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1、西安文理学院机械电子工程系本科毕业设计（论文）题 目 基于单片机的 自动窗帘控制系统硬件设计 专业班级 08级机械（2）班 学 号 08102080226 学生姓名 吴江江 指导教师 杨学存 设计所在单位 西安文理学院 2012年 2 月论文原创性和授权使用声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人授权西安文理学院拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被
2、查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 目录基于单片机的自动窗帘控制系统硬件设计摘要：随着社会的发展，窗帘在人民生活中的使用量大幅增长，成为家庭、宾馆等场所中装饰的重要组成部分之一。城市化的直接产物就是高层建筑不断增多，从而使采光工作越显重要。显然，传统的手工控制相对麻烦。本课题主要对单片机现场控制进行具体的研究，即通过单片机完成窗帘的自动控制，实现窗帘的智能化。该系统以单片机为核心器件。其主要模块有单片机控制系统，光敏检测模块，温度检测模块，显示模块和电
3、机驱动模块。光敏电阻检测光照强度的变化，光敏检测模块将电压变化的信号送单片机进行处理，单片机通过电机驱动模块控制电机的正反转实现窗帘的打开与闭合，同时辅以温度检测模块来检测室温并由显示模块显示具体数值，构成一个多功能自动窗帘控制系统。其中, 光线采集模块主要围绕光敏电阻展开；温度采集模块核心器件就是赫赫有名的DS18B20；显示模块主要由三极管驱动八段数码管；电机驱动模块则采用L298N芯片，电机为普通玩具赛车直流电机额定电压5V。制作电路板，程序写入并调试，基本达到了我们所期望的系统功能。 关键词：自动窗帘、STC12C5A60S2、光敏电阻、DS18B20、八段数码管、L298NThe h
4、ardware design of automatic curtain control system based on MCUAbstract：With the development of society, the use of the curtain is increasing sharply in the life of the people, to be an important component of decoration of family and hotel. Urbanization direct product is high building increasely. An
5、d the daylighting work be to more important. Obviously, the traditional manual control is really troublesome. This topic is about to the single chip microcomputer to control for the specific research, that is, we will have the intelligent of the curtain, through the single chip microcomputer automat
6、ic control of complete curtain.The single chip processor is the core device in our system. The main module has single-chip microcomputer control system, photosensitive detection module, temperature detection module, display modules and motor driver modules.Photoconductive resistance is used to test
7、light intensity changes. Photosensitive detection module send voltage changes signal to MCU for processing. And MCU controlled motor and reversing the realization of the curtain open and close through the motor driver module. Room temperature is tested by temperature detection module and the specifi
8、c value is showed by display module. Multi-purpose automatic curtain control system was finished. Among them, the light acquisition module mainly focused on photoconductive resistance; Temperature acquisition module core device is distinguished DS18B20; Display module mainly by the transistor drive
9、eight period of digital tube; Motor driver module used the L298N chip, motor for ordinary toy car rated voltage dc motor 5V. Circuit board has been made, and the program was written and debugged. The function we expected is realized.Key words：automatic curtain, STC12C5A60S2, photoconductive resistan
10、ce, DS18B20, eight period of digital tube, L298N目录第一章 绪论11.1选题目的和意义11.2本课题在国内外的研究状况及发展趋势21.3本论文的主要研究内容31.4本章小结3第二章 自动窗帘的工作原理及单片机选型42.1工作原理42.2单片机综述52.2.1单片机介绍52.2.2单片机发展史52.2.3单片机的应用62.3单片机的特点62.3.1单片机引脚62.3.2硬件特性72.4工作原理82.4.1单片机运行82.4.2单片机工作过程82.5单片机的选型92.5.1功能要求92.5.2 STC12C5A60S2单片机介绍92.6 本章小结11
11、第三章 硬件设计方案123.1系统框图123.2系统硬件设计133.2.1单片机最小系统133.2.2光线采集模块163.2.3温度采集模块173.2.4显示模块183.2.5电机驱动模块193.2.6电源模块（选用）213.3硬件原理图223.4本章小结22第四章 电路板制作与调试234.1 电路板制作234.1.1焊接电路中所遇到的问题234.1.2 测试导通性中所遇到的问题244.2 调试244.3本章小结24结束语25致谢26参考文献27附录28第4页西安文理学院本科毕业设计（论文）第一章 绪论1.1选题目的和意义窗帘是调节室内光照的挂在窗上的帘子。既可以减光、遮光，以适应人对光线不同
12、强度的需求；又可以防风、除尘、隔热、保暖、消声，改善居室气候与环境。装饰性与实用性的巧妙结合，是窗帘的最大特色。窗帘是人们的心情，是点缀格调生活空间不可或缺的选择之一，是主人品位的表现，是生活空间的精灵，是体味生活的好方式。随着城市建设的不断发展，城市迅速的崛起，高层建筑的不断增多，和人们日常生活密不可分的采光工作越显重要，传统粗放式的采光不仅耗费大量能源，而且大多手工控制，相对麻烦。本课题主要对单片机现场控制进行具体的研究，即通过单片机完成窗帘的自动控制，实现窗帘的智能化。单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器R
13、OM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。硬件特性 1、单片机集成度高。单片机包括CPU、大容量的ROM、RAM、 2个定时/计数器、4个并行口、全双工串口行口。2、系统结构简单，使用方便，实现模块化； 3、单片机可靠性高，可工作到106 107小时无故障； 4、处理功能强，速度快。 更重要的是，其极低的价格给嵌入式控制带来革命性发展。自动电动窗帘系统可用于各种不同的场所，其卓越的功能对于家居及各种工作场所具有很强的针对性，该窗帘系统是当今时尚的一种高科技产品，它
14、的应用将带给您高科技的享受及便捷。本设计是以广泛应用的STC12C5A60S2为背景，通过一系列研究，完成窗帘自动控制，实现智能化窗帘。自动窗帘不仅有效阻挡紫外线，而且有隔热节能的效果，智能改变遮光率减少空调的使用能耗且美观。引领节约型低碳社会，走在潮流的最前沿。1.2本课题在国内外的研究状况及发展趋势 窗口在开始使用的时候，只不过是在墙上凿出非常粗糙的孔洞，其基本的用途限于通风，这些孔洞和开口往往使用野兽之皮或草的编织物布加以遮盖。兽皮和草席是最早形态的窗帘。汉朝蔡伦发明了纸后，人们开始用纸作为窗的遮盖物。宋朝出现布艺之后，人们便把它用作窗饰，因为它的花纹丰富，又轻便，演绎出了万众风情的窗帘
15、。 随着人民生活的不断提高以及办公条件的逐渐改善，自动窗帘因为它极其便利功能，越来越为人们所接受。自动窗帘产品能够运用阳光、温度等电子感应器，实现窗帘产品的智能化操作，省时省力，非常方便。在欧美一些发达国家，自动窗帘已经广泛普及应用。在国内，长城内外大江南北等一大批市政工程的遮阳系统均不同程度应用到自动窗帘的基本原理。如国家交通部、青海格尔木盐矿办公大厦、甘肃酒泉卫星发射中心体育馆、中国国际广播电台、合肥的“新闻中心”、”山西省国资委长丰大厦等项目。中国电影集团总公司、北京企业总部基地、青海法拉利汽车（中国）基地、上海的中国电信国际光缆登陆站”、北京万索达菲特酒店、郑州世纪同达生态园、“松江区中心医院
