单片机的红外线智能窗帘的设计
一、引言 1
二、智能窗帘系统设计 2
三、硬件系统设计 2
（一）智能窗帘系统整体设计框图 2
（二）主要元器件简介 2
1.单片机AT89C52 2
2.LCD1602显示电路 4
（三）模块电路设计 6
1.电机驱动电路 6
2.红外线传感器电路 7
3.指示电路 7
4.按键控制电路 8
四、软件设计 8
（一）主程序设计 8
（二）LCD显示程序图 9
五、系统调试 11
（一）功能动作指示设计 11
（二）功能选择软件设计 11
（三）电机驱动电路 11
（四）LCD显示电路 12
六、总结 13
致 谢 14
参考文献 15
附录 16
附录一原理图 16
附录二仿真图 17
附录三源程序 18
一、引言时代在与日俱进的发展，人们的追求势必也会随着时代的进步而有所提升。对于上班族来说，每天的时间大多都是在工作的地方紧张的度过的，那么在回家后肯定想要有一个舒适、便利和高效一个居住环境来缓解一天下来的疲劳。本次设计的由单片机控制的智能窗帘是智能家居中一个不可或缺的部分。它不仅能够解决需要人们自己走来走去拉窗帘的不便，又彰显了生活的档次，在此同时还可以根据外界光线的亮暗程度来自动控制窗帘的开关程度，从最大程度上满足了人们的享受需求。另外，除了在广大居民的住宅中使用，此自动窗帘的设计还可以广泛运用到不同的工作领域，例如：学校、影院、写字楼、银行、医院等各个公共场合。
r /> 红外线智能窗帘在国外一些发达的国家已经广泛的运用到人们的日常生活中，而这个项目在我国才刚刚兴起，但其可以发展的空间非常大可以牵动一大批产业。这里最先受益的应该就是房地产业，单片机控制的遥控自动窗帘不仅是一个很好的概念与“卖点”，同时也是直接提升住宅档次的一个条件,这将会给房地产商带来新的利润空间。
本次的设计是以单片机AT89C52作为主控器件，单片机的应用系统分别是由硬件部分和软件部分组成。硬件部分由单片机的存储器、输入/输出设备以及实现单片机系统要求的接口电路和相关的外围电路芯片或部件组成。软件部分是由实现其指定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。采用步进电机作为执行元件，用红外线传感器作为检测元件，LCD显示和辅助按键来实现此次设计的多项功能。
二、智能窗帘系统设计
本设计基于单片机的红外线智能窗帘的设计，就是以单片机AT89C52为设计核心，实现手动或自动拉开窗帘和收起窗帘的功能，智能化的控制不需要人们再去用收控制窗帘了。手动控制时，可以通过拉窗帘和收窗帘的功能按键，实现窗帘的点动效果控制以驱动电机带动窗帘的升降来实现。如果启动自动功能，红外遥控发出信号，安装在窗帘位置的接收端接受到信号，2个窗帘上限和下限的红外对管，会分别检测窗帘的位置，一旦窗帘在上限，就会驱动电机，把窗帘拉下来，一旦发现窗帘在下限，就会驱动电机把窗帘拉上去，到了极限位置，会自动停止。不管是手动还是自动，都会有指示灯指示，同时通过LCD1602液晶显示器也能显示相应的工作状态。
三、硬件系统设计
（一）智能窗帘系统整体设计框图
为了实现这次设计的功能，采用单片机AT89C52为核心控制单元，红外线检测电路和按键电路作为输入，LCD1602液晶屏作为显示模块。具体模块是由电源电压检测电路、复位电路、晶振电路、红外线检测电路和LCD显示电路组成，系统的设计框图如图1。
图1 系统整体设计组成框图
（二）主要元器件简介
1.单片机AT89C52
此设计采用AT公司的单片机AT89C52作为系统的控制器。单片机AT89C52主要有以下几个特点：它是一种低电压,高性能CMOS工艺的8位单片机,单片机内部系统可编程Flash存储器的大小有8K。使用AT公司高密度非易失性存储器技术制造，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和在系统提供高灵活，是一个很有效的解决方案。
AT89C52具有的标准功能：8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89C52可降至0KHZ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，单片机停止工作，直到一个中断或硬件复位为止。AT89C52单片机芯片如图2。
图2 单片机的引脚图
AT89C52有40个引脚，32个外部双向I/O口，同时内含8个中断口，5个中断优先级，3个16位可编程定时/计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口。AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
设计中，XTAL1和XTAL2端外接石英晶体作为定时元件，内部反向放大器自激振荡，产生时钟。所用石英晶体的振荡频率为12MHZ，电容C1,C2常为20pF~40pF内，从而形成了单片机的最小系统，如图3。
图3 晶振电路
设计中用的是上电复位，单片机上电过后，便自动的进入复位状态。上电复位电路中，当采用的晶体频率为12MHZ时，可采取C=10uf，R=10KΩ的元件来构成复位电路。复位电路如图4。
图4 复位电路
2.LCD1602显示电路
本次基于单片机的红外智能窗帘的系统设计，用LCD1602液晶显示器来显示红外传感器窗帘在各个手动或者是自动状态下的操作显示，便于直接观察，通过显示器可以知道，每一次执行的动作指令。LCD1602液晶显示器的管脚功能如表1所示。
表一 LCD1602的引脚功能
引脚 符号 功能说明
1 VSS 一般接地
2 VDD 接电源（+5V）
3 V0 液晶显示器对比度调整端。
4 RS RS为寄存器选择。
5 R/W R/W为读写信号线。
6 E E(或EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。
7 DB0 底4位三态、 双向数据总线 0位（最低位）
8 DB1 底4位三态、 双向数据总线 1位
9 DB2 底4位三态、 双向数据总线 2位
10 DB3 底4位三态、 双向数据总线 3位
图8 指示系统
4.按键控制电路
在本次设计中，分别设计了手动功能S2窗帘功能按键、自动功能S3窗帘功能按键、点动拉窗帘按键S7、点动收窗帘按键S5。在实现手动的时候，才能用电动拉窗帘的功能和电动收窗帘的功能。自动的时候，自己实现一体化控制。如图9所示。
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