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江苏技术师范学院毕业论文
基于单片机的智能窗帘控制系统设计
摘要
在现代的社会中，人们对生活环境很重视，智能家居对人们的生活产生了极其重要的影响。
本文将研究一种基于单片机的智能窗帘控制系统。
在此设计系统中，以STC89C52单片机作为电路的主控部分，语音识别芯片和光敏电阻作为信号输入部分，加以按键控制和液晶显示，从而实现电动窗帘的智能控制。
硬件电路是由语音识别模块、按键模块、系统总控制模块、光控模块、步进电机驱动模块和液晶显示模块等相关电路组成。
通过软件调试实现窗帘的手动控制、半自动控制、自动控制等功能。
最后经过硬件和软件的整体联调实现了语音控制、手动控制、光照控制窗帘的开关等基本功能。
从而使窗帘达到智能的效果，在市场上有较好的应用前景。
关键词
智能窗帘,步进电机,单片机STC89C52,语音识别
DesignofcontrolsystemforintelligentcurtainbasedonMCU
Abstract
Inmodernsociety,people'slivingenvironmentisveryimportant,smarthomeforpeople'sliveshaveaveryimportantimpact.Thispaperwillresearchakindofintelligentcurtaincontrolsystembasedonsinglechipmicrocomputer.Inthisdesignsystem,STC89C52microcontrollerasthemastercontrolpartofthecircuit,speechrecognitionchipandphotosensitiveresistanceasasignalinputpart,bekeyboardcontrolandLCDdisplay,inordertoachieveintelligentcontrolelectriccurtain.Hardwarecircuitismadeupofthespeechrecognitionmodule,keysmodule,systemcontrolmodule,opticalmodule,steppermotordrivermoduleandLCDmodulecircuit.Throughthesoftwaretorealizethecurtainofthemanualcontrol,semi-automaticcontrol,automaticcontrolandotherfunctions.Atlast,thebasicfunctionsofvoicecontrol,manualcontrol,lightcontrolcurtainswitchandotherbasicfunctionsarerealizedthroughthewholecombinationofhardwareandsoftware.Sothatthecurtainachievedtheeffectofintelligence,hasgoodapplicationprospectinthemarket.
Keywords
intelligentcurtain，steppingmotor，MCUSTC89C52，speechrecognition
目录
摘要 I
Abstract II
前言 3
1课题研究的背景及意义 3
2课题研究的内容及章节安排 3
3课题难点 4
4课题的设计任务和要求 4
5本章小结 4
第一章方案论证及总体设计 5
1.1光电传感器的方案选择和论证 5
1.2按键模块的方案选择 5
1.3语音识别模块的选择方案 5
1.4显示模块的选择方案和论证 6
1.5步进电机驱动芯片的选取 6
1.6系统的各部分功能实现 6
1.7系统的总体设计思路 7
1.8本章小结 7
第二章系统硬件设计 8
2.1主控模块及相关电路 8
2.1.1STC89C52单片机的介绍 8
2.1.2晶振电路 9
2.1.3复位电路 10
2.1.4电源电路 10
2.2按键模块 11
2.3光控模块 11
2.4语音识别模块 12
2.5步进电机驱动模块 13
2.6显示模块 14
2.7本章小结 14
第三章系统软件设计 15
3.1软件设计总体说明 15
3.2按键程序设计 16
3.3光控模块程序 17
3.4语音识别模块程序 18
3.5步进电机驱动软件设计 19
3.6显示模块程序 20
3.7本章小结 21
第四章调试与仿真 22
4.1Proteus软件概述 22
4.2智能窗帘控制系统PROTEUS仿真 22
4.3调试的注意事项 23
4.4系统联调 23
结束语 27
附录 28
附录1：
电路原理图及实物图 28
附录2：
源程序 29
附录3：
元器件清单 39
参考文献（References） 40
第3页共40页
江苏技术师范学院毕业论文
前言
1课题研究的背景及意义
科学技术的不断创新和提高，电子产品的种类越来越丰富且发展速度也非常惊人。
原有的模拟产品正在慢慢地转化为数字产品，这还远远不够。
人们更加看重的是产品能够根据用户不同层次的需求进行工作，体现出产品的人性化。
近年来，由于物联网技术、微电子技术和计算机控制技术的迅速发展，因此出现了智能家居系统。
跟普通的对比，它具有很大的优势。
最主要的就是实现多方位的信息交流功能，提高人们的生活质量。
智能家居不仅具备传统的居住功能，还使现代建筑和家电设备更加的智能化。
从此家庭内部环境与外面世界信息交换变得更加方便、安全和畅通，增强人们居家生活的舒适性，节省家庭的日常开支。
由于智能家居控制系统具有性能稳定、功能灵活、工作效率高、扩展容易等特点，人们开始普遍接受和应用其智能产品。
当今社会经济不断向前发展，科技正在进步。
人们的生活质量得到提高，消费需求正发生巨大的变化。
家用电器开始逐渐普及，但是智能化程度不够高。
再说中国城镇化进程正在加快推进，到处都在搞房地产建设。
现在的大型建筑是越来越多，窗户是这些建筑当中不可缺少的一环，其中落地窗已成为趋势，落地窗不仅采光好，还体现了这家人高大上的生活品味。
在这种趋势下，传统的窗帘操作不方便，需要手动拉开，这不仅耗费时间，还浪费力气。
特别是现在的很多家庭使用落地窗，窗帘大而笨重，已经无法满足普通大众的正常需要。
到了冬天，天气比较冷。
早晨九点钟左右太阳出来，人们想要享受阳光的味道却不愿意起床手动打开窗帘,所以人们怎样做不用起床就可以把窗帘打开呢?
