1、 本科毕业设计 （ 20 届） 自动窗帘控制系统设计 所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 1 - 摘 要 本设计介绍一种利用光敏电阻控制家里窗帘的智能系统。本系统能根据室外光照的强弱，自动开启或闭合，使室内光照始终处于一恒值。不仅如 此，它还能根据主人通过无线遥控器控制其开关。该系统适用于家庭，宾馆，商场，办公楼等区域。本系统主要由无线发射接收模块、主控模块、电源模块、光敏传感器和定时模块组成。无线接收模块采用超外差式电路，该模块用来接收无线信号，然后用软件解码来实现遥控编码的识别。主控模块采用单片机 STC12C2052AD 来实现窗帘开或
2、关的控制。光敏传感器采用光敏电阻，利用其电阻随光照强度的改变而改变的特性来实现的。定时模块采用时钟芯片 DS1302 来进行时间的读取。此外在本系统中还需要电机来实现窗帘的运作。在设计中采用 Protel 软件 设计电路原理图。实物模型通过了测试且运行状况良好，总体达到设计要求，具有一定的使用和参考价值。 关键词： 光敏传感器；无线遥控；单片机 - 2 - Abstract This design is introduced a use of photoconductive resistance control of the curtain intelligence system at hom
3、e. This system can according to the strength of the outdoor illumination, automatic open or closed, make indoor light always in a constant value. Not only that, it still can according to master through wireless remote control its switch. This system is suitable for the family, hotels, stores, office
4、s and other regions. This system mainly by the wireless transmitting receiving module, control module, photosensitive sensor and timing module. Wireless receiving module USES specialized super heterodyne type circuit, this module used to receive a wireless signal, then use software decoding to imple
5、ment remote control code of recognition. STC89C51 MCU control module to achieve the curtain open or close control. Photosensitive sensor adopts photoconductive resistance, using its resistance with light intensity changes characteristics to fulfill. Timing module USES DS1302 for time clock chip load
6、ing. In addition in the system still need motor to realize the operation. In the design of software design using Protel circuit principle diagram. Keywords: Photosensitive sensor; Wireless Remote; Control single chip computer - 3 - 目 录 1 引言 . 1 2 总体设计 . 2 2.1 总体硬件组成框图 .2 2.2 无线发射接收模块 .2 2.3 光敏传感器 .3
7、 2.4 主控模块 .4 2.5 定时模块 .4 3 硬件设计 . 5 3.1 电源模块 .5 3.1.1 三端稳压集成电 路 7805 和 二极管 .5 3.1.2 电源电路 .5 3.2 光敏传感器部分 .6 3.2.1 光敏传感器 .6 3.3 无线遥控系统 .7 3.3.1 无线发射部分 .7 3.3.2 无线接收部分 .10 3.4 主控模块 .10 3.4.1 STC12C2052AD 单片机芯片介绍 . 11 3.4.2 指示和按键控制部分 . 11 3.4.3 电机控制部分 .12 3.5 定时部分电路 .13 3.51 时钟芯片部分 .13 3.6 硬件设计的总括 .14 4
8、 软件设计 . 15 4.1 系统主流程图 .16 4.2 无线解码部分 .16 4.2.1 同步码识别思路 .17 4.2.2 数据和地址码识别思路 .20 4.2 无线解码部分 .23 5 制作和调试 . 28 5.1 制作过程 .28 5.2 系统调试 .29 5.2.1 硬件调试 .29 5.2.2 软件调试 .29 结论 . 31 致 谢 . 错误 !未定义书签。 参 考文献 . 32 附录 1 系统实物图 . 33 - 4 - 附录 2 实验原理图 . 34 附录 3 毕业设计作品说明书 . 35 - 1 - 1 引言 随着人民生活条件和科学技术的不断提高，特别是计算机技术、通信技
9、术、网络技术、控制技术的迅猛发展，人们对居住环境的要求也不断提高。为了满足人民日益增长的物质需求，家居智能化便成为众多电子企业的一个重大科研项目。 何为智能家居，智能家居是一个居住环境，是以住宅为平台安装有智能家居系统的居住环境，实施智能家居系统的过程就称为智能家居集成。从这个定义来看，完全意义上的智能家居以目前的科学技术来讲还是很难实现的。但部分家电的智能化得以实现。例如，入户门设置灯光感应器，主人回家或 客人来访时，灯光自动打开，方便主人开锁和客人按门铃，灯光过后会自动延时熄灭。再例如，智能插座，能通过远程无线电控制其通电。当然仅仅有这些是远远不够的，要实现家居的智能化还有很长的路要走，但
