基于红外遥控窗帘的控制新版系统.doc
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1、商 丘 工学院-JX-SJ080701-004本科毕业设计 基于红外遥控窗帘控制系统 学 院信息与电子工程学院专 业电子信息工程学 号学生姓名刘萌指引教师高善坤提交日期 5 月 12 日诚 信 承 诺 书本人郑重承诺和声明:我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校关于规定,恪守学术规范,此毕业论文(设计)中均系本人在指引教师指引下独立完毕,没有抄袭、抄袭她人学术观点、思想和成果,没有篡改研究数据,凡涉及其她作者观点和材料,均作了注释,如有违规行为发生,我愿承担一切责任,接受学校解决,并承担相应法律责任。毕业设计作者签名: 年月日摘要本设计是基STC89C51单片机设计遥控窗帘。工作状态有两种,分为手
2、动模式和智能模式。手动模式是运用无线遥控来控制窗帘,通过控制继电器来控制智能窗帘开关,智能模式是依照环境光线亮度自动控制窗帘开合状态,可以通过LED灯颜色显示当前窗帘状态,运用限位开关原理来控制窗帘停止,以防窗帘发生过卷现象。本设计重要在智能家居,大型会议室等领域得到广泛使用,为人们提供了更以便,快捷生活环境。核心字:窗帘;直流电机;红外遥控ABSTRACTThe design of the remote control is based on STC89C51 Microcomputer design. Its working state has two kinds ,manual mode
3、l and intelligent model. The manual model is use of wirerless remote control to control The curtain,And it controls The switch Of intelligent curtain by Electric Relay. However, intelligent model is according to The brightness of ambient light to control The opening and closing sate of cutain automa
4、tically,and It can show that by LED light. Currently,The state of The curtain uses the principle of Limit Switch to control The curtain to stop,The purpose is to prevent ,the phenomenon of the curtain. The design is mainly widely used In smart home and large metting room so that it may provide peopl
5、e with more convenient And efficient living environment.Key Words::curtain;Dc motor;wireless remote control目 录1绪 论11.1 选题背景与意义11.2 国内外现状11.3 设计目和功能22 系统方案设计32.1 设计思路32.2 主控芯片方案选取32.2.1 方案一32.2.2 方案论证32.3 无线模块方案和论证42.3.1 方案一42.3.2 方案二42.3.3 方案论证42.4 系统方案论证43 系统硬件设计53.1 单片机最小系统53.1.1 时钟电路53.1.2 复位电路53
6、.2 遥控发射模块参数63.3 PT2262/PT2272编解码集成电路原理阐明63.4 遥控电路设计73.5 光线检测模块93.6 正反转控制模块93.7 显示模块103.8 本设计实现功能114 系统软件设计134.1 软件简介134.2 程序设计过程144.3 主程序流程图155.系统调试175.1 Protues0软件仿真电路图175.2 硬件测试17结 论18道谢19参照文献20附录211绪 论1.1 选题背景与意义智能窗帘作为物联网智能家居一员,向着人性化和舒服化方向发展,相比老式窗帘有非常多长处。老式窗帘,你必要手动去拉,每天早晚都要拉窗帘也是非常麻烦一件事情,特别是在别墅或复式
7、房中,因此人们需要一种智能窗帘控制系统来实现窗帘开关,以便人们生活;因而遥控电动窗帘在近来几年发展迅速,被广泛应用于智能楼宇,高档公寓,酒店和别墅等领域。只要在遥控器上轻轻点击,就可以自动启动和关闭窗帘,非常以便4。在本次设计中,咱们重要研究是运用单片机来实现无线遥控电路设计。智能家居系统是一种大社会系统工程,咱们应当加快国内智能家居原则化进程。智能窗帘系统作为智能家居中一种很重要某些,需要在国内智能家居这一领域迅速发展,建立起一种具备中华人民共和国特色新兴、健康产业链。让智能窗帘控制系统技术在国内变得更加成熟。当今,遥控已经很普遍,技术也非常成熟,为了进一步满足人们高水生活需求,家用电器产品
