计算机控制----光感自动窗帘控制系统设计

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自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计一、概述本文提出了一种基于单片机的自动窗帘控制系统设计方案。

该系统可以通过遥控器、手动按钮、光线传感器等方式实现窗帘的远程控制,同时还具备智能感光调节、定时功能等特点。

该方案不仅有效地提高了生活品质,也节约了能源。

二、系统架构本系统总体上采用了基于单片机的架构设计,包括硬件和软件两部分。

其中硬件部分主要由主控单元、执行单元、遥控器、光线传感器和电源等组成;软件部分主要由程序设计和算法实现。

其中,主控单元采用AT89c52单片机,该单片机的主频为11.0592MHz,其功能包括控制和存储系统的状态信息、处理用户输入和输出等功能。

执行单元是由驱动电机、限位开关和窗帘等组成,其主要作用是按照主控单元下发的指令,执行窗帘升降操作。

三、实现细节1、遥控器模块遥控器模块采用了433MHz无线模块,遥控器通过按键来实现对窗帘的远程控制。

其中,上升键、下降键和停止键分别用于控制窗帘的升降和停止。

2、手动按钮模块手动按钮模块是在窗帘旁边设置的控制按钮,用于在窗帘控制前或控制过程中手动控制窗帘的升降。

3、光线传感器模块光线传感器模块是对室内光线强度的检测,通过测量光线强度并与预设的阈值进行比较,判断是否需要自动开启窗帘。

当光线强度小于设定值时,窗帘自动升起,当光线强度大于设定值时,窗帘自动关闭。

4、程序设计程序设计主要负责系统状态的控制和窗帘升降的实现。

整个程序分为初始化、输入/输出、存储/处理、计时、检测等模块,分别完成不同的任务。

其中,初始化模块用于对各个模块进行初始化,如按键、433MHz模块、光线传感器等;输入/输出模块负责接收外部输入信号并输出控制信号,如接收遥控器信号并发送给主控单元,输出驱动电机升降信号等;存储/处理模块用于将输入信号存储并进行处理,如检测是否需要自动开启窗帘,检测窗帘是否到达限位等;计时模块负责系统时间的管理,包括自动开关窗帘的时间设置、定时器中断触发等;检测模块负责对窗帘升降状态的检测,判断窗帘是否到达限位等。

基于单片机的光控自动窗帘控制系统设计说明书之欧阳音创编

基于单片机的光控自动窗帘控制系统设计说明书之欧阳音创编

计算机控制技术课程设计说明书光感自动窗帘控制系统学生姓名:张静学号:学院:专业:电气工程及其自动化指导教师:1月欧阳音创编2021.03.11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成长悄然兴起,它不单具备窗帘优雅美观的特点,并且还能提供智能化的办事,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、按时等功能。

该窗帘可以根据外界的光亮水平来控制窗帘开启,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。

为了便利用户使用,增设按时模块,用户可根据自身的需要对某段时间,设置窗帘的开启水平。

当按时结束,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;单片机欧阳音创编2021.03.11目录第1章绪论错误!未定义书签。

1.1 设计的布景和意义11.2 本设计的内容11.3 存在的主要问题21.3.1 光感功能的实现21.3.2 遥控功能的实现3第2章总体计划设计42.1 主控制系统CPU42.2 窗帘结构装置及机电选择72.2.1 窗帘结构装置 (7)2.2.2 步进机电选择 (7)2.3 硬件总体计划82.3.1计划设计说明 (9)2.3.2计划选择说明 (9)3.1 光电传感器信号收集模块设计113.3 执行单位模块设计20第4章系统软件设计264.1 法度流程26欧阳音创编2021.03.114.2 法度设计275课程设计体会错误!未定义书签。

参考文献30附录硬件电路图31欧阳音创编2021.03.11第1章绪论1.1 设计的布景和意义21世纪是信息化的世纪,各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨年夜进步。

利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统,有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、平安、有效。

