遥控窗帘课设论文Word格式.docx

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1概述

1.1背景介绍

在欧美等发达国家，遥控窗帘已广泛应用。

随着电控技术的不断提高及价格的不断下降，智能化的普及的前景大好。

据了解，就电动窗帘器而言全国就有170多种获得了国家专利。

遥控窗帘系统在我国仍是是一个新兴的行业，但是，它也正以不可抵挡之势迅速发展。

。

目前，我国遥控自动窗帘系统生产厂商、分销商、集成商与装饰公司都形成了相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足遥控自动窗帘系统行业，如青岛海尔、清华同方、TCL等，并涌现出一些较具影响力的智能家居专业厂商，如上海索博智能电子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居电子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。

自动窗帘产品已开始走进中国的家庭。

具报道，我国2004年售出商品房1.9亿m²

如果每20m²

需要一套窗帘架产品，仅此一项就可以年新增窗帘架产品近千万套加上。

年新增窗帘架产品市场需求将不低于2000万套。

如果单片机控制的遥控自动窗帘，销售占市场的5%左右，就可实现年产值上亿元。

随着中国电子技术的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及智能电子技术在生活中的广泛应用，生活环境智能化已经成为未来住房设计发展的最新方向。

我们坚信着智能化的光明前景。

1.2设计分析

现有的电动窗帘机的控制方式有固定式开关控制、遥控、光控、声控等，其中以前两种形式居多。

从实用和经济角度来说，用固定式开关控制方式较好，因为窗帘不像电视机等家电产品频繁的开闭，每天开闭的次数很少，因此安装在固定的地方使用也相当方便，如把开关装在床头柜等电器综合控制系统中，睡在床上就能控制窗帘的开闭。

利用触摸开关，实现全自动断电，既安全又节能，但最重要的一点就是没有实现完全的自动化，没的摆脱对人的依赖作用。

而采用遥控控制时，需要候机电源，不可能完全断电而且增加遥控功能，也增加了成本，售价也相应提高。

窗帘机的控制方式大体上有三种：

声控、光控、时控，声控和遥控属于半自动类；

而光控虽属全自动式，但由于需要开闭窗帘的情况并不见得和光的强度有关，如白天可能需要阳光而开窗帘，也可能要换衣服等情况而关窗帘，所以光控难以满足我们的实际需求。

因此，时控式的全自动窗帘机便成了专业以及业余电子设计人员的热门课题。

根据以上自动窗帘有些不能实现完全的自动化；

有些虽然实现了完全的自动化，但结构复杂，性能不够稳定；

有些虽然实现了完全的自动化，且性能还可以，但价格昂贵不适合普通消费者使用。

所以我们本次课设利用价格相对便宜的红外线遥控发射芯片、单片机作为主要控制器件，来完成该系统的设计。

1.3设计特点及要求

设计特点如下：

（1）发射红外线的发射装置采用类似汽车防盗遥控器的红外遥控，既方便携带又实惠。

（2）防过卷机构。

利用霍尔效应判断窗帘是否完全闭合或打开，并把此信息反馈到单片机，最好单片机对此做出使电机停止的命令。

（3）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。

可达8～9m范围内的遥控。

（4）体积小、结构简单、灵敏度高、抗干扰性强、经济实用、工作可靠、

设计要求如下：

（1）控制窗帘的开关、利用直流电机正反转实现。

（2）防过卷功能。

（3）具有无线遥控功能。

2系统总体方案及硬件设计

2.1总电路图

图1总电路接线图

2.2单片机最小系统

图1单片机最小系统仿真图

AT89S52与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。

片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89S52具有以下标准功能：

8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

[1]

VCC：

电源电压

GND：

接地

P0口：

P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。

作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。

对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。

当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。

在这种模式下，P0不具有内部上拉电阻。

在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；

在程序校验时，输出指令字节。

程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1口：

P1口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。

对P1端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。

此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。

在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。

引脚第二功能：

P1.0T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出

P1.1T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）

P1.5MOSI（在系统编程用）

P1.6MISO（在系统编程用）

P1.7SCK（在系统编程用）

P2口：

P2口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。

对P2端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高八位地址。

在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。

在使用8位地址（如MOVX@RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。

在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3口：

P3口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，p3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。

对P3端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。

P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。

在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。

端口引脚第二功能

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2INTO（外中断0）

P3.3INT1（外中断1）

P3.4TO（定时/计数器0）

P3.5T1（定时/计数器1）

P3.6WR（外部数据存储器写选通）

P3.7RD（外部数据存储器读选通）

此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。

RST:

复位输入。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALE/PROG:

当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。

一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

要注意的是：

每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。

如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。

该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。

此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。

PSEN:

程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。

EA/VPP:

外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。

需注意的是：

如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。

FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

XTAL1：

振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。

XTAL2：

振荡器反相放大器的输出端。

[2]

2.3电机光电耦合驱动电路

图2电机光电耦合驱动电路

2.3.1光电耦合元件

TLP521是可控制的光电藕合器件，光电耦合器广泛作用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等

