单片机的遥控窗帘。它采用按键和无线遥控两种控制方式,其中PT2262/PT2272 编码解码芯片组成无线发送接收模块;通过控制直流电机的正反转来控制窗帘的开关,并且可以指示运行状态;利用霍尔传感器作为限位开关来控制窗帘停止,防止过卷。 它采用8位的AT89S52单片机做控制器,采用直流电机专用驱动集成电路L298N驱动电机工作,L298N属于H 桥集成电路,输出电流大,功率强。单片机输出的控制信号通过可控制的光电耦合器件TLP521-4控制电机驱动芯片L298N 的输入端IN3、IN4的电位,实现电机正转、反转、停止的控制目的。可控制的光电耦合器件TLP521是用于电路之间的信号传输,使之前端与负载完全隔离,目的在于增加安全性,减小电路干扰,减化电路设计。霍尔传感器电路接好并通电时,输出为高电平;当有磁钢靠近霍尔传感器时,输出为低电平。利用这一特性,可以把霍尔传感器作为限位开关,使用两个霍尔传感器分别作为正向、反向时的限位开关,防止过卷。本系统使用的按键工作方式为:高电平有效,当有按键按下时给单片机相应的I/O口一个高电平,控制系统执行相应的功能。 本设计实现了如下几个功能: 1)控制窗帘的开关。 2)具有防过卷功能。 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。 随着社会经济的高速增长,人民生活水平的不断提高,人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈,窗帘作为每个家庭的家居必须用品,自然也需要满足人们更舒适性的需求,因此研究遥控窗帘具有一定的使用价值。 关键字:AT89S52、直流电机、L298N、TLP521-4、无线遥控、霍尔传感器

关于智能窗帘的课程设计

关于智能窗帘的课程设计

课程设计 机电一体化系统设计课程设计 教学单位: 机电工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 班级: 10机械C(机电一体化) 1.学号:2010100203013学生姓名: 谢伟军 2.学号:2010100203027学生姓名: 李伟雄 3.学号:2010100203067学生姓名: 吴海富指导教师: 何伟 完成时间: 2013 年11 月10 日 电子科技大学中山学院机电工程学院

前言 如今伴随着信息时代的到来,人们的生活水平日益提高,方便、快捷、自动、智能成为时代的主题,在现代家庭生活环境中,居家环境早已不仅仅局限在物理空间上,人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的环境,自动化的电子产品自然成为人们追求的目标。 窗是人心灵的眼睛,窗帘则是眼睛上的睫毛,窗帘在防止强光射入,帮助人们合理的安排时间,美化室内环境,保证个人隐私,增强居家环境方面有重要作用。随着人们生活节奏的加快,窗帘的自动化随之产生。 本产品是在学习机械原理及设计和电工学等知识,通过实践,观察,思考的基础上设计而成的,且人性化的思想理念也体现了科学技术在人们生活中的作用。 通过几个月的努力,使我们深刻感受到了电学,力学,加工工艺,理论知识与实践相结合在机械设计中的重要性。加强和拓展这些方面的知识对机械学子们是很有必要的。 由于我们能力、经验以及一些方面的知识有限,许多地方未能深入的研究,如有误漏之处,敬请评委老师批评指正。

课程设计任务书 目录 1课题分析 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计达到的功能和要求 (1) 1.3 设计内容和主要步骤 (2) 1.4 小组成员及其分工 (2) 2机械结构设计 (3) 2.1 设计参数计算 (3) 2.2 机械部件的选择 (3) 2.3 机械结构的设计 (4) 2.4 机械结构装配图 (5) 3控制电路设计 (6) 3.1 电机的选择 (6) 3.2 传感器的选择 (7) 3.3 PLC的选择 (9) 3.4 控制系统电路图 (11) 4 控制系统设计 (12) 4.1 控制系统工作原理 (12) 4.2 控制系统框图 (13) 4.3. 控制过程流程图。 (13)

智能窗帘系统设计(硬件)

南阳理工学院本科生毕业设计(论文) 学院(系):电子与电气工程学院专业:电子信息工程 学生: 123 指导教师: 123356 完成日期 2012 年 5 月

南阳理工学院本科生毕业设计(论文) 智能窗帘系统设计(硬件) The Design of Intelligent Curtain System(hardware) 总计:毕业设计(论文)23页 表格:0个 插图:36幅

南阳理工学院本科毕业设计(论文) 智能窗帘系统设计(硬件) The Design of Intelligent Curtain System(hardware) 学院(系):电子与电气工程学院 专业:电子信息工程 学生姓名: 学号:145268566 指导教师(职称):45555555555555 评阅教师: 完成日期: 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology

智能窗帘系统设计(硬件) 电子信息工程专业 [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 The Design of Intelligent Curtain System Electronic Information Engineering Specialty YUANG Zhen-Peng Abstract: According to the requirements of office and living environment, this design made use of the SCM (Single Chip Micyoco ) controlling system of AT89C51, the special function at P3, the idleness mode and lose-electric mode at P1. Based on the different controlling mode, we realize to control the curtain machine by mutual transformation of semiautomatic and automatic controlling and infrared remoter. This design is made up of infrared remote circuit, systematic controlling mode, electrical source transformation, protective circuit, etc. It can reach the achievement of automatically rising and falling of the curtain. Key words: SCM; timing control; photoelectric switch; stepping motor