智能窗帘控制系统设计

智能窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计摘要:本文针对自动家居系统中的窗帘控制系统问题,设计了一款基于一片式的机器的自动窗帘控制系统。

系统基于一天中光线强弱和温度不断变化的特点,实现了一天中随着日照强度和温度的不同动态控制窗帘的打开与闭合。

此外,为使得自动窗帘系统更加人性化,在设计中加入了无线控制模板,从而实现自动窗帘系统的自动化控制。

本系统以STC89C52一片式的机器作为核心控制器,通过接收到环境光强度和温度,实现对窗帘的自动控制,同时,支持无线通信和电脑发送指令控制窗帘的功能。

本设计主要以51一片式的机器为主控单元进行硬件模板化设计,主要分为光照检测模板、节能显示模板、时钟模板、按键控制模板以及电机驱动模板。

根据设计要求,主要实现在周围光线暗时,自动窗帘自动拉开,在周围光线亮时,自动窗帘自动关闭,即为光控功能。

与此同时,还有手动模式下,自动窗帘可根据用户需求,实现开合或暂停。

此项设计可使得生活更便利,舒适,并且操作简单易懂,成本低,具有良好的市场拓展研发前景。

关键词:自动家居;窗帘控制;一片式的机器;无线控制;自动化;光的敏感电阻;步进电机Study on the Cuisine Culture of Hot PotAbstract:Aiming at the curtain control system in smart home system,this paper designs an intelligent curtain control system based on single chip computer.Based on the changing characteristics of light intensity and temperature in a day,the system can dynamically control the opening and closing of curtains with different sunshine intensity and temperature in a day.In addition,in order to make the intelligent curtain system more humane,wireless control module is added in the design,so as to realize the intelligent control of the intelligent curtain system.This system takes STC89C52 as the core controller,realizes the intelligent control of curtain by collecting the intensity and temperature of ambient light,and supports the function of wireless communication and computer sending instructions to control curtain.51 single-chip microcomputer has been used to design the main control unit to carry out the hardware modular design.The control system is mainly divided into illuminationdetection module,节能display module,clock module,key control module and motor drive module.According to the design requirements,the system has the light control function when means that the smart curtains are automatically opened when the ambient light is dark,and the smart curtains are automatically closed when the ambient light is bright.At the same time,smart curtains can be opened or closed according to user needs under the manual mode.This design could make life more convenientand comfortable,simple operations,easy to understand and low cost,and have a good market to expand the research and development prospects.keyword:Smart Home;Curtain Control;Single Chip Microcomputer;Wireless Control;Intelligent;Photosensitive;resistor目录第1章引言 (1)1.1课题的简介与意义 (1)第2章系统工作原理 (2)2.1对系统执行机构的控制和信息处理 (2)2.2系统硬件方案选择 (3)2.3系统硬件电路的设计 (3)2.3.12.1 STC89C52一片式的机器系统设计 (3)2.3.22.2 LCD1602液晶显示电路设计 (4)2.3.3 2.3 DS1302时钟电路设计 (5)2.3.4 ADC0832电路设计 (6)2.3.52.5步进电机原理构造 (7)2.3.6 ULN2003硬件设计 (8)2.3.6继续接收电器控制模板 (8)第3章系统设计 (9)3.1系统软件部分设计 (9)3.2系统硬件设计 (10)3.2.2红外测温模板 (11)3.2.3自动窗帘模板 (12)3.2.4定时开关 (13)3.2.5温度和光强控制开关 (13)3.2.6手动开关 (13)3.2.7语音控制 (13)3.2.8火灾监测模板 (13)3.2.9门窗防盗模板 (13)3.3系统组网 (14)3.4 ZB核心芯片 (14)3.4.1光控节能灯模板 (15)3.4.2继续接收电器控制模板 (15)3.5协调器和路由节点电路 (16)3.6非投影下光线调整子程序 (18)3.7总体设计 (19)(1)接收到的LUX值在I级范围,PLC控制百叶窗帘关闭。

