智能遥控窗帘系统设计毕业设计 本文简介：
毕业设计题目智能遥控窗帘系统的设计与实现学生姓名专业班级学号系（部）学院指导教师(职称)完成时间毕业设计（论文）任务书题目智能遥控窗帘系统的设计与实现专业学号姓名主要内容：1．阐述科学技术的发展对家庭、工作、生活带来的变化及智能家居的发展背景；2．智能遥控窗帘系统方案选择，元器件的选择；3．确定主电
智能遥控窗帘系统设计毕业设计 本文内容：
毕业设计
题目
智能遥控窗帘系统的设计与实现
学生姓名
专业班级
学号
系
（部）学院指导教师(职称)
完成时间
毕业设计（论文）任务书
题目
智能遥控窗帘系统的设计与实现专业
学号
姓名
主要内容：
1．
阐述科学技术的发展对家庭、工作、生活带来的变化及智能家居的发展背景；
2．
智能遥控窗帘系统方案选择，元器件的选择；
3．
确定主电路的设计方案，并给出相应的程序框图，绘制电路PCB图并制版；
4．
完成实际产品制作，进行电路调试。
基本要求：
1.
阐述目前电子技术对家庭工作、生活所带来的优点及智能家居发展的必要性；
2.
智能遥控窗帘系统方案选择，控制器的选择，确定主电路的设计方案；
3.
对设计电路进行仿真，证明设计方案理论可行性，绘制电路PCB图并制版；
4.
完成实际产品制作，搭建电路和进行电路调试；
5.
需要考虑的问题电机拉动窗帘的工作的时间长度，电机工作的时候是否有鸣响提示，以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等对电路进一步改进。
主要参考资料：
[2]周敬.基于单片机的窗帘智能控制系统设计[J].信息时代,2010
(2):58-60.
[3]钱云,郑舒予，秦雷.基于ATMEGA16单片机的智能窗帘控制系统设计[J].微计算机信息,2009(2)：24-25.
完
成
期
限：
指导教师签名：专业负责人签名：年月
日目
录
1
引言
1
1.1
研究背景
1
1.2
目的及意义
2
1.3
本课题的研究内容
2
2
系统的总体设计
3
2.1
设计思路
3
2.2
系统的基本要求和实现的任务
3
2.3
系统方案的选择
4
2.4
主要元器件的选择
4
2.4.1
控制器的选择
4
2.4.2按键的选择
5
2.4.3遥控发射/接收模块及电阻的选择
5
2.4.4电源的选择
6
3
系统的硬件设计
6
3.1
单片机最小系统模块
7
3.1.1
单片机简介
7
3.1.2
单片机复位电路
8
3.1.3
单片机时钟电路
9
3.2无线发射/接收模块
9
3.2.1编码/解码芯片简介
9
3.2.2
无线发射/接收电路
12
3.3
指示灯模块
16
3.4光感模块
16
3.5
继电器驱动模块
18
3.6系统整体电路图
19
4
系统软件设计
20
4.1
系统程序设计构想
20
4.2
程序设计
20
4.2.1系统程序流程图
20
4.2.2系统设计程序
21
5
系统制作与调试
22
5.1
系统仿真
22
5.2
系统的焊接与调试
22
5.2.1系统的焊接
23
5.2.2
系统的调试
25
5.2.3
调试的结果及分析
27
5.3
系统整体实物图
28
结束语
29
致谢
30
参考文献
31
附录
31
附录1
31
附录2
34智能遥控窗帘的设计与制作
摘
要
窗帘是居民生活家居中必不可少的装饰，因其具有遮阳隔热和调节室内光线功能随之走进千家万户。但随着经济的快速发展和房地产市场的日益繁荣，小区居民对高档家居和智慧生活越来越迫切，传统的窗帘已不能满足现代都市居民对家居的需求。因此智能遥控窗帘应运而生，不仅跟得上时代的步伐还可以为快节奏的生活增添不少乐趣。
因单片机具有结构简单、控制功能强、可靠性高、体积小、价格低等优点而广泛地应用于工业控制、家用电器、电子玩具等领域，对经济的发展、技术的进步、效率的提高、方便优化生活等做出巨大贡献。
本文论述的智能遥控窗帘系统的设计与制作是以AT89C51单片机为控制核心，通过光感、遥控遥控器等不同控制模式，实现自动、遥控器遥控窗帘机的动作，达到控制窗帘开合的目的。
关键词：AT89C51单片机/
遥控器/光感?
THE
DESIGN
AND
MANUFACTURE
OF
INTELLIGENT
REMOTE
CONTROL
CURTAINABSTRACTThe
curtain
is
essential
for
residents
living
in
the
decoration
of
Home
Furnishing,
Because
of
its
heat
insulation
and
indoor
light
adjusting
function
followed
into
thousands
of
households.
But
with
the
rapid
development
of
economy
and
the
real
estate
market
increasingly
prosperous,
Residents
of
high-grade
Home
Furnishing
and
wisdom
of
life
is
more
and
more
urgent,
The
traditional
curtain
has
been
unable
to
meet
the
demand
of
the
modern
urban
residents
Home
Furnishing.
So
the
intelligent
remote
control
curtain
emerge
as
the
times
require.
Add
a
lot
of
fun
not
only
to
keep
up
with
the
pace
of
the
times
can
also
be
for
the
fast
rhythm
of
life.
Because
the
microcontroller
has
the
advantages
of
simple
structure,
strong
control
function,
high
reliability,
small
size,
low
price
advantage,So
it
has
been
widely
used
in
industrial
control,
home
appliances,
electronic
toys
and
other
fields,
For
economic
development,
technological
progress,
improve
the
efficiency
of
optimization,
convenient
life
made
great
contribution.
