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第1 章绪论
4 `3 Y, Y# `- C! r9 B) @* b1.1 研究目的和意义
7 v8 Q" Q9 ~# d0 i. @; E21 世纪是科技飞速发展的时代，单片机的应用也随之越来越广泛。在这样高速发展的环( ^5 |: s# W( Y
境下，各种新型产品犹如雨后春笋，单片机的作用也越发重要单片机是一种集成电路芯片，
1 p+ |& m) {$ t# i+ S& i# n* \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
, f9 a5 ^" b/ B7 p; L" d& y储器ROM、多种IO 口和中断系统、定时器计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完
& A5 }/ R2 [5 z I% `7 F善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。从上世纪80 年代，由当时的4 位、8 位' N9 D9 F; P7 v: o5 [+ M9 ^- S
单片机，发展到现在的32 位300M的高速单片机。单片机具有高集成度、高可靠性，控制功
% V" m' |% m8 _9 Z能强，低电压、低功耗，优异的性价比。由于这些优良的特性，单片机广泛的应用到工业控
( B' p2 U0 F$ _1 M制，智能家电，汽车电子，楼宇自动化，医疗器械。日常生活中，验钞机、门禁系统、电子
5 g7 y, O- v2 T# A' [监控、变频空调等也使用到了单片机。
6 ^0 v U0 P9 D& X" m! {在材料科学、工业技术、计算机技术的发展与进步的带动下，电路系统向着高度集成的
, k. G6 U+ ~$ Q7 ]方向发展。CPU的生产制造技术，也朝着综合性、技术性、实用性发展。其告诉的发展可以用% d! J; x) P& l( `) R: k
日新月异来形容。其中单片机的重要性越来越越突出，在控制系统中的应用越来越普遍。要/ D! Q% h5 @, `( _5 w/ Z# P
进行单片机系统的设计首先，要有一定的基础知识；第二，需要具有一定的软件设计能力，+ K( Z% J( r/ J6 n- V9 f
能够根据设计的要求，写出所需程序；第三，要灵活的把知识综合运用。另外，单片机也经7 {8 a0 m6 F3 v0 }# K8 E& w
常应用到一些小系统的设计。本系统就是依靠AT89C51单片机的优点顺利设计出来的。+ [& Z, L6 T6 ~. O- D, x+ m$ g
随着科技的发展，人们生活水平不断提高，使得人们对于居住的空间的环境有了更高的
$ K# ~4 n" M! M: Y7 ? y3 Q要求，人们希望居住空间更加的舒适、便捷。这是人类发展的必然规律。科技把人们的生活( W0 `6 e! U4 q7 m& H- X8 s
变的更加智能化，使人们生活的更加舒适、便捷。人们的生活离不开窗帘，它保护了人们的: C: c- Z1 y* c$ l! @9 v2 ~1 o$ K$ c, R3 V
隐私。对于现代的建筑，对于窗帘的要求也越来越高，既能解决每天手动开关的麻烦，又能
+ V- t0 m" T# A/ \7 [& ]. {显示出生活的档次，所以窗帘自动系统会越来越普及。并且可以广泛的应用到普通住宅、宾
0 @2 q$ h3 @( @( K/ {/ A, l馆饭店、写字楼等各种场所，因此自动窗帘系统有着广阔的市场前景，因此研究这方面的产! e) ^" x& l# }
品也显得更加的重要。, a. U5 }& f) }/ P5 ~! T
由于我国的科技刚刚发展起来，各种科技产品还明显的落后于发达国家，人民的生活也6 U6 V2 [$ @, b
刚刚开始富裕起来，许多智能系统也刚刚在我国兴起。但是，发展前景却广阔。这种系统可
# Z* A; Q- \) U2 |' f以为我们营造出高效、舒适、便捷的居住环境。并且它可以牵动一大批产业。如此广泛的应
9 l' R+ y" _6 p; c N用，他的前景也必将非常广阔。随着科学技术的飞速发展，人们的生活观念也在渐渐的发生
+ \% q$ ~. X8 I3 i7 S2 O: \转变。各种家电也在发生着变化。由于单片机技术和计算机技术的的不断成熟，家电越来越
. F) m' }1 |# [8 n智能化。窗帘也不例外，在欧美等发达国家，智能窗帘系统已广泛应用。智能窗帘在国内算8 T/ N, @2 p1 @! F; |. z: c, q( m
是高端前沿产业，市场广阔，有推广和应用的意义，在发达的欧美市场智能窗帘已经并不新
. f7 s' L4 [/ U. b; p: X. H8 t鲜，已经广泛运用于平常百姓家中，所以有必要在国内推广。' y2 g5 ?7 j4 |% n
1.2 国内外发展状况
7 x A, D. w/ A) m* k/ q" N随着科学技术的飞速发展，人们的生活观念也在渐渐的发生转变。各种家电也在发生着) v" n! m; a" w" \6 q
变化。由于单片机技术和计算机技术的的不断成熟，家电越来越智能化。窗帘也不例外，在% k# b( z( a" W) F; Z& d6 }
欧美等发达国家，电动智能窗帘已广泛应用。自动窗帘在国内算是高端前沿产业，市场广阔，
1 w8 }3 m, U- `6 d" F2 I3 x有推广和应用的意义，在发达的欧美市场智能窗帘已经并不新鲜，已经广泛运用于平常百姓
5 [& U0 d$ g- K- Y, ?家中。2 e9 X3 b$ _& A( L9 L) `9 J8 n
本设计通过分析自动窗帘的发展和现状来规划其智能功能，从而对窗帘进行智能控制。
1 k6 x/ S3 `$ l* ~' x采用步进电机为执行原件， 以光敏电阻和雨滴传感器作为传感原件， AT89C51单片机作为控制
* \3 l# L6 W8 d& m5 R! I芯片，辅助键盘和显示，实现自动窗帘的多项智能项目。
9 }) i2 z' O7 | b3 @9 N自动窗帘控制系统设计过程主要分为以下几个章节：4 v: K# [, l3 }; h
（1）绪论：介绍目前国内自动窗帘的发展现状和研究的目的和意义。
; }; x" n4 V+ Q) j: V( ^+ p总体设计方案：给出智能窗帘系统的总体方案设想，智能项目，和设计结构规划。