光控自动窗帘设计书

光控自动窗帘设计书

光控自动窗帘设计书光控自动窗帘设计书随着科技的进步和人们对生活品质的追求,光控自动窗帘成为了家居装饰中的热门选择。

光控自动窗帘不仅能够实现智能控制,提供便利的使用体验,还能够有效地调节室内光线,改善居住环境,提高生活质量。

本设计书旨在全面介绍光控自动窗帘的设计原理、功能特点、使用方法以及相关注意事项,为设计师和消费者提供有指导意义的参考。

一、设计原理光控自动窗帘的设计原理主要包括光感功能和智能控制功能两个方面。

1. 光感功能:光控自动窗帘内置光感传感器,能够实时感知室外光线强度,并根据设定的阈值自动调节窗帘的开合程度。

当光线较强时,窗帘会自动闭合,有效遮挡阳光直射进室内,提供良好的遮光效果;而当光线较暗时,窗帘会自动打开,留出适量的光线进入室内,烘托温馨的氛围。

2. 智能控制功能:光控自动窗帘可与智能家居系统连接,通过手机、遥控器或语音控制等方式进行远程控制。

用户可以根据自己的需求随时调整窗帘的开合程度,实现个性化的光线调节。

二、功能特点光控自动窗帘具有以下功能特点,能够为用户带来便利和舒适的使用体验。

1. 自动感光调节:光控自动窗帘能根据室外光线强度自动感光调节,智能判断是否需要遮挡阳光,为用户提供舒适的室内环境。

2. 远程智能控制:光控自动窗帘可通过手机、遥控器或语音控制等方式进行远程控制,无需人工干预,提高使用便利性。

3. 多种开合方式:光控自动窗帘支持手动、定时或自动模式,用户可以根据实际情况选择适合的开合方式,满足不同需求。

4. 安全保护功能:光控自动窗帘内置安全感应器,当窗帘遇到阻力或者危险情况时,能够自动停止运行,确保使用安全。

三、使用方法光控自动窗帘的使用方法简单便捷,用户只需按以下步骤进行操作:1. 安装设置:根据产品说明书将光控自动窗帘正确安装在窗户上,并与智能家居系统连接。

2. 设定阈值:根据个人喜好和实际需求,设定光感传感器的阈值,以控制窗帘的开合程度。

3. 选择模式:根据具体情况选择手动、定时或自动模式,并设置相应的开合时间或条件。

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计随着智能家居的发展,越来越多的用户开始关注自动化家居设备的使用。

