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1、本科学生毕业设计光控智能窗帘盒的设计院系名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 叶树江 职 称： 教 授 黑 龙 江 工 程 学 院 二一二年六月 The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of Intelligent Curtain Controlled by Light Candidate：Specialty：Measurement & Control Technology and InstrumentationClass：Supervisor：Prof. Ye ShujiangHeilongjiang Institute of
2、Technology2012-06Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要自动控制属于电子及信息科学的一个重要分支，并且在现代家居中有着较好的目前发展前景。目前，家庭居住环境的采光及避光问题主要采用的是手动开闭窗帘，手动开闭不仅费力而且很多方面不够人性化，可能对用户造成一定的困扰，窗帘控制系统可以解决这些问题。本文综述了自动窗帘控制系统的设计与制作过程，介绍了设计制作一个完整的窗帘控制系统需要做的理论分析以及其制作过程。本系统以STC12C5A60S2单片机为核心器件，其主要模块有单片机控制系统，光检测模块，电机驱动模块，温湿度检测模块，时钟模块，电源模块。利用光电池检测光照强度的变
3、化，采集回的电压值经过ADC处理后送入单片机，单片机通过电机驱动模块控制着电机的正反转实现窗帘的开闭，并辅以温湿度检测模块来检测室内的温湿度。光照度值，温湿度值可以通过液晶显示出来。同时，本系统还具有手动功能，在手动模式下，通过按键人为控制窗帘的开度，构成一个多功能自动窗帘控制系统。光检测模块由光电池构成，电机驱动模块采用L298N实现电机的驱动，温湿度检测模块分别采用DS18B20和HS1101构成，电源模块实现给整个系统供+9V和+5V的电源。关键词：STC12C5A60S2；电机驱动；光电池；DS18B20；减速电机；HS1101ABSTRACTAutomatic control is
4、an important branch of the electronics and information science, and it has a promising development in modern home life. Currently, it is by controlling the curtain manually to adjust the brightness in home life. However, it is physical strength waste and is not user-friendly enough, so some users mi
5、ght consider it an obsession. Curtain control system can solve this problem very well. In this paper, a depiction is given towards the design and the manufacture procedure of the automatic curtain control system, and the theoretical analysis of the procedure to make a complete curtain control system
6、 is introduced too. The core of the device is SCM STC12C5A60S2, whose main module is consist of the SCM control system, the light detection module, the motor driver module, the temperature and humidity detection module, the clock module, and the power supply module. By using photocell to detect the
7、illumination intensity variation, processing the return voltage value by ADC, sending the result to the SCM, the SCM controls the motors rotation direction to switch on or off the curtain by the motor driver module and in the same time, the temperature and humidity detection module detect the temper
8、ature and humidity which can be displayed through the LCD monitor. In the meantime, the system can be operated manually. In the manual mode, you can control the open angle of the curtain by pressing buttons. All of this make the system a multi-function automatic curtain control system. the light det
9、ection module is consist of photocell. The motor driver module drive the motor by L298N. The temperature and humidity detection module use the DS18B20 and HS1101 respectively. The power supply module ensures the +9V and +5V power supply for the entire system.Key words: STC12C5A60S2；Motor Driver；Phot
10、ocell；DS18B20；Gear Motor；HS1101目 录摘要IIAbstractI第1章 引言11.1 课题研究背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 基本内容安排21.4 设计思想及基本功能3第2章 方案设计42.1 方案比较42.2 系统基本方案选择与论证52.2.1 单片机的选择52.2.2 电机的选择52.2.3 驱动芯片的选择52.3 系统基本功能62.4 本章小结7第3章 光控智能窗帘盒硬件设计83.1 STC12C5A60S2单片机及相关电路83.1.1 单片机概述83.1.2 外部引脚说明93.1.3 晶振电路103.1.4 复位电路103.2 时钟电路103.
11、2.1 DS1302芯片简介103.2.2 DS1302芯片引脚功能113.2.3 DS1302芯片与单片机接口电路123.3 显示电路123.3.1 液晶模块的简介123.3.2 LCD1602管脚功能123.3.3 液晶显示部分与单片机的接口133.4 电机驱动电路133.4.1 减速直流电机的概述133.4.2 L298N的引脚排列及功能133.4.3 L298N的内部结构框图153.4.4 L298N外围电路153.5 光电传感器153.5.1 光伏发电的工作原理153.5.2 光电池与单片机接口电路163.6 温度传感器163.6.1 DS18B20概述163.6.2 DS18B20
12、测温原理及特点173.6.3 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路173.7 湿度传感器183.7.1 NE555管脚功能介绍183.7.2 555集成电路内部结构图及工作原理183.7.3 基于555振荡电路的湿度测量电路的设计193.8 键盘电路193.9 电源电路的设计203.10 电动窗帘框架构造的设计203.11 本章小结21第4章 光控智能窗帘盒软件设计224.1 系统软件设计整体思路224.2 主程序软件设计224.3 主要功能子程序设计234.3.1 光控电机程序设计234.3.2 LCD1602显示程序设计244.3.3 DS1302程序设计244.3.4 键盘程序设计
13、264.3.5 光照采集程序设计264.3.6 DS18B20程序设计274.3.7 HS1101程序设计274.4 本章小结28第5章 系统调试295.1 硬件及软件调试295.2 湿度测试结果295.3 光强度测试结果305.4 温度测试结果315.5 本章小结31结束32参考文献33致谢35附录36 第1章 引 言1.1 课题研究背景及意义随着社会信息化的加快和人民生活水平的不断提高，人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。人们对家庭生活舒适性的需求越来越强烈，对家
14、居的要求早已不只是物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境1。窗帘作为每个家庭生活中必须的家居用品之一，自然也需要满足人们更舒适性的需求。 随着电子技术产业结构调整，生产工艺的飞速发展，人们生活水平的不断提高，家用电器逐渐普及，产品性能也在不断的更新换代，从初始的晶体管到电子管，由模拟到数字，由普通向多功能型，由手动控制向智能化发展2-3。社会经济的快速发展和人们生活观念的改变，有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米以上，手动拉窗帘比较困难。窗户不仅是大而且也是越来越多，例如在学校、宾馆、大型会议室等场所。这就必然加大了操作者的工作量，使他们不得不花费大量的时间和精力在这些处理窗帘的小事上，严重降低了工作的效率。随着高新技术及电子器件的发展，光控，声控及遥控窗帘应运而生，给人们的生活带来方便。为此，研究与设计光控智能窗帘具有深远的现实
