遥控窗帘.docx
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遥控窗帘
摘要
随着电子技术和自动化技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高。
家用电器产品也在不断地更新换代。
从初始的晶体管到电子管，从模拟到数字，从分立元件到集成电路，从单一到多功能，从手动控制到红外线遥控，家具产品越来越向智能化发展。
此次设计的是智能家居装置之一遥控窗帘,它是采用STC10F08XE单片机为控制核心，可遥控、可手动控制窗帘的拉开和关闭，并具有防过卷功能。
本设计是基于单片机技术的遥控窗帘，通过对直流电机工作原理分析、直流电机驱动芯片L298N功能分析、霍尔传感器工作原理分析及proteus仿真等过程，我们最终设计出了控制电路和各执行模块的软硬件设计方案，以模块方式对本系统的控制和执行部分的软件设计进行了较为详细的介绍，并制作出了实物模型。
该系统的单片机控制部分主要由2*3矩阵键盘电路、单片机（STC10F08XE）最小系统、遥控模块、霍尔传感器测速电路、电机运行状态显示电路及电动机驱动控制电路等组成；窗帘控制部分主要由导轨、窗帘、拉绳等传动装置、霍尔传感器位置检测电路以及直流电机等组成。
本系统中，单片机根据接收到的不同信号来控制电动机的正转、反转或停止，从而实现窗帘的打开、关闭或停止，通过霍尔传感器和磁钢来测试窗帘的运行状态，来实现窗帘的防过卷功能。
关键字：
遥控窗帘；STC10F08XE；防过卷；霍尔传感器；直流电机。
目录
1概述3
1.1选题目的和意义3
1.2选题的要求3
1.3主要实现的功能3
2硬件电路的实现4
2.1硬件整体视图4
2.2STC10F08XE单片机模块4
2.3驱动直流电机的L298N芯片模块6
2.4直流电机（马达）模块7
2.5无线收发模块8
2.6键盘电路与光电限位开关电路设计模块9
3软件设计11
3.1此设计软件的程序主要完成以下功能11
3.2程序流程图如下12
4proteus软件仿真13
5课程设计体会14
参考文献15
附1：
源程序代码16
附2：
系统原理图21
1概述
1.1选题目的和意义
随着社会经济的发展和人们生活水平的改变，宽大窗户的办公和生活建筑越来越多。
这种建筑结构美观，采光良好。
但是，窗户的高度或者宽度超过4米以后手拉窗帘却比较困难。
而现在的放地产商几乎却都没有为用户考虑这个问题，使一些高档住宅反而带来了生活上的不便，解决这个问题的方法是使用窗帘机。
窗帘机是专门为高大的窗户设计的窗帘控制装置，根据功能不同可以分为电动、遥控、自动和智能等多种规格。
电动窗帘机是通过窗帘机上的控制按键操作窗帘开合的一种最简单的窗帘机，仅仅解决了手动窗帘的问题，可还需要人来近距离操作，电动窗帘使一些超高、超宽窗帘的操作变得比较容易。
但是因为这种窗帘技术含量低，基本没有厂家作大规模工业化生产；遥控窗帘机可以远距离操作窗帘的开合，使用更为方便，自动窗帘机具有自动控制功能，可以满足用户各种情况下的使用要求。
1.2选题的要求
1）进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统设计的基本方法和步骤。
2）掌握单片机仿真软件Proteus的使用方法。
3）掌握键盘和显示器在的单片机控制系统中的应用。
4）掌握撰写课程设计报告的方法。
1.3主要实现的功能
Ø控制窗帘的开关、利用直流电机正反转实现。
Ø防过卷功能。
Ø具有无线遥控和手动按键控制两种功能。
Ø能够指示运行状态。
2硬件电路的实现
本设计所包含的主要硬件电路有以下几个模块：
STC10F08XE单片机最小系统模块、电机驱动模块、数码管显示模块、无线收发模块、键盘模块、光电限位开关模块等。
设计通过这几大模块再加上连接电路共同构成了硬件电路，在硬件电路中，主要模块的设计是STC10F08XE单片机最小系统模块、电机驱动模块、无线收发模块，并且这三大模块在设计时也是最为困难的，因此，在设计这几大模块时要特别注意细节设计与整体连接设计。
2.1硬件整体视图
图2.1硬件原理图
2.2STC10F08XE单片机模块
2.2.1STC10F08XE单片机结构图
图2.2STC10F08XE单片机结构图
2.2.2STC10F08XE单片引脚功能
P0.0--P0.7：
这八个端口即可作为输入输出出口，也可作为地址数据复用总线。
P1.0--P1.7：
这八个端口作为标准的I/O端口。
RXD/P3.0：
这个端口作为串口数据发送端。
TXD/P3.1：
这个端口作为串口数据发送端。
/P3.2:
外部中断0，下降沿中断或低电平中断。
/P3.3:
外部中断0，下降沿中断或低电平中断。
T0/P3.4：
定时器或计数器0的外部输入。
T1/P3.5：
定时器或计数器1的外部输入。
