智能窗簾起落系統(tǒng)的設計3

1、本科畢業(yè)論文智能窗簾起落系統(tǒng)設計專業(yè)名稱電子信息科學與技術申請學士學位所屬學科理學指導教師姓名、職稱譚靜芳講師201()年5月1日摘要隨著電子技術和自動化技術的進展，人們對生活質量的要求愈來愈高。窗簾的大體作用是愛惜業(yè)主的個人隱私和遮陽擋塵等功能，但傳統(tǒng)的窗簾您必需手動去拉動，天天早開晚關也是挺麻煩的，于是智能窗簾在最近兒年取得迅速進展，并普遍應用于智能大廈、高級公寓、酒店和別墅等領域。在歐美等發(fā)達國家，遙控窗簾已普遍應用。在10年前，遙控窗簾就已經進入我國，可一直沒有取得推行,這兩年，隨著電控技術的不斷提高及價錢的不斷下降，遙控窗簾熱才乂東山再起。本文設計的智能窗簾起落系統(tǒng)是采89C2051

2、單片機的最小系統(tǒng)設計，操縱一個220V的可逆、直流電動機操縱窗簾的拉開和關閉。該系統(tǒng)可通過紅外遙控器對窗簾的開或關進行操縱，并設兩個手動開關，當遙控器失靈時，可通過手動開關來操縱窗簾的開和關。關鍵詞：關鍵詞必需是摘要里的詞.中文摘要的內容我又給你改了一下，你對應著把英文摘要改一下！ABSTRACTWiththedevelopmentofelectronictechnologyandautomatictechnology,peoplehavemoreandmorehighexpectationsforlifequality.Thehomeelectricequipmentproductsarei

3、nconstantupdatetoo.Imitatedittothefigure;Fromthediscretecomponenttotheintegratedcircuit;Fromordinarytohighperformance,multi-functionaltype;Bymanualtocontroltoinfraredrayremotecontrol,tointelligenttodevelop.Nothingmorethanthebasicroleofcurtainstoprotecttheownersprivacyandsunblockdustandotherfunctions

4、,butthetraditionalcurtainyouhavetomanuallypulloffadayearlyopeningnightisverytroublesome,soelectriccurtainhasdevelopedrapidlyinrecentyearsandwidelyusedinintelligentbuildings,seniorapartments,hotelsandvillasandotherareas,aslongastheremotecontrolatthetouch,curtainsautomaticallyopenandclose,veryconvenie

5、nt.InEuropeandtheUnitedStatesandotherdevelopedcountries,electriccurtainhasbeenwidelyapplied.10yearsago,theelectriccurtainhadenteredChina,couldhavebeennomajorpromotion,thelasttwoyears,withelectroniccontroltechnologycontinuestoimproveandpricescontinuetodrop,theelectriccurtainheatuntiltheycomeback.Itis

6、understood,thereweremorethan170kindsofelectriccurtaindeviceobtainednationaladoptminimumsystem,89C2051ofMCUdesign,controlone220Vreversiblechangingspeedthemotorcontroltodrawbackandshutoffthecurtain.Keywords：infraredraylaunchersignalcode；infraredrayreceiversignalcode；Remotecontrol；Intelligence；Serialmo

7、uthJ目錄引言41 .系統(tǒng)整體設計簡介5電路功能簡介5電路設計原理5電路設計的理論、實踐意義62 .硬件電路設計6單片機簡介與接口技術6紅外線遙控電路模塊82.2.1遙控發(fā)射器82.3窗簾操縱原理92.3.1窗簾操縱器原理圖102.3.2工作原理講解102.3.3遙控器按鍵功能134設計結論15設計總結15設計心得16參考文獻1716致謝17伴隨著住房條件的不斷改善，尤其是近幾年隨著房地產業(yè)的繁榮，中高級住宅愈來愈多，人們對住宅環(huán)境的要求日趨提高。而家居智能化系統(tǒng)的應用能夠為人們在生活的諸多方面提供極大的舒適空間。而作為智能家居系統(tǒng)中必不可少的智能窗簾起落系統(tǒng)已為人們慢慢了解并同意。它涵蓋了

