[16]。圖3-14步進電機驅動電路原理圖3.4.3遙控器模塊紅外遙控器是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的遙控設備。遙控器作為紅外發射端，負責獲取按鍵信息將紅外信號發送到紅外接收端。紅外接收端作為單片機的輸入部分，負責將信號放大、濾波和解調。單片機獲取經過放大濾波和解調的紅外信號，進行內部處理，控制步進電機，通過遙控器上的左右按鍵控制窗簾。遙控器模塊采用NEC編碼的紅外遙控器與紅外接收頭VS1838B配套使用，紅外遙控距離8-9米。

第四章軟件設計完整的智能窗簾控制系統由硬件部分和軟件部分組成。為了系統的功能能夠完整地實現出來，系統硬件需要軟件支持。軟件設計分為主程序設計、按鍵函數程序設計、處理函數程序設計三個部分。本設計所使用的編程環境是Keil5，相對于其他軟件編程環境，Keil5更加的輕便快捷，操作更加的簡單，深受廣大嵌入式軟件開發者的喜愛。Keil5支持多種芯片，包括51單片機、STM32、HC32、NXP等。Keil5編譯有三種，一種是單編，一種是部分編譯，還有一種是全部編譯，這樣給開發人員更多的選擇，并且編譯的結果，顯示在界面的最下方，供開發者查找錯誤。4.1主程序設計在主程序中，系統先進行初始化，接著進入While主循環。在主循環中，進入第一個函數按鍵函數，按鍵函數可以掃描取得用戶按下的按鍵值，然后根據已知的按鍵值，接著下一步的執行工作，可以變更界面、開關窗簾和設置時間等。進入到第二個函數監測函數，該函數能夠獲取時鐘模塊和光照檢測模塊的時間、光照強度。第三個函數是顯示函數，每一個確定的標記位對應一個確定的界面，第一界面的內容有時間和光照強度，第二界面的內容是設置時間。進入到最后一個函數是處理函數，該函數的功能是依據顯示的第一界面或第二界面，執行下一步的工作，先判斷是否在界面0，如果在界面0，則先判斷光照強度是否符合設定的光控閾值條件，再打開或關閉窗簾。然后判斷設定的定時時間，打開或關閉窗簾，也可根據紅外遙控控制窗簾。另外主程序還需要應用到延時函數，按鍵函數、監測函數等函數的掃描時間相應延遲。程序總體流程圖如4-1所示。圖4-1程序總體流程圖4.2按鍵函數程序的設計按鍵函數子程序流程框圖如圖4-2所示。按鍵函數先進行按鍵掃描，判斷有鍵按下，再獲取按鍵鍵值，如無按鍵按下則結束。按鍵為1則切換界面；按鍵為2，先判斷界面為0，則打開窗簾。若界面不為0即界面為1/2/3/4/5/6/7,表示“+”鍵，設置年/月/日/時/分/秒/日期+1；按鍵為3，先判斷界面為0，則打開窗簾。若界面不為0即界面為1/2/3/4/5/6/7,表示“-”鍵，設置年/月/日/時/分/秒/日期+1。按鍵函數流程圖如圖4-2所示。圖4-2按鍵函數流程圖4.3處理函數程序的設計處理函數子程序流程框圖如圖4-3所示。處理函數部分，首先進行初始化，再判斷界面0；若為界面0，先判斷光照強度進行處理，其次再判斷時間進行處理。判斷光照強度時，光照強度大于70lx窗簾 被拉開，光照強度小于30lx時，窗簾被合上。然后判斷時間，如果時間處于早上7點，打開窗簾，時間處于晚上22點則關閉窗簾。也可根據紅外遙控控制，如按下遙控按鍵右則打開窗簾；若按下遙控按鍵左則關閉窗簾。處理函數流程圖如圖4-3所示。圖4-3處理函數流程圖4.4紅外遙控程序的設計紅外遙控程序流程圖如圖4-4所示。圖4-4紅外遙控程序流程圖4.5光照檢測程序的設計光照檢測程序流程圖如圖4-5所示。圖4-5光照檢測程序流程圖

