智能电动百叶窗-设计说明书
电子校园网 编号：
CJL-51-2021-003-LW
设计摘要：
本论文提出了一种基于STC89C52单片机的智能电动百叶窗控制系统设计。该系统的目标是实现对百叶窗的自动和手动控制，以及根据环境光照强度的智能调节功能。系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分以STC89C52单片机为核心，负责整个系统的逻辑控制和决策。输入部分由光照检测模块、独立按键和供电电路组成。光照检测模块通过光照传感器和ADC0832模块获取环境光照强度信息，独立按键用于模式切换和手动控制百叶窗的正转和反转，供电电路确保系统正常运行。输出部分包括数码管显示模块、ULN2003四相步进电机和LED指示灯。数码管显示光照强度等信息，ULN2003电机模块控制百叶窗的运动，LED指示灯在自动模式下显示系统工作状态。该设计充分利用了STC89C52单片机的高性能和可编程特性，通过多个硬件模块的协同工作，实现了智能电动百叶窗的自动控制和手动操作。系统的核心在于智能化的光照调节，使百叶窗能够根据环境光照情况自动调整开合程度，提高了室内光线的合适性和节能效果。本论文对于智能家居领域的研究和应用具有一定的指导意义，为使用单片机控制的智能窗帘系统提供了一种可行的设计方案。然而，实际的电路设计和编程仍需要详细的实现步骤和测试验证，以确保系统的稳定性和可靠性。
关键词：单片机；数码管；光敏电阻
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5光照检测方案的选择
2.5电机方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4光敏电阻检测模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 自动模式和手动模式下控制电机实物测试
5.3 自动模式控制电机实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着社会的不断发展和人们生活水平的不断提高，智能家居作为一种创新技术。已经逐渐发展成熟。人们对生活舒适性的需求也越来越高。其中之一是需要遮掩，作为一种通用的遮阳设施，百叶窗可以调节自身叶片的角度，从而进行控制室内的太阳热量，减少系统的制冷负荷并达到节能的目的。该系统主要是使用光敏电阻来感应房间内部光照强度，并控制步进电机来驱动百叶窗的每个叶片的打开和关闭角度。本文主要阐述有关单片机的控制技术，该系统主要由单片机控制模块、传感器模块、数码管显示模块、指示灯模块、按键模块、电源模块和百叶窗结构。此外，在本系统中可以通过按键来控制百叶窗的开合[1]。智能家居技术的快速崛起正在重塑人们的生活方式，其中智能窗帘系统作为重要组成部分，呈现出引人瞩目的前景和实际价值。在能源紧张和环保意识日益增强的大背景下，智能窗帘系统能够通过智能化的光照调节，实现节能减排的目标，同时提升居住体验和生活便捷性。这项技术不仅满足了家庭舒适性的需求，还推动了智能家居技术的应用发展，为未来智慧城市建设提供了有益范例。随着嵌入式系统和传感器技术的不断发展，智能电动百叶窗控制系统的研究不仅在实践层面有着积极影响，也在工程技术与创新研究上具备广泛潜力。因此，这一选题在社会、科技和环保等多个领域具有显著的背景和深远的意义。
1.2 国内外研究现状
智能窗帘是智能家居环境中代表性的部分，他的提出使窗帘不再是一个普通的机械结构，而是利用电子信息技术及编程技术，搭建一个能够自我调节的控制系统。目前来说智能窗帘系统具有巨大的社会价值。因此国内外的工程技术人员对智能家居和智能窗帘的发展往往是随着智能家居技术的进步而产生的。从20世纪90年代开始，美国的一些公司最早开始研发有关智能家居的电子软硬件产品。我国的智能家居产业对智能家居的研究与发展的起步相对迟缓，直到90年代初人们才开始了解到有关智能家居的概念[2]，而到了90年代末期国内的一些新兴企业才开始从实际意义上研发自己的智能家居。
随着社会的进步和人们生活水平的不断改善,人们对居住舒适度的要求越来越高,其中一项就是对遮阳和通风的需求。百叶窗作为一种普遍的遮阳设施，可通过调整叶片角度来控制室内太阳的热量,减少系统冷负荷，从而达到节能的目的。李阳，高键，苏永刚设计了以单片机控制技术为核心，系统主要由单片机主控模块，无线接收模块，LED数码管显示模块，电机驱动模块，电源模块和百叶窗窗体结构组成。其中系统采用了2.4G模块接受无线数据，并将数据传送到STC15F2K16S2单片机进行解码，然后输出到单片机主控模块从而达到驱动电机转动进而对百叶窗进行控制[2]。
目前,在家庭居住以及办公室中,为了解决采光遮光问题，多采用手动开闭的百叶窗，但手动开闭不但费力而且在许多方面不够智能化，人性化，给使用者带来一定程度上的困扰和麻烦，因此，穆乐贤，陈美玲，赵兴雷，吴昌隆设计一种智能百叶窗及其控制系统。该系统以AT89C51单片机为控制核心，以光敏传感器和温度传感器为传感元件，以步进电机为执行元件，对百叶窗的闭合进行操作与控制[3]。设计以单片机为主核心，实现半自动控制，自动控制，定时控制以及手动控制的相互转换。
张永战，孙培磊，赵天晓共同发明公开了一种自感应式智能电动百叶窗，包括窗框，窗框上安装有百叶窗框，窗框上固定连接有控制装置，且控制装置设于百叶窗框的上方,控制装置包括本体，本体上连接有光敏系统，人体系统与语音系统，光敏系统，人体系统与语音系统均设于本体的同一平面上，百叶窗框上开凿有滑槽，滑槽滑动连接有叶帘；本发明中的一种自感应式智能电动百叶窗，其具有自感应环境状况，具有智能升降的功能，以保护使用者的眼睛，减少强光或者昏暗对使用者眼睛的伤害[4]，通过光敏系统的设置，易于感应室内光线，智能打开叶帘；通过人体系统的设置，易于感应使用者人体位置，给使用者最舒适的光线；通过语音系统的设置，易于使用者进行语音控制，比较智能方便。
汪洋，柏汉元设计了一种电动智能中空百叶窗，应用在智能窗户的领域中，解决了现有百叶窗结构不稳定，拆卸不方便的技术问题，其技术方案要点是包括窗框和设置于窗框内的中空百叶，所述窗框的两侧设有玻璃扇，所述中空百叶包括铝条架和设于铝条架内的百叶组件，所述铝条架包括横杆和固定在横杆两端的竖杆，所述竖杆远离其与横杆固定连接的一端设有限位组件，所述限位组件包括槽块和穿设在槽块内的齿条块，一对所述齿条块的齿块相对设置，所述槽块内转动连接有与齿条块啮合的驱动齿轮，所述槽块上设有驱动驱动齿轮转动的转轴，所述转轴伸出槽块的一端设有螺纹段和耳块，具有提高百叶窗升降稳定性，便于拆卸维护的技术效果[5]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
该设计以STC89C52单片机为核心控制器，结合光照传感器、ADC0832、独立按键、数码管显示模块、ULN2003四相步进电机和LED指示灯等模块，构建了智能电动百叶窗系统。系统分为中控部分、输入部分和输出部分。中控部分通过处理输入数据，实现对输出部分的精确控制。输入部分包括光照检测模块、独立按键和供电电路，用于检测环境光照、手动控制和系统供电。输出部分包括数码管显示模块、步进电机和LED指示灯，用于显示光照强度、精准控制百叶窗运动和显示工作状态。整体设计旨在实现用户手动和自动控制百叶窗，提升居室舒适度与便利性。