8、安防、報警、檢測、操縱等功能，使一般窗簾升級為智能窗簾。使樓宇、居家立顯高貴、奢華氣派。已深受政府部門、廣大房地產開發(fā)商、裝飾工程商、設計單位、業(yè)主用戶等的喜愛與重視，成為人們生活中不可或缺的居家智能新寵！現(xiàn)今，運算機技術帶來了科研和生產的許多重大飛躍，微型運算機的應用已滲透到生產、生活的方方面面。其中單片機問世不久，但是體積小、廉價、功能強，其銷售額每一年近80%的速度增加。它的性能不斷提高，適用范圍愈來愈寬，在運算機應用領域已占有日趨重要的地位近幾年來，隨著科學技術的進展和人民生活水平的日趨提高，城市建設步伐的加速，一棟棟居民樓、寫字樓、賓館拔地而起。進入尋常白姓的家用電器品種與數(shù)量愈來愈

9、多，這些家用電器有的能減輕人們的家務、有的能豐碩人們的文娛生活，有的那么能提高人們的生活質量為了進一步知足人們高水準生活的需要，家用電器產品性能也在不斷地更新?lián)Q代，從始初的晶體管、到電子管；由模擬到數(shù)字；由分立元件到集成電路；從一般向高性能、多功能型；由手動操縱向紅外線遙控、向智能化進展。與此同時,窗簾作為裝修業(yè)不可缺少的一部份，也日趨火爆起來，目前，經常使用的窗簾軌道都是鋼絲繩手拉式或滑輪式，只有一部份高收入的家庭采納是電動遙控軌道。但價錢相當昂貴，不能普及，因此設計的目標確實是實現(xiàn)功能全、造價省，能夠進入公共生活，一款利用微電腦治理的、紅外遙控器操縱的多功能窗簾，操縱器符合現(xiàn)今的進展趨勢。

10、該窗簾操縱器采納89C2051單片機的最小系統(tǒng)設計，操縱一個220V的可逆、直流電動機操縱窗簾的拉開和關閉。窗簾操縱器能夠利用紅外遙控器進行遠程手動開、手動關和手動停操縱；能夠執(zhí)行事前輸入的開啟時刻和關閉時刻進行時刻操縱；還能夠依照室外環(huán)境亮度實現(xiàn)環(huán)境鳧度光控。三種工作方式能夠方便地進行選擇，被選擇時刻操縱的方案時，數(shù)碼管還能顯示那時小時和分鐘時.刻，只是時刻數(shù)據(jù)只能順序顯示，顯示一遍后，略等片刻再顯示下一遍時刻。另外、電機拉動窗簾的工作的時刻長度，電機工作的時候是不是有鳴響提示，和光控狀態(tài)下環(huán)境鳧度的操縱參數(shù)的調整等等都能夠通過遙控器進行設置。1 .系統(tǒng)整體設計簡介電路功能簡介該電路可通過紅

11、外遙控器對窗簾的開或關進行操縱，可通過遙控器將系統(tǒng)設成自動狀態(tài)，當家中多日無人時.，系統(tǒng)將自動監(jiān)測白天和晚上，晚上窗簾自動關閉，并使照明燈亮兩小時，白天窗簾自動拉開（表示家中有人）。設兩個手動開關，當遙控器失靈時，可通過手動開關來操縱窗簾的開和關。電路設計原理電路能夠由三種不同的方式來操縱窗簾動作，要緊通過不同的按鍵模式。在手動模式下，有四個按鍵對其進行操作，能夠操縱電機的正反轉，即可實現(xiàn)窗簾的開關和自動/手動方式的轉換；假設處于自動狀態(tài)下，用光敏電阻對外部環(huán)境進行采光，通過單片機對電機進行操縱，實現(xiàn)天鳧窗簾自動打開，天黑窗簾自動關閉這一功能；假設采納遙控方式，那么能夠將鍵盤的功能轉到遙控上，