在智能家居中,自动窗帘控制系统是一个非常实用的设备。

自动窗帘控制系统是一种通过自动控制窗帘开合或变化,从而实现智能家居灯光舒适度和便利性的设备。

本文将从自动窗帘控制系统设计和原理两方面进行论述,以期能够帮助读者更好地了解和使用自动窗帘控制系统。

1.硬件设计自动窗帘控制系统由控制器、电动机、传感器等硬件组成。

控制器是自动窗帘控制系统的核心部分,它可以根据用户的需要对窗帘进行控制。

电动机是对窗帘进行控制的驱动器,通过它能够实现对窗帘开合的控制。

传感器是自动窗帘控制系统关键的检测元件,通过对窗帘周围环境的感知,控制系统能够更加准确地控制窗帘的开合。

自动窗帘控制系统的软件设计主要是对控制器进行编程,使其能够从传感器中读取输入信号,并在窗帘的开合过程中根据程序的指令控制电机的转动。

在程序设计中,应该充分考虑用户的需求,包括开关状态、时间控制、手动控制等,同时应该考虑到窗帘的运动轨迹和速度等因素,并对软件进行相应的优化和完善。

在自动窗帘控制系统中,主要是依靠传感器和控制器的配合来实现窗帘的自动化控制。

具体原理如下:1.传感器传感器可以感知窗帘周围环境的信息,如温度、湿度、光线等,传感器从外部感知到的信号经过控制器的处理后,控制器再开启和关闭窗帘电机。

例如,当外界光线过亮时,控制器会自动关闭窗帘,让室内保持一个较为舒适的光线环境;当光线不足时,控制器则会自动打开窗帘,使得室内满足正常光照的要求。

2.控制器控制器是自动窗帘控制系统的核心。

它接收传感器感知到的信息,并根据用户设置的程序,来对窗帘进行自动化的开合控制。

例如,当用户需要在白天时间段让窗帘夹层着开启,控制器会在达到时间点时自动拉开窗帘,直到达到晚上时间,再自动关闭窗帘。

3.电动机电动机是窗帘控制系统的驱动装置。

当通过控制器接收到响应的指令之后,电动机便会开始有规律地旋转,使窗帘实现自动化开关的效果。

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计随着科技的不断发展,智能家居已经逐渐成为了人们日常生活中的一部分。

在众多的智能家居设备中,自动窗帘控制系统作为能够提升生活便利性的设备之一,越来越受到人们的关注和青睐。

自动窗帘控制系统设计的目的在于实现窗帘的自动开合,从而有效地调节室内光线和温度,提高生活品质和舒适度。

本文将围绕自动窗帘控制系统的设计原理、核心技术及未来发展趋势进行详细的介绍。

1. 传感器检测自动窗帘控制系统的设计原理之一即是通过传感器检测室内环境,包括光线强弱、温度、湿度等参数。

通过传感器获取到的数据,系统可以根据室内环境实时变化情况做出自动调整,实现自动开合窗帘的功能。

比如当阳光逐渐变强时,系统可以通过传感器检测到光线强度的变化,并自动关闭窗帘,起到遮光隔热的作用。

2. 远程控制自动窗帘控制系统设计的原理之二即是实现远程控制功能。

通过无线网络或者蓝牙技术,用户可以通过手机APP或者智能音箱等设备来控制窗帘的开合。

无需手动操作窗帘,即可实现对窗帘的远程控制,极大地方便了用户的生活。

3. 定时设置自动窗帘控制系统的设计中,定时设置也是一个非常重要的功能。

用户可以根据自己的作息习惯和生活需求,在系统中设定好窗帘的开合时间,系统将按照用户的设置实现窗帘的自动控制。

比如早晨7点自动开启窗帘,晚上10点自动关闭窗帘,无需用户手动干预。

二、自动窗帘控制系统的核心技术1. 传感技术传感技术是自动窗帘控制系统设计的核心技术之一。

通过光线传感器、温度传感器、湿度传感器等传感器设备获取室内环境数据,并将数据传输至控制中心,以便系统根据环境变化实时调整窗帘的开合状态。

2. 通信技术通信技术是自动窗帘控制系统设计的又一核心技术。

通过Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等通信技术,实现自动窗帘控制系统与用户设备之间的连接和数据传输。

