1、精選優質文檔-傾情為你奉上目錄專心-專注-專業智能遙控窗簾摘要：隨著社會的發展，科技的進步，生活水平的提高，人們對家庭生活的舒適性有了更深層次的認知，都不愿停留在傳統的生活環境內。所以為了進一步滿足人們高水準生活的需求，各種人性化家用電器的設計不斷被提出。而窗簾作為每個家庭的生活必須用品，自然也要滿足人們對便捷性的要求，因此一款具有使用價值的智能遙控窗簾值得深入研究。而以8位STC89C51單片機為核心器件設計的紅外遙控窗簾就是日后窗簾的一種發展趨勢。其主要模塊有單片機控制系統，無線發射、接收模塊，光敏檢測模塊，電機控制模塊，狀態指示模塊。可以實現無線遙控，防止過卷，指示運行狀態等功能，還具有

2、智能模式，可根據環境光線的強弱對窗簾的開關進行自我調節。關鍵字：STC89C51；控制系統；無線遙控1 設計意義及要求1.1 設計意義隨著社會的發展，科技的進步，生活水平的提高，人們對家庭生活的舒適性有了更深層次的認知。以往的窗簾僅僅是起到遮光的效果，智能化與人性化程度較低，只能通過人們手動去拉動，給居家生活造成了一定的不便，尤其是對于一些應用大型窗簾的會議廳、歌舞廳、酒店等來講，傳統式窗簾的功能已顯得極為單調，不能再滿足人們各方面的需求。于是遙控電動窗簾在最近幾年得到迅速發展，紅外遙控的智能窗簾，不但能夠解決手拉開關窗簾的難題，而且能夠使人們的生活更加便捷，更加人性化，同時還可以根據環境光線

3、的強弱對窗簾的開關進行自我調節，使人們深切體驗到智能化時代帶來的生活層面的滿足。1.2 設計要求本次課程主要任務是基于STC89C51單片機的遙控窗簾的設計。主要功能如下：1）控制窗簾的開關。2）具有防過卷功能。3）具有無線遙控功能。4）能夠指示運行狀態。5）可以根據環境光線的強弱對窗簾的開關進行自我調節。2 總體方案設計智能遙控窗簾總體方案設計框圖如圖2-1所示：圖 2-1 信號發生器總體方案設計框圖由上面智能遙控窗簾總體設計方案框圖可看出，本設計是由六部分組成，分別是單片機最小系統、無線發射和接收模塊、光敏檢測模塊、電機驅動模塊以及狀態指示模塊、電源模塊。其中最核心是STC89C51芯片構

4、成的微控制器，通過編寫C語言來控制芯片。整個設計過程是先通過無線發送和接受模塊進行信號傳輸，主要是用由PT2262/PT2272 編碼解碼芯片，通過解碼芯片PT2272輸出D0、D1、D2、D3輸出信號控制單片機。然后再通過對單片機編寫程序控制繼電器的吸和，進而可控制直流電機的正轉和反轉，并且狀態指示模塊可顯示運行狀態。同時利用光敏檢測模塊檢測光強，實現對窗簾升降的控制。電源模塊為整個系統供電。3 硬件電路設計本設計是基于STC89C51單片機的遙控窗簾。采用無線遙控方式控制窗簾的智能轉動，實現智能化窗簾，解放人們的雙手。3.1 單片機最小系統設計本設計使用的是芯片STC89C51組成的單片機

5、最小系統作為核心控制電路。由于構成最小系統的各個元器件價格都相對低廉，所以制作一個單片機最小系統的成本較低，且功能很多，特別適合初學者學習和研發使用。STC89C51芯片的引腳排列如圖3-2所示。圖3-2 STC89C51引腳它總共有40個引腳，是一種功耗很低、性能很高的CMOS型8位微處理器，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得STC89C51在眾多嵌入式控制應用系統中得到廣泛應用。其主要引腳及功能介紹如表3-1所示。表3-1 STC89C51主要引腳及功能引腳名稱功能介紹VCC接+5V電源GND公共端，接地XTAL1時鐘引腳。XTAL1是片內振蕩器反相放大器和時鐘發生器電