Design
and
manufacture
of
intelligent
remote
control
curtain
system
discussed
in
this
paper
is
based
on
the
AT89C51
microcontroller
as
the
control
core,
Through
light,
remote
control
remote
control
with
different
control
mode,
automatic,
remote
control
curtain
machine
movement
control,
has
been
achieved
in
the
purpose
of
opening
and
closing
the
curtains.
KEY
WORDS:
AT89C51
MCU，Telecontroller
Light
induction
control
1
引言
1.1
研究背景
第一次工业革命是用机器运作代替手工劳动，使依附于落后的农耕的生产方式消失了，很大程度地提高了生产效率，同时工业资产阶级和工业无产阶级逐渐形成并壮大起来。而第二次工业革命发生在19世纪中叶，随着当时欧洲诸国、美国、日本的资产阶级运动的成功，此次工业革命极大地推进了经济的快速发展，从此人类进入了“电气时代”。第一、二工业革命的发生，使人们看到了科学技术对人类历史的变革。伴随着电视机、洗衣机、冰箱、空调走进普通家庭，道路上客车、私家车的逐渐增多，电脑、数码相机等电子产品的的大量使用。使人们深刻感受到了科学技术给人类的居家生活、工作带来的极大便利和产生的深远影响。
15年前当我们首次提到智能家居时，一定会想到盖茨在西雅图的家中的不可思议的智能家居系统和微软推出的“维纳斯计划”。虽然，由于网络覆盖、移动设备普及程度、思想觉悟等各种原因计划最终失败，但是智能化家居系统却从未止步。
智能家居的步伐大致分为三个里程即：一、家庭电子化，即家用电器的使用，此时各个电器之间还没有形成网络；二、住宅自动化：部分电器之间有链接，能实现简单的智能功能；三、家居智能化：面向系统而设计，把家庭内的各种电气设备通过总线连接，进行集中的监控、管理等，提供工作。学习、生活等的各种优质智能服务。
近十年来随着经济的快速发展和技术的飞跃进步，许多国家先后提出了很多不同的智能家居解决方案，如新加坡的智能系统可实现：远程监控、远程报警、宽带网络接入等。如今的智能家居系统将会有更复杂和更丰富的配置，来满足人们日益增长的各种需求。因此智能家居系统才刚刚真正意义上的走近人们的生活，使生活更加便利和富有乐趣。国外的智能家居技术日渐成熟，预计今后50%的新住宅将具有智能家居的功能。因为种种原因一直没有形成规模，总的来说国内的智能家居起步相对较晚，也没有形成一定的标准。主要的厂家有e家庭（海尔）、e-home数字家园（清华同方），并且主要针对家庭而设计。由此可见智能家居已经进入人们的视野，智能家居的生产厂家也由最初的几家增加到现在的几百家，其中不少知名企业染指，可见其未来的发展前景是非常的广阔和巨大的，智能家居系统正以不可阻挡之势和其他智能家电，构成智能家居系统成为国内的新兴行业，智能家居系统成为不久的将来发展的必然趋势，而智能遥控窗帘系统就是其代表之一。
1.2
目的及意义
窗帘是居民生活家居中必不可少的装饰，因其具有遮阳隔热和调节室内光线功能随之走进千家万户。但随着经济的快速发展和房地产市场的日益繁荣，小区居民对高档家居和智慧生活越来越迫切，传统的窗帘已不能满足现代都市居民对家居的需求。因此智能遥控窗帘应运而生。
其实在美日欧等发达国家，电动窗帘已经广泛的普及应用。其实电动窗帘技术在在十多年前就已传入我国。我们知道智能窗帘主要有三种控制方式：声控、光控、时控、遥控等控制方式，但是由于光敏器件的灵敏度，外部光照的强弱和居民对窗帘在不同时间开合的要求等原因，使智能窗帘系统难以实现和普及。但是随着这两年电子科学技术的快速发展，控制器件价格的下降和功能的全面，房地产市场的日益繁荣，小区居民对高档家居和智慧生活越来越迫切使智能遥控窗帘着实火了一把。据了解市场上的窗帘的价格贵的有几千上万，便宜的几百块钱。但就其技术大同小异。如何设计一款即功能上满足需求，不仅跟得上时代的步伐还可以为快节奏的生活增添不少乐趣，同时又价格实惠的智能遥控窗帘是我们的追求。
1.3
本课题的研究内容
本系统要求用户用遥控、或光感控制电机的正反转实现窗帘的开合。例如工作状态、模式、光照强弱，单片机能将这些接收到的信息进行处理，再输出给电机，电机带动窗帘的转动，实现窗帘的开合。工作原理模式：通过光感、遥控等不同控制模式，实现自动、遥控控制窗帘机的动作，达到控制窗帘开合的目的。若处于自动状态下，用光敏电阻对外部环境进行采光检测，通过单片机对电机进行控制，继电器驱动电机转动，实现天亮窗帘自动打开，天黑窗帘自动关闭这一功能；若采用遥控方式，则可以将键盘的功能转到遥控上，用遥控电路对其控制，对窗帘的开合实现遥控的功能。而智能系统的控制核心——单片机，自1971年由Intel公司研制第一个单片机以来，取得来长足的进步，尤其以结构简单、体积小、可靠性好、价格低等优势，广泛应用于智能仪器、工业控制、家用电器、网络通信、设备领域、模块化系统。随着科技的发展，单片机性价比越来越高、功能越来越完善，对于功能要求不是很高的设计系统，会有很好的的表现。
2
系统的总体设计
本系统主要由由单片机最小系统模块，无线发射/接收模块，指示灯模块，光感模块，继电器驱动模块等硬件部分和相应的程序等软件部分组成。
2.1
设计思路
本课题研究的设计系统的是以AT89C51单片机为控制核心，配以系统相关的零部件和软件程序。利用继电器驱动直流电机正反转，实现控制窗帘的开合。无线遥控部分是由SC2262/SC2272
编码/解码芯片组成的无线发射/接收模块，通过SC2272接收SC2262输出端D0、D1、D2、D3输出的信号给控制单片机，再利用单片机控制继电器的吸合来驱动直流电机的正反转，实现窗帘的开合，同时用行程开关来检测窗帘的位置，当窗帘上升或下降到极限时，行程开关会给单片机信号，从而防止过卷，安全无误。