+ u/ |" \# C2 z* V（2）硬件设计：选用AT89C51单片机为核心的各种电路设计，包括复位电路，电源电路，时7 T& |" m$ Z, u5 |- X
钟电路，步进电机控制电路，传感器电路，键盘显示电路等一系列相关电路。
4 l0 R8 R2 j" t6 ]# n9 g（3）软件设计：主要介绍了各项功能的设计流程。
* y. C1 M, D+ C. Q' _（4）总结与展望：针对设计中的不足进行再思考以及提出自动窗帘控制系统功能的扩展，和
: c" e! N3 D$ X对此设计发展前景的展望。
5 \4 E& P* Q* ~7 x, Q1.3 课题的目的任务和要求
4 b1 p" o l& s) `; o! G自动窗帘控制系统总体设计方案是确定能满足设计要求的总体方案环节。本章从系统功$ @% Q! @8 X8 G, R
能的需求出发，规划并确定系统的总体结构，并在次基础上考虑了系统的可扩展性以及可实) u5 ], `1 h# ~3 y( y7 b! m/ o
现性。
/ Q r" M( z8 s/ T- b+ P该系统除了具有一般窗帘控制系统的最基本功能以外，还通过单片机的控制实现了根据. }1 o4 [9 P' o$ l8 F$ t5 p8 W
光照强度，空气湿度和设定时间自动开闭窗帘的功能，在选取设计方案和采用元器件方面，1 N; K3 b1 r; h; A# ]2 V
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2 _$ ]9 w5 S9 z/ ^/ W& b* k该设计本着简单实用经济的思想，尽量使电路的设计简单化，用最简单的电路布线和选用最, ]( v6 r/ A( t- O. ]$ w
经济实用的器件来达到设计的需求。
7 q; z6 y) H* F/ K* n智能窗帘主要有一下功能+ O! {, p" R6 z' c. M, U2 W
（1）手动控制：该功能是根据用户的需求通过按键进行窗帘的开关，此功能可以使窗帘的开
1 D* P" |, t' n' S+ [闭处于任何一种状态；
9 a: D4 L9 M( [8 h- Z+ e4 `（2）光敏控制：根据光的强弱，实现窗帘的自动开关。
+ A, ]" O3 }) Z0 K4 d' s1 S（3）雨滴传感器控制：若传感器上有水滴，则窗帘自动关闭，水干后，自动开启。
& w% \9 J6 n% ~7 D（4）时间自动控制：根据用户设置的时间来控制开启或者关闭窗帘。
3 k6 n4 M2 k1 d$ m/ J& C1 d第2 章系统方案论证! Q: y2 y% N: b0 L1 z. _
2.1 方案选取1 k2 P. B- F5 f2 E
单片机在各种电子产品中的应用已经越来越广泛，很多的电子产品利用单片机所取得的/ ?- M# `4 Y" [3 h5 A2 t
便利性得到了人们的好评，所以本设计采用的控制元器件选用单片机。! S9 u- Q$ W2 x
单片机的选择：
0 Z4 t; x3 Y* E/ T单片机自70 年代问世以来都以微处理器（ MPU）技术及超大规模集成电路技术的发展为- b3 [3 F P" F& {. e E$ D
先导，通过广泛的应用领域拉动得到了蓬勃发展，单片机功能也日渐完善。由于单片机的应
' p$ } W. Y' T5 E y4 j0 I3 ^用，使许多领域的技术水平和自动化程度都大大提高，可以不夸张的说当今世界正在经受着
' u( I; d0 u4 ~+ h, _# A4 \$ b一场以单片机技术为标志的新技术革命浪潮冲击。主要的单片机类型如下：2 n( F$ b: l+ O7 F- s5 ]6 E6 _. |
(1) MCS-51系列单片机7 s. d1 |3 W% t$ j! {* M, e6 K* [
MCS-51系列单片机主要指Intel 公司生产的以51 位内核的单片机芯片， 具有8 位CPU、! P2 H& d* _, q2 P2 @+ G
4K字节的ROM、128 字节的RAM、同时可扩展外部64K字节RAM和ROM、两个16 位的定时器、
) _5 n% i$ y/ u四个8 位并行IO 口、一个全双工串行IO 口、21 字节专用寄存器、五个中断源、片内自带振' z6 k% J- L9 u9 D0 L6 _
荡器、片内单总线等功能部件。
. D" V1 Y! Q/ z. q（2）AT89C51单片机
) k* J2 b d6 E. m8 bAT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（ FPEROM —Flash Programmable and Erasable) E2 I) K7 q" O# b% @; m
Read Only Memory）的低电压、高性能的CMOS 8位微处理器，俗称为单片机。AT89C2051单
& \- p3 s/ T1 l- S片机是一种带2K 字节闪存，可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储 h0 G4 V' ]2 H: p
器可以反复擦除1000 次。该器件采用了ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，和工业& N+ d5 Q9 \# B, P I& ]
标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU和闪烁存储器组合在了单) T. ? H8 }0 U( k, a' v9 l9 K2 Y
个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器， 而AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C
3 J% X9 q8 F' D; I4 G5 W单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性较高且价廉的方案。外形及引脚的排列
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发表于 2019-11-15 19:44
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