6、路的輸入端，使用片內振蕩器時，該引腳連接外部石英晶體和微調電容。XTAL2時鐘引腳。XTAL2是片內振蕩器反相放大器的輸出端，使用片內振蕩器時，該引腳連接外部石英晶體和微調電容。RST復位引腳，高電平有效，與電阻電容并聯組成復位電路。外部存儲器訪問允許控制端，為高電平時，單片機只讀片內程序存儲器中的程序，但PC值超出時，將自動轉向讀取片外程序存儲器中的程序。為低電平時，只讀取外部程序存儲器中的內容。P0P3單片機4個雙向的8位I/O口，P0口可作為通用的I/O使用，但需要加上拉電阻，這時為準雙向口。P1口是單功能的I/O口，位地址為90H97H。P2口是一個雙功能口，位地址為A0HA7H。P3

7、口增加了引腳的第二功能，從P3.0P3.7分別對應RXD、TXD、（外部中斷0輸入）、（外部中斷1輸入）、T0（定時器0外部輸入）、T1（定時器1外部輸入）、。單片機在正常工作時，只有在時鐘控制下單片機的取碼到譯碼到微操作才能有序進行，內部時鐘方式和外部時鐘方式組成了單片機整個時鐘信號產生的方式，我們可以根據自身設計需要選擇與其相對應的時鐘信號產生方式，在本系統中要用到的是片內振蕩器，所以選用的時鐘信號產生方式為內部時鐘方式，圖3-3為本設計中使用的時鐘電路。圖3-3時鐘電路這種時鐘方式產生時鐘信號的原理是在XTAL1、XTAL2兩端接入一個石英晶體（這種石英晶體的晶振范圍一般為024MHz，

8、本設計選用12MHz的晶振），再接入一些電容對頻率進行穩定（本設計選用兩個22pF的電容進行頻率穩定），將兩個并聯電容的一端接地，另一端與12MHz的晶振連接，這樣與單片機內部電路組成一個穩定的自激振蕩器。在單片機剛開始上電或者正常工作過程中出現故障時都需要對它進行復位操作，所以一個完整的單片機最小系統一定不能少了復位電路。由于上電復位只會在系統啟動的那一刻進行一次自動復位，而在接下來的運行過程中如果出現故障將不會再自動復位，所以本系統使用的是按鍵復位，可以在運行過程中進行反復多次復位，避免在運行過程中出現故障時無法進行操作。如圖3-4所示。圖3-4復位電路上面引腳介紹時已介紹RST復位引腳相

9、關內容，高電平有效，因此在設計按鍵復位時在RST引腳并聯一個電容C3和兩個電阻R1、R2，R1的另一端與接地相連，R2的另一端通過一個按鍵與電容C3連接接入+5V電壓，這樣就組成了復位電路，當按下按鍵時，R2和C3組成一個閉合回路，已經被充好電的電容將通過此回路快速放電，從而把RST的引腳變為高電平，這樣就滿足了單片機的復位條件。一個完整的單片機最小系統便是由時鐘電路和復位電路構成，只有在它們兩個同時存在時單片機最小系統才能正常工作，單片機最小系統原理圖如圖3-5所示。圖3-5單片機最小系統3.2 無線發射、接收模塊設計3.2.1 PT2262/2272芯片簡介PT2262/2272是臺灣普城

10、公司生產的一種CMOS工藝制造的低功耗、低價位的通用編解碼芯片，最多有12位，即A0-A11；三態地址端管腳，三態分別是懸空、高電平、低電平。它們任意組合可提供地址碼。PT2262最多可有6位(D0-D5)數據端,設定的地址碼和數據碼是從17腳串行輸出，可用于無線遙控發射電路。PT2262/PY2272特點1）CMOS工藝制造，低功耗2）外部元器件少 3）RC振蕩電阻 4）工作電壓范圍寬：2.6-15v 5）數據最多可達6位6）地址碼最多可達種PT2262/PT2272應用范圍1）車輛防盜系統2）家庭防盜系統 3）遙 控 玩 具 4）其他電器遙控圖3-6 PT2262/PT2272的引腳圖，表

11、3-2、3-3分別是它們的各引腳功能圖。 圖3-6 PT2262/PT2272引腳表3-2 PT2262主要引腳及功表3-3 PT2272主要引腳及功能3.2.2發送、接收模塊簡介無線遙控主要是利用SC2262/SC2272 編碼解碼芯片組成無線發送、接收模塊。無線發送、接收模塊參數如下： 1)通訊方式：調幅AM 2)工作頻率：315MHZ/433MHZ 3)頻率穩定度：75KHZ 4)發射功率：500MW 5)靜態電流：0.1UA 6)發射電流：350MA 7)工作電壓：DC 312V數據發射模塊的工作頻率為315M，采用聲表面諧振器來穩定頻率，頻率穩定度極高，當環境溫度在2585度之間變化