系统框图如下：
图2-1
系统框图
2.2
系统的基本要求和实现的任务
系统设计的基本要求如下：
(1)智能遥控窗帘系统方案选择，控制器的选择，确定主电路的设计方案；
(2)对设计电路进行仿真，证明设计方案理论可行性，绘制电路PCB图并制版；
(3)完成实际产品制作，搭建电路和进行电路调试；
(4)需要考虑的问题电机拉动窗帘的工作的时间长度，电机工作的时候是否有鸣响提示，以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等对电路进一步改进。
系统要实现的任务如下：
(1)具有控制窗帘开合的功能。
(2)具有行程限位功能。
(3)具有远程遥控功能。
(4)具有显示控制方式和运行状态。
(5)具有智能模式即光感，可以检测外部环境光线的强弱从而控制窗帘的开合。
2.3
系统方案的选择
本设计系统的实现既可以用硬件的方式，还可以用软件的方式，具体有如下两种方案：
方案一：用FPGA实现整个系统。FPGA是英文Field
Programmable
Gate
Array(现场可编辑门阵列)的缩写，其在PLA、GAL、PLD等可编程器件的基础上发展的产物。FPGA既解决了定制电路的不足，又克服了可编程器件电路有限的缺点，可以毫不夸张地说，它可以完成任何数字器件的功能，在测量控制领域很有优势，如可以避免复杂又耗时的平面规划、布局布线、时间分析。但是对于智能遥控窗帘系统，需要有输入以及相应的操作，用FPGA来实现系统并不优异，并且也不符合实物制作的要求。
方案二：用单片机为控制核心来实现。单片机软件编程的自由度大，可编译多种算法和逻辑，并且体积小，易安装等优点。配合光感、遥控等控制电路来实现智能遥控窗帘的控制。这种方案来实现智能遥控窗帘的开合比较简单，同时也完全满足本课题的制作实物的要求。
通过上面的分析和综合比较。发现方案二更加适用于智能遥控窗帘系统的设计与实现，主要优势为可靠性高，操作维修方便，结构简单、原理清晰明了，因此本此设计采用方案二。对设计题目进行深入的分析和思考，现可将整个系统分区几个主要部分即：遥控电路、系统主控电路、电源电路等主要部分。
2.4
主要元器件的选择
一个单片机应用系统的设计与实现，需要不少元器件的协作。但不同的元器件在规格，型号，性能，价格上往往差别加大，什么样的元器件即经济而又满足设计的需求呢，这里就涉及到元器件的选择的问题。根据系统的设计原理主要的元器件的选择有：控制器的选择，按键的选择，遥控发射/接收模块及电阻的选择，电源的选择。
2.4.1
控制器的选择
在单片机的家族中常见的单片机主要有AVR系列单片机、51系列单片机或者ARM系列单片机。考虑到智能遥控窗帘系统所需的主控制器的运算速度要求并不很高，设计任务所需的控制系统并不复杂，使用51系列单片机来控制绰绰有余。据了解Atmel公司结合自身的Flash存储技术和80C31核，推出了AT89系列，该单片机有明显的优势，如内部有存储器容易修改程序，缩短开发周期；和MCS-51单片机引脚同步，可直接替换；功能更强；同时考虑到成本的高低和编程程序的大小和难易，因此本设计选用51系列单片机的AT89C51作为主控制器。
2.4.2按键的选择
日常生活中常见到的按键主要有三种即：机械触点式按键、导电橡胶按键和柔性按键（又称触摸式键盘），其特点分别如下所述。
机械触点式按键是利用机械弹性使键复位，手感明显，连线清晰，工艺简单，适合单件制造。但是噪声大、易磨损的特性、并且触点处易侵入灰尘而导致接触不良，体积相对较大。
导电橡胶按键是利用橡胶的弹性来复位，通过压制的方法把面板上所有的按键制成一块，体积小，装配方便，适合批量生产。但是时间长了，橡胶老化而使弹力下降，同时易侵入灰尘。
柔性按键是近年来迅速发展的一种新型按键，可以分为凸球型和平面型两种。柔性按键最大特点是防尘、防潮、耐蚀，外形美观，装嵌方便。而且外形和面板的布局、色彩、键距可按照整机的要求来设计。但是由于客观条件与经济能力有限及系统的需求，本系统采用了机械触点式按键，其中电源开关键为带锁按键，没有弹性，按一下按键后触点闭合导通并锁定在闭合状态，再按一下按键后触电才能断开。
2.4.3遥控发射/接收模块及电阻的选择
本设计计划用红外遥控器来实现遥控窗帘的功能，但由于红外发光二极管的发射功率一般都较小，红外接收二极管接收到的信号比较弱，控制距离很短，需要增加高增益放大电路，鉴于电路繁琐调试麻烦和本着经济实用的原则，本此设计遥控采用无线发射/接收模块。无线发射模块采用SC2262编码芯片编码再经315M发射模块电路发射信号，接收模块采用LM358接收模块电路接收信号再经SC2272解码芯片解码，完成信号的发射接收工作。SC2262内部有个时钟电路，其频率由接在其引脚上的外接电阻决定，电阻小，频率小，随之码率高；反之亦然。而SC2272
内置的振荡回路，通过在OSC1和OSC2端外接一个电阻可构成一个精密的震荡器。为确保SC2272能正确地对接收到的波形解码，要求SC2272的振荡频率约3～6倍于SC2262的频率，即要求其时钟频率比SC2262略高一些，接的外接电阻要小一些，发射/接收的电阻一般有如下配对：SC2262
SC22721.2M
200K1.5M
270K2.2M
390K3.3M
680K4.7M
820K
所用电阻的大小与码率的高低有一定的关系，一般是电阻小码率高，电阻大则码率低。码率高则控制速度快，低则会出现误动作。如若出现遥控失灵的情况，可选择大一档的电阻进行配对，降低码率。本设计SC2262选用1.2M的电阻，SC2272选用200K的电阻配对。
2.4.4电源的选择
