基于單片機(jī)的自動(dòng)窗簾設(shè)計(jì)

張金匯　盧飛銀　肖丹　孫翊賓

摘 要：目前，使用較為廣泛的窗簾大多為手拉式、滑軌式和自動(dòng)窗簾，然而當(dāng)窗簾體積較大、窗戶比較高或者安裝厚重的玻璃時(shí)，手拉式和滑軌式窗簾由于人力開閉不但費(fèi)力費(fèi)事而且非常不方便，而現(xiàn)有的自動(dòng)窗簾又都比較昂貴。針對(duì)以上問題本論文以STC89C52單片機(jī)為核心硬件，構(gòu)建基于STC89C52單片機(jī)的自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)，當(dāng)光線較亮?xí)r可自動(dòng)開啟窗簾，同時(shí)可根據(jù)用戶定義設(shè)定窗簾開關(guān)時(shí)間，以及通過紅外遙控遠(yuǎn)程控制窗簾開關(guān)，外加溫度過高火災(zāi)報(bào)警。該系統(tǒng)能夠智能感光開開關(guān)窗簾，同時(shí)可自行設(shè)定開關(guān)窗簾時(shí)間及遠(yuǎn)程遙控窗簾開關(guān)，價(jià)格低廉、使用方便，具有較好的實(shí)際應(yīng)用性。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)STC89C52;紅外遙控;光照傳感器;定時(shí)開關(guān)窗

隨著人們生活水平日益提高，生活自動(dòng)化趨勢(shì)已日日益明顯，窗簾作為家居及辦公場(chǎng)所自動(dòng)化集成設(shè)備的一部分，對(duì)其自動(dòng)控制的要求也與日俱增，目前市場(chǎng)上遙控窗簾數(shù)量種類較多，但大部分設(shè)計(jì)成本較高、價(jià)格較昂貴，因此，設(shè)計(jì)一款價(jià)格低廉、性能良好、性價(jià)比高的自動(dòng)控制窗簾系統(tǒng)有著十分重要的意義。

針對(duì)以上問題，本文設(shè)計(jì)了一款單片機(jī)控制的自動(dòng)窗簾，可實(shí)現(xiàn)定時(shí)開關(guān)窗、自動(dòng)感光開關(guān)窗以及紅外遙控控制窗簾的開關(guān)，設(shè)計(jì)原理簡單、價(jià)格低廉、功能較全、性價(jià)比較高。

1 總體設(shè)計(jì)框圖

智能窗簾具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。手動(dòng)模式和自動(dòng)模式可以通過按鍵切換。手動(dòng)模式是根據(jù)用戶的需求通過按鍵或者紅外遙控控制窗簾的開關(guān)，此功能可以在任何位置控制窗簾開關(guān)狀態(tài)，使窗簾的開閉處于任何一種狀態(tài);自動(dòng)模式是根據(jù)用戶設(shè)定的光照強(qiáng)度值通過感光器采集光照自動(dòng)開關(guān)窗簾根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間一次性開關(guān)窗簾。光照模塊采用光敏電阻根據(jù)環(huán)境光線的變化改變電阻的阻值然后通過ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳輸給單片機(jī)處理。時(shí)鐘芯片采用的美國DALLAS公司DS1302芯片，實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前時(shí)間，可以設(shè)置預(yù)設(shè)時(shí)間開啟和關(guān)閉窗簾。溫度模塊采用的是DS18B20溫度傳感器，并且顯示當(dāng)前溫度，可以自行設(shè)置溫度報(bào)警溫度。液晶顯示模塊顯示當(dāng)前時(shí)間、溫度和光線等級(jí)和工作模式等信息。

