基于单片机的遥控窗帘设计本科论文.docx
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基于单片机的遥控窗帘设计本科论文
河南理工大学
《单片机应用与仿真训练》设计报告
基于单片机的遥控窗帘设计
姓名：
郭栋李榕
学号：
31090802010802
专业班级：
自动化0901
指导老师：
王新
所在学院：
电气工程与自动化学院
2012年7月1日
摘要
本设计是基于AT89S52单片机的遥控电动窗帘的设计，根据设计要求和现有器件，设计采用单片机AT89S52作为主控制器，使用PT2262与PT2272通用编码解码电路作为遥控发射和接受装置，单片机通过检测PT2272解码的信号，做出开关窗帘等动作，采用两个霍尔传感器44E938作为位置检测设备，以检测窗帘的运行位置，实现防过卷的功能，同时本控制器还有手动控制，通过三个按键开关实现窗帘的正反停控制。
本电路的直流电机由L298N驱动控制，通过控制L298N实现电机的正反转及停转，达到控制窗帘的目的。
遥控发射电路由PT2262集成电路组成，本系统直接采用做好的发射模块遥控器，共ABCD四路输出，当按下相应的按钮时，对应的以PT2272为核心的遥控解码电路有输出，经测试ABCD分别对应D0、D1、D2、D3，所以将D0、D1、D2、D3分别接到单片机的I/O口，通过检测对应端口的电平输出高低，系统受程序控制做出相应的动作，将控制信号送至电机驱动L298N从而实现对电机的控制，电机转轴通过传动机构与窗帘相连，从而实现对窗帘的控制。
同时本系统也设置了手动控制方式，通过三个按键开关实现正反和停转。
具体电路是按键的一端接地，另一端接到单片机对应的I/O口，当单片机检测到低电平时，输出相应的信号给电机驱动模块，从而达到与遥控控制一样的效果，在编程时要注意消除按键的抖动，防止误操作！
显示模块由红绿两个LED灯组成，当电机正转打开窗帘时红灯亮；当电机反转关闭窗帘时绿灯亮，这样就能很容易的观察到窗帘的运行状态。
防过卷电路由两个霍尔传感器组成，将输出端接到单片机的I/O口，通过检测相应端口的电平实现对电机的控制，当窗帘没有达到指定位置时，输出为高电平，电机正常运转；当霍尔传感器检测到有磁场时（窗帘两端可以固定两个磁钢产生磁场），输出低电平，从而控制电机马上停转，达到防过卷的作用。
软件设计使用C语言编程，对输入信号采用软件防抖，采用C语言编程，程序易读易移植，整个程序十分简洁易懂，经下载测试能很好的实现系统的各个功能。
关键字：
单片机、无线遥控、C语言编程直流电机
目录
1概述
1.1项目背景及应用
1.2遥控电路的设计
1.3手动控制电路
1.4直流电机驱动电路
1.5防过卷限位电路
1.6程序设计
2系统整体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
2.2PT2262/2272遥控模块
2.3按键电路
2.444E938防过卷电路
2.5主控制器
2.6直流电机驱动电路
3软件设计
3.1变量的定义与I/O口分配
3.2系统子功能程序设计
3.3系统主程序
4Proteus软件仿真…………………………………………………………………
5课程设计体会
参考文献
附录1：
源程序代码
附录2：
系统原理图
1概述
1.1项目背景及应用
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，技术发展飞速，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挽代，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；由手动控制向无线遥控、向智能化发展。
遥控窗帘设计使用51单片机作为主控制器，使用PT2262遥控编码模块作为发射模块，使用PT2272解码模块作为接收模块，将遥控信号解码后转换为TTL电平，供单片机读取；手动控制采用微动开关，低电平输入；输出控制直流电机使用直流电机专用芯片L298N，；窗帘的防过卷使用两个霍尔传感器44E938，通过放在窗帘上的强磁钢感应窗帘的位置，实现窗帘的防过卷。
系统的程序设计使用C编程，对按键采用软件防抖处理。
1.2遥控电路的设计
遥控部分电路使用PT2262和PT2272遥控模块，PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/2272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。
这里使用做好的遥控发射接收模块，直接将遥控解码，转化为相应的TTL电平信号，供单片机读取。
1.3手动控制电路
采用三个按键分别控制电机正转、反转、停转，软件设计时加入延时消抖，保证按键的正确响应。
1.4直流电机驱动电路
对直流电机的驱动这里使用直流电机专用驱动芯片L298N，L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。
是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。
本设计中使用5V直流电机，电流较小，并且只是用一路输出。
1.5防过卷限位电路
为了防止窗帘开或关到位后电机仍没有停止，需要加防过卷限位电路路这里选用霍尔传感器44E938，该器件集成了电压调节器，动态偏差补偿系统的霍尔传感器，施密特触发器和开漏输出驱动于一个封装内。
由于它宽的工作电压范围和扩展的温度范围，使其非常适合于汽车电子，工业和消费电子的应用范畴。
这里使用44E938作为限位传感器，当窗帘运行到上限或下限时，固定在窗帘上的强磁达到传感器位置，发出限位信号，主控制器停止电机，实现防过卷。