因此，智能窗帘已成为如今社会设计人才的主要研究方面。
本文主要针对单片机具备稳定性好、功耗低、体积小、大容量、价格便宜和集成度高等特点设计智能窗帘。
在此次系统设计中，利用各个模块接口标准协议与单片机进行连接，然后将光敏电阻等传感器采集来的信号输送到51单片机中进行数据处理，处理后的数据送到步进电机执行模块，同时在LCD显示屏中显示出来。
单片机在实际应用中从本质上颠覆了传统的控制系统设计思路和设计方法。
用软件技术代替硬件的控制技术将成为时代的主流，现在可以用单片机通过编译软件程序来实现功能的运行，不用再向从前那样一定由模拟电路或数字电路来满足大部分功能的实现。
2课题研究的内容及章节安排
本课题研究的是如何对智能窗帘控制系统进行总体的设计，此系统设计的主要依据是用户对智能窗帘控制系统功能的要求。
声控、光控、定时控制和遥控是智能窗帘的主要四种控制方式。
光控归类于全自动类；声控和遥控归类于半自动。
由于红外线遥控是直线传播，无需频率的限定，发射端一定要对应接收端，他们中间不可以有障碍物挡著，也不可以斜对着被控对象。
而无线遥控是按照无线电波的频率来遥控的，它的信号在空气中传播，能够穿过某些障碍物。
但是其唯一的缺点就是容易受到其它频率无线电波的干扰，影响正常的工作。
基于以上因素的分析，这次设计不打算使用遥控来控制智能窗帘。
考虑到语音控制窗帘的产品并不常见，目前市场上还没有生产出来。
在本次设计中可以根据人们的语音识别来控制智能窗帘的关闭，人们通过发出语音识别指令，语音识别模块接受指令。
然后指令和关键字进行匹配，再将匹配的结果发送给单片机，单片机控制步进电机执行其相应的功能所以采用语音控制和光照强度控制的窗帘具有很好的发展前景。
在此次设计系统中，主要由按键模块、光敏电阻和运放组成的光控电路、单片机STC89C52控制系统、步进电机驱动电路、语音识别模块、和LCD显示等组成。
步进电机驱动模块主要是通过步进电机的正反转来模拟窗帘的开启或关闭。
光控模块就是利用光敏电阻的感光性实现窗帘自动的开和关。
语音识别模块采用的语言记忆功能，把“开窗”和“关窗”的指令事先编写入程序中，再将程序植入到模块中，当有人发出非特定人语音识别指令控制窗帘的开闭。
从此达到智能窗帘控制的功能要求。
智能窗帘控制系统章节安排如下：
（1）绪论：
讲述智能家居的研究背景及意义。
（2）整体设计方案选取和论证：
智能控制窗帘的总体方案框架以及各个模块的选择。
（3）硬件电路的描述：
详细叙述系统所用到的电路原理。
（4）软件程序的编写：
介绍所用的软件及设计流程。
（5）系统仿真及调试：
讲述系统所用的仿真软件和调试的整个过程。
（6）设计总结：
对本次设计做一个总结性的描述。
3课题难点
（1）光控电路的设计。
（2）怎样通过语音控制，实现智能窗帘的开/闭功能。
（3）如何实现步进电机的驱动问题。
（4）选用什么型号的传感器。
4课题的设计任务和要求
（1）根据要求完成对窗帘智能化控制的设计思路，
（2）根据要求完成根据阳光和声音控制窗帘动作的控制要求
（3）完成整个控制系统硬件电路原理图设计和软件设计，编程工作。
（4）完成软硬件联调工作，实现设计功能
5本章小结
本章主要讲述了智能窗帘的研究背景和在人们日常生活中的重要意义，以及当前窗帘的主要控制方式分别是遥控、时控、光控和声控。
在本次设计中确定自己想要往哪些方面研究智能窗帘的控制系统，实现什么样的功能。
还提出来在设计的过程中会遇到的问题，大概的想了一下怎么完成本次设计的任务。
第一章方案论证及总体设计
1.1光电传感器的方案选择和论证
由于白天和黑夜的光照强度不同则需要光电传感器自动开关窗帘，这是智能窗帘不可缺少的部分。
那么选择什么样光电传感器比较好呢？
通过自己查找资料，发现光电传感器主要有以下几种选择方案。
方案一：
采用光敏电阻作为光控模块，主要是利用光电感应效应原理工作的，在没有光线的地方，光敏电阻的阻值比较大，电流很小；当有光照较强时，其电阻值瞬间变小，电流增大。
为了使光敏电阻器吸收更多的光能，光敏电阻被制成薄片形状。
光敏电阻具有体积小、灵敏度高、稳定性好、质量轻等特点。
因此光敏电阻被用于很多光电控制系统，如路灯，照相机自动曝光装置，光电计数器等方面[5]。
方案二：
采用光敏二极管作为光控模块，主要是通过单向导电性工作的，光照特性比较好。
在没有光照
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