第五章系統測試5.1測試環境及工具測試環境：室內。準備器件：一個臺燈。測試方法：觀察步進電機轉動及顯示屏顯示。5.2系統功能測試在智能窗簾的硬件平臺中，第一測試對象是步進電機，觀察步進電機能否左右旋轉，檢測驅動功能是否正常實現。智能窗簾接入電源之后，按下一個手動按鈕，步進電機進行正轉或者反轉時，說明步進電機能完成驅動功能。然后依次對紅外遙控功能、光控功能、定時功能、手動控制功能進行測試。系統連接5V電源之后，系統啟動和初始化正常，能讀出當前環境光照強度以及時間和日期顯示，時鐘模塊正常運行。系統初始化狀態如圖5-1所示。圖5-1系統初始化狀態5.2.1紅外遙控功能第一個模式為遙控模式,實現紅外控制功能。用戶在使用遙控器的過程中，按下遙控按鈕的同時，遙控器發送出的紅外信號會進入到紅外接受器，單片機就會根據相應信號做出處理。進行遙控模式,單片機會依據紅外信號信息來使步進電機正轉或者反轉。紅外遙控器選擇加號鍵和減號鍵控制智能窗簾。在用戶使用紅外遙控器的過程中，加號鍵表示“開”的功能，減號鍵表示“關”功能。加號鍵控制步進電機順時針方向旋轉，即電機正轉，窗簾處于打開的狀態。減號鍵控制步進電機逆時針方向旋轉，即電機反轉，窗簾處于關閉的狀態。進行了紅外遙控模塊的兩次功能測試，檢測智能窗簾能否被打開或關閉。遙控功能測試記錄數據如表5-1所示。由測試結果可知，紅外控制功能可正常實現，能有效控制步進電機，紅外控制功能也能順利被應用到智能窗簾系統中。表5-1遙控功能測試次數按鍵步進電機狀態智能窗簾狀態1“4”號鍵正轉打開2“6”號鍵反轉關閉5.2.2光控功能智能窗簾系統處于光線較弱的室內環境時,光照強度小于設定值30lx時,步進電機發生反轉,窗簾自動關閉；當打開臺燈時,光照強度大于設定值70lx,步進電機發生正轉,窗簾自動打開。系統的光控功能實現。暗環境光控功能測試結果如圖5-2所示，亮環境下光控功能測試結果圖5-3所示。圖5-2暗環境下光控功能測試圖5-3亮環境下光控功能測試5.2.3定時功能智能窗簾上電之后，用戶使用按鍵鍵盤設置顯示屏中的時間和日期，按鍵共有三個按鍵，左邊第一個按鍵為界面切換，第二個按鍵為加號鍵，第三個按鍵為減號鍵。智能窗簾的定時開關窗簾時間通過程序設定，早上七點到晚上22點處于開窗階段，當把時間設置接近7點時，屏幕時間為7點，窗簾被打開；當把時間設置接近22點時，屏幕時間為22點，窗簾被關閉。此次調試實現了智能窗簾的定時控制功能。定時模式為優先級，在晚上22點以后的這段時間，系統不受光控、紅外遙控和手動控制功能控制。系統的定時控制功能實現。設置時間的界面如圖5-4所示。圖5-4時間設置界面5.2.4手動控制功能在手動功能測試中，按鍵鍵盤的第二個按鈕表示“ON”，第三個按鈕表示“OFF”。當“ON”鍵按下，步進電機進行正轉，拉開窗簾，當“OFF”鍵按下，合上窗簾。5.3測試結果分析在上面的功能測試中，智能窗簾可以按照系統給定的光照強度和設定時間的信息打開或者關閉窗簾。按下兩個獨立的按鈕后，窗簾會自動打開或者關閉。紅外遙控過程中，按下紅外遙控器按鈕可以打開或者關閉窗簾。因此，智能窗簾系統可以很好地實現光控、定時、手動控制和紅外遙控功能。在系統的自動控制模式下，即光控制模式和定時控制模式下，優先順序為光線>時間。自動控制模式獨立于手動控制和紅外遙控。天黑后，窗簾會根據光線的減弱自動關閉。晚上22點以后，它們會處于定時模式，智能窗簾不會受到光控模式、手動模式和紅外遙控模式的控制。通過設定步進電機的最大轉數，使步進電機只能在正反兩個方向交替運行，從而防止窗簾被卷攏。缺點是驅動電路有延時誤差，步進電機沒有立即正反轉，所以反應慢。