12、用遙控電路對其操縱，對窗簾的運動實現(xiàn)遙控的功能。智能窗簾系統(tǒng)的特點一、適用性：具有多種不同檔的開啟和關閉速度，不同的場合可選用不同的速度。斷電時，可手動開啟及關閉系統(tǒng)。二、平安性：窗簾驅動設備裝有靠得住的平安設防愛惜裝置，用戶可安心利用。3、兼容性：該系統(tǒng)備有手動、智能線控按鈕、遙控器。當窗簾完全開啟或關閉時，驅動器能及時停止工作。發(fā)生新技術，直流電機技術作為一項高新技術自問世以來，就受到社會各界的普遍關注，并以它自身的技術特點迅速改變了人們對傳統(tǒng)事物的觀點。4、智能化：系統(tǒng)按時操縱器能預先在24小時內進行多次自動開啟與關閉的設置。如遇您外出，系統(tǒng)會依照您的適應在天天同一時刻自動開啟及關閉窗簾

13、，確保平安。另外，通過系統(tǒng)專用遙控器及專用位置碼同意器一并設定，該系統(tǒng)設備能單獨或同時操縱不同的窗簾系統(tǒng)。電路設計的理論、實踐意義用單片機實現(xiàn)窗簾操縱，為傳統(tǒng)的手拉式或滑輪式窗簾應用模式轉軌到新的紅外遙控模式提供了具體解決方案，也為窗簾的智能化進展提供了新的思路。2 .硬件電路設計單片機簡介與接口技術89C2051是由ATMEL公司推出的一種小型單片機，95年出此刻中國市場。其要緊特點為采納Flash存貯器技術，降低了制造本錢，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，且采納ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠專門快被中國廣大用戶同意。其程序

14、的可擦寫特性，使得開發(fā)與實驗比較容易，為很多嵌入式操縱系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。89c2051的特點：89c2051有很寬的工作電源電壓，可為6V,當工作在3V時，電流相當于6V工作時的l/4o89C2051工作于12Hz時，動態(tài)電流為，空閑態(tài)為1mA,掉電狀態(tài)僅為20nA。如此小的功耗很適合于電池供電的小型操縱系統(tǒng)。AT89C51具有以下幾個特點： AT89C51與MCS-51系列的單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容; 片內有4k字節(jié)在線可重復編程快擦寫程序存儲器； 全靜態(tài)工作，工作范圍:0Hz24MHz: 三級程序存儲器加密； 128X8位內部RAM； 32位雙向輸入輸出線； 兩個

15、十六位按時器/計數(shù)器 五個中斷源，兩級中斷優(yōu)先級； 一個全雙工的異步串行口； 間歇和掉電兩種工作方式。AT89c2051的結構圖：1RFSvcc202INrvnwJPI7195lxzxLzTXDPl6184pi5175一16xIpi46fTnbirPl1157uyivPI.214g,TOPI19,T1Pl0-rrGNDP3.7uAT89C2051圖1AT89C2051單片機引腳引腳功能說明：RST：復位輸入RXD：串行輸入口XI：振蕩器的輸入端INTO*：外部中斷0VCC：電源電壓TXD：串行輸出口X2：振蕩器的輸出端INT1*：外部中斷1TO：按時器/計數(shù)器0外部輸入T1：按時器/計數(shù)器1外

16、部輸入P1口是一組8位雙向I/O口雙向I/O口紅外線遙控電路模塊2 .2.1遙控發(fā)射器工作原理：圖2為紅外線發(fā)射電路原理圖，K0至K7為遙控按鈕，單片機端口操縱紅外線的發(fā)射。T1作為發(fā)射時刻操縱器，TO作為紅外線發(fā)射頻率操縱器。當有按鍵按下時，操縱軟件啟動按時器TO、Tl,TO按時溢出，中斷程序使端口狀態(tài)反轉一次，寫入按時器的初值不同，在輸出端口就可取得不同的發(fā)射頻率。T1按時溢出，中斷程序關閉TO按時器，停止紅外線發(fā)射。軟件設計參數(shù)為：T1定不時刻為100ms,K0至K7按鈕所對應的紅外線發(fā)射頻率別離為300、600、900、1200.222紅外線接收電路電路原理：本電路見圖3,要緊由紅外接