8、性能也在不断更新换代,从始初晶体管、到电子管;由分立式元件到当前集成电路;从普通向高性能、多功能型;红外遥控是当前远程控制最广泛使用装置8。由于具备体积小,功耗低,功能性和低成本特点。因而,彩电,录像机,音响设备,空调,玩具,遥控车和门铃标志和其他小型设备都在使用红外遥控器。与此同步,窗帘作为装饰和不可缺少一某些,它也越来越受欢迎,当前,惯用窗帘轨道是钢丝绳手拉式和滑轮式,价格非常昂贵,只有高收入家庭一某些顾客使用电动遥控轨道,不具备普遍性。因此,当前重点是如何研制出功能全、造价省家用自动控制装置。因此本设计中将探讨如何能研究出功能强大且成本很低智能遥控窗帘控制系统。1.2国内外现状在欧美等发
9、达国家,电动窗帘已经被广泛应用了,技术也比较成熟。在十年前电动窗帘就已经进入国内,但是没有得到较好推广,近来几年由于电控技术迅速发展和成本不断下降,电动窗帘热在国内又卷土重来,据理解国内已有170各种电动智能窗帘获得了国家专利。尽管遥控智能窗帘系统在国内还是一种新兴产业,但是她发展十分迅速,在智能窗帘引进国内短短几年内,它以丰富功能,人性化控制被人们慢慢接受并喜欢。在将来几年内,技术成熟性有望超过国外。随着自动遥控窗帘热潮在世界范畴内日渐兴起,随着中华人民共和国电子技术迅速发展、人们生活水平不断提高,智能电子技术在生活中被广泛应用 ,自动窗帘已经成为将来家居装饰潮流发展最新方向,在不久将来,没
10、有自动窗帘系统住宅必定不合潮流。从当前发展趋势来看,在将来时间里,自动窗帘行业将成为中国主流行业之一,其市场发展前景是非常辽阔。1.3 设计目和功能本次课程设计重要是通过单片机为控制芯片对各某些电路进行控制,以达到本次设计目,设计前期预想重要功能如下:1、可以手动控制窗帘开关。2、具备防过卷功能。3、具备无线遥控功能。4、可以批示运营状态。5、具备智能模式,可以依照环境光线控制窗帘开合。2 系统方案设计2.1 设计思路本设计是基于单片机控制遥控窗帘,运用8位STC89C51单片机做微控制器,程序采用C语言。咱们运用直流电机正反转特点,对窗帘开关进行自动控制,实现本次设计目的。无线遥控功能主体芯
11、片是SC2262/SC2272 编码解码芯片,在该芯片中无线发送接受模块是核心组件,采用红外遥控方式,不会干扰其他电器正常工作,也不会影响邻近无线设备。超距离遥控,可达89m。SC2272能实现对D0、D1、D2、D3信号进行接受,来控制单片机,集合继电器原理俩实现正反转切换,实现开闭。检测模块功能则使用行程控制进行设立,保障窗帘防过卷功能实现,本设计具备体积小、构造简朴、敏捷度高、抗干扰性强、经济实用、工作可靠等特点。其系统框图如图2.1所示:状态批示无线接受模块STC89C51单片机电机控制模块光线检测模块图2.1 系统框图2.2主控芯片方案选取2.2.1方案一采用AT89C51做为本设计
12、主控芯片。AT89C51具备2K字节存储器是8位微解决器,并且带有2K字节可擦出只读存储器。它有40个引脚,完全可以满足本设计需求。2.2.2方案二采用STC89C51做为本设计主控芯片。STC89C51是单片发展以来升级版本,它具备8K可擦除只读存储器,增强行1T流水线和保存了8051精简代码集,并且可以STC-SPI来进行程序下载,功耗非常低运营稳定可靠。2.2.3方案论证STC89C51和AT89C51相比价格相差无几,但是STC89C51乃是单片机长期发展以来增强版本,功能和运营速度远比AT89C51要快。故本设计采用方案一STC89C51来做为本设计主控芯片。2.3无线模块方案和论证
13、2.3.1方案一采用Si4432无线模块做为本设计通信系统i4432具备完整FSK收发器,它工作频率在430.24439.75MHz也可以工作在900.72929.27Mhz。它接受林敏度高达128Kbps.功率低。在空旷场合传播距离可以达到800米。2.3.2方案二采用PT2262/2272作为本设计通信系统,PT2262/2272是一对带地址、数据编码功能无线遥控发射/接受芯片。其中发射芯片PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。2.3.3方案论证 采用PT2262/2272作为本设计通信系统虽然传播距离没有Si4432远,但考虑到本设计懂得室内
14、使用,没有必要大材小用故选取方案二。2.4系统方案论证通过对系统分析,设计本着成本低功能多理念,因此系统主控芯片选取了STC89C51,此芯片完毕可以满足系统需求且成本低廉,遥控某些采用PT2262/2272作为本设计通信系统,对于直流电机正反转控制采用一对价格低廉小型继电器和三极管互相配合来完毕这个动作,系统负载供电采用一种交流220V输入,直流5V输出开关电源可以完全满足。至此,设计硬件重要模块选型已经完毕。3 系统硬件设计3.1单片机最小系统单片机加上恰当外围器件和应用程序后,所构成应用系统称为最小系统。重要由时钟电路和复位电路加上单片机芯片就构成了单片机最小系统。3.1.1时钟电路时钟