2 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)及部分單元電路

在按鍵模塊設(shè)計(jì)前先說明按鍵檢測(cè)的原理：按鍵設(shè)計(jì)的原理相對(duì)簡單，根據(jù)單片機(jī)的特性我們知道，單片機(jī)在復(fù)位的時(shí)候IO口為高電平相應(yīng)的單片機(jī)檢測(cè)有無按鍵按下只檢測(cè)有沒有低電平就行了，當(dāng)有低電平時(shí)就認(rèn)為有按鍵按下了。最簡單的按鍵電路設(shè)計(jì)就是將按鍵一端直接連接單片機(jī)另一端直接接地，這樣的設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)簡單很容易想到，但是如果用多個(gè)按鍵，運(yùn)用到的IO管腳會(huì)比較多。在這里還有一個(gè)用一個(gè)管腳就能判別出多個(gè)按鍵的按鍵電路設(shè)計(jì)，原理就是利用電阻分壓。利用單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換端口，檢測(cè)各各電阻的分壓值[5]，按鍵只是選通某一個(gè)電阻值而已。這樣的設(shè)計(jì)相當(dāng)于是串行檢測(cè)，而上面的設(shè)計(jì)則是一個(gè)并行設(shè)計(jì)的一種方法。

顯示采用的是掃描顯示方式，選通一列后按照列對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)第i列對(duì)應(yīng)的列數(shù)據(jù)為數(shù)組中的第i和第i+7個(gè)元素。將對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)由低至高位依次從控制端口輸出顯示。向右邏輯移位所得結(jié)果通過單片機(jī)端口輸出到鎖存器，通過片選需要顯示對(duì)應(yīng)的鎖存器在輸出顯示。如此依次循環(huán)選通各列來顯示所需畫面。

在傳感器的設(shè)計(jì)中主要用到單片機(jī)的AD功能，單片機(jī)檢測(cè)到的模擬信號(hào)只能是小信號(hào)的直流量，而要檢測(cè)光照強(qiáng)度就得利用到光照強(qiáng)度檢測(cè)傳感器，光照強(qiáng)度檢測(cè)傳感是根據(jù)光照強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)化成電阻的變化，根據(jù)電阻的變化來判定光照強(qiáng)度。在設(shè)計(jì)中我是利用單片機(jī)的AD功能來檢測(cè)光照強(qiáng)度。直流小信號(hào)后輸送到單片機(jī)AD口，共單片機(jī)檢測(cè)。STC15F408AD單片機(jī)內(nèi)部自帶有AD轉(zhuǎn)換電路，所以轉(zhuǎn)化好的直流信號(hào)被單片機(jī)檢測(cè)到就得設(shè)定AD程序。

自動(dòng)窗簾控制系統(tǒng)具有以下幾個(gè)基本功能：

工作模式選擇：可通過按鍵或紅外遙控自主選擇窗簾工作模式：手動(dòng)模式和自動(dòng)模式

（1）手動(dòng)模式下：a.手動(dòng)按鍵控制窗簾的開關(guān);b.紅外遙控遠(yuǎn)程控制：該功能在手動(dòng)模式下實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)任何位置遙控窗簾開關(guān)

（2）自動(dòng)模式下：光照自動(dòng)控制：在自動(dòng)模式下窗簾根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)開關(guān)。

（3）定時(shí)開關(guān)控制：無論窗簾工作于哪種模式，定時(shí)開關(guān)窗控制根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間實(shí)現(xiàn)定時(shí)一次性開關(guān)窗簾。報(bào)警溫度限值，溫度超出時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警。

3總結(jié)

本設(shè)計(jì)通過直流電機(jī)控制窗簾的升降，同時(shí)外加行程開關(guān)控制窗簾的停止，結(jié)合遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)定時(shí)開關(guān)機(jī)自動(dòng)感光開關(guān)窗，原理簡單、性價(jià)比較高、使用方便，很大程度上方便了人們的日常生活。

參考文獻(xiàn)：

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[4]李廣第.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.

作者簡介：

姓名：張金匯 ，出生年月：1998.11.08，性別：男，民族：漢，籍貫（精確到市）：江蘇省鎮(zhèn)江市，學(xué)歷：本科，研究方向：自動(dòng)化.