单片机应用系统的可靠性是极为重要的，在影响单片机系统可靠性的诸多因素中，电源干扰可谓首屈一指。据统计计算机的运行故障有90%以上是由电源噪声引起的。为了提高系统供电的可靠性，可以采用交流稳压器防止电源的过压和欠压；采用不间断电源，在系统电网临时停电是向计算机系统供电等。本部分电源分主控电路电源和遥控电路电源，由于遥控电路DF数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时，理论空旷地传输距离约20～50米，发射功率较小，当电压5V时约100～200米，当电压9v时理论值约300～500米，当发射电压为12V时，为最佳工作电压，具有较好的发射效果，因此本着制作实物简单方便和工作最佳的原则采用遥控电源采用12V电池供电；而主控电路有个3V的直流电机，并且手机充电插头和现阶段比较流行的手机充电宝的电压约为3.6V，考虑到电路可能产生的电压降，可以通过USB线连接手机充电宝或手机充电器来提供电源。3
系统的硬件设计
实现智能遥控窗帘系统的设计，硬件部分由单片机最小系统模块，无线发射/接收模块，指示灯模块，光感模块，继电器驱动模块等电路组成。
3.1
单片机最小系统模块
3.1.1
单片机简介
Atmel公司的MCS-51系列单片机是目前最受欢迎的单片机，它提供了丰富的外围接口和专用控制器，例如电压比较器、USB控制、MP3解码及CAN控制等。Atmel公司还把ISP技术集成在MCS-51系列单片机中，使用用户能够方便地改变程序代码，从而方便地进行系统调试。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS
8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。图3-1
单片机引脚图
单片机最小系统是能够让单片机工作的最小硬件电路，除了单片机外，最小系统还包括复位电路和时钟电路。复位电路是用于将单片机内部各电路的状态复位到初始值。时钟电路为单片机提供基本时钟，因为单片机内部由大量的时序电路构成，没有时钟脉冲即“脉搏”的跳动，各个部件将无法工作。
3.1.2
单片机复位电路
(1)复位电路的用途：单片机复位电路就好比电脑的重启部分，当电脑在使用中出现死机，按下重启按钮电脑内部的程序从头开始执行。单片机也一样，当单片机系统在运行中，受到环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。单片机复位电路如下图：
(2)复位电路的工作原理在书本上有介绍，51单片机要复位只需要在第9引脚接个高电平持续2US就可以实现，那这个过程是如何实现的呢？在单片机系统中，系统上电启动的时候复位一次，当按键按下的时候系统再次复位，如果释放后再按下，系统还会复位。所以可以通过按键的断开和闭合在运行的系统中控制其复位。
开机的时候为什么会复位：在电路图中，电容的的大小是10uF，电阻的大小是10k。所以根据公式，可以算出电容充电到电源电压的0.7倍（单片机的电源是5V，所以充电到0.7倍即为3.5V），需要的时间是10K*10UF=0.1S。也就是说在单片机启动的0.1S内，电容两端的电压时在0~3.5V增加。这个时候10K电阻两端的电压为从5~1.5V减少（串联电路各处电压之和为总电压）。所以在0.1S内，RST引脚所接收到的电压是5V~1.5V。在5V正常工作的51单片机中小于1.5V的电压信号为低电平信号，而大于1.5V的电压信号为高电平信号。所以在开机0.1S内，单片机系统自
动复位（RST引脚接收到的高电平信号时间为0.1S左右）。
按键按下的时候为什么会复位：在单片机启动0.1S后，电容C两端的电压持续充电为5V，这是时候10K电阻两端的电压接近于0V，RST处于低电平所以系统正常工作。当按键按下的时候，开关导通，这个时候电容两端形成了一个回路，电容被短路，所以在按键按下的这个过程中，电容开始释放之前充的电量。随着时间的推移，电容的电压在0.1S内，从5V释放到变为了1.5V，甚至更小。根据串联电路电压为各处之和，这个时候10K电阻两端的电压为3.5V，甚至更大，所以RST引脚又接收
到高电平。单片机系统自动复位。如下图所示；图3-2
复位电路
3.1.3
单片机时钟电路单片机是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格点时许进行工作。时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。在单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自激振荡器。结构图2
中X1、C1、C2。可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的晶振，补偿电容通常选择30pF左右。图3-3
时钟电路3.2无线发射/接收模块
3.2.1编码/解码芯片简介
SC2262是与SC2272配对使用的遥控编码解码集成电路。采用CMOS工艺制造，它最大拥有12
位的三态地址管脚，可支持多达531441个地址的编码。因此极大减少了码的冲突和非法对编码进行扫描以使之匹配的可能性。其中遥控接收板上的2272解码芯片有不同的后缀，表示不同的功能，有L/M/T，L表示互锁输出，数据一路接收就能一直保持对应的点评状态，接收到任意其他路的数据则恢复到原始状态；M表示非锁存输出，又称点动输出，数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应，可以用于类似点动的控制；T表示自锁输出，数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态，直到下次遥控数据发生变化时改变。其数据输出又分为0、2、4、6，本设计接收芯片选用SC2272-M4即数据输出为4位的暂存型接收芯片。
编码芯片SC2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片SC2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平。当发射机没有按键按下时，SC2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHz的高频发射电路不工作，当有按键按下时，SC2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHz的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17脚为低平期间315MHz的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于SC2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。