12、時，頻率漂移僅為3ppm/度。特別適合多發一收無線遙控及數據傳輸系統。聲表面諧振器的頻率穩定度僅次于晶體，而一般的LC振蕩器頻率穩定度及一致性較差，即使采用高品質微調電容，溫差變化及振動也很難保證已調好的頻點不會發生偏移。3.2.3發送、接收模塊電路簡介編碼芯片PT2262發出的編碼信號由：地址碼、數據碼、同步碼組成一個完整的碼字，解碼芯片PT2272接收到信號后，其地址碼經過兩次比較核對后，VT腳才輸出高電平，與此同時相應的數據腳也輸出高電平，如果一直按住按鍵，編碼芯片就會連續發射。當發射機沒有按鍵按下時，PT2262芯片不供電源，其17腳為低電平，所以315MHz的高頻發射電路不工作，當有

13、按鍵按下時，PT2262得電工作，其第17腳輸出經調制的串行數據信號，當17腳為高電平期間315MHz的高頻發射電路起振并且會發射相同幅度的高頻信號，當17腳為低平期間315MHz的高頻發射電路停止振蕩，所以高頻發射電路完全是受PT2262的17腳輸出的數字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控（ASK調制）相當于調制度為100的調幅。發送模塊電路設計如下圖3-7所示： 圖3-7發送模塊電路數據模塊具有較寬的工作電壓范圍312V，當電壓變化時發射頻率基本不變,和發射模塊配套的接收模塊無需任何調整就能穩定地接收。接收電路輸出端通過NPN三極管9013將輸出的高電平轉變成低電平，單片機可以識別低電平變化

14、。接收模塊電路設計如下圖3-8所示：圖3-8接收模塊電路在這個模塊設計中，單片機對接收模塊會產生電磁干擾。其中51系列的單片機電磁干擾比較大，2051稍微小一些，PIC系列的比較小，我們需要采用一些抗干擾措施來減小干擾。比如單片機和遙控接收電路分別用兩個5伏電源供電，將接收板單獨用一個MC7805供電，單片機的時鐘區遠離接收模塊，降低單片機的工作頻率，中間加入屏蔽等。接收模塊和51系列單片機接口時最好做一個隔離電路，能較好地遏制。 3.3 光敏檢測模塊設計光敏電阻能將光信號轉換成電信號。設計時將光敏電阻與一個電位器串聯，兩個電阻的另一端分別接12V和地。兩個電阻中間連接三極管的基極，通過三極管

15、9013可將變化的電阻轉換成變化的電壓。光線暗時電阻變大，三極管的基極電壓變低，三極管截止，發射極被10k電阻拉低電平，輸出低電平；光線亮時電阻變小，三極管的基極電壓變高，三極管導通，發射極被電源拉高，輸出高電平。這樣就能根據光強大小自動控制窗簾的升降。光線傳感器的電路如下圖3-9所示：圖3-9光敏檢測電路3.4 電機驅動模塊設計設計電機驅動模塊時，主要是利用兩個繼電器“吸”和“放”兩種狀態來控制直流電動機正反轉。通過編寫程序控制單片機的P3.0和P3.5口的電位，當P3.0為高電平，P3.5為低電平時，三極管Q3導通，Q4截止。因此繼電器1處于“吸”狀態，即與電機斷來；而繼電器2處于“放”狀

16、態，與電機連接。即電機反轉。同理，當P3.0為低電平，P3.5為高電平時，電機正轉。這樣就能控制窗簾的開合。電機驅動電路如下圖3-10所示。圖3-10電機驅動電路3.5 狀態指示模塊設計本模塊車技主要利用3個LED燈來顯示系統工作狀態，3個LED分別是紅色、黃色和藍色。不同的顏色代表不同的指示狀態。，通過對單片機的P1口來控制LED的亮滅。當相應的I/O為高電平時，則對應的LED等就會亮；反之，則滅。其中紅燈亮代表系統處于自動模式，受光強控制，即光線亮時窗簾升起，光線暗時窗簾下降；藍燈亮時代表直流電機正傳；黃燈亮時代表電機反轉。這樣就可通過狀態指示模塊輕松的觀察到當前系統處于那種運行模式。狀態

