基于单片机的遥控窗帘设计本科论文.docx

1、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： 310908020108 02 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

2、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

3、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

4、，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 2.2 PT2262/2272遥控模块 2.3 按键电路 2.4 44E938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

5、 3.2 系统子功能程序设计 3.3系统主程序 4 Proteus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PT2

6、262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

7、,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，

8、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

9、，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

10、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。2.2 PT2272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

11、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

12、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3

13、 PT2262/2272引脚图表1 PT2262引脚功能名称 管脚说 明 A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”(悬空),D0-D57-8、10-13数据输入端，有一个为“1”即有编码发出，内部下拉 VCC18电源正端（）VSS9电源负端（）TE14编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端； Dout17编码输出端（正常时为低电平）表2 PT2272引脚功能名称 管脚说 明 A0-A111-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1

14、”,“f”(悬空),必须与2262一致,否则不解码 D0-D57-8、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 VCC18电源正端（）VSS9电源负端（）DIN14数据信号输入端，来自接收模块输出端OSC116振荡电阻输入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率；OSC215振荡电阻振荡器输出端； VT17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

15、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