SC2262引脚图及引脚说明：图3-4
SC2262引脚图表3-1
SC2262的引脚说明管角
名称
管角
编号
输入
输出
说明
A0-A11
1-8
10-13
输入
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
输入
数据输入端，有一个为“1”即有编码发出；
VCC
18
输入
电源正端（+）输入端；
VSS
9
输入
电源负端（-）输入蛋：
TE
14
输入
编码启动端，低电平有效：
OSC1
16
输入
双端电阻振荡器输入端，与OSC2所接电阻决定振荡器频率：
OSC2
15
输出
双端电阻振荡器输出端：
DOUT
17
输出
编码输出端（常低）：
SC2272的引脚图及引脚说明：
图3-5
SC2272的引脚图表3-2
SC2272的引脚说明管角
名称
管角
编号
输入
输出
说明
A0-A7
1-8
输入
地址管脚，用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”(悬空)；
D0-D3
10-13
输出
TTL输出，默认为“0”。有信号时为“1”：
VCC
18
输入
电源正端（+）输入端：
VSS
9
输入
电源负端（——）输出端：
DIN
14
输入
数据输入管脚，接收到的编码信号由此脚串行输入：
OSC1
16
输入
双端电阻振荡器输出入端，与OSC2所接电阻决定振荡频率：
OSC2
15
输出
双端电阻振荡器输出端：
VT
17
输出
有效传输确认，高电平有效。
当SC2272收到有效信号时，VT变为高电平：SC2262/SC2272的应用范围;
(1)车辆防盗系统
(2)遥控玩具
(3)家庭防盗系统
(4)其他工业遥控
3.2.2
无线发射/接收电路
由SC2262的Dout端通过射频调制发射的编码后的波形，该波形再经过射频接收电路接收、解调、整形、还原成编码波形，然后由SC2272进行解码，并控制相应的端口输出。这一过程完成了一个完整的遥控编码和解码的过程。无线发射电路如下图所示：
图3-6
无线发射电路图
DF数据发射模块的工作频率为315M，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，当环境温度在－25～＋85度之间变化
时，频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体，而一般的LC振荡器
频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
DF发射模块未设编码集成电路，而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动
码电路及单片机接口，而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用SC2262等编码集成电路配接时，直接将它们的数据输出端第17脚接至DF数据模块的输入端即可。DF数据模块具有较宽的工作电压范围3～12V，当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。该发射模块的技术参数为：
通讯方式：调幅AM
工作频率：315MHZ
频率稳定度：±75KHZ
发射功率：≤500MW
静态电流：≤0.1UA
发射电流：3～50MA
工作电压：DC
3～12V图3-7
315M无线发射模块
遥控器部分用电池供电，按下按键后电池的正极才会和芯片和发射模块的电源端连通并发出信号，这样设计也是为了保证电池的耐用。无线接收电路如下图所示：图3-8
无线接收电路图
超再生检波电路是常见的无线接收电路，它实际上是一个受间歇振荡控制的高频振荡器，这个高频振荡器采用电容三点式振荡器，振荡频率和发射器的
发射频率相一致。而间歇振荡又是在高频振荡的振荡过程中产生的，反过来又控制着高频振荡器的振荡与间歇。而间歇振荡的频率是由电路的参数决定的（一般为１百到几百千赫）。这个频率选低了，电路的抗干扰性能较好，但接收灵敏度较低，反之，频率选高，接收灵敏度较好，但抗干扰性能变差。当有控制信号到来时，电路谐振，超噪声被抑制，高频振荡器开始产生振荡，输出信号。普遍采用的是LM358芯片作为数据的放大与整形。
LM358的信号接收模块如下图所示。图3-9
LM358无线接收模块接收电路输出端通过npn三极管9013将输出的高电平转变成低电平，单片机可以更好的识别低电平变化。
3.3
指示灯模块
本功能采用3个LED指示系统工作状态，红灯亮时系统是智能模式，即为光线亮时打开窗帘，光线暗时关闭窗帘。蓝灯亮时电机正传，黄灯亮时电机反转，碰触到行程开关时，指示灯相应地闪烁3下，同时停止电动机。
电路图如下所示：图3-10
指示灯电路图3.4光感模块
应用光控原理工作，天亮窗帘自动打开，天黑窗帘自动关闭。输入端用一个光敏电阻对外部环境的光线进行采集，利用光敏电阻暗时电阻大，亮时电阻小的特点，当光线暗时，三极管的基极电压变低，三极管截止，发射极被10k电阻拉低电平，输出低电平；光线亮时电阻变小，三极管的基极电压变高，三极管导通，发射极被电源拉高，输出高电平；再将高低电平送入单片机AT89C51的接口，从而通过继电器控制电机的正反转，实现天亮窗帘自动打开，天黑窗帘自动关闭这一自动控制功能。本系统采用的光敏电阻为：
型号：GL5528最大电压（V-dc）：150最大功耗（mW）：100环境温度（°C）：-30---
+70光谱峰值（nm）：540亮电阻（10Lux）（KΩ）:10-20暗电阻（MΩ）:1100λ10：0.6响应时间（ms）：
上升：20
???????????