第六章總結與展望智能窗簾控制系統作為此次的畢業設計的作品，其首要功能包括紅外遙控功能和感光功能，此外還有定時控制功能和手動按鍵控制功能。STC89C52單片機是該系統的控制中心，還需結合光敏傳感器、紅外信號發送和接收電路、DS1302定時時鐘加上電機驅動，這樣系統的功能就能完整地實現。系統的控制中心對輸入的模擬信號或數字信號進行分析變換，然后再綜合處理轉變成另一種信號再輸出，以此來控制其他器件，控制輸入部分和輸出部分，使智能窗簾控制系統的各個部件能正常運行。AT89C52單片機的最大優勢是降低了硬件的復雜程度。光敏傳感器接收外界環境的光信號，經過轉換后向單片機發出電信號。經過單片機處理后，步進電機正轉或反轉代表窗簾的開和閉狀態。在實現光控功能下，又添加了DS1302時鐘電路，能夠實現定時控制功能，使窗簾的自動化性能得到進一步提升。獨立按鍵電路在所設計的電路中，按下按鈕的同時，窗簾就會打開或者關閉。光敏電阻對光照強弱變化比較敏感是它的一大特征，同時還具有手動、光控、和遙控等多種工作方式去控制步進電機。系統能在室外溫度較低或者環境比較惡劣的情況下正常工作。此次的設計任務結束讓我系統的認識和掌握了單片機技術、傳感器、自動控制技術的知識，學會了在電路仿真中，合理排列電子元器件以及在萬用板中焊接電路，理解并學會了應用課本中的理論知識，動手操作能力也逐步提升。在詢問老師的相關問題和同學們的討論中，發現了學過的一些知識沒有理解透徹，像程序編寫和編譯的能力有待提高，編譯經常出現錯誤，出現錯誤了，自己就會在網上查找資料或者問同學，自己去學習思考如何應用知識。通過這次設計，在實驗室的學習期間，每次遇到困難都會有老師的幫助和指導，還有同學們的鼓勵和支持，成功設計出畢業設計作品。把以前不明白的知識弄明白了，提升了自己的綜合能力。

參考文獻解聰.基于OpenWrt的智能家居遠程控制系統的研究與應用[D].碩士學位論文,武漢科技大學,2018.蔡榮山,楊勇,張虹等.太陽能電池自動實時逐日系統設計[J].可再生能源.2016,34(06):797-802.黃古喬,李卓.基于單片機控制的智能窗簾設計[J].科學技術創新,2021,30.85-87.梁娟.基于單片機的智能溫控風扇系統[J].軟件.2019,40(12):146-149.胡斌,陳玉青,陳鋒.基于單片機的紅外遙控自動開門系統[J].科技創新與應用,2020,22.41-43.紀澤華,顧金鑫,華艷秋.淺析基于51單片機的紅外遙控智能窗簾設計[J].科技創新與應用,2017,1.20.潘學文.基于單片機的RFID門禁系統設計[J].現代工業經濟和信息化.2021,11(07):77-79.趙新華,李文萱.基于GSM的Arduino-Uno自動門遠程報警和門鎖系統設計[J].現代信息科技.2018,2(03):26-27.王曉冬,趙明舉,彭玉平.基于AT89C51智能紅外遙控門系統的設計[J].信息通信,2016,07.135-136.馮娟,李燕君.基于步進電動機的智能電動窗簾設計與實現[J].微特電機.2014,42(10):86-88.侯衛周,顧玉宗.一款單片機系統控制的溫控智能水杯設計[J].實驗室研究與探索.2017,36(03):70-74.張楊,劉思源,孫晶華等.基于紅外遙控的三基色LED調光調色實驗教學系統[J].實驗技術與管理.2019,36(07):72-77.張錦迪,劉雪峰.基于單片機的光控路燈系統設計[J].數字通信世界,2021,08.5-6.楊成慧,王書志,何佑星等.一種基于STC89C52的智能窗簾控制