15、电路是单片机最小系统一某些,它用于产生单片微机工作所需要时钟信号,单片微机自身就如一种复杂同步时序电路,为了保证同步工作方式实现,电路应在唯一时钟信号控制下严格地准时序进行工作,系统时钟电路设计是采用内部方式,即运用芯片内部元件构成一种振荡电路。单片机AT89C51内部有一种用于构成高增益反相放大器振荡电路,引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器输入和输出。这个放大器与反馈元件片外晶体谐振器一起构成一种自激振荡放大器。外接晶体谐振放大器以及和电容C1、C2构成并联谐振电路,接在放大器反馈回路中。对外接电容值没有固定一种规定,但会对电容大小会产生影响,例如震荡器频率高低和震荡器稳定性或着是起振迅
16、速性和温度精确性,电容应尽量使用陶瓷电容,电容值最佳为22pF。振荡器工作频率普通在1.2MHz12MHz之间,由于制造工艺改进,有些单片微机频率范畴正向两端延伸,高品位可达40MHz,低端可达0Hz,普通用11.0592MHz晶振。时钟电路图如下图所示其原理图如3.1所示:图3.1 时钟电路3.1.2复位电路单片机小系统常采用复位形式是手动按键以及上电自动复位两种形式。其中前者保障在电源接通前提下,运营单片机期间,使用按钮开关进行复位操作。后者则是接通电源后,自动进行复位触发操作。两者都需要在系统中实现,这样系统才会更加完善,更加具备智能化,并且在调试时候也是比较以便,因此加了手动按键在系统
17、上电状况下来完毕复位动作,下图展示了手动复位原理图。上电自动复位根据C1电容来完毕,在电路中,手动按键复位以按键形式连接电阻R1与VCC,S4是一种常开触点,当S4与C1接触时候,完毕手动复位动作,其原理图如图3.2所示:图3.2 复位电路3.2遥控发射模块参数(1)通讯方式:调幅AM (2)工作频率:315MHZ/433MHZ (3)频率稳定度:75KHZ (4)发射功率:500MW (5)静态电流:0.1UA (6)发射电流:350MA (7)工作电压:DC 312V3.3 PT2262/PT2272编解码集成电路原理阐明PT2262/2272是一对带地址、PT2262/2272是一对带地
18、址、PT2262/2272是一对带地址,数据编码功能红外遥控发射/接受芯片。其中发射芯片 PT2262-IR将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身,使发射电路变得非常简洁。 一、 PT2262特点:(1)CMOS工艺制造,功率较低(2)外部元器件缺失 (3)RC振荡电阻 (4)工作电压值域广:2.6-15v (5)数据最多可达6位(6)地址码最多可达531441种二、 应用范畴:(1)汽车防盗系统设计(2)个人防盗系统设计 (3)遥控玩具 (4)家用电器遥控 (5)其她智能仪器在详细应用中,外接振荡电阻可依照需要进行恰当调节,阻值越大振荡频率越慢,编码宽度越大,发码一帧时间越长。大某些产品都
19、是用2262/1.2M2272/200K组合,模块其她核心作用就是配合单片机来进行有序数据通讯,通讯时基本特性是:1、控制适当通讯速度 数据模块极限传播数据速率可达到9.6KBs,常控制在2.5KBs左右,若传播数据速率过高,则会使得接受敏捷度下降,且使得误码率变得更大,甚至失效。 2、控制适当信息码格式 控制模块中单片机运营时,经常需要考虑新传播合同,合同调制不同,其相应信息码格式也不同,信息格式直接决定了数据传播安全性。信息码组格式典型形式是此前导码同步码数据帧集合而成,其中前导码长度高于10ms,以避开背景噪声。因而选取CPU编译码以乱码添加形式来排除零电平干扰。与前导码及数据帧不同是同
20、步码具特性位代码,使得系统能在算法协助下甄别出同步码,接受数据。 数据帧切忌使用长0和长1,普通通用形式为POCSAG或曼彻斯特编码。 3、控制单片机对接受模块干扰 单片机模仿2262时,功能实现较为正常,测试2272解码则浮现异常情形,体现为遥控实际距离减少了。究其因素,时钟频率倍数较大,接受模块干扰性影响大,使得调制成果有所偏差。事实上,PIC抗干扰水平较差,单片机接受电路供电源为5V电源。采用接受模块减少,单片机工作频率减小以及加入中间屏障等方式来避免单片机受干扰限度加深。 接受模块正常状态下脉冲信号为高电平输出形式,万用表无法精确测得。变通测试手段是发光二极管与3K电阻监控其输出状态。
21、对无线形式编解码选取芯片时,PT2262/PT2272可以积极连接起来,传播效果较好,正常能传至600米以外。如果和单片机或者微机配合使用时,会受到单片机或者微机时钟干扰,导致传播距离明显下降,普通实用距离在200米以内。3.4 遥控电路设计系统采用sc2262和sc2272遥控和接受,SC226是CMOS工艺低功耗通用编码电路,它和SC2272配对使用,最多有12位三态编码。电路具备省电模式,重要用于无线电和红外线路遥控发射等应用。其特点有1、CMOS工艺制造,低功耗。2、外部应用线路元器件少。3、工作电压范畴宽:2V15V。4、地址A和数据D位通用。5、数据A可以多达6位。其重要应用在车辆
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