毕业设计(论文)-基于51单片机的智能窗帘控制系统Word文档下载推荐.docx
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2014年4月15日
本科毕业论文(设计)原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
年月日
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Keywords1
1概述2
2总体方案设计2
2.1设计的基本内容和要求2
2.2整体功能2
2.3原理框图2
2.4系统芯片介绍3
2.4.1STC89C51单片机的介绍3
2.4.2SC2262/2272原理介绍5
3系统各硬件模块7
3.1单片机控制系统7
3.1.1时钟模块7
3.1.2复位电路8
3.1.3电源模块8
3.2电机驱动模块9
3.3光敏检测模块9
3.4手动无线遥控模块10
4系统软件设计11
4.1模块化程序流程图11
4.2主要模块程序设计12
4.2.1直流电机程序设计12
4.2.2无线发射和接收模块程序设计13
5硬件调试13
6软件仿真13
7总结与体会14
8致谢14
参考文献15
附录15
基于单片机的智能窗帘设计
摘要:
本设计主要由STC89C51单片机控制系统、电源模块、电机驱动模块、光敏检测模块、手动控制模块、无线发送与检测模块等组成。
处于光敏智能模式时,光敏电阻检测到光照强度的变化,将电阻变化转化为电压变化,并将该变化信号传输到单片机;
正反转处于遥控控制时,单片机通过检测按键指令,作出相应的动作指令。
单片机通过给驱动模块下达指令来控制电机的正反转,从而实现窗帘的打开和关闭,由此实现智能控制和手动遥控功能,使本设计更加方便和人性化,构成一个多功能自动窗帘控制系统,它将成为未来智能家居必不可少的一员。
关键词:
单片机;
红外遥控;
智能家居
TheintelligentcurtaindesignbasedonMCU
Abstract:
ThedesignconsistsofSTC89C51single-chipmicrocomputercontrolsystem,motordrivemodule,powersupplymodule,Sensitivedetectionmoduleandsoon.Inthephotosensitiveintelligentmode,photosensitiveresistancemeasurementtothechangeoflightintensity,theresistancechangesintothevoltagechange,andthechangeofsignaltothemicrocontroller,microcontrollerthroughthereversiontothemotordrivemoduleinstructionstocontrolthemotor,soastorealizethecurtainopenedandclosed,andcanachieveremotemanualcontrolswitchandmanualkey,makethedesignmoreconvenientandhumanized,constituteaversatileautomaticcurtaincontrolsystems.
Keywords:
STC89C51SCM;
Infraredremotecontrol;
Smarthome
1概述
进入21世纪,随着信息化时代的到来和经济水平的提高,各种以电子技术,通信技术,互联网技术和控制系统等有机结合的产物——智能家居应运而生,智能家居系统较普通家居将使人们的生活更加方便,快捷,舒适,赋予家居物品以智能控制,其中智能窗帘便是智能家居[1]的重要一员。
目前,常用的窗帘轨道都是手拉式,只有一部分高端别墅和住宅是电动遥控窗帘,这些这些窗帘价格相当昂贵,因此在普通老百姓家里还没有广泛普及普通,而且民用住宅和和办公楼越来越多,窗户尺寸也越来越大,较以前的尺寸,现在的这种建筑结构虽然美观,而且采光良好,但与此同时就带来一个问题,高尺寸的窗户要是使用手动窗帘肯定不方便,而现在设计这些楼盘的设计师几乎没有考虑过这个问题,使一些高档住宅反而带来了生活上的不便。
因此如何将窗帘做的更加智能,更加人性,性价比更高将成为以后窗帘制作的基本要求,而且市场前景巨大,本文就是基于单片机控制的智能窗帘的设计。
2总体方案设计
2.1设计的基本内容和要求
为了能根据实际情况来实现对窗帘自动开合的控制,大致有三种方法:
声控、光控、手动,最后我们采用了光控和手动相结合的设计方案,其优点有:
一是可以根据室外光线明暗自动调节;
