基于红外遥控窗帘的控制系统.doc

1、商 丘 工学院2016-JX-SJ080701-004本科毕业设计 基于红外遥控窗帘的控制系统 学 院信息与电子工程学院专 业电子信息工程学 号1112020152学生姓名刘萌指导教师高善坤提交日期2016年 5 月 12 日诚 信 承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指导教师指导下独立完成,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校的处理,并承担相应的法律责任。毕业设计作者签名： 年月日摘要本设计是基STC89

2、C51单片机设计的遥控窗帘。工作状态有两种，分为手动模式和智能模式。手动模式是利用无线遥控来控制窗帘，通过控制继电器来控制智能窗帘的开关，智能模式是根据环境光线的亮度自动控制窗帘的开合状态，可以通过LED灯颜色显示当前窗帘状态，利用限位开关的原理来控制窗帘停止，以防窗帘发生过卷现象。本设计主要在智能家居，大型会议室等领域得到广泛的使用，为人们提供了更方便，快捷的生活环境。关键字：窗帘;直流电机;红外遥控IABSTRACTThe design of the remote control is based on STC89C51 Microcomputer design. Its working

3、state has two kinds , manual model and intelligent model. The manual model is use of wirerless remote control to control The curtain, And it controls The switch Of intelligent curtain by Electric Relay. However, intelligent model is according to The brightness of ambient light to control The opening

4、 and closing sate of cutain automatically, and It can show that by LED light. Currently, The state of The curtain uses the principle of Limit Switch to control The curtain to stop, The purpose is to prevent , the phenomenon of the curtain. The design is mainly widely used In smart home and large met

5、ting room so that it may provide people with more convenient And efficient living environment.Key Words:：curtain; Dc motor; wireless remote controlI3系统硬件设计目 录1绪 论11.1 选题背景与意义11.2 国内外现状11.3 设计目的和功能22 系统方案设计32.1 设计思路32.2 主控芯片的方案选择32.2.1 方案一32.2.2 方案论证32.3 无线模块的方案和论证42.3.1 方案一42.3.2 方案二42.3.3 方案论证42.4

6、系统方案论证43 系统硬件设计53.1 单片机最小系统53.1.1 时钟电路53.1.2 复位电路53.2 遥控发射模块参数63.3 PT2262/PT2272编解码集成电路原理说明63.4 遥控电路设计73.5 光线检测模块93.6 正反转控制模块93.7 显示模块103.8 本设计实现的功能114 系统软件设计134.1 软件介绍134.2 程序设计过程144.3 主程序流程图155.系统调试175.1 Protues0软件仿真电路图175.2 硬件测试17结 论18致谢19参考文献20附录21III2 系统方案设计1绪 论1.1 选题背景与意义智能窗帘作为物联网智能家居的一员,向着人性化

7、和舒适化的方向发展，相比传统窗帘有非常多的优点。传统的窗帘，你必须手动去拉，每天早晚都要拉窗帘也是非常麻烦的一件事情，尤其是在别墅或复式房中，所以人们需要一个智能窗帘控制系统来实现窗帘的开关，方便人们的生活;因此遥控电动窗帘在最近几年发展迅速，被广泛应用于智能楼宇，高级公寓，酒店和别墅等领域。只要在遥控器上轻轻点击，就可以自动开启和关闭窗帘，非常方便4。在本次设计中，我们主要研究的是利用单片机来实现无线遥控电路的设计。智能家居系统是一个大的社会系统工程，我们应当加快我国智能家居标准化进程。智能窗帘系统作为智能家居中一个很重要的部分,需要在我国智能家居这一领域快速发展,建立起一个具有中国特色的新

8、兴、健康的产业链。让智能窗帘控制系统技术在我国变得更加成熟。当今，遥控已经很普遍，技术也非常的成熟，为了进一步满足人们高水生活的需求，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；由分立式元件到现在的集成电路；从普通向高性能、多功能型；红外遥控是当前远程控制的最广泛使用的装置8。由于具有体积小，功耗低，功能性和低成本的的特点。因此，彩电，录像机，音响设备，空调，玩具，遥控车和门铃标志和其它小型设备都在使用红外遥控器。与此同时，窗帘作为装饰和不可缺少的一部分，它也越来越受欢迎，目前，常用的窗帘轨道是钢丝绳手拉式和滑轮式，价格非常昂贵，只有高收入家庭的一部分用户使用电动遥控轨道，不

