【正文】 1 編號 : 畢業(yè)論文 (設計 ) 題 目 自動啟閉光控窗簾 指導教師 金秀慧 學生姓名 葛玉兵 學 號 202101702032 專 業(yè) 自動化 教學單位 德州學院機電工程系 二 O 一二 年四月 二十三 日 目 錄 摘 要 ....................................................................... 1 1 引言 ...................................................................... 1 課題背景 ................................................................ 1 國內(nèi)外概況 .............................................................. 1 課題的研究工作 .......................................................... 2 2 核心芯片結(jié)構原理介紹 ...................................................... 3 STC89C52 單片機 ......................................................... 3 紅外線接收模塊 —— TOSP1838 .............................................. 5 時鐘芯片 —— DS1302 ...................................................... 7 AD 轉(zhuǎn)換器 ADC0809 ........................................................ 7 液晶顯示器 LCD1602 ....................................................... 8 ULN2021 簡介 ............................................................ 9 3 硬件部分系統(tǒng)設計 .......................................................... 9 電源部分硬件電路設計 .................................................... 9 顯示部分硬件電路設計 ................................................... 10 時鐘部分硬件電路設計 ................................................... 11 紅外接收部分硬件電路設計 ............................................... 11 光控電路測光部分電路設計 ............................................... 12 電機驅(qū)動部分電路設計 ................................................... 13 電機控制部分的設計 ..................................................... 13 4 系統(tǒng)軟件設計 ............................................................. 15 紅外線解碼的設計 ...................................................... 15 LCD1602 顯示程序 ....................................................... 16 遙控控制部分 ........................................................... 17 參考文獻 ................................................................... 18 謝 辭 ..................................................................... 20 自動啟閉光控窗簾 摘 要 ： 本文首先介紹了智能家居的基本知識及其應用前景，進而闡明自動啟閉光控窗簾的意義。隨后介紹了開發(fā)單片機控制的自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)所用到的集成芯片等硬件的結(jié)構原理?；趯φ麄€系統(tǒng)的硬件電路的設計進及分析，分別給出了電源電路、時鐘 DS1302電路、紅外線接收電路、電機控制電路、顯示電路，并對相應電路設計進行了相關的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路分別寫出了 紅 外線解碼程序、時鐘芯片 DS1302控制程序、 LCD液晶顯示程序的編寫 思路 。 關鍵詞 ：光控；窗簾；單片機；步進電機 1 引言 課題背景 單片機控制的自動啟閉窗簾控制系統(tǒng)，既能解決每天手拉開和關上窗簾的不便，又顯示出了生活的檔次，同時還可以根據(jù)光線的明暗來自動控制窗簾的開關，以調(diào)節(jié)室內(nèi)的光線，更進一步地滿足了人們的享受要求。 除了廣大市民住宅使用外，該遙控窗簾器還可以廣泛應用于別墅、公寓、賓館、飯店、寫字樓、歌舞廳、影劇院、會議廳、銀行、學校、醫(yī)院等各種公共場所，因此該產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。自動啟閉光控 窗簾系統(tǒng)在我國還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣和應用自動窗簾系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。 國內(nèi)外概況 在歐美等發(fā)達國家，電動窗簾已廣泛應用。在 10 年前，電動窗簾就已經(jīng)進入我國，可一直沒有大的推廣，這兩年，隨著電控技術的不斷提高及價格的不斷下降，電動窗簾熱才又卷土重來。