《《单片机应用与仿真训练》课程设计报告基于单片机的遥控窗帘设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《单片机应用与仿真训练》课程设计报告基于单片机的遥控窗帘设计（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科课程设计报告摘要本设计是基于单片机的遥控窗帘，采用8位的AT89S52单片机做控制器，程序采用C语言编程。利用直流电机正反转，实现控制窗帘的开关。直流电机用专用驱动集成电路L298N驱动，L298N属于H 桥集成电路，输出电流大，功率强，最大输出功率达200W。用单片机通过光耦TLP521-4控制芯片L298N的使能端ENABLEA和输入端IN1、IN2，达到控制电机正转、反转、停止的目的。而且，光耦采用砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管，输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电光电的转换，从而起到输入、输
2、出、隔离的作用。无线遥控是由PT2262/PT2272 编码解码芯片组成的无线发送接收模块，通过PT2272接收输出端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。利用霍尔传感器和定时器/计数器T0来实现窗帘的防过卷，将磁钢吸附在直流电机拖动的转盘上做为磁场源，当霍尔器件所在位置的磁场尚未达到工作点之前，器件以高电平输出，当磁场增强到工作点( Bop ) 时，霍尔片输出的电压UH 经差分放大器放大后，送至施密特触发器，使之翻转导通，从而使门电路输出端由高电平变为低电平，高低电平的变化给计数器T0一个外部脉冲信号，计数器计数一次。关键词：单片机、直流电机、L
3、298N、光耦、无线遥控、霍尔传感器目录1 概述31、1 单片机发展应用背景31、2 基于单片机的遥控窗帘设计的基本要求41、3 智能遥控窗帘的构架框图42 系统总体方案及硬件设计52、1 自动窗帘总体设计方案52、2 按键控制模块62、3 无线遥控模块72、4 光电隔离芯片82、5 驱动模块82、6 霍尔传感器测量模块113 软件设计123、1 按键或者遥控控制电机正转、反转、停止124 Proteus软件仿真154、1 驱动模块的仿真154、2 仿真结果185 课程设计体会18参考文献19附1 源程序代码21附2 系统原理图251 概述1、1 单片机发展应用背景当今，计算机技术带来了科研和
4、生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片机问世不久，然而体积小、廉价、功能强，其销售额每年近80%的速度增长。它的性能不断提高，适用范围越来越宽，在计算机应用领域已占有日益重要的地位。 近几年来，随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高，城市建设步伐的加快，一栋栋居民楼、写字楼、宾馆拔地而起。进入寻常百姓的家用电器品种与数量愈来愈多，这些家用电器有的能减轻人们的家务、有的能丰富人们的文娱生活，有的则能提高人们的生活质量为了进一步满足人们高水准生活的需要，家用电器产品性能也在不断的更新挽代，从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向
5、高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵，不能普及。所以设计的目标就是实现功能全、造价省。能够进入大众生活。一款使用微电脑管理的、红外遥控器控制的多功能窗帘，控制器符合当今的发展趋势。该窗帘控制器采用AT89S52单片机的最小系统设计，控制一个直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。1、2 基于单片机的遥控窗帘设计的基本要求 采用两人一组进行设计，共同协作完成设计：（1）首先按设计题目要求制订方案。（2）设计出硬件原理图。（3）
6、焊接电路。（4）对设计的硬件、软件调试，直至正确地实现系统功能。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。1、3 智能遥控窗帘的构架框图 以AT89S51为控制器，程序采用C语言编程。利用直流电机正反转，实现控制窗帘的开关。直流电机用专用驱动集成电路L298N驱动，L298N属于H 桥集成电路，输出电流大，功率强，最大输出功
7、率达200W。用单片机通过光耦TLP521-4控制芯片L298N的使能端ENABLEA和输入端IN1、IN2，达到控制电机正转、反转、停止的目的。而且，光耦采用砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管，输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电光电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。无线遥控是由PT2262/PT2272 编码解码芯片组成的无线发送接收模块，通过PT2272接收输出端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。利用霍尔传感器和定时器/计数器T0来实现窗帘的防过
8、卷，将磁钢吸附在直流电机拖动的转盘上做为磁场源，当霍尔器件所在位置的磁场尚未达到工作点之前，器件以高电平输出，当磁场增强到工作点( Bop ) 时，霍尔片输出的电压UH 经差分放大器放大后，送至施密特触发器，使之翻转导通，从而使门电路输出端由高电平变为低电平，高低电平的变化给计数器T0一个外部脉冲信号，计数器计数一次。 系统分为遥控模块、驱动模块、霍尔传感器测量模块、按键控制四个大的模块，他们的关系如下图所示：2 系统总体方案及硬件设计2、1 自动窗帘总体设计方案 本设计是基于单片机的遥控窗帘，采用8位的AT89S52单片机做控制器，程序采用C语言编程。利用直流电机正反转，实现控制窗帘的开关。