17、指示電路如下圖3-11所示： 圖3-11狀態指示電路3.6 供電電源模塊設計本設計模塊主要元件是L7805CV和7812CV穩壓芯片，輸出電壓分別是固定5V和12V，最大輸出電流時1.5A。它們是常用的穩壓芯片，電路連接很簡單，外圍電路中只需并聯一個電容就可以將輸入的直流電源穩定在5V和12V，為整個系統供電。L7805CV和7812CV本質上是一樣的，下面以L7805CV為例進行介紹。L7805CV的一些基本參數：（1）輸入電壓：最大可輸入電壓是35V；（2）輸出電壓：輸出的電壓基本穩定在4.75V5.25V；（3）工作溫度范圍：L7805不能在溫度太低的環境中工作，但可以在高溫下工作，范圍

18、0125；（4）紋波抑制比：78dB；（5）輸出電阻：15m。L7805CV的一些特性：（1）內部有自帶的限流保護電路；（2）最大輸出電流可以達到1.5A，使用時最好加上散熱片；（3）外部不需要接補償元件。L7805CV的引腳圖： 圖3-12 L7805CV引腳從上到下三個引腳依次是信號輸入端、公共接地端和信號輸出端。在設計中可以讓需要進行穩壓的電源從VI口進入7805穩壓芯片，經過VO口輸出穩壓后的+5V電壓，供給其他元器件使用。設計原理圖如圖3-13。圖3-13穩壓電路直流電通過1號引腳輸入到L7805CV內，在1號和2號、2號和3號引腳之間分別并聯一個電容，用來濾除高頻諧波和尖脈沖，使輸

19、出的電壓更加穩定，穩定后的電壓從3號引腳輸出。4 程序設計本設計使用的是STC89C51組成最小系統的單片機控制器。對STC89C51芯片編寫程序用的是簡單易懂的C語言，因此使用的編程軟件是Kiel軟件。4.1 軟件介紹Keil-C51是美國Keil軟件公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發系統，與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優勢，因而易學易用。Keil-C51軟件界面如下圖4-1所示： 圖4-1 Keil-C51軟件界面除了上面介紹的Kiel軟件，還有另外一個常用的編程軟件-Protel99SE。Protel99SE是應用于Windows9X/2000/N

20、T操作系統下的EDA設計軟件，采用設計庫管理模式，可以網絡設計，具有很強的數據交換能力和開放性及3D模擬功能，是一個32位的設計軟件，可以完成電路原理圖設計，印制電路板設計和可編程邏輯器件設計等工作，可以設計32個信號層，16個電源-地層和16個機加工層。Protel99SE的工作界面是一種標準的Windows界面，如圖所示，包括：標題欄、主菜單、標準工具欄、繪圖工具欄、狀態欄、對象選擇按鈕、預覽對象方位控制按鈕、仿真進程控制按鈕、預覽窗口、對象選擇器窗口、圖形編輯窗口。Protel99SE軟件界面如下圖4-2所示： 圖4-2 Protel99SE軟件界面4.2程序設計 本系統的目的實現無線遙

21、控智能窗，當處于自動模式時，窗簾受光強控制，自動升起和放下。當處于手動模式時，可通過紅外遙控控制電機的正轉和反轉，進而控制窗簾的升降。而這些功能都需要編寫程序來一一實現，圖4-1為所編程序的流程圖，能很好的體現出所編程序的過程及內容。圖4-1程序設計流程圖5 測試結果與分析在進行最終結果測試時首先進行的是各個電路模塊的測試，通過測試焊接的各個模塊的電路是否導通正常工作，然后將這些單個的電路組合起來再進行總體測試，測試的結果并不是一次成功的，期間出現了一些問題，下面是在實際測試中發現的一些問題及分析解決方法。在通電后不管是給光敏電阻強光還是完全遮擋住光敏電阻的感光，電機都不轉動，通過查找發現光敏

22、電阻兩端的電壓并沒有因為光強的改變而改變，才導致電機不轉動，找到這個原因后對光敏電阻進行了更換以及串聯電阻阻值大小的調節，然后在不同光強情況下測量光敏電阻兩端的電壓，測量結果顯示電壓值隨光強的改變而改變，即整個光強檢測電路正常，而且此時打開電源供電后電機在光敏電阻受到強光照射時正轉，但是當窗簾底部已經升到頂部時電機仍在轉動，并沒有停止，然后修改了程序中對電機轉動圈數的設定，進行多次調試修改，基本實現了電機停止轉動時窗簾正好升到頂端，在窗簾升到頂端以后無意中將強光再次照射到光敏電阻上，此時電機再次轉動，也就是整個程序沒有屏蔽窗簾在升到頂部以后外界光強再高于設定值時對電機的控制，所以才會導致雖然窗