1.6程序设计
对单片机的程序设计使用汇编或C语言，汇编编程程序代码编译效率高，但程序的易读性差，不易移植；C语言的代码效率虽然没有汇编高，但程序易读易写，且程序的可移植性好，可以借鉴其他例程或一边写好的程序模块。
本设计采用C语言编程。
2系统整体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
遥控窗帘的硬件设计共分为三大部分：
信号采集转换电路、单片机主控电路和直流电机驱动电路，其中信号采集电路由遥控解码电路和手动按钮两部分组成。
系统框图如图1，
图1系统框图
如图1，主控制器检测来自PT2272解码模块、按键和霍尔传感器44E938的信号，根据输入端的信号控制驱动电路，驱动电路控制直流电动机带动窗帘运动。
遥控器或按键发出开、关窗帘的信号后，经单片机处理后，控制L298N输出控制电机正、反转，电机通过机械装置带动窗帘运动，当窗帘运动到上限或下限时，固定在窗帘上的强磁促发相应的霍尔传感器，霍尔传感器发出信号给单片机，单片机将电机停止。
窗帘在开关过程中按下遥控或者按键的停止按钮，则电机停止运行，实现窗帘的开关程度的控制。
2.2PT2272遥控解码模块
PT2262/2272是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，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。
PT2262每次发射时至少发射4组字码，PT2272只有在连续两次检测到相同的地址码加数据码才会把数据码中的“1”驱动相应的数据输出端为高电平和驱动VT端同步为高电平。
因为无线发射的特点，第一组字码非常容易受零电平干扰，往往会产生误码，所以程序可以丢弃处理。
PT2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L4/M4/L6/M6之分，其中L表示锁存输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。
M表示非锁存输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制。
后缀的6和4表示有几路并行的控制通道，当采用4路并行数据时（PT2272-M4），对应的地址编码应该是8位，如果采用6路的并行数据时（PT2272-M6），对应的地址编码应该是6位PT2262和PT2272芯片如下图2，
图2
图3PT2262/2272引脚图
表1PT2262引脚功能
名称
管脚
说明
A0-A11
1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,
D0-D5
7-8、10-13
数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉
VCC
18
电源正端（＋）
VSS
9
电源负端（－）
TE
14
编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；
OSC1
16
振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端；
Dout
17
编码输出端（正常时为低电平）
表2PT2272引脚功能
名称
管脚
说明
A0-A11
1-8、10-13
地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”（悬空）,必须与2262一致,否则不解码
D0-D5
7-8、10-13
地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262一致,数据管脚才能输出与2262数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换
VCC
18
电源正端（＋）
VSS
9
电源负端（－）
DIN
14
数据信号输入端，来自接收模块输出端
OSC1
16
振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；
OSC2
15
振荡电阻振荡器输出端；
VT
17
解码有效确认输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）
遥控模块是已做好的，使用315MHz的频率，遥控模块接收解码模块共有四个输出，当没有信号时，对应的引脚为低电平，当收到对应的通道Y有遥控信号时，如通道D2与输入信号C，则PT2272的D2引脚输出高电平。
并根据芯片类型的不同D2口的电平自锁或点动，单片机读取接收解码模块的信号做出动作。
2.3按键电路
按键是单片机的常用输入设备，电路简单且成本低，这里对按键的防抖采用软件延时处理。
按键使用常用的按钮式微动开关，按键电路如下图4，
图4按键电路
2.4霍尔传感器防过卷限位电路
限位开关用于检测窗帘运行到上、下限位置时动作发出信号给控制器，以防止窗帘过卷损坏机械设备或电机。
常用的限位装置使用行程开关、光电开关或接近开关，这里选用霍尔传感器44E938作为限位传感器。
44E938是低功耗CMOS工艺的霍尔传感器，TO-92封装的如下图5，其内部结构如图6：
图5接线原理图
图6内部结构
TO-90封装的引脚定义同TO-92封装，引脚1为电源正极VDD，引脚2为GND，44E938的工作电压为3.5-28V，引脚
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