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智能遥控窗帘系统设计

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2017年5月5日摘要

随着社会经济的高速增长，人民生活水平的不断提高，人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈，窗帘作为每个家庭的家居必须用品，自然也需要满足人们更舒适性的需求，因此一款智能的遥控窗帘的研究具有一定的使用价值。

本设计是基于8位的STC89C51单片机设计的遥控窗帘。

它采用无线遥控控制方式，其中SC2262/SC2272编码解码芯片组成无线发送接收模块；通过控制两个继电器的状态来控制直流电机的正反转来控制窗帘的开关，并可以根据环境光线的亮度自动控制窗帘的开合状态，可以指示运行状态；利用限位开关来控制窗帘停止，防止窗帘过卷。

关键字：

STC89C51、直流电机、无线遥控

目录

1概述 4

1.1选题背景与意义 4

1.2主要任务 5

2系统总体方案及硬件设计 6

2.1设计思路 6

2.2工作原理 6

2.2系统硬件设计 7

2.2.1主控芯片 7

2.2.2单片机最小系统 10

2.2.3按键设计 11

2.2.4无线发送、接收设计 12

2.2.5正反转显示模块 13

3系统软件设计 14

3.1程序设计 14

3.2系统程序流程图 14

4课程设计体会 15

参考文献 16

附1：

源程序代码 17

附2：

系统原理图 17

1概述

随着社会经济的高速增长，人民生活水平的不断提高，人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈，窗帘作为每个家庭的家居必须用品，自然也需要满足人们更舒适性的需求。

窗帘其基本的作用无非是保护业主的个人隐私以及遮阳挡尘等功能，但传统的窗帘您必须手动去拉动，每天早开晚关也是挺麻烦的，特别是别墅或复式房的大窗帘，比较重，而且长，需要很大的力量才能开关窗帘，很不方便；于是遥控电动窗帘在最近几年得到迅速发展，并广泛应用于智能大厦、高级公寓、酒店和别墅等领域，只要遥控器轻按一下，窗帘就自动开合（百叶窗可以自动旋转），非常方便。

在本次设计中，我们主要研究的是利用单片机的无线遥控电路的设计。

1.1选题背景与意义

随着科学的发展，社会的进步，人民生活水平的提高，工作压力也越来越大，人人都希望回到家或是在办公室都有一个舒适的环境。

能得到很好的休息，这就使得自动化技术快速发展。

当今，遥控已经很普遍。

但不是说就没有他的研究价值，为了进一步满足人们高水准生活的需要，家用电器产品性能也在不断的更新换代，从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。

红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。

由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。

因此，彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。

与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。

但价格相当昂贵，不能普及。

所以，现在的重点是如何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置。

同时，单片机也有它突出的优点。

从1974年开始，单片机就以它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点，开始不断发展，并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。

单片机的发展经历了四个阶段。

可预见单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路内装化等方面发展，也就是对CPU、存储器、片内I/O的改进，低功耗，特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。

而从目前国内对单片机的需求来看：

在未来几年里，8位、16位单片机将是单片机的发展主流，它的新发展表现在：

（1）CPU功能的增加

（2）内部资源的增多（3）引脚的多功能化（4）低电压、低功耗。

正因为单片机有着如此多的优点，单片机在工业控制中和家用电器等上的应用中独占鳌头，故又称为微控制器（Microcontroller）

1、因为它具有“小、轻、廉、省”的特点，尤其耗电少，又可使供电电源的体积小、重量轻，所以特别适用于“电脑型产品”，在家电、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨房设备等许多产品上得到应用。

2、适用于仪器仪表，不仅能完成测量，还具有处理、监控等功能，易于实现数字化和智能化。

3、广泛应用于打印机、绘图仪等许多计算机外围设备，特别是用于智能终端，可大大减轻主机负担。

4、用于各种工业控制，如温度控制、液面控制、生产线顺序控制等。

上述的归纳还不够完整，但已知单片机的应用已渗透到国民经济的各个领域，极大地推动了计算机技术的普及，而且可以预见，随着单片机性能的进一步提高，它的应用将更趋广泛。

它对我国许多产品的升级换代、工厂企业的设备更新都将起着十分巨大的作用。

所以利用单片机可以实现较多的功能的前提下降低设计、生产成本。

1.2主要任务

本次课程设计的主要任务是设计基于STC89C51单片机的遥控窗帘。

主要功能如下：

1）控制窗帘的开关。

2）具有防过卷功能。

3）具有无线遥控功能。

4）能够指示运行状态。

5）具有智能模式，可以根据环境光线控制窗帘的开合

2系统总体方案及硬件设计

本系统主要由单片机最小系统、无线发射、接收模块、按键部分、电机控制执行部分和限位开关组成。

2.1设计思路

本设计是基于单片机的遥控窗帘，采用8位的STC89C51单片机做控制器，程序采用C语言编程。

利用直流电机正反转，实现控制窗帘的开关。

无线遥控是由SC2262/SC2272编码解码芯片组成的无线发送接收模块，通过SC2272接收输出端D0、D1、D2、D3输出信号控制单片机，再利用单片机控制继电器的吸和驱动直流电机的正反转，实现窗帘的开合，同时用行程开关检测窗帘位置，实现窗帘的防过卷。

系统框图如下：

状态指示

无线接收模块

STC89C51单片机

电机控制模块

光线检测模块

图

（1）系统框图

2.2工作原理

本设计是基于STC89C51单片机的遥控窗帘。

它采用无线遥控控制方式，其中SC2262/SC2272编码解码芯片组成无线发送接收模块；通过控制直流电机的正反转来控制窗帘的开关，并且可以指示运行状态；同时可以根据环境光线的变化控制窗帘的开合状态，完成窗帘的智能控制，更智能更人性化系统利用限位开关来控制窗帘停止，防止过卷。

2.3系统硬件设计

本系统采用STC89C51为主控芯片。

STC89C51是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有4K在系统可编程Flash存储器。

使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。

1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash

2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz）

3、内部程序存储器（ROM）为4KB

4、内部数据存储器（RAM）为256字节

5、32个可编程I/O口线

6、8个中断向量源

7、两个16位定时器/计数器

8、三级加密程序存储器

9、全双工UART串行通道

10、低功耗空闲和掉电模式；

11、掉电后中断可唤醒；

12、看门狗定时器；

13、双数据指针；

14、掉电标识符。

VCC：

STC89C51电源正端输入，接+5V。

GND：

电源地端。

XTAL1:

单芯片系统时钟的反相放大器输入端。

XTAL2：

系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。

RESET：

STC89C51的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。

EA/Vpp：

"EA"为英文"ExternalAccess"的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。

因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。

如果是使用8751内部程序空间时，此引脚要接成高电平。

此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。

ALE/PROG：

ALE是英文"AddressLatchEnable"的缩写，表示地址锁存器启用信号。

STC89C51可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0～A7）锁进锁存器中，因为STC89C51是以多工的方式送出地址及数据。

平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。

此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。

PSEN：

此为"ProgramStoreEnable"的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。

STC89C51可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。

PORT0（P0.0～P0.7）：

端口0是一个8位宽的开路汲极（OpenDrain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。

其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。

如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0～A7）及数据总线（D0～D7）。

设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。

PORT2（P2.0～P2.7）：

端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。

P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在STC89C51扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8～A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。

PORT1（P1.0～P1.7）：

端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LSTTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。

如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。

PORT3（P3.0～P3.7）：

端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。

其引脚分配如下：

P3.0：

RXD，串行通信输入。

P3.1：

TXD，串行通信输出。

P3.2：

INT0，外部中断