二是可以根据个人实际需求进行手动控制;
三是根据元器件的选择和后期的制作成本比较低。
设计要求:
(1)利用STC89C51单片机为核心来控制直流电机正反转实现窗帘的开关。
(2)利用上下两个限位开关实现最高点、最低点电机自动停止来防止窗帘的过卷,以达到防过卷功能。
利用按键实现手动控制功能。
(3)无线遥控功能是利用SC2262编码和SC2272解码芯片组成的315M无线发送接收模块实现。
(4)实现智能化控制,窗帘的打开和关闭是通过光敏电阻检测环境亮度自动完成的,光线暗并关闭,光线强就打开,不产生误动作。
(5)利用按键实现手动控制功能。
(6)利用各色LED灯能够指示运行状态。
2.2整体功能
本设计是由单片机控制系统、电源模块、电机驱动模块、自动光敏检测模块、手动遥控模块等模块组成。
当处于自动模式下时,利用光敏电阻检测光照强度的变化,通过光敏电阻阻值得变化转化为电压变化,并将电压变化的信号送单片机,单片机通过电机驱动模块控制着电机的正反转实现窗帘的来回移动,构成一个多功能自动窗帘控制系统;
当处于智能遥控模式时,通过遥控发射和接收模块,单片机通过遥控指令控制电机的正反转;
当处于手动按键模式时,通过按键控制电机的正反转来实现窗帘的打开与关闭。
其中,光敏控制模块室由光敏电阻和三极管组成的;
电机驱动模块是利用了三极管和继电器的的通断实现电机的正转与反转;
遥控发射和接收模块经过利用SC2262/SC2272编码解码芯片[2]组成的无线发送接收来实现无线遥控功能。
单片机用C语言[3]编程,然后绘制电路板,焊接和后期调试,基本达到了我们所期望的系统功能。
2.3原理框图
系统整体流程图如图2-1所示。
图2-1系统整体流程图
2.4系统芯片介绍
2.4.1STC89C51单片机的介绍
STC系列单片机是美国STC公司最新推出的一种新型51内核的单片机。
片内含有Flash程序存储器、A\D、UART、PWM、SPI、SRAM等模块。
该器件的基本功能与普通的51单片机完全兼容。
主要功能和性能参数:
1.STC89C5xRC对应Flash空间:
4KB\8KB\15KB;
2.工作频率范围:
0~40MHZ,相当于普通8051的0~80MHZ;
3.内置标准51内核,机器周期:
增强型为6时钟,普通型为12时钟;
4.内部存储器(RAM):
512B;
5.中断源:
8个;
6.通用异步通信口(UART)1个;
7.定时器\计数器:
3个16位;
8.工作电压:
3.8~5.5V;
9.通用I\O口:
32\36个;
10.有ISP(在系统可编程)\IAP(在应用可编程),无需专用编程器\仿真器;
11.外形封装:
40脚PDIP、44脚PLCC和PQFP等;
2.4.2SC2262/2272原理介绍
SC2262/2272是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路,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),任意组合可提供种地址码,SC2262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SC2262一个完整的码字是由数据码、地址码、同步码组成。
SC2262的14脚TE为低电平时,17脚的编码输出将会被启动。
当17脚处于高电平时,315MHz高频发射电路将会起振,与此同时发射等幅高频信号;
当17脚处于低平期时,315MHz的高频发射电路将会停止振荡。
由此可以看出,高频发射电路的信号发送与否完全取决于SC2262编码芯片17脚输出的数字信号,从而完成对高频电路幅度(ASK)调制,相当于调制度为100%的调幅。
SC2262引脚如下表2-5所示。
表2-5SC2262引脚图
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)
在实际应用环境中,外接振荡电路电阻可根据实际情况需要进行相应的调整,阻值越大相应的振荡频率越慢,编码的宽度也会越大,发码一帧的时间越长。
推荐值:
2262/4.7M/2272/820K,2262/3.3M/2272/680K,2262/1.2M/2272/200K。
SC2272的引脚如下表2-6所示。
表2-6SC2272引脚图
A0-A11D0-D5
1-8,10-13
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。
VT
解码有效确认输出端(常低),解码有效变成高电平(瞬态)。
振荡电阻输入端,与OS
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