基于单片机的自动窗帘设计

张金汇　卢飞银　肖丹　孙翊宾

摘 要：目前，使用较为广泛的窗帘大多为手拉式、滑轨式和自动窗帘，然而当窗帘体积较大、窗户比较高或者安装厚重的玻璃时，手拉式和滑轨式窗帘由于人力开闭不但费力费事而且非常不方便，而现有的自动窗帘又都比较昂贵。针对以上问题本论文以STC89C52单片机为核心硬件，构建基于STC89C52单片机的自动窗帘控制系统，当光线较亮时可自动开启窗帘，同时可根据用户定义设定窗帘开关时间，以及通过红外遥控远程控制窗帘开关，外加温度过高火灾报警。该系统能够智能感光开开关窗帘，同时可自行设定开关窗帘时间及远程遥控窗帘开关，价格低廉、使用方便，具有较好的实际应用性。

关键词：单片机STC89C52;紅外遥控;光照传感器;定时开关窗

随着人们生活水平日益提高，生活自动化趋势已日日益明显，窗帘作为家居及办公场所自动化集成设备的一部分，对其自动控制的要求也与日俱增，目前市场上遥控窗帘数量种类较多，但大部分设计成本较高、价格较昂贵，因此，设计一款价格低廉、性能良好、性价比高的自动控制窗帘系统有着十分重要的意义。

针对以上问题，本文设计了一款单片机控制的自动窗帘，可实现定时开关窗、自动感光开关窗以及红外遥控控制窗帘的开关，设计原理简单、价格低廉、功能较全、性价比较高。

1 总体设计框图

智能窗帘具有手动和自动两种模式。手动模式和自动模式可以通过按键切换。手动模式是根据用户的需求通过按键或者红外遥控控制窗帘的开关，此功能可以在任何位置控制窗帘开关状态，使窗帘的开闭处于任何一种状态;自动模式是根据用户设定的光照强度值通过感光器采集光照自动开关窗帘根据用户设定的时间一次性开关窗帘。光照模块采用光敏电阻根据环境光线的变化改变电阻的阻值然后通过ADC0832模数转换器传输给单片机处理。时钟芯片采用的美国DALLAS公司DS1302芯片，实时记录当前时间，可以设置预设时间开启和关闭窗帘。温度模块采用的是DS18B20温度传感器，并且显示当前温度，可以自行设置温度报警温度。液晶显示模块显示当前时间、温度和光线等级和工作模式等信息。

2 系统功能实现及部分单元电路

在按键模块设计前先说明按键检测的原理：按键设计的原理相对简单，根据单片机的特性我们知道，单片机在复位的时候IO口为高电平相应的单片机检测有无按键按下只检测有没有低电平就行了，当有低电平时就认为有按键按下了。最简单的按键电路设计就是将按键一端直接连接单片机另一端直接接地，这样的设计硬件设计简单很容易想到，但是如果用多个按键，运用到的IO管脚会比较多。在这里还有一个用一个管脚就能判别出多个按键的按键电路设计，原理就是利用电阻分压。利用单片机的AD转换端口，检测各各电阻的分压值[5]，按键只是选通某一个电阻值而已。这样的设计相当于是串行检测，而上面的设计则是一个并行设计的一种方法。

显示采用的是扫描显示方式，选通一列后按照列对应的数据表的数据第i列对应的列数据为数组中的第i和第i+7个元素。将对应数据由低至高位依次从控制端口输出显示。向右逻辑移位所得结果通过单片机端口输出到锁存器，通过片选需要显示对应的锁存器在输出显示。如此依次循环选通各列来显示所需画面。

在传感器的设计中主要用到单片机的AD功能，单片机检测到的模拟信号只能是小信号的直流量，而要检测光照强度就得利用到光照强度检测传感器，光照强度检测传感是根据光照强度的变化转化成电阻的变化，根据电阻的变化来判定光照强度。在设计中我是利用单片机的AD功能来检测光照强度。直流小信号后输送到单片机AD口，共单片机检测。STC15F408AD单片机内部自带有AD转换电路，所以转化好的直流信号被单片机检测到就得设定AD程序。

自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能：

工作模式选择：可通过按键或红外遥控自主选择窗帘工作模式：手动模式和自动模式

（1）手动模式下：a.手动按键控制窗帘的开关;b.红外遥控远程控制：该功能在手动模式下实现，可实现任何位置遥控窗帘开关

（2）自动模式下：光照自动控制：在自动模式下窗帘根据光照强度自动开关。

（3）定时开关控制：无论窗帘工作于哪种模式，定时开关窗控制根据用户设定的时间实现定时一次性开关窗帘。报警温度限值，温度超出时实现报警。

3总结

本设计通过直流电机控制窗帘的升降，同时外加行程开关控制窗帘的停止，结合远程控制和自动定时开关机自动感光开关窗，原理简单、性价比较高、使用方便，很大程度上方便了人们的日常生活。

参考文献：

[1]姚福安.电子电路设计与实践.济南：山东科学技术出版社，2005.

[2]何西才，杨静，任力英.实用传感器接口电路实例.北京：中国电力出版社，2007.

[3]刘守义.单片机应用技术.陕西：西安电子科技大学出版社，2007.

[4]李广第.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社，2001.

作者简介：

姓名：张金汇 ，出生年月：1998.11.08，性别：男，民族：汉，籍贯（精确到市）：江苏省镇江市，学历：本科，研究方向：自动化.