??????
下降：30
光感原理如下图所示。图3-11
光感原理图至于光控状态下环境亮度的控制参数的调整，是通过调节焊接在光敏电阻旁边的104可调电阻来控制光敏电阻感光，以确定感光强弱的临界点的。
3.5
继电器驱动模块
继电器是一种常规的电子开关，用小电流去控制大电流运作的电控制器件，故在电路中起着安全保护、转换电路等作用。它的工作原理是是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，就会使输入端线圈达到一定的磁场强度从而使输出回路的柱头上的接头切换，最终在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化。
本设计采用两个继电器的吸和状态控制直流电动机的旋转方向，带动窗帘的开合，两个继电器采用5V继电器，通过9012三极管驱动继电器的吸和，至于电机工作的时候是否有鸣响提示，为了使本系统跟接近实物，同时验证驱动电机确实在工作，因此本部分设计采用3个LED指示灯来指示系统的工作状态，其中两个指示灯用来指示电机的正反转。模块的电路图如下：图3-12
继电器驱动电路3.6系统整体电路图
图3-13
系统整体电路图4
系统软件设计
4.1
系统程序设计构想
根据前面的系统框图和各个部分的硬件电路的设计，要实现系统的功能需设定输入输出端口，设定工作模式及模式的切换，还有不同工作模式下的流程。
4.2
程序设计
传统的单片机采用汇编语言进行控制程序设计。汇编语言的优点是比较灵活，但程序不易理解，很难掌握其编程方法，更难进行灵活的运用。尤为重要的是，在实际运用中，单片机应用产品的开发基本上不采用汇编语言编程。而C语言程序易于阅读，理解，程序风格更加人性化，且方便移植，目前已经成为单片机应用产品开发的主流语言。C语言程序以函数形式组织程序结构，C程序中的函数与其他语言中所描述的“子程序”或“过程”的概念是一样的。一个C语言源程序是由一个或若干个函数组成的，每一个函数完成相对独立的功能。每个C程序都必须有（且仅有）一个主函数()，程序的执行总是从主函数开始，再调用其他函数后返回主函数main(),不管函数的排列顺序如何，最后在主函数中结束整个程序。本次设计程序语言采用C语言。
4.2.1系统程序流程图
系统的总体流程简要概括为：开机初始时为智能模式，通过光敏的信号（白天或夜晚）电机会相应的白天上拉或夜晚下降，碰触相应的限位行程开关，停止转动。实际应用中行程开关安装在窗帘的上下限位处，当窗帘上升或下降到极限时，会碰触行程开关，行程开关会给单片机信号，从而防止过卷，安全无误。当按下遥控板上的切换按键，就会实现智能模式与手动模式的切换。手动模式按一下上升或下降键电机相应的转动，再按下停止，窗帘拉到限位是碰触行程开关会停止。系统流程图如下图所示：图4-1
系统流程图
4.2.2系统设计程序
系统主程序包括主函数、工作函数、延时函数，其中工作函数包括光感部分函数和遥控部分函数，光感部分函数又分为白天（有光）时打开窗帘和夜间（无光）时关闭窗帘。详见系统程序附录2。
5
系统制作与调试
5.1
系统仿真
利用仿真软件，画电路图，对各个元件进行参数值的设定，然后进行系统的仿真。
（1）调用仿真软件，出现工作界面之后，从元器件的复选框中按照系统所需选择自己的元器件。
（2）将元器件排列整齐，单机左键开始电路的连线，尽可能将电路连接的清晰明了。
（3）调试连接好的系统，智能模式下：改变代替光敏电阻的电位器，调至另一不同光照强度时的电阻值，观察结果如何。同时调节临界点调节的可调电阻。
（4）调试遥控模式：按照系统要实现的功能，按动相应的按键。
由于无线部分遥控不了，其实就是给单片机低电平，所以用按键代替。
系统仿真图如下图所示：
图5-1
系统仿真图
仿真结果：按照预定功能进行相应的操作，经系统仿真本设计满足系统设计要求,证明设计方案理论可行。
5.2
系统的焊接与调试
5.2.1系统的焊接
根据设计系统的原理图，利用软件Altium
Designer6.0绘制PCB图，所绘制的PCB图如下图所示：图5-2
PCB图
根据PCB图腐蚀制作的电路板如下图所示：图5-3
PCB制图
要实现系统要求需要若干元器件，通过以上对元器件选择的比较论证，对所需的元器件的型号和数量做了如下确定，得出了如下的元器件清单如表5-1所示。表5-1
元器件清单表
AT89C51单片机
1片
行程开关
2个
SC2262
1片
3v直流电机
1个
SC2272-M4
1片
9013
4个
12V电池
1个
9012
2个
315M无线可再生发射模块
1个
1N4148
3个
315M无线可再生接收模块
1个
瓷片电容10uF
1个
继电器
2个
12MH晶振
1个
1
k电阻
2个
30pF电容
1个
10K电阻
9个
导线
若干
1M电阻
1个
光敏电阻
1个
2.2K电阻
7个
按键
4个
200K电阻
2个
104可调电阻
1个
PCB板
2块
天线
两根
18脚坐
1个
自锁开关
1个
插针
4个
电源插口
1个
小灯
3个
USB电源线
1根40脚坐
1个
焊锡
若干
30K电阻
1个
将制作好的电路板经电钻打孔插上元器件后，进行焊接可以的得到，如下图所示的实物。插上微控制器和无线发送接收芯片即可完成系统的制作。其中在焊接的过程中，损坏
一个二极管，填补一个跟其余连个不一样。烧坏一个SC2262芯片，网上重新购买一个。
图5-4
焊接实物图
5.2.2
系统的调试
单片机应用系统的硬件调试和软件调试是分不开的，许多硬件故障只有通过软硬件联合调试才能发现。但一般是先排除系统中比较明显的故障后才和软件一起联合调试。