17、收頭和IC4069組成的紅外操縱開關電路。紅外接收頭靜態(tài)時輸出高電平。當收到遙控發(fā)射器送來的紅外脈沖信號時,接收頭的第3腳輸出低電平（脈沖信號）。經ICa整形、放大、倒相而取得負脈沖信號，再由D5、C4、R3檢波，延時送至ICb（達到反相器的閾值電壓），致使ICb輸出低電平，然后C4端電壓經R3放電，使ICb輸入端低于反相器的閾值電壓，ICb輸出端恢復高電平。如此，每按動一次紅外發(fā)射器，在C6輸出端就取得一個負脈沖信號，去觸發(fā)由ICc和ICd組成的雙穩(wěn)態(tài)電路，促使雙穩(wěn)態(tài)電路翻轉，輸出H或L電平，通過R8操縱單向可控硅的導通或截止。圖3紅外接收電路M7:1N4148R4 62k3 .3窗簾操縱原

18、理本文介紹一款利用微電腦治理的、紅外遙控器操縱的多功能窗簾操縱器。該窗簾操縱器采納89c2051單片機的最小系統(tǒng)設計，操縱一個220V的可逆、變速電動機操縱窗簾的拉開和關閉。窗簾操縱器能夠利用紅外遙控器進行遠程手動開、手動關和手動停操縱：能夠執(zhí)行事前輸入的開啟時刻和關閉時刻進行時刻操縱：還能夠依照室外環(huán)境亮度實現(xiàn)環(huán)境鳧度光控。三種工作方式能夠方便地進行選擇，被選擇時刻操縱的方案時，數(shù)碼管還能顯示那時小時和分鐘時刻，只是時刻數(shù)據(jù)只能順序顯示，顯示一遍后，略等片刻再顯示下一遍時刻。另外、電機拉動窗簾的工作的時刻長度，電機工作的時候是不是有鳴響提示，和光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的操縱參數(shù)的調整等等都能夠通過

19、遙控器進行設置。2.3.1窗簾操縱器原理圖紅外遙控窗簾操縱器電路原理圖如圖4所示。紅外線遙控窗簾圖4操縱器電路原理圖2.3.2工作原理講解電路分為8個部份，別離是電源部份、顯示部份、鳴響提示部份、紅外線接收部份、數(shù)據(jù)貯存部份、光控電路測光部份、電機操縱執(zhí)行部份、單片機主控器件部份。電源部份通過外接插座輸入交流12V或直流13-14V電壓，交流電通過整流濾波后，輸出電壓為12V的VDD,為操縱繼電器提供工作電壓。同時通過3端集成穩(wěn)壓器IC2穩(wěn)壓后輸出5V電壓VBB,為訊響電路、紅外接收電路、顯示電路提供電源，5V電源通過二極管D4、限流電阻R18后，為單片機提供VCC電壓，E1是直流供電電源，電

20、壓為3V，在本電路中為了節(jié)省本錢，利用兩節(jié)5號一般電池，C6和C7是單片機電源濾波電容。平常交流電正常的情形下，5V電源為單片機供電的同時，也為電池充電，大大延長了電池的利用壽命，當交流電停電的時候，電池僅為單片機供電，單片機在掉電狀態(tài)下維持時鐘的正常走時;VBB供電被D4隔間。在操縱器設置成手動操縱時，單片機除執(zhí)行任務外，均處于睡眠狀態(tài)，遙控器信號的到來，單片機從睡眠中喚醒，恢復正常工作，因此手動狀態(tài)下當交流停電時，電池的耗電電流更小。顯示電路利用一個0.56英寸的共陽高亮度數(shù)碼管，限流電阻取用1。鳴響電路由單片機的兼用，除驅動數(shù)碼管的數(shù)點之外，兼用音頻信號輸出，音頻信號通過R20、C10輸

21、入到三極管V6的基極上，三極管驅動發(fā)聲器發(fā)聲。二極管D3用來提供C10的放電回路，保證交流信號的正常耦合。發(fā)聲器發(fā)出的聲音有單片機軟件來實現(xiàn)和操縱，不同的情形下發(fā)出不同音調、不同時刻長度的鳴響來，也能夠編制樂音聲音發(fā)聲。紅外線接收電路利用一個集成紅外接收器，型號是PIC-12043,在那個地址輸入端的信號直接送入單片機的口。靜態(tài)時輸出端輸出高電平，當接收到紅外信號后，按紅外信號的數(shù)據(jù)波形輸出負脈沖數(shù)據(jù)信號。紅外信號輸出到單片機的，該口對應的第二功能是外部中斷0(IXTO),利用該口的第二功能，一旦紅外線信號到來，被拉低，單片機中止當前的工作轉移到接收、處置紅外信號。開啟中斷功能的目的，既減輕了