/P3.6：
外部数据存储器写脉冲。
/P3.7：
外部数据存储器读脉冲。
XTAL1：
内部时钟电路反相放大器输入端，接外部晶振的一个引脚。
当直接使用外部时钟源时，此引脚是部时钟源的输入的端。
XTAL2：
内部时钟电路反相放大器输出端，接外部晶振的另一端。
当直接使用外部时钟源时，此引脚可浮空，此时XTAL2实际将XTAL1输入的时钟进行输出。
VCC：
电源。
Gnd：
接地。
2.2.3STC10F08XE单片的最小系统图
图2.3单片机最小系统图
2.3驱动直流电机的L298N芯片模块
驱动模块采用L298N，通过单片机的I/O输入改变芯片控制端的电平，即可以对电机进行正反转，停止的操作，输入引脚与输出引脚的逻辑关系图为
EnaIn1In2运转状态
0XX停止
110正转
101反转
111刹停
100停止
图2.4L298N功能模块图
图2.5L298N驱动原理图
L298N内部含有四通道逻辑驱动电路，是一种两相或四相电机的专用驱动器，它的内部含有两个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准的TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机，如上图所示，驱动器与电机的接线图。
图中，2、3管脚的两个输出与电机相连，IN1、IN2管脚与单片机的P2.0、P2.1两个管脚相连，这样通过控制单片机两个管脚输出的高低电平进而控制电机的正转、反转。
ENA连接控制使能端，控制电机的停、转。
2.4直流电机（马达）模块
2.4.1直流电机（马达）实物图片
图2.6直流电机实物图
2.4.2直流电机（马达）工作原理
图2.7直流电动机原理图
上图所示是一个最简单的直流电动机模型，在一对静止的磁极N和S之间，装设一个可以绕Z-Z'轴而转动的圆柱形铁芯，在它上面装有矩形的线圈abcd。
这个转动的部分通常叫做电枢。
线圈的两端a和d分别接到叫做换向片的两个半圆形铜环1和2上。
换向片1和2之间是彼此绝缘的，它们和电枢装在同一根轴上，可随电枢一起转动。
A和B是两个固定不动的碳质电刷，它们和换向片之间是滑动接触的。
来自直流电源的电流就是通过电刷和换向片流到电枢的线圈里。
当电刷A和B分别与直流电源的正极和负极接通时，电流从电刷A流入，而从电刷B流出。
这时线圈中的电流方向是从a流向b，再从c流向d。
我们知道，载流导体在磁场中要受到电磁力，其方向由左手定则来决定。
当电枢在图示的位置时，线圈ab边的电流从a流向b，用
表示，cd边的电流从c流向d，用⊙表示。
根据左手定则可以判断出，ab边受力的方向是从右向左，而cd边受力的方向是从左向右。
这样，在电枢上就产生了反时针方向的转矩，因此电枢就将沿着反时针方向转动起来。
2.5无线收发模块
此课程设计所使用的无线收发装置主要为由PT2262（发射）与PT2272（接收）所构成的收发集成模块。
图2.8无线接收模块（左）与无线发射模块（右）
此无线收发模块的使用非常简单，当发射模块按键按下时，接收模块对应的输出引脚输出高电平，通过捕捉接收模块引脚电平的变化就可以知道发射模块所发出的指令。
PT2262/PT2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供531441地址码,PT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚,设定的地址码和数据码从17脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。
编码芯片PT2262发出的编码信号由：
地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。
当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。
2.6键盘电路与光电限位开关电路设计模块
此设计不仅能使用遥控器控制窗帘合开用遥控控制外，我们还为其配备了按键手动控制功能。
图2.9手动按键电路图
如图2.6所示初始时，若给H1，H2赋初值（0，1），检测L1，L2，L3电平的高低，若为L1为0电平，则说明是第一行第一列的那个开关摁下；若为L2为0电平，则说明是第一行第二列的那个开关摁下；若为L3为0电平，则说明是第一行第三列的那个开关摁下；
同理，若给H1，H2赋初值（1，0），检测L1，L2，L3电平的高低，若为L1为0电平，则说明是第二行第一列的那个开关摁下；若为L2为0电平，则说明是第二行第二列的那个开关摁下；若为L3为0电平，则说明是第二行第三列的那个开关摁下。
3软件设计
3.1此设计软件的程序主要完成以下功能
v控制窗帘的开关、利用直流电机正反转实现。
