多功能自动窗帘控制系统的构建

3.0 闻远设计 2023-02-26 183 4 13.23KB 2 页 5光币

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多功能自动窗帘控制系统的设计分析

1.引

随着科技的不断进步，在以人为本的理念指导下，智能窗帘作为物联网智能家居的一环，向着

人性化和舒适化为发展方向。本设计通过分析自动窗帘的现状和发展，采用步进电机为执行原

件，以光敏电阻和雨滴传感器作为传感原件，AT89S52 单片机作为控制芯片，辅助键盘和显

示，实现自动窗帘的多项智能项目。

2.系统总体构成

总体硬件包括：单片机及其外围电路、信号采集电路、检测电路、键盘与显示电路以及步进电

机控制电路等模块。单片机外围电路提供各种模块所需的 5V 电源和时钟模块；信号检测后是

模拟信号，经过比较器比较后输出数字信号给单片机进行控制。

3.系统硬件组成与实现设计

选用 89S52 为主控芯片，通过其灵活的输入/输出口设置，由光敏与雨滴传感器检测外界的环境

参数，经放大、滤波调理后输入到 A/D 转换器，并通过采样保持电路，确保转换结果的正确

性。键盘模块主要作用是通过按键向单片机输入指令，控制步进电机的正反转动方向，从而控

制窗帘的开与关。液晶显示模块主要用来显示智能窗帘控制系统的各种状态信息。系统硬件组

成图如图 1所示。

3.1 步进电机模块

步进电机作为执行原件是机电一体化的关键产品之一，本设计采用的步进电机是混合式步进电

机。步进电机 28BYJ-48 型四相八拍电机，电压为 DC5V—DC12V。当对步进电机施加一系列

连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或者

两相绕组的通电状态改变一次，也就对应转子转过一定的角度（一个步距角）。步进电机控制

系统电路如图 2所示。

3.2 时钟电路模块本设计

需要窗帘在给定的时间自动的开和关，所以需要用到定时器，而为了保证单片机与外界时钟一

致，要用到一个实时时钟电路。这里实用的是 DS1302 时钟芯片来完成这项功能。DS1302 芯片

和AT89S52 单片机的接口电路如图 3所示

3.3 传感控制模块设计

传感器控制电路是由运算放大器组成比较电路，在运算放大器同相输入端用两个电阻分压，得

到的电压值作为基准电压，在反相输入端则用光敏电阻对光和湿度变化采集，由于光敏电阻具

有根据光照强度阻值变化的特点，雨滴传感器根据是否有水滴阻值变化的特点，可以得到反向

输入端的电压值。然后将得到的两组电压值进行比较，比较后的信号经过 A/D 转换送入单片机

AT89S52 的P35 和P36 接口，单片机处理后输出命令控制电机正转或者反转，以实现通过光照

和雨滴控制窗帘的开关功能。

4.系统软件设计

系统软件设计主要包括显示子程序，键盘子程序，时钟程序，步进电机控制程序设计及部分构

成。主程序构成无限循环，主要完成单片机初始化，关中断，菜单显示内容初始化，按键控

制，电机运行，计时等功能。主程序软件设计流程图如图 5所示。

5.结语

本系统是在改进现有其他控制器不足的基础上，添加了定时元器件电路，用户可以自己设定开

关时间，使窗帘的自动化性能得到进一步提升。再加上手动控制，使得本系统更加人性化。

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摘要：

多功能自动窗帘控制系统的设计分析1.引随着科技的不断进步，在以人为本的理念指导下，智能窗帘作为物联网智能家居的一环，向着人性化和舒适化为发展方向。本设计通过分析自动窗帘的现状和发展，采用步进电机为执行原件，以光敏电阻和雨滴传感器作为传感原件，AT89S52单片机作为控制芯片，辅助键盘和显示，实现自动窗帘的多项智能项目。2.系统总体构成总体硬件包括：单片机及其外围电路、信号采集电路、检测电路、键盘与显示电路以及步进电机控制电路等模块。单片机外围电路提供各种模块所需的5V电源和时钟模块；信号检测后是模拟信号，经过比较器比较后输出数字信号给单片机进行控制。3.系统硬件组成与实现设计选用89S52为主...

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