常见的硬件故障有：逻辑错误（错线、开路、短路等），元器件错误（器件损坏、性能不符合要求等），可靠性差（金属化孔、焊接接触不良等），电源故障（电源功率不足、器件能力差等）等。
硬件调试方法主要有脱机调试和联机调试，鉴于客观原因，本系统采用脱机调试。先根据原理图和PCB图检查元器件的型号和规格是否安装正确；否出现错焊，楼焊的情况；更要特别注意印制电路板加工和焊接时是否出现走线及相互短路的情况。
软件调试，上面已经进行过系统的仿真，并且能够满足设计要求，因此本系统软件无误。
系统的关键问题：
(1)光感采集电路的误动作：本电路调试主要是光感采集电路临界点的调试，光照强度不同光敏电阻易受到影响而产生误动作。
(2)窗帘的工作的时间长度：即电机拉动窗帘的转速，由于电机直接输出的转速较高无法直接接入窗帘，本部分设计采用电机小齿轮带动大齿轮，制作成减速器来控
制窗帘开合的快慢，即电机拉动窗帘的工作的时间长度。
(3)继电器驱动电路的调试：在本次系统的设计中，用到了两个继电器，分别控制电机的正转和反转，只有要求窗帘打开和关闭时，继电器电路导通才开始工作，为了明确继电器的导通状态，特意添加了发光二极管来指示。实物图如下图所示：图5-5
光感采集电路实物图5-6
继电器电路实物图
5.2.3
调试的结果及分析
调试结果：本设计实现了系统要求的任务，即窗帘的自动和遥控控制。电源一旦接上即进入自动光感模式，此时通过光敏电阻采集到的光照信号的强弱（如白天或夜晚）电机会相应的上拉或下降，碰触相应的限位行程开关，停止转动。用手盖住光敏电阻，电机反转，窗帘关闭；手移开光敏电阻，电机正转，窗帘打开。在窗帘的上下限位
置处安装有行程开关，当窗帘上升或下降到极限时，会碰触行程开关（设计中只是模拟，需要用手碰触），给单片机停止信号，从而防止过卷。当按下遥控板上的切换按键，就会实现自动模式与遥控模式的切换。将自动模式的功能转移到遥控板上，手动模式按一下上升或下降键电机相应的转动，若此后不触动按键窗帘拉到碰触行程开关停止转动，但若再按下上升或下降键电机停止转动，即遥控模式时可以停止在任意位置。电机的转动伴随有相应的灯关指示，黄灯常亮为自动模式，熄灭为遥控模式，红灯亮上升，绿灯亮下降；且当完全打开或关闭时，对应指示灯会闪烁。
存在的问题：
(1)遥控控制的过程中可能会出现信号识别错误和按动按键没有反应的情况。(2)上升的时候，碰触行程开关会出现电机不停止继续转动的情况。问题分析：(1)
问题一的情况，根据所用电阻的大小与码率的高低有一定的关系，一般是电阻小码率高，电阻大则码率低。码率高则控制速度快，低则会出现误动作。若出现遥控失灵的情况，应当选择大一档的电阻进行配对，降低码率，但会出现反应慢的情况。(2)问题二的情况，经万用表测量两行程开关和下降时所用行程开关工作情况的比对，可知上升的行程开关存在碰触接触不良断电故障的情况。
5.3
系统整体实物图
本系统的实物图如下图所示：图5-7
系统的实物图结束语其中在毕业设计的过程中，本人按照毕业设计预先规划的的步骤，步步为营，不仅仅锻炼逻辑思维，也是对工作态度一种锻炼。购买零器件，画电路图，打孔，每一项工作都需要认真的工作态度和严谨的作风，记得打孔打坏了两个，完全没有课本上说的那么简单。然后是焊接，好几次烫着手，不好受是真的，一定要耐得住性子，慢慢做。程序的编写也遇到一点麻烦，由于C语言前几年学的
,有些函数仍需查资料，编好的程序烧录单片机在进行反复的测试编写直到满足系统的需求为止。再之就是整理资料进行论文的撰写与定稿，包括文字格式，图表的编辑，目录的编写，最终定稿论文。这些工作让我体会到怎样做好一件事情。从中认识到自己的不足。但是，我知道这次就是自我提高的好机会。毕业设计即是一件任务也是对大学学习生活的检验，我经受住了考验，完成了毕业论文。致谢
毕业设计完成了！不知夹杂着多少个挑灯之夜，内心有奋斗之后的喜悦，但更多的是不舍，不舍困惑的日子，正是这些懵懂的“岁月”让我成长了许多，成熟了许多。
毕业设计前后历时近一学期，记得刚选题之后，对智能遥控窗帘系统的设计与制作这一题目不知所措，没有一点头绪。通过上网查资料，去图书馆查阅相关书籍，才让我对本次设计有了概念性的认识。专业课大多都是理论性多少有点儿理想状态，有点儿看不见摸不着的感觉。通过自己查阅资料，购买零器件，才把理论的转为现实的。自己动手制作实物，不仅是对课本知识的检验，练习了自己动手的能力同时也是对自己所学知识的巩固和检验，还学到了很多课本上学不到的东西如：刻苦、坚韧等，对人生意义重大。
智能遥控窗帘系统功能能够实现，除了自己的努力最主要的功劳非指导老师——X老师莫属，是在X老师的悉心指导和谆谆教导下，让我对整个系统有个清晰地认识，对各个部分的功能更加明朗。在做毕业设计的这近半个学期，每周老师都从繁忙的工作中，抽出时间指导我们的毕业设计，对不会、不清楚、不明白的地方都做了细致和详尽的解释说明，让我受益匪浅。同时还要感谢同组的同学们，是他们在我郁闷失望的困境时，安慰鼓励我，使我有勇气迎接毕业设计过程中遇到的挫折。感谢他们在毕业设计过程中提供的焊接技术指点，让我认识到沟通和团结的力量和深远的意义。感谢学院领导提供的实验设备和实验环境及对我们信心的大力支持，让我们更有斗志去攻克难关，以致毕业设计的最终实现。参考文献
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2012(31):16-19.附录
附录1
主电路图遥控电路图
附录2
#include
#include
#include
//头文件#define
uc
unsigned