用户可以通过智能手机、平板电脑等设备实现远程控制,实现智能化的家居管理。

3. 控制算法控制算法是自动窗帘控制系统设计的又一核心技术。

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计

自动窗帘控制系统设计一、引言随着科技的不断发展,人们对生活品质的要求也越来越高,家居生活的智能化成为了大势所趋。

自动窗帘控制系统作为家居智能化的一部分,无疑给人们的生活带来了很大的便利和舒适。

自动窗帘控制系统的设计,成为了一个备受关注的课题。

本文将就自动窗帘控制系统的设计进行探讨,旨在为相关设计人员提供一些参考和借鉴。

二、自动窗帘控制系统的概述自动窗帘控制系统是一种利用现代化科技手段,对家庭窗帘进行控制的系统。

通过使用传感器、电动机、控制器等组件,能够实现窗帘的自动开合、调整和定时操作。

该系统具有方便、节能、舒适等特点,是现代家居生活智能化的重要组成部分。

三、自动窗帘控制系统的设计要点1. 控制模式选择自动窗帘控制系统的设计,首先需要确定使用的控制模式。

目前常见的控制模式包括遥控控制、定时控制、光敏控制、温度控制等。

根据实际需求和环境条件,进行合理的选择。

2. 传感器选择传感器是自动窗帘控制系统中的重要组成部分,需要根据实际情况选择合适的传感器,如光敏传感器、温度传感器、遥控器等。

传感器的准确性和稳定性对系统的性能影响很大,因此选择和安装传感器需要谨慎。

3. 电动机选择自动窗帘控制系统中的电动机是用于驱动窗帘的关键组件,需要选择合适的电动机来实现窗帘的开合和调整。

常见的电动机有直流电机、步进电机等,根据实际需求进行选择。

4. 控制器设计控制器是自动窗帘控制系统中的大脑,负责接收传感器信号,控制电动机运行,实现窗帘的自动控制。

控制器的设计需要考虑到系统的稳定性、灵活性和可靠性,同时还要考虑到系统的节能性和安全性。

5. 程序设计自动窗帘控制系统的程序设计是整个系统的灵魂,程序的设计需要满足用户的实际需求,能够实现各种控制模式的切换和自定义设置。

同时还需要考虑到系统的稳定性和响应速度,保证系统的可靠性和实用性。

6. 使用界面设计自动窗帘控制系统的使用界面要简洁明了,方便用户操作和设置。

可以采用多种形式的界面设计,如物理按钮、触摸屏、手机App等,使用户能够方便地对窗帘进行控制和监控。

计算机控制系统设计(智能窗帘系统)

计算机控制系统设计(智能窗帘系统)

智能窗帘系统设计规划
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。

本设计致力于基于单片机的智能窗帘控制系统,以控制屋内光照强度。

关键词:单片机,光敏传感器,电机
一、系统结构
输入值(即系统给定值)为光照强度。

控制器为单片机。

电机为执行机构。

被控对象为窗帘。

光敏传感器为检测仪表。

光照作用于光敏传感器,传感器将光信号转化为电信号传给比较器进行比较,之后将比较后的信号传输至单片机,单片机根据比较后的信号进行控制(即发出控制信号给电机),电机将控制电信号转化为动能控制窗帘关闭与开启。

当光照强度高于设定值时,电机将窗帘关闭,否则打开窗帘。

二、系统结构框图
关于单片机C52与C51子系列的不同在于:片内数据存储器增至256个字节;片内程序存储器增至8KB(8032无);有3个16位定时器/计数器;有6个中断源。

其他性能均与C51子系列相同。

所以我们选择C52系列单片机作为控制器。

班级:信工1201
姓名:齐千慧
学号:120230026。

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计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题光感自动窗帘控制系统设计学院名称:电气工程学院专业班级:自动F0904学生姓名:学号:指导教师:设计地点:设计时间:2012-06-11~2012-06-15计算机控制技术课程设计课程设计名称:光感自动窗帘控制系统设计专业班级:自动F0904学生姓名:学号:指导教师:课程设计地点:课程设计时间:2012-06-11~2012-06-15计算机控制技术课程设计任务书目录1 概述 (4)1.1 研究背景 (4)1.2 设计思想及基本功能 (4)2 总体方案设计 (5)2.1 方案选取 (5)2.2 系统框图 (8)2.3 总体方案设计 (8)3 硬件电路设计 (9)3.1 电源电路设计 (9)3.2 晶振电路 (10)3.3 复位电路 (11)3.4 时钟电路 (12)3.5 键盘电路 (13)3.6 显示电路 (14)3.7 A/D转换电路 (17)3.8 光敏传感器 (18)3.9 步进电机 (20)4 系统软件设计 (21)4.1 主程序软件设计 (22)4.2 键盘程序设计 (23)4.3 定时程序设计 (25)4.4 步进电机程序设计 (26)5总结 (28)参考文献 (28)附录系统原理图 (29)1 概述1.1 研究背景伴随着信息化时代的到来,人们的生活速度以及对生活质量的追求也在大幅提高。