10、随着科学技术的不断发展，比尔盖茨的数字豪宅不再是一个梦想。 窗帘，在任何一个家庭中我们都能看到它的身影。它不仅能遮挡阳光，还能起到美观的作用。但传统的窗帘需要人为的开启和关闭，而且还无法保证室内光线达到一恒值，不是太暗就是太亮。在智能家居日益深入人心的当今社会显得格格不入。本次所要设计的就是智能窗帘的控制系统，使它也能步入 智能化的行列。智能窗帘的控制系统的依据是光敏电阻的阻值会随着光照强度的改变而改变，主控芯片会探测到这一变化控制电机正转或反转，从而控制窗帘开关。 - 2 - 2 总体设计 本次所要设计的是智能窗帘的控制系统，使窗帘能 自动感光并且根据光照强度来控制窗帘的打开程度。此外，该控
11、制系统还能实现无线遥控和定时的功能。本 系统由光敏传感器部分，无线发射接收部分，主控部分，定时部分构成，通过 ,光敏传感器探测到外界光照强度的强弱，并通过 STC12C2052AD 处理芯片。 2.1 总体硬件组成框图 图 2-1为总体硬件的组成 框图： 图 2-1 总体硬件组成框图 整个设计系统主要由光敏传感器，无线控制模块，单片机主控模块和定时模块组成。 2.2 无线发射接收模块 无线遥控技术，顾名思义就是 指实现对被控目标的非接触遥远控制 。 无线遥控系统 按传输控制指令信号的载体分为 ： 红外线遥控 、 无线电遥控 、 超声波遥控 ； 按信号的编码方式分 ： 频率编码 、 脉冲编码 ；
12、 按传输通道数分为：单通道多通道遥控 1。 本设计使用的无线遥控是单通道无线电遥控，其编码方式是脉冲编码。组成无 线发 射 电机 定时 设置 无线 接收 主控 芯片 定时 设置 控制 电路 编码 按键 - 3 - 无线传输系统的核心部件是无线 收发模块。无线发射端可以采用 EV1527 编码芯片和 PT2262 编码芯片。 PT2262 通常情况下只能设置不超过 256 个地址码 2，而且是用硬件固化的 ,由硬件解码 ,只要打开 2262 或 2272 ,里面的地址码就可以看得清清楚楚 ,很容易复制 ,所以安全性能是比较低的 ,这也是导致安装此类无线遥控器经常发生失窃的一个主要原因。而 EV1
13、527 是一片由 CMOS 设计制造的可预烧内码的学习码编码芯片 ,由软件解码。内码共有 20 位元可预烧 100 万组内码组合 ,大大降低了使用编码上重复的机率。更重要的是其 不可复制性 ,并且由于可以自学习 ,当发射模块丢了 ,只要对接收模块进行自学习就可以使原先的发射模块失效 ,大大提高了安全性。本实验采用的是 EV1527 编码芯片。 2.3 光敏传感器 传感器是信息采集系统的一种能价格物理量，化学量等非电量转化成电量的器件 3。本设计采用的是光敏传感器，其主要元件是光敏电阻，光敏电阻的主要材料是半导体，它对一定范围内的波长的光照是敏感的。当外界的关照发生变化是其电阻也会变小。光敏电阻
14、的工作原理是基于内光电效应， 将半导体光敏材料封装在透明窗的管壳里，在其两端用电极引线引出。在 无光照时，其阻值很大。 当受到光照时，只要 光子 能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的 电子 吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带 正电荷的空穴，这种由光照产生的电子 空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子 空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值 ，这种特性称为光敏特性 4。 图 2-2 为光敏电阻原理图。本设计利用光敏电阻的光敏特性，当外界光照强度变化时，其电阻也改变，主控芯片接收到
15、这一变化，就会做出相应的调 整。 - 4 - 图 2-2 光敏电阻原理图 2.4 主控模块 主控模块主要采用单片机 STC12C2052AD 来实现系统的控制。主控部分主要包括三部分，分别是无线解码部分、继电器控制和指示部分。无线解码部分具有分析无线发射信号内含有的编码。 2.5 定时模块 定时模块主要采用 时钟芯片 DS1302， DS1302 时钟芯片是由 美国 DALLAS 公司推出的一种高性能、低功耗、带 RAM 的实时时钟电路 的时钟芯片，能 对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能 。 DS1302 有 12 个寄存器，与时钟，日历有关的有 7 个寄存器，用 BCD
16、 码形式表示。 - 5 - 3 硬件设计 本系统硬件主要有五大模块组成：电源模块、光敏传感器、无线遥控模块、主控模块和定时模块。 3.1 电源模块 3.1.1 三端稳压集成电路 7805 和 二极管 常见的三端稳压集成电路有正电压输出的 78 系列和负电压输 出的79 系列。 7805 表示输出电压为正 5V的 三端稳压集成电路 。 二极管是一种具有单向导电的二 端器件。 根据 PN 结构造面的特点，把晶体二极管 分为点触型二极管、键型二极管、合金型二极管等。本设计利用二极管具有单向导电的能力将220V 的家用交流电转化为 +5的直流电。图 3-1为二极管的实物图。 图 3-1 二极管的实物图
17、 3.1.2 电源电路 本设计中有许多电路需要恒定的直流电压，而住宅内使用的是 220V 的交流电，因此将交流电转化为恒定的直流电便成为一个必不可少的环节。本设计中采用 三端稳压集成电路 7805 和 二极管 达到转化的目的。图 3-2 是电源模块的电路图。在电源电路中， LED 灯能显示电源是否处于 工作状态。二极管起整流的作用。 整流，就是把交流电变为直流电的过程 ， 利用具有单向导电特性的器件，可以把方向和大小交变的电流变换为直流电 。在本设计中采用了四个晶体二极管作为整流的器件。这种电路被称为 桥式整流电路 ，是适用最多的一种整流电路。 具有全波整流电路的优点 。经过整流电路的电流称为脉动直流， 脉动直流电是指方向（正负极）不变，但大小随时间变化 。电容的主要作用是滤波，将