22、單片機的工作負擔，乂保證接收到的紅外信號的完整性，同時在手動工作狀態(tài)下，單片機進入眠眠后，利用外部中斷功能完成對單片機的喚醒。光控電路有GM1、C5、V3組成，利用了單片機的和完成對環(huán)境亮度的測試工作。GM1能夠利用光敏電阻或光敏二極管，本電路中利用光敏二極管。C3和GM1組成RC充放電回路，處于高電平的時候，的高電壓用過GM1的正向電阻向C3充電，當被單片機拉低后，C3通過光敏元件放電，光敏二極管工作在反向電壓狀態(tài)下，現(xiàn)在環(huán)境鳧度決定了光敏二極管的光阻值，光阻值大，C3放電速度慢,反之放電速度快。適當操縱的拉低脈沖寬度，使得C3放電工作在線性比較好的一個工作段上。用來檢測C3在拉低期間放電的

23、電壓狀態(tài)，當C3電壓下降到1/2VCC以下后，測得數(shù)據(jù)“0”，反之測得數(shù)據(jù)“1”，為了減小對C3充放電的阻礙，C3充放電電壓通過三極管V3組成的射極輸出器連接到上，射極輸出器的高輸入阻抗減小了對RC充放電電路的阻礙。電機執(zhí)行部份完全受單片機的操縱，通過單片機的和完成。單片機復位狀態(tài)下和輸出高電平，三極管VI、V2,V4、V5截止，兩個繼電器JI、J2釋放狀態(tài)，方向可逆的電動機因無電源供電而停止。當或其中有一個被拉低后，兩個繼電器便會有一個導通，例如拉低后VI導通、V4導通，J1吸合，電機得電轉動，當只有拉低后，電機那么反方向轉動，實現(xiàn)了窗簾的拉開和關閉。兩個繼電器的工作狀態(tài)受單片機操縱，在同一

24、個時刻內兩個繼電器僅能有一個吸合。即即是在電機工作期間，操作了反向轉動按鍵，單片機也是先釋放當前工作的繼電器，并延時一段時刻后再吸合另外一個繼電器，避免了電機正反工作線圈同時通電的冒險。單片機是本電路中的核心器件，擔負整個電路的治理。電路中利用P1口的8個I/O口別離驅動數(shù)碼管的7個筆畫和數(shù)點。如此做的目的是AT89c2051用于本電路中，其I/O口比較富裕，如此的驅動顯示節(jié)省一個顯示驅動電路，同時顯示的數(shù)字和字符完全通過軟件編寫的，能夠編寫更多的字符。因此數(shù)碼管除顯示09數(shù)字外，還能夠顯示軟件編輯的任意字符，數(shù)點用來指示工作狀態(tài)和不同的設置狀態(tài)。單片機的復位腳利用Cl、R14組成上電復位電路

25、，K1是手動復位按鍵。書點操縱腳兼用鳴響信號輸出端，輸出的音頻信號通過R20、C10輸入到V6的基極，放大后推動發(fā)聲器Y1發(fā)聲。D3是C10的泄放電阻，保證交變信號的正常耦合。單片機的和口作為IIC貯存器的總線，本電路利用AT24C02完成對設置狀態(tài)和設置數(shù)據(jù)的貯存團。本電路中的硬件比較簡單，其功能的實現(xiàn)要緊由軟件完成。2.3.3遙控器按鍵功能遙控器面板示用意如圖5所示。結合下面的軟件流程說明按鍵功能的意義：紅外遙控按鍵的功能分為三部份，直接操作部份一窗簾電機的正轉、反轉和停止操作。設置部份一輸入按時打開窗簾的時.刻；按時關閉窗簾的時刻；輸入那時的時刻；開關整點報時功能；開關電機工作的時候聲音