9、具有普遍性。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。所以本设计中将探讨如何能研究出功能强大且成本很低的智能遥控窗帘控制系统。1.2国内外现状在欧美等发达国家，电动窗帘已经被广泛的应用了，技术也比较的成熟。在十年前电动窗帘就已经进入我国，但是没有得到很好的推广，最近几年由于电控技术的快速发展和成本的不断下降，电动窗帘热在我国又卷土重来，据了解我国已经有170多种电动智能窗帘获得了国家专利。尽管遥控智能窗帘系统在我国还是一个新兴的产业，但是他的发展十分迅速，在智能窗帘引进我国的短短的几年内，它以丰富的功能，人性化的控制被人们慢慢接受并喜欢。在未来的几年内，技术的成熟性有望超过

10、国外。随着自动遥控窗帘热潮在世界范围内的日渐兴起，随着中国电子技术的快速发展、人们生活水平的不断提高，智能电子技术在生活中被广泛应用 ,自动窗帘已经成为未来家居装饰潮流发展的最新方向,在不久的将来,没有自动窗帘系统的住宅肯定不合潮流。从目前的发展趋势来看,在未来的20年时间里,自动窗帘行业将成为中I国的主流行业之一,其市场的发展前景是非常广阔的。1.3 设计目的和功能本次课程设计的主要是通过单片机为控制芯片对各部分电路进行控制，以达到本次设计的目的，设计前期预想主要功能如下：1、可以手动控制窗帘的开关。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

11、境光线控制窗帘的开合。I2 系统方案设计2.1 设计思路本设计是基于单片机控制的遥控窗帘，利用8位的STC89C51单片机做微控制器，程序采用C语言。我们利用直流电机正反转的特点，对窗帘的开关进行自动控制，实现本次设计的目标。无线遥控功能的主体芯片是SC2262/SC2272 编码解码芯片，在该芯片中的无线发送接收模块是核心组件，采用红外遥控方式,不会干扰其它电器的正常工作,也不会影响邻近的无线设备。超距离遥控,可达89m。SC2272能实现对D0、D1、D2、D3的信号进行接收，来控制单片机，集合继电器原理俩实现正反转切换，实现开闭。检测模块功能则使用行程控制进行设置，保障窗帘的防过卷功能实

12、现，本设计具有体积小、结构简单、灵敏度高、抗干扰性强、经济实用、工作可靠等特点。其系统框图如图2.1所示: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2.1 系统框图2.2主控芯片的方案选择2.2.1方案一采用AT89C51做为本设计的主控芯片。AT89C51具有2K字节的存储器是8位的微处理器，而且带有2K字节的可擦出只读存储器。它有40个引脚，完全可以满足本设计需求。2.2.2方案二采用STC89C51做为本设计的主控芯片。STC89C51是单片发展以来的升级版本，它具有8K的可擦除只读存储器，增强行1T流水线和保留了8051的精简代码集，并且可以STC-SPI来进

13、行程序下载，功耗非常低运行稳定可靠。2.2.3方案论证STC89C51和AT89C51相比价格相差无几，但是STC89C51乃是单片机长期发展以来的增强版本，功能和运行速度远比AT89C51要快。故本设计采用方案一的STC89C51来做为本设计的主控芯片。2.3无线模块的方案和论证2.3.1方案一采用Si4432无线模块做为本设计的通信系统i4432具有完整的FSK收发器，它的工作频率在430.24439.75MHz也可以工作在900.72929.27Mhz。它的接受林敏度高达128Kbps.功率低。在空旷的场合传输距离可以达到800米。2.3.2方案二采用PT2262/2272作为本设计的通

14、信系统，PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射/接收芯片。其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非常简洁。2.3.3方案论证 采用PT2262/2272作为本设计的通信系统虽然传输距离没有Si4432远，但考虑到本设计知道室内使用，没有必要大材小用故选择方案二。2.4系统方案论证通过对系统的分析，设计本着成本低功能多的理念，所以系统的主控芯片选择了STC89C51，此芯片完成可以满足系统的需求且成本低廉，遥控部分采用PT2262/2272作为本设计的通信系统，对于直流电机的正反转控制采用一对价格低廉的小型继电器和三极管相互配合来完成这个动作，系统负载的供电采用一个交流220V输入，直流5V输出的开关电源可以完全满足。至此，设计的硬件主要模块的选型已经完成。133 系统硬件设计3 系统硬件设计3.1单片机最小系统单片机加上适当的外围器件和应用程序后，所构成的应用系统称为最小系统。主要由时钟电路和复位电路加上单片机芯片就构成了单片机最小系统。3.1.1时钟电路时钟电路是单片机最小系统