據(jù)了解，全國共有 170 多種電動窗簾器獲得了國家專利，但就其技術本身而言，還是大同小異，但售價卻有很大差別，貴的要數(shù)千元，便宜的只要 500 塊 。 盡管自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)在國內(nèi)是一個新興的行業(yè)，但是，它也正以不可抵擋之勢迅速崛起。 自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)走進中國以來，在短短四年的時間里，自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)商由最初的幾家公司增加到如今的百余家企業(yè)。目前，我國自動啟閉光控窗簾系統(tǒng)生產(chǎn)廠商、分銷商、集成商與裝飾公司都形成了相當規(guī)模，不少國內(nèi)知名企業(yè)紛紛涉足遙控自動窗簾系統(tǒng)行業(yè)，如青島海爾、清華同方、 TCL 等，并涌現(xiàn)出一些較具影響力的智能家居專業(yè)廠商，如上海索博智能電子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居電子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。自動窗簾產(chǎn)品已開始走進中國的家庭。具報道，我國 2021 年售出商品房 億 m178。,如果每 20 m178。需要一套窗簾架產(chǎn)品，僅此一項就可以年新增窗簾架產(chǎn)品近千萬套加上。年新增窗簾架產(chǎn)品市場需求將不低 于 2021 萬套。如果單片機控制的遙控自動窗簾，銷售占市場的 5%左右，就可實現(xiàn)年產(chǎn)值上億元 。 課題的研究分析及其特點 現(xiàn)有的電動窗簾機的控制方式有固定式開關控制、遙控、光控、聲控等，其中以前兩種形式居多。就實用程度和經(jīng)濟角度來說，用固定式開關控制方式較好，這是因為窗簾的開閉不像電視機等家電產(chǎn)品開閉得那樣頻繁，每天開閉的次數(shù)不多，因此安裝在固定的地方使用也相當方便，如把開關裝在床頭柜等電 器綜合控制系統(tǒng)中，睡在床上就能控制窗簾的開閉。利用觸摸開關，實現(xiàn)全自動斷電，既安全又節(jié)能 ，但最重要的一點就是沒有實現(xiàn)完全的自動化，沒的擺脫對人的依賴作用 。而采用遙控控制時，需要候機電源，不可能完全斷電而且增加遙控功能，也增加了成本，售價也相應提高 。 窗簾機的控制方式大體上有三種：聲控、光控、時控，聲控和遙控屬于半自動類；而光控雖屬全自動式，但因光敏器件的靈敏度，冬夏等不同季節(jié)的光照度的不同，以及人們對起閉窗簾在時間上的要求不同，而難以實施和普及 [8]。因此，時控式的全自動窗簾機便成了專業(yè)以及業(yè)余電子設計人員 的熱門課題。根據(jù)以上自動窗簾有些不能實現(xiàn)完全的自動化；有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化，但結(jié)構復雜，性能不夠穩(wěn)定；有些雖然實現(xiàn)了完全的自動化，且性能還可以，但價格昂貴不適合普通消費者使用。所以我想利用價格相對便宜的紅外線遙控發(fā)射芯片、時鐘芯片、單片機作為主要控制器件，來完成該系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)主要有如下幾方面的特點： （ 1）發(fā)射紅外線的發(fā)射裝置采用一般彩色電視機的遙控器，這樣既方便又實惠。 （ 2）時間控制開關窗簾。通過對 DS1302 芯片的設定，讓用戶可以隨自己的生活習慣方便的自動開關窗簾，無需手動。 （ 3）采用紅 外遙控方式，不會干擾其它電器的正常工作，也不會影響鄰近的無線設備。超距離遙控，可達 8～ 9m。 （ 4）能根據(jù)光照的強度來自動調(diào)整窗簾打開的程度。 （ 5）美觀。以往的遙控電動窗簾都是向一邊拉或向上拉，而本設計用的窗簾為百葉窗。 （ 6）體積小、結(jié)構簡單、靈敏度高、抗干擾性強、經(jīng)濟實用、工作可靠 。 總體方案設計圖 圖 1 總體方案圖 2 核心芯片結(jié)構原理介紹 STC89C52 單片機 STC89C52 的特點 STC89C52RC 具有以下幾個特點： STC89C52RC 與 MCS51 系列的單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；片內(nèi)有 4k 字節(jié)在線可重復編程快擦寫程序存儲器； 32 位雙向輸入輸出線；兩個十六位定時器 /計數(shù)器；五個中斷源 ,兩級中斷優(yōu)先級；一個全雙工的異步串行口； STC89C52 的主要引腳功能 1 P0 口是三態(tài)雙向口，通稱數(shù)據(jù)總線口，因為只有該口能直接用于對外部存儲器。 讀 /寫操作。 P0口也用以輸出外部存儲器的低 8位地圖 1址。由于是分時輸出 , 應在外部加鎖存器將此地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存 ,信號用 ALE。 P1 口是專門供用戶使用的 I/O口 ,是準雙向口。 P2口是從系統(tǒng)擴展時作高 8位地址線用。不擴展外部存儲器時 ,P2口也可以作為用 I/O 口線使用 ,P2 口也是準雙向口。 P3 口是雙功能口 ,該口的每一位均可獨立地定義為第一 I/O 功能或第二 I/O 功能。作為第一功能使用時操作同 P1口。 P3 口的第二功能如表 1所示 [9]。 時鐘部分 紅外部分 光敏部分 STC89C52 電源部分 步進電機 端口引腳 各個功能 RXD（串行口輸入端） TXD（串行口輸出端） INT0_________(外部中斷 0請求輸入端，低電平有效 ) INT1________(外部中斷 1請求輸入端，低電平有效 ) T0（定時器 /計數(shù)器 0計數(shù)脈沖輸入端） T1（定時器 /計數(shù)器 1計數(shù)脈沖輸入端） WR_______(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸入端 ,低電平有效 ) RD______（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信