9、直流电机用专用驱动集成电路L298N驱动，L298N属于H 桥集成电路，输出电流大，功率强，最大输出功率达200W。用单片机通过光耦TLP521-4控制芯片L298N的使能端ENABLEA和输入端IN1、IN2，达到控制电机正转、反转、停止的目的。而且，光耦采用砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管，输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电光电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。无线遥控是由PT2262/PT2272 编码解码芯片组成的无线发送接收模块，通过PT2272接收输出端D0、D1、D2、D3输出信号控
10、制单片机，再利用单片机控制L298N来控制直流电机。利用霍尔传感器和定时器/计数器T0来实现窗帘的防过卷，将磁钢吸附在直流电机拖动的转盘上做为磁场源，当霍尔器件所在位置的磁场尚未达到工作点之前，器件以高电平输出，当磁场增强到工作点( Bop ) 时，霍尔片输出的电压UH 经差分放大器放大后，送至施密特触发器，使之翻转导通，从而使门电路输出端由高电平变为低电平，高低电平的变化给计数器T0一个外部脉冲信号，计数器计数一次。2、2 按键控制模块 对应于硬件电路，从上到下。按键分别为K1表示按键作为外部中断0的触发脉冲、K2表示外部中断1的触发脉冲和K3表示P10按键停止。 作为一个独立的模块，按键能
11、实现执行电机正转、反转、停止的功能。其中，按键K1（外部中断0的触发脉冲）按下后，程序执行外部中断0的中断服务程序。按键K2（外部中断1的触发脉冲）按下后，程序执行外部中断1的中断服务程序。按键K3（对应于P10口）按下后，电机即停止正转或者反转，也即停止窗帘的移动。2、3 无线遥控模块 无线遥控模块采用PT2262/PT2272 编码解码芯片做成的无线发送接受模块。编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编
12、码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其17 脚为低电平，所以315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第17 脚输出经调制的串行数据信号，当17 脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17 脚为低平期间315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262 的17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为100的调幅。 PT2262/PT2272 特点：(a)、CMOS 工艺制造，低功耗(b)、外部元器件少(c)、RC 振荡电阻(d)、工作
13、电压范围宽：2。6-15v(e)、数据最多可达6 位(f)、地址码最多可达531441 种在通常使用中，一般采用8 位地址码和4 位数据码，这时编码电路PT2262 和解码PT2272 的第18 脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3 的8 次方为6561，所以地址编码不重复度为6561 组，只有发射端PT2262 和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，遥控模块的生产厂家为了便于生产管理，出厂时遥控模块的PT2262 和PT2272 的八位地址编码端全部悬空，这样用户可以很方便选择各种编码状态，用户如果想改变地址编码，只要将PT2262 和PT22
14、72 的18 脚设置相同即可，例如将发射机的PT2262 的第1 脚接地第5 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272 只要也第1 脚接地第5 脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应的D1D4 端输出约4V 互锁高电平控制信号，同时VT 端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级放大，便可驱动继电器、功率三极管等进行负载遥控开关操纵。使用过程中，我们将GND端接地，Vss接+5V电源，D0、D1、D2、D3分别引到单片机的引脚上，VT不用悬空。当遥控发送模块按下按键A时，可以用万用表测得D0对应的引脚由低电平翻转为高电平。同样地，当遥控
15、发送模块按下按键B时，可以用万用表测得D1对应的引脚由低电平翻转为高电平。当遥控发送模块按下按键C时，可以用万用表测得D2对应的引脚由低电平翻转为高电平。当遥控发送模块按下按键D时，可以用万用表测得D3对应的引脚由低电平翻转为高电平。我们可以根据电平的变化，来控制相关模块。2、4 光电隔离芯片 TLP521是可控制的光电藕合器件，光电耦合器广泛作用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。TLP5211，2和4组成的砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管。该TLP5212提供了两个孤立的 光耦8引脚塑料封装，而TLP5214提供了4个孤立的光耦中16引脚塑料DIP封装集电极-发射极电压： 55（最小值） 经常转移的比例： 50 （最小） 隔离电压： 2500 Vrms （最小）TLP521 TLP521-2 TLP521-4 光藕内部结构图及引脚图： 应用时，可以在二极管的阳极加一个1K左右的上拉电阻，三极管的