char
#define
ui
unsigned
intsbit
in_go
=
P1^3;
sbit
in_back
=
P1^2;//手动前进后退按键
sbit
out_go
=
P3^0;
sbit
out_back
=
P3^5;//电机控制输出
sbit
limit_go
=
P3^4;
sbit
limit_back
=
P3^6;//前进后退限位开关
sbit
led_go
=
P1^4;
sbit
led_back
=
P1^5;//前进后退限位指示灯
sbit
light
=
P1^0;//光线传感器
sbit
change
=
P1^1;//手动自动切换按键（默认自动）sbit
led_zhishi
=
P1^7;
sbit
buzz
=
P1^6;bit
bdata
flag1,flag2,change_flag,flag_shan,flag_shan1,flag_shan2;
uc
m,n,shan;void
delay(ui
x)//延时函数
{
ui
i,j;
for(i=0;i
for(j=0;j<110;j++);
}
void
work()//工作函数
{
if(change==0)//判断切换是否按下{buzz=1;delay(50);if(change==0)change_flag=~change_flag;//手动，自动切换if(change_flag==1){
out_go=1;
out_back=1;
led_go=1;
led_back=1;}
buzz=0;while(!change);//释放}
led_zhishi=change_flag;
if(change_flag==0)//自动模式{if(light==0)//夜间（无光）时关闭窗帘
{
delay(50);
if(light==0)
{
if((limit_go==0)&&(flag_shan==0))
{
out_go=1;
out_back=1;
led_go=1;
for(shan=0;shan<6;shan++)
{led_go=~led_go;buzz=~led_go;delay(500);
}
flag_shan=1;
}
else
if(limit_go==1)
{
out_go=1;
out_back=0;
led_back=1;
led_go=0;
flag_shan=0;
}
}}else
if(light==1)//白天（有光）时打开窗帘
{
delay(50);
if(light==1)
{
if((limit_back==0)&&(flag_shan==0))
{
out_go=1;
out_back=1;
led_back=1;
for(shan=0;shan<6;shan++)
{led_back=~led_back;buzz=~led_back;delay(500);
}
flag_shan=1;
}
else
if(limit_back==1)
{
out_go=0;
out_back=1;
led_back=0;
led_go=1;
flag_shan=0;
}
}}
}
else
if(change_flag==1)//手动模式{if((in_go==0)&&(limit_go==1))//关闭是否按下
{
buzz=1;
delay(50);
if((in_go==0)&&(limit_go==1))
{
out_go=1;
out_back=~out_back;//按一下打开，再按一下，停止
buzz=0;
led_back=1;
led_go=out_back;
flag_shan1=0;
}
while(!in_go);//释放}else
if((in_back==0)&&(limit_back==1))//打开是否按下
{
buzz=1;
delay(50);
if((in_back==0)&&(limit_back==1))
{
out_back=1;
out_go=~out_go;//按一下关闭，再按一下，停止buzz=0;
led_go=1;
led_back=out_go;
flag_shan2=0;
}
while(!in_back);//按键释放}if((limit_go==0)&&(flag_shan1==0)){
delay(5);
if((limit_go==0)&&(flag_shan1==0))
{
out_back=1;
led_go=1;
for(shan=0;shan<6;shan++)
{
led_go=~led_go;
buzz=~led_go;
delay(500);
}
flag_shan1=1;
}}if((limit_back==0)&&(flag_shan2==0)){
delay(5);
if((limit_back==0)&&(flag_shan2==0))
{
out_go=1;
led_back=1;
for(shan=0;shan<6;shan++)
{
led_back=~led_back;
buzz=~led_back;
delay(500);
}
flag_shan2=1;
}}
}
}void
main()//主函数
{
light=0;
buzz=0;
while(1)//进入死循环
{work();//调用工作函数}
}
智能遥控窗帘系统设计毕业设计 本文关键词：毕业设计，遥控，窗帘，智能，设计
智能遥控窗帘系统设计毕业设计 来源：网络整理
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