电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。

东芝TLP521－1，－2和－4组成的砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管。

该TLP521－2提供了两个孤立的光耦8引脚塑料封装，而TLP521－4提供了4个孤立的光耦中16引脚塑料DIP封装。

集电极-发射极电压：

55Ｖ（最小值）

经常转移的比例：

50％（最小）

隔离电压：

2500Vrms（最小）[3]

图3TLP521TLP521-2TLP521-4光藕内部

表1TLP521系列元件参数

参数

符号

最小

典型

最大

单位

电源电压

VCC

―

5

24

V

正向电流

IF

16

25

mA

集电极电流

IC

1

10

操作温度

Topr

−25

85

℃

注：

使用连续负载很重的情况下（如高温/电流/温度/电压和重大变化等），可能会导致本产品的可靠性下降明显甚至损坏。

2.3.2驱动电路元件

图4L298N管脚图

表2L298N管脚功能表

引脚

功能

15

SENSINGA

SENSINGB

此两端与地连接电流检测电阻，并向驱动芯片反馈检测到的信号

2

3

OUT1

OUT2

此两脚是全桥式驱动器A的两个输出端，用来连接负载

4

Vs

电机驱动电源输入端

7

IN1

IN2

输入标准的TTL逻辑电平信号，用来控制全桥式驱动器A的开关

6

11

ENABLEA

ENABLEB

使能控制端.输入标准TTL逻辑电平信号；

低电平时全桥式驱动器禁止工作。

8

GND

接地端，芯片本身的散热片与8脚相通

9

Vss

逻辑控制部分的电源输人端口

12

IN3

IN4

输入标准的TTL逻辑电平信号，用来控制全桥式驱动器B的开关

13

14

OUT3

OUT4

此两脚是全桥式驱动器B的两个输出端，用来连接负载

L298的逻辑控制见如下表2.2。

L为低电平，H为高电平，※为不管是低电平还是高电平。

表3L298对直流电机控制的逻辑真值表

输入

输出

IN1=H；

IN2=L

正转

IN1=L；

IN2=H

反转

IN1=IN2

制动

IN1=IN2=※

没有输出，电机不工作

2.4工作指示电路

图5工作指示电路

我们用P2.2口和P2.3口的输出来控制LED工作指示灯。

当电机正转时，P2.2口输出低电平，P2.3口输出高电平，发光二级D2亮。

同理，当电机正转时，P2.2口输出高电平，P2.3口输出低电平，发光二级D亮。

3软件设计流程图

4课程设计体会

单片机是一门实践性较强的课程，要学好这门课程，必须在掌握理论知识的同时，加强实践练习。

通过本次课程设计，使我对单片机有了更深入的理解。

要想把课程设计做的更好，就要学会参考一定的资料，吸取别人的经验，让自己和别人的思想有机的结合起来，得出属于你自己的灵感。

程序的编写需要模块化。

写程序最好先写流程图。

按流程图把程序模块化，然后逐个解决。

再总体解决大的问题。

这样做起来不仅程序出错少，而且写出的程序条理清晰。

在整个课程设计的过程中，我也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。

积极的去解决问题，不要被面前的困难吓到。

一步一步的走下去，你就会成功的。

平心而论，由于缺乏经验，这次课设耗费了我不少的精力，这就让我感慨理论和实践之间的还有相当大的距离。

这次课程设计，我不仅收获许多知识，更对我以后的学习指明了道路。

让我切身体会到了把理论与实践相结合的重要性。

我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！

通过这次的课程设计我对于专业课的学习有了更加深刻的认识，以为现在学的知识用不上就加以怠慢，等到想用的时候却发现自己的学习原来是那么的不扎实。

以后努力学好每门专业课，让自己拥有更多的知识，才能解决更多的问题！

参考文献

[1],XX百科

[2]余发山，王福忠，.单片机原理及应用技术，中国矿业大学出版社2008，21-25：

62-67

[3],2009-05-26

源程序代码

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG0030H

MAIN:

MOVA,0FFH

LOOP:

JBP3.0,SH;

遥控器A键正转子程序

JBP3.1,NH;

遥控器B键反转子程序

JBP3.2,ST;

遥控器C键停止子程序

JBP3.3,SH;

遥控器D键正转子程序

JNBP3.4,SH;

;

左按键正转子程序

JNBP3.5,NH;

右按键反转子程序

JBP3.6,ST;

霍尔元件控制停止子程序

JBP3.7,ST;

LJMPLOOP

;

正转子程序

SH:

SETBP2.0

CLRP2.1

SETBP2.2;

反转工作指示灯暗

CLRP2.3;

正转工作指示灯亮

RET

;

反转子程序

NH:

CLRP2.0

SETBP2.1

CLRP2.2;

反转工作指示灯亮

SETBP2.3;

正转工作指示灯暗

停止子程序

ST:

MOVP2,A

END