智能化的产品设计在改变人们工作方式与生活习惯的同时,让人们对生活质量的提升提出了更高的要求,方便、舒适成了人们所追求的生活方式,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。

智能化的电子产品以及设计将以前的被动静止物体转变为人们能够方便操控的工具,这些产品具有提供全方位的信息交换的功能,不仅能够优化人们的生活方式,帮助人们合理的安排时间,增强居家环境的安全性,甚至还可以为各种能源费用节约资金。

在智能化产品中,单片机的应用已经越来越广泛,单片机以它体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等优点,开始不断发展,并广泛应用于仪器仪表、家用电器、医疗设备、航天航空领域、工业专用设备的管理及过程控制等领域,在很多的大中型的电气设备以及小型的电子产品中也用到了单片机进行控制。

针对人们对智能化的需求以及对舒适生活的追求,窗帘自动控制系统改变了传统窗帘的劣势,它可以根据外界光照强度的不同而自动开闭窗帘,也可以根据人们设定的时间来控制窗帘。

该系统利用光敏电阻检测光照强度的变化,并且将光敏检测模块的电阻变化转化为电压变化,然后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步进电机的正反转实现窗帘的来回移动。

本设计正是把利用AT89C51 单片机的优点以及简单实用性,顺利的完成了对智能控制的要求,并且为智能化的家居设备提供了良好的基础。

此外,对该系统进行扩展,比如可以加上防火,防盗,甚至室内煤气浓度监测等功能,会使该系统更具有实用性,而且也完善了系统。

1.2 设计思想及基本功能该系统具有一般的窗帘控制系统的最基本的功能,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,该系统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。

光感自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能:(1)手动控制:该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关,此功能可以使窗帘处于开闭的任何一种状态;(2)自动控制:系统可以通过感光器采集室内光照强度,根据亮度的不同而自动控制窗帘的打开程度;(4)时间控制:此功能是根据用户设定的时间在特定的时间点一次性开关窗帘。

2 总体方案设计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)系统的传动机构使用直流电机,窗帘只有两个简单的状态:完全打开和完全关闭;方案(二)系统的传动机构使用更精确灵敏的步进电机,使得窗帘从关闭到完全打开之间有6个不同的等级。

这二个方案都是基于单片机控制的,光线感应以及数码管显示,不同的设计部分在于传动机构和窗帘的设计形式的选取上。

方案(一)的窗帘由于只有完全开与完全关两种状态,所以窗帘本身设计不需要太复杂,采用普通的卷帘即可。

关闭时,电机旋转全部放下卷帘;打开时,电机将卷帘全部卷起。

方案(二)的窗帘从完全关闭到完全打开按打开程度有0~5共六个等级,窗帘设计成类似百叶窗的形式,通过步进电机可以精确控制每个叶片的旋转角度,从而控制开关程度的大小。

当叶片与窗户面平行时,窗帘完全关闭;当叶片与窗户面垂直时,窗帘完全打开。

下面图2.1所示是方案(一)的效果图;图2.2是方案(二)的效果图:图2.1 方案(一)卷帘效果图图2.2 方案(二)百叶窗式效果图鉴于方案一这种卷帘现在市场上已经发展很好,没有太多继续研究的价值,并且其窗帘控制过于单一,而且不如方案二的百叶窗式的窗帘美观。

图2.3所示是百叶窗关闭打开的原理图,图2.4是步进电机驱动百叶窗各叶片的物理截面图,其根据光照强度的大小有不同程度的打开,能够更精确的满足用户的需求,所以本设计选择方案二。

图2.3 百叶窗原理图步进电机主动轮窗帘叶片从动轮图2.4 步进电机与百叶窗叶片连接截面图2.2 系统框图方案(二)的系统框图如图2.5。

图2.5 系统框图2.3总体方案设计自动窗帘控制系统总体方案设计是基于满足设计要求的前提并且根据理论上的可实现性和硬件上的经济实用性,而进行设计的重要环节。

本章从人们对系统功能需求出发,在综合考虑各种因素的情况下,设计出自动控制系统的总体构架,并且在基本功能需求的基础上尽可能考虑系统的可扩展性。

伴随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高,人们对生活舒适性的追求越来越强烈,而窗帘在每个家庭生活是必备的,其基本功能是保护住户的隐私以及遮蔽阳光等。

