摘要
本产品是以AT89S52为控制核心,采用c语言编程的遥控窗帘,通过键盘控制或者远程遥控直线电机的正反转以实现遥控窗帘的开关;通过霍尔传感器检测卷帘的终点位置发出反馈信号控制防止过卷。遥控窗帘的不同模式通过发光二极管进行显示。窗帘的开、关通过由专用驱动集成电路L298驱动直线电机正反装实现。无线遥控式无线遥控是由PT2272 编码解码芯片组成的无线发送接收模块实现。通过PT2272接收遥控信号,输出端D0、D1、D2、D3输出信号控制单片机,再利用单片机控制L298N来控制直流电机。电机转动一圈霍尔元件输出一个高脉冲,通过单片机的计数器对脉冲计数,到达指定值后电机停止转动防止卷帘过 卷。总的来说,设计基本实现遥控窗帘功能,符合课程设计要求。
目录
1 概述 ........................................................................................................................... 3
1.1选题背景........................................................................................................... 3 1.2基于单片机的遥控窗帘设计的基本要求....................................................... 3 设计系统的功能目标:................................................................................................ 3 2、系统总体方案及硬件设计 ..................................................................................... 3
2.1系统总体方案................................................................................................... 4 2.2原理框图........................................................................................................... 4 2.3无线遥控控制................................................................................................... 4 2.4手动控制........................................................................................................... 6 2.5防过卷模块....................................................................................................... 6 2.6电机控制模块................................................................................................... 7 2.7单片机及系统各部分图................................................................................... 9 3、软件设计 ............................................................................................................... 12
3.1主程序设计..................................................................................................... 12 4、 Proteus软件仿真 .............................................................................................. 13
4.1Protues软件仿真电路图................................................................................. 13 4.2仿真实验结果分析......................................................................................... 15 5 课程设计体会 ....................................................................................................... 15 附1 源程序代码 ...................................................................................................... 17 附2 系统原理图 .................................................................................................... 21
1 概述
1.1选题背景
随着社会经济的发展和人们生活水平的改变,宽大窗户的办公和生活建筑越来越多。这种建筑结构美观,采光良好。但是,窗户的高度或者宽度超过4米以后手拉窗帘却比较困难。而现在的放地产商几乎却都没有为用户考虑这个问题,使一些高档住宅反而带来了生活上的不便,解决这个问题的方法是使用窗帘机。 窗帘机是专门为高大的窗户设计的窗帘控制装置,根据功能不同可以分为电动、遥控、自动和智能等多种规格。电动窗帘机是通过窗帘机上的控制按键操作窗帘开合的一种最简单的窗帘机,仅仅解决了手动窗帘的问题,可还需要人来近距离操作,电动窗帘使一些超高、超宽窗帘的操作变得比较容易。但是因为这种窗帘技术含量低,基本没有厂家作大规模工业化生产;遥控窗帘机可以远距离操作窗帘的开合,使用更为方便,自动窗帘机具有自动控制功能,可以满足用户各种情况下的使用要求。
1.2基于单片机的遥控窗帘设计的基本要求
设计系统的功能目标:
1) 控制窗帘的开关、利用直流电机正反转实现。 2) 防过卷功能。
3) 具有无线遥控和手动按键控制两种功能。 4) 能够指示运行状态。
我们的设计目标是以以上设计为基础,尽量设计出实用美观的硬件电路,以及智能化、人性化的程序。使我们的设计总体上更贴近于实际应用,综合性能和工艺造价符合实际应用的要求。
2、系统总体方案及硬件设计
2.1系统总体方案
针对设计要求作如下设计,本装置设计以单片机为核心,通过单片机发送相应的信号,利用L298N控制直流电机正反转和停止,来控制窗帘的上升、停止、下降等动作,采用霍尔传感器的磁效应实现最高点、最低点电机自动停止来防止窗帘的过卷,窗帘的操作可通过键盘手动和无线遥控两种方法完成。使用不同颜色的发光二极管对窗帘的运动方向进行显示,使窗帘这种常用的家居用品更具人性化。 2.2原理框图
手动控制显示模块AT89S52单片机L298电机控制模块霍尔传感器窗帘无线控制
图1 系统原理框图
2.3无线遥控控制
利用315M遥控器发出正转、反转和停止信号,与窗帘相连接的控制电路接收到控制信号后,根据遥控命令来控制电机的运行状态,从而达到远距离对控制窗帘的打开、闭合和停止。对于遥控窗帘来说,遥控器的按键需要一个打开按键和一个闭合按键来控制窗帘的打开和闭合。遥控器的按键还应加一个停止按键,这样我们就不会为使电机运行而一直按着按键不放。这样有两个好处:一是方便用户控制用户在打开或关闭窗帘时不用一直按着按键;二是最大可能地降低遥控器和接收器功耗,这是因为遥控器在按下一次后发送一串数据后就可以立即进入睡眠,对于主机也不用时时检测信号这样就可以更好的降低功耗。
无线遥控主要用到315M无线遥控器,下面介绍315M遥控器:
数据发射模块的工作频率为315M,采用声表谐振器SAW稳频,频率稳定度极高,当环境温度在-25~+85度之间变化时,频飘仅为3ppm/度。特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统。声表谐振器的频率稳定度仅次于晶体,而一般的LC振荡器频率稳定度及一致性较差,即使采用高品质微调电容,温差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。
发射模块未设编码集成电路,而增加了一只数据调制三极管Q1,这种结构使得它可以方便地和其它固定编码电路、滚动码电路及单片机接口,而不必考虑编码电路的工作电压和输出幅度信号值的大小。比如用PT2262或者SM5262等编码集成电路配接时,直接将它们的数据输出端第17脚接至数据模块的输入端即可。
数据模块具有较宽的工作电压范围3~12V,当电压变化时发射频率基本不变,和发射模块配套的接收模块无需任何调整就能稳定地接收。当发射电压为3V时,空旷地传输距离约20~50米,发射功率较小,当电压5V时约100~200米,当电压9V时约300~500米,当发射电压为12V时,为最佳工作电压,具有较好的发射效果,发射电流约60毫安,空旷地传输距离700~800米,发射功率约500毫瓦。当电压大于l2V时功耗增大,有效发射功率不再明显提高。这套模块的特点是发射功率比较大,传输距离比较远,比较适合恶劣条件下进行通讯。天线最好选用25厘米长的导线,远距离传输时最好能够竖立起来,因为无线电信号传输时收很多因素的影响,所以一般实用距离只有标称距离的一半甚至更少,这点需要开发时注意。
数据模块采用ASK方式调制,以降低功耗,当数据信号停止时发射电流降为零,数据信号与发射模块输入端可以用电阻或者直接连接而不能用电容耦合,否则发射模块将不能正常工作。数据电平应接近数据模块的实际工作电压,以获得较高的调制效果。
发射发射模块最好能垂直安装在主板的边缘,应离开周围器件5mm以上,以免受分布参数影晌。模块的传输距离与调制信号频率及幅度,发射电压及电池容量,发射天线,接收机的灵敏度,收发环境有关。一般在开阔区最大发射距离约800米,在有障碍的情况下,距离会缩短,由于无线电信号传输过程中的折射和反射