26、提示功能；設置電機運行的時刻長度；選擇按時，光控、手動操縱的方式；查詢此刻預設工作狀態(tài)和預設定不時刻和光控級別等。第三部份是系統(tǒng)復位，不論在任何的工作狀態(tài)下，總復位操作能將窗簾操縱器恢復到開始狀態(tài)下。窗簾遙控器I輸入開葉I輸入現(xiàn)葉粕入關巾I機a報計圖5遙控器面板示用意工作方式的選擇是選擇時控、光控和僅僅手動操縱方式之一，在時控和光控狀態(tài)下，手動操縱仍然有效，在手動狀態(tài)下僅能手動遙控操作。手動狀態(tài)下的單片機非工作期間進入眠眠狀態(tài)。電機工作時刻長度設置，是依照用戶窗簾的長度不同，設置對應的電機一次運行時刻，保證在時控和光控狀態(tài)下窗簾拉開或關閉到位。測試環(huán)境克度是依照不同用戶窗簾安裝位置處的環(huán)境亮度

27、不同，和用戶光控拉開和光控關閉窗簾的環(huán)境亮度的要求不同，讓用戶自行選擇環(huán)境亮度。聲音開關是開啟或關閉電機在運行的時候，鳴響器是不是配合運行發(fā)出一種“嘀一嘀一嘀一嘀一”的斷續(xù)提示音，以便用戶聽覺感知窗簾的工作。當工作在時控和光控狀態(tài)下，并進行當不時刻校正以后，內部的時鐘開始走時，而且時刻數(shù)據(jù)在一個數(shù)碼管上，按時分方式順序顯示當不時刻的小時和分鐘，顯示一遍以后，停止1秒鐘，以便區(qū)分一個完整的時刻顯示完畢。在現(xiàn)在若是開啟整點報時功能，一旦時鐘抵達整點，鳴響器發(fā)作聲音報時，長聲音表示10個點，短促聲音表示一個點。3系統(tǒng)軟件設計程序整體結構設計思想：從總的設計起點來講，窗簾的設計方向是面向一樣的家庭利用

28、，因此從硬件的選擇到程序的設計都考慮開發(fā)的本錢和系統(tǒng)的整體的性能，要求做到體積小、重量輕、單一電源、低功耗、功能強、價錢低廉、抗干擾能力強等特性。應用光控原理工作，天克窗簾自動打開，天黑窗簾自動關閉。由運放組成比較電路，同向輸入端有兩個電阻分壓取得一個電壓值，作為基準電壓進行比較，而反相輸入端用一個光敏電阻對外部環(huán)境的光線進行搜集，利用光敏電阻暗時電阻大，克時電阻小的特點，來確信反向輸入端的電壓值。再二者進行比較，比較后的信號再送入單片機的口，從而通過繼電器來操縱電機的正反轉，來實現(xiàn)天亮窗簾自動打開，天黑窗簾自動關閉這一自動操縱功能。本系統(tǒng)采納單片機的匯編語言來進行程序設計。程序流程圖如圖6所

29、示。初始化圖6智能窗簾操縱流程圖4設計結論設計總結窗簾其大體的作用無非是愛惜業(yè)主的個人隱私和遮陽擋塵等功能，但傳統(tǒng)的窗簾您必需手動去拉動，天天早開晚關也是挺麻煩的，專門是別墅或復式房的大窗簾，比較重，而且長，需要專門大的力量才能開關窗簾，很不方便；于是電動窗簾在最近幾年取得迅速進展，并普遍應用于智能大廈、高級公寓、酒店和別墅等領域，只要遙控器輕按一下，窗簾就自動開合（百葉窗能夠自動旋轉），超級方便；采納智能電動窗簾操縱系統(tǒng)還能夠實現(xiàn)窗簾的按時開關，場景操縱等高級操縱功能，真正讓窗簾成為現(xiàn)代家居的一道亮麗風光線。應用ProtelDXP、Multisim等軟件進行制圖、仿真測試，取得了靠得住的設計結果。電路中沒有效到復雜的集成芯片，電路結構簡單可是在運行的時候會提高靠得住性，符合設計的初衷。電路的元器件較少，用較小的電路板就能夠夠組裝完成,在安裝利歷時可不能占用太多空間，可不能阻礙美觀。設計心得將電路按功能劃分為小單元來設計，使設計思路加倍清楚，節(jié)省了大量的時刻。在設計中初步了解了光操縱電