单片机的自动窗帘遥控系统的设计
摘要III
AbstractIIII
一、引言……………………………………………………………………………1
二、系统功能2
三、设计方案与硬件4
(一)AT89S52单片机4
(二)HX1838红外接收管5
(三)红外遥控器5
(四)ULN2003驱动芯片5
四、硬件设计6
(一)单片机控制电路6
(二)红外接收电路6
(三)步进电机驱动电路6
(四)光信号采集电路7
五、系统软件设计8
(一)主程序流程图9
(二)红外信号接收子程序10
(三)步进电机转步程序10
六、结论12
七、参考文献13
附录1:程序14
附录2:实物24
附录3:原理图25
一 引言
我想到这个论文题目是因为每次当我起床的时候总是自己去打开窗帘觉得特别麻烦,突然想到为什么不设计一个自动的呢,于是上网去搜了一下,发现这还没有在我国普遍使用。其次可能还会带动经济发展,人们会朝着这一发展方向继续发展,人们的生活水平不断提高。为每一位家庭都能享受到一个舒适的,环保的居住环境。自动遥控可以为我们节省更多的时间,给了上班族非常方便,给了每一个家庭一个舒适的坏境。
二 系统功能
我们用AT89C52单片机为中心,我们用步进电机控制窗帘的升降,光敏电阻感应光的强弱,还有就是通过遥控器控制它的启动,实现的具体功能如下:
(一)发光二极管的亮灭显示手动,自动,开关窗帘的状态;
(二)遥控键盘上的“0”“1 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
”键分别控制手动和自动。
(三)当系统出于自动模式下的时候,系统通过就会让光敏电阻来采集光信号,当接受光线强的时候打开窗帘,反之则关闭。
(四)我们让步进电机控制窗帘升降,开窗帘或者关窗帘时步进电机都会缓慢旋转,但是两个方向是相反的,当我们认为到位了就按下“到位按键”,步进电机就会停止运动;
(五)我们可以调节可调电阻在自动模式下能感应到的光的强度。
三 设计方案与硬件介绍
我们将它分为五个部分,他们实现的功能分别为:
单片机最小系统:用AT89S52单片机作为控制核心;
步进电机驱动部分:采用ULN2003N对步进电机进行驱动,使窗帘关闭和打开。
红外遥控信号发射及接收部分:红外遥控器发射控制信号,红外接收头接收到该信号后进行解析,并送给单片机,单片机作出相应的反应;
光信号采集部分:我用光敏电阻来感应光的强弱,为了不让发生错误,我还使用了电压比较器LM393;
LED指示灯部分:使用了4只发光二极管来指示此时系统的工作状态,分别表示手动、自动、开窗帘和关窗帘。
系统框图如图3-1所示。
图3-1系统设计框图
(一) AT89S52单片机
随着单片机技术的发展,成本的不断降低,但是他的性能永远不变,在这里我们选择AT89S52单片机,它的19和18脚我们来接晶振,9脚用来复位电路,40脚和20脚是它的正负端,我们之所以选择它是因为它能够帮实现我们想要的功能,就是因为它里面有振荡器,它还不受断电影响,能过继续工作。具体的引脚图见3-2
图3-2 AT89C52单片机引脚图
(二) HX1838红外接收管
红外接收管就是靠接收红外为主,当侦查到红外信号就会将信号传送出去。在很多地方使用。
(三) 红外遥控器
我们都知道遥控器是用来干嘛的,就是让我们在远距离可以控制我们想要控制的,给予我们方便。我们就可以用它去控制窗帘的降落和升起。
(四) ULN2003驱动芯片
图3-4 ULN2003引脚图
从图中我们看出每一个都串上了2.7K电阻,让他能够在5V电压下直接处理数据。我们也可以用它来驱动步进电机工作。
四 硬件设计
(一)单片机控制电路
要想实现单片机控制电路我们就要有晶振,没有它我们就实现不了。不过它要在特有的条件下才能运行,我们需要一个振荡源,它的外部再接个晶振和滤波电容。
我们还需要为了能够使单片机回到初始状态,我们在9脚接上一个电解电容和电阻形成一个RC充放电回路,当按下开关会强制使单片机运作回到初始状态。见图4-1
图4-1 单片机控制电路
(二) 红外接收电路
我们用HX1838来接收红外信号,数据通过IR口与单片机的P3.2口相接,将数据送到单片机,使得单片机做相应的运作。见图4-2
图4-2 红外信号接收电路
(三) 步进电机驱动电路
单片机通过引脚P2.0-P2.3将驱动信号发送给ULN2003,然后ULN2003将转换后的电平发送给步进电机,从而驱动步进电机的运转。具体电路连接如图4-3 所示。
图4-3 步进电机驱动电路
(四) 光信号采集电路
我们用一个光敏电阻感应光照强度,我们让它与一个电阻串联起来,为了避免误动作,我们还使用了一只LM393电压比较器。当INA+这边电压高于INA-时,此时OUTA输出高电平,反之则输出低电平,从而判断出光的强弱。具体电路如图4-4所示。
图4-4 光信号采集电路
五 系统软件设计
(一)主程序流程图
首先它会对红外发射出来的信号进行检测,当检测到的时候就会执行对应的子程序,控制灯的亮灭,当处在手动状态下就要打开窗帘,步进电机就会转动,反之就向反方向转动,我们还设计了一个到位开关,当我们看到窗帘达到我们的要求了就摁下到位开关使窗帘停止运动;当处于自动的时候,如果光线强的话就会打开窗帘,反之就要关闭。具体的工作流程如图5-1所示。
图5-1 主程序流程图
(二) 红外信号接收子程序
红外信号接收器当收到数据就会对其判定,实现相应的动作。具体流程图见图5-2。
图5-2:红外数据接收流程图
(三) 步进电机转步程序
当正转按键按下时,步进电机从case0-case7进行运转,当反转按键按下时,步进电机从case7-case0进行运转。具体见图5-4步进电机转步程序流程图。
图5-4步进电机转步流程图
六 结 论
在设计过程中,我查了大量的资料和书籍才完成这篇论文。在这过程中我学习到了很多东西,培养了我的调查研究、查阅文献、收集资料和理论分析。基本实现了系统的需求。我做这个就是为了实现窗帘的自动开关,再也不用人手去拉。
七 参 考 文 献
[1] 童诗白,华成英. 模拟电子技术基础[第四版]. 高等教育出版社,2000
[2] 阎 石. 数字电子技术基础[第五版].高等教育出版社.1998.11
原文链接:http://www.jxszl.com/dzxx/dzkxyjs/30261.html
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