v3.1.2防过卷功能。
v3.1.3具有无线遥控和手动按键控制两种功能。
v3.1.4能够指示运行状态。
3.2程序流程图如下
图3.2系统流程图
4proteus软件仿真
图4.1系统整体仿真图
5课程设计体会
经过将近一周的基于STC10F08XE单片机遥控窗帘课程设计，让我们收获颇丰，不仅熟悉了STC10F08XE单片机工作原理，同时了解到了其内部硬件电路的构成、每部分电路的设计等，还学会了STC10F08XE单片机软件开发环境的使用、各种编程指令的应用等。
这次课程设计不仅仅包含了微机原理与单片机技术的知识，也结合了电机学，这使得我们更加认识到每一门学科的结合的重要性。
通过这次课程设计的锻炼，让我们加深了对STC10F08XE单片机的认识和理解，更重要的是让我们看到了自己知识的匮乏，不仅仅是理论知识，也有实践动手能力的匮乏，俗话说的好，实践与理论结合出真知，当然这次课程设计也坚定了以后要不断的学习，不断的向身边的人虚心请教，同时要借助于图书馆和网络来扩充自己的知识面的决心。
也只有这样，在以后的社会竞争中，自己才能有立足之地，才能有所作为。
参考文献
[1]谭浩强.C程序设计（第三版）.北京：
清华大学出版社，2005
[2]谭浩强.C程序设计解题与上机指导（第二版）.北京：
清华大学出版社，1999
[3]余发山.王福忠.单片机原理与应用技术（第一版）.北京：
中国矿业大学出版社.2008
[4]河南理工大学.微机原理与单片机技术.河南：
河南理工大学出版社.2012
[5]金显贺，王昌长，王忠东，等.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术.清华大学学报（自然科学版），1993，33（4）：
62-67
[6]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录.北京：
高等教育出版社，1957.15-18
[7]王明亮.关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展.
http:
//www./1998-08-16/1998-10-04
附1：
源程序代码
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
CLRP3.7
CLRP3.2
JNBP0.7,TZZ
JNBP0.6,TSTOP
JNBP0.5,TFZ
JBP2.0,ZZ
JBP2.1,STOP
JBP2.2,FZ
JNBP2.6,TSTOP
JNBP2.7,TSTOP
AA:
JMPMAIN
TZZ:
CLRP2.0
CLRP2.1
CLRP2.2
ZZ:
CLRP3.7
CLRP2.5
SETBP2.3
SETBP2.4
SETBP3.2
SETBP1.3
CLRP1.4
JNBP0.6,MAIN
JNBP0.5,MAIN
JBP2.1,MAIN
JBP2.2,MAIN
JNBP2.6,MAIN
JNBP2.7,MAIN
JMPZZ
TSTOP:
CLRP2.0
CLRP2.1
CLRP2.2
STOP:
CLRP3.7
CLRP2.4
SETBP2.3
SETBP2.5
CLRP1.3
CLRP1.4
JNBP0.7,MAIN
JNBP0.5,MAIN
JBP2.0,MAIN
JBP2.2,MAIN
JMPSTOP
TFZ:
CLRP2.0
CLRP2.1
CLRP2.2
FZ:
CLRP3.7
CLRP2.3
SETBP2.4
SETBP2.5
SETBP3.2
CLRP1.3
SETBP1.4
JNBP0.7,AA
JNBP0.6,AA
JBP2.0,AA
JBP2.1,AA
JNBP2.6,AA
JNBP2.7,AA
JMPFZ
STOP1:
CLRP2.4
SETBP2.3
SETBP2.5
CLRP3.2
CLRP1.3
CLRP1.4
SJMPDELAY
CLRP2.3
SETBP2.4
SETBP2.5
SETBP3.2
CLRP1.3
SETBP1.4
SJMPDELAY
CLRP3.2
CLRP1.3
CLRP1.4
RET
STOP2:
CLRP2.4
SETBP2.3
SETBP2.5
CLRP3.2
CLRP1.3
CLRP1.4
SJMPDELAY
CLRP2.5
SETBP2.3
SETBP2.4
SETBP3.2
SETBP1.3
CLRP1.4
SJMPDELAY
CLRP3.2
CLRP1.3
CLRP1.4
RET
DELAY:
MOVR6,#200
LOOP1:
MOVR7,#248
NOP
LOOP2:
DJNZR7,LOOP2
DJNZR6,LOOP1
RET
END
附2：
系统原理图
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