23、簾已經上升到頂部再給光敏電阻強光時電機會繼續轉動的情況，通過對程序的修改，實現窗簾上升到頂部以后只有在光強低于設定值時才下降，其他光強情況下窗簾保持不動。在解決了在實際測試中發現的問題后，整個光控智能窗簾系統能夠較好的實現在光強越來越強，達到設定值時電機正轉，窗簾上升，升到頂端后停止，直到光強減弱，低于設定值時電機反轉，窗簾下降，降到低端后停止。結論本設計主要是基于8位的STC89C51單片機的紅外遙控窗簾，它可以實現無線遙控，防止過卷，指示運行狀態的功能，還可以根據環境光線的強弱對窗簾的開關進行自我調節。整個設計詳細的介紹了軟件設計和硬件控制的過程，通過多次實驗的比對和對設計缺陷的不斷修改，

24、最終實現對窗簾智能遙控的需求?；仡櫿麄€設計過程，雖然遇到了許多困難，但自己最終也是受益匪淺。從最先開始的迷茫，不知如何下手，到慢慢收集資料，累積有用的資源，自己逐漸有了設計的思路。為了電路設計的簡單化，我把總電路分割成多個模塊，例如無線發射、接收模塊，光敏檢測模塊，電機控制模塊，狀態指示模塊，然后在把這些模塊統一的協調起來組成完整的電路，最后再把編寫的程序加載到單片機中，進行調試、仿真。挑戰無處不在，每個階段都使我感受到實踐至關重要。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，有了理論作為基礎，還需要實踐作為鞏固加強，方能牢固掌握知識。在這次畢業設計的過程中，我花了大量的時間和精力去查了很多文獻并復習

25、了相關專業知識，之后再將自己所掌握的理論與生活中的實踐相結合，使得自己對于專業知識的了解達到了更深的一個層次。事實上，畢業論文與設計是對我們大學生四年專業知識積累的一個考量，也是我們必須經歷的一個過程，同時它也為我們大學四年畫上一個完美的句點。天道酬勤，功不唐捐。腳踏實地，扎穩根基，一點點的去學習，去積累，秉持謙遜嚴謹的態度，我們總會在一定程度上達成自己的目標。附錄:附錄1源程序#include#include#include#define uc unsigned char#define ui unsigned int sbit in_go=P13;sbit in_back=P12;sbit

26、change=P11;sbit out_go=P30;sbit out_back=P35;sbit limit_go=P34;sbit limit_back=P36;sbit led_go=P14;sbit led_back=P15;sbit light=P10;sbit led_zhishi =P17;/時間計算#define Imax 14000 #define Imin 8000 #define Inum1 1450 #define Inum2 700 #define Inum3 3000 /解碼變量unsigned char Im4=0x00,0x00,0x00,0x00;/全局變量u

27、nsigned char f;unsigned long m,Tc;unsigned char IrOK;bit bdata flag1,flag2,change_flag,flag_shan,flag_shan1,flag_shan2;uc n,shan;void delay(ui x)/延時函數大約延時x ms ui i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j121;j+);void work()if(IrOK=1&Im2=0x15)|change=0)change_flag=change_flag;if(change_flag=1)out_go=1; out_back=1;l

28、ed_go=1;led_back=1; IrOK=0;while(change=0); led_zhishi=change_flag;if(change_flag=0)if(light=0)delay(50);if(light=0)if(limit_go=0)&(flag_shan=0)out_go=1; out_back=1;led_go=1; for(shan=0;shan6;shan+) led_go=led_go; delay(500); flag_shan=1; else if(limit_go=1) out_go=1;out_back=0; led_back=1;led_go=0;

29、 flag_shan=0; else if(light=1)delay(50);if(light=1)if(limit_back=0)&(flag_shan=0)out_go=1;out_back=1;led_back=1;for(shan=0;shan6;shan+)led_back=led_back;delay(500);flag_shan=1;else if(limit_back=1)out_go=0;out_back=1;led_back=0;led_go=1;flag_shan=0;else if(change_flag=1)if(IrOK=1&Im2=0x07)|in_go=0)&

30、limit_go=1)out_go=1;out_back=out_back; led_back=1;led_go=out_back;flag_shan1=0;IrOK=0;while(in_go=0);else if(IrOK=1&Im2=0x09)|in_back=0)&limit_back=1)out_back=1;out_go=out_go; led_go=1;led_back=out_go;flag_shan2=0;IrOK=0;while(in_back=0);if(limit_go=0)&(flag_shan1=0)delay(5);if(limit_go=0)&(flag_shan1=0)out_back=1;led_go=1;for(shan=0;shan6