基于这些作用窗帘的便利性自然也受到家庭的关注。

但传统的窗帘绝大部分是用手去开关,每天开关不仅不省力,而且还可能错过最佳光照时间,尤其是大窗帘,比较重,而且长,在开闭时需要费很大力气才能开关窗帘,特别不方便;针对这种现象,电动窗帘便由此产生。

现有的电动窗帘基本上都可以利用按键控制,自动开关闭窗帘,虽然省了力气,但是有些方面的设计还是不够人性化。

对此,本控制系统提出可以根据光照以及定时等开关窗帘,具体有以下几大功能:(1)手动控制状态:此功能使自动窗帘控制系统具有手动拉开、关闭的功能,方便用户控制。

(2)亮度自动控制:此功能是根据室内光照强度的大小,来决定百叶窗每个叶片的旋转角度从而控制窗帘打开的大小程度。

(3)时间自动控制:此功能根据用户需要,设定需要开闭窗帘的时间,通过输入的开启或关闭时间,控制窗帘开关。

光感自动窗帘控制系统设计的总体框图如图2.6所示。

图2.6 电动窗帘控制器结构框图根据光照来开闭窗帘主要原理是用光敏电阻采集外界的光强度,从光传感器采集的信号利用信号校正电路放大,滤波后输入到A/D 转换器,由于A/D 转换器件的转换需要一定时间,一旦在这段时间内信号发生变化,转换结果将会出现偏差,所以在转换期间要应该采用采样保持电路。

传入的信号由89C51单片机来控制,并且做出响应,以实现电机的正转、反转与停止。

显示模块是用来显示自动窗帘控制器的各种状态。

键盘作为输入设备,通过不同按键来控制单片机进行各种运转状态。

3 硬件电路设计3.1 电源电路设计单片机正常工作电压为5V ,因此设计的电源电路主要是提供单片机工作电压。

图3.1是为单片机提供电压的电源电路。

在这个电路中采用了三端集成稳压器LM7805,可以输出5V 的直流电压以供给单片机。

T1..图3.1 电源电路图3.2 晶振电路电路中的晶振即石英晶体震荡器。

由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,所以,石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。

通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。

同时,它还可以产生振荡电流,向单片机发出时钟信号。

图3.2是单片机的晶振电路。

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sS m μ1=指令周期=s μ4~1。

XTAL1接外部晶体的一个引脚,XTAL2接外晶体的另一端。

在单片机内部,接至上述振荡器的反相放大器的输出端。

采用外部振荡器时,对HMOS 单片机,该引脚接外部振。

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。

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。

图3.2 单片机晶振电路图3.3 复位电路复位电路的主要功能是使单片机进行初始化,在初始化的过程中需要在复位引脚上加大于2个机器周期的高电平。

复位后的单片机地址初始化为0000H,然后继续从0000H单元开始执行程序。

在复位电路中提供复位信号,等到系统电源稳定后,再撤销复位信号。

但是为了在复位按键稳定的前提下,电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号,以防在按键过程中引起的抖动而影响复位。

图3.3所示的RC 复位电路可以实现上述基本功能。

....图3.3 复位电路图3.4 时钟电路DS12887芯片和AT89C5l 单片机的接口电路如图3.4所示。

D S12887....图3.4 时钟电路图其中DS12887的模式通过选择脚MOT 接地来确定,DS12887的中断输出端IQR 和89C51的外部中断INT0接口相联 ,R/W 接口与单片机89C51的RD/WR 接口相连;而DS12887的AS 端口和单片机89C51的AIE 端直接相联。

DS12887的SQW 端与单片机89C51的TO 端相连。

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