一套完整的智能家居系统布线设计方案

一套完整的智能家居系统布线设计方案 第一章智能家居系统概述 住房是生活的原点,未来的家居是什么样子,您想过吗?从美国科幻电影中,从媒体报道中,我们可以窥见未来智能家居生活的一些影子。 清晨,轻柔的音乐自动响起并逐步增大音量催您起床,同时窗帘自动打开,音乐舒缓响起,早餐开始自动烹饪,新闻按预定播放。 离家出门,您完全不必担心灯还没关,大门还没锁。因为在您开车上公路的时候,只需在手机轻触远程控制界面,智能家居系统会帮您照料好一切;同时安防系统自动布防,出现异常智能侦测,煤气漏了、发生火灾了、有人闯入了,系统将自动及时地通报到小区的管理中心,并将现场情况通过信息发送到正在上班的您面前。 回到家中,随着门锁被开启,安防系统自动解除室内警戒,廊灯缓缓点亮,空调、新风系统自动启动,背景乐轻轻奏起。 在家中,只需一个遥控器就能控制家中所有的电器。每天晚上,所有的窗帘都会定时自动关闭,入睡前,床头边的面板上,您触动“晚安”模式,就可以控制室内所有需要关闭的灯光和电器设备,同时安防系统自动开启处于警戒状态。在您外出之前只要按一个键(离家情景)就可以关闭家中所有的灯和电器…… 现在和未来随着社会的进步人们物质和精神生活质量的全面提升,安逸和休闲就成了生活基调。而智能家居恰好能迎合、满足人们的需要。现在,楼宇的卖点越来越集中在智能化和生态环保化,而最大的变量和砝码就是智能化。消费者在除了选用传统的节能卫具、灯具来节能的同时,也没有忽视对“智能”生活的追求。智能化的家装设计可以更好地实现人们对人性化家居的需求,而通过智能家居的应用不但可以实现小区智能化,同样也可以起到节能的效果。未来随着经济的发展,人们对生活质量追求的提高,智能家居也将逐渐引领装修时尚潮流,成为新的消费趋势。 第二章设计原则 智能家居又称智能住宅。通俗地说,它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统。衡量一个住宅小区智能化系统的成功与否,并非仅仅取决于智能化系统的多少、系统的先进性或集成度,而是取决于系统的设计和配置是否经济合理并且系统能否成功运行,系统的使用、管理和维护是否方便,系统或产品的技术是否成熟适用,换句话说,就是如何以最少的投入、最简便的实现途径来换取最大的功效,实现便捷高质量的生活。 1、实用性 智能家居最基本的目标是为人们提供一个舒适、安全、方便和高效的生活环境。对智能家居产品来说,最重要的是以实用为核心,摒弃掉那些华而不实,只能充作摆设的功能,产品以实用性、易用性和人性化为主。 我们认为在设计智能家居系统时,应根据用户对智能家居功能的需求,整合以下最实用最基本的家居控制功能:包括智能家电控制、智能灯光控制、电动窗帘控制、防盗报警、门禁对讲、煤气泄露等,同时还可以拓展诸如三表抄送、视频点播,园区服务,云平台服务及未来智慧城市所具备的必要功能和增值功能。

基于单片机的红外遥控系统设计

单片机红外遥控系统设计 随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高,各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路,这种方法虽然制作简单、容易,但由于功能键数及功能受到特定的限制,只实用于某一专用电器产品的应用,应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计,具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。 本设计主要应用了AT89C51单片机作为核心,综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识,应用红外光的优点,设计了一个红外线遥控系统。本系统包含发射和接收两大部分,利用编码/解码芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外线发射器;接收部分包括红外线接收芯片、光电转换器、调解电路。其优点硬件电路 简单,软件功能完善,性价比较高等特点,具有一定的使用和参考价值。 关键词:单片机AT89C51;LED红外线发射器

目录 目录 (2) 1 绪论 (2) 1.1研究背景 (2) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3研究目的与意义 (3) 2系统方案设计论证 (5) 2.1单片机红外遥控发射器设计原理 (5) 2.2单片机红外遥控接收器设计原理 (5) 2.3方案选择和论证 (6) 3红外解码硬件电路设计 (8) 3.1红外解码系统设计 (8) 3.2单片机及其硬件电路设计 (8) 3.3红外发射电路设计 (10) 3.4红外接收电路设计 (11) 3.5本章小结 (13) 4红外解码程序设计 (14) 4.1红外接收电路主程序流程图 (14) 4.2红外接收电路子程序流程图 (14) 4.3本章小结 (15) 5 联机与调试 (16) 结论和展望 (23) 附录A:系统原理图 (24) 附录B:系统PCB图 (25) 附录C:系统仿真图 (26) 附录D:系统源程序 (27) 1 绪论 1.1研究背景 目前市场上采用的一般是遥控编码及解码集成的电路。此方案的特点是制作简单、容

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