电子信息毕业设计论文—基于STC89C52单片机的遥控窗帘设计.doc
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1、 毕业设计用纸 第 1 页 共 32 页 中文摘要中文摘要 随着社会经济的高速增长,人民生活水平的不断提高,人们对 家庭生活舒适性的需求越来越强烈,窗帘作为每个家庭的家居必须 用品,自然也需要满足人们更舒适性的需求,因此研究遥控窗帘具 有一定的使用价值。 本设计是基于 STC89C52 单片机的遥控窗帘。它采用按键和无线 遥控两种控制方式,其中 SC2262/SC2272 编码解码芯片组成无线发 送接收模块;通过控制直流电机的正反转来控制窗帘的开关,并且 可以指示运行状态;利用限位开关来控制窗帘停止,防止过卷。 它采用 8 位的 STC89C52 单片机做控制器,采用直流电机驱动窗 帘工作。
2、关键词:关键词:单片机、直流电机、无线遥控 毕业设计用纸 第 2 页 共 32 页 ABSTRACTABSTRACT Along with the rapid economic growth, peoples living standards continue to improve, people on the family life of comfort needs of increasingly strong, curtains as each family home furnishing necessary, natural need to meet people more comfor
3、t needs, therefore the research on the remote control curtain has certain use value. The design is based on the STC89C52single-chip remote control curtain. It uses the key and a wireless remote control two control mode, in which SC2262/SC2272coding and decoding chip is composed of a wireless sending
4、 and receiving module; by controlling DC motor to control the curtain switch, and can instruct the operation state; by use of limit switch to control the curtain to stop, prevent overwind. It uses 8 bit STC89C52 MCU as controller, DC motor driven curtain work. Keywords:Keywords: Single chip microcom
5、puter、DC motor、Wireless 毕业设计用纸 第 3 页 共 32 页 remote control 目目 录录 中文摘要1 ABSTRACT2 目 录.3 第一章 引言.4 1.1 选题背景与意义 4 1.2 主要任务 5 第二章 系统总体方案6 2.1 设计思路 6 2.2 工作原理6 第三章 系统硬件设计.7 3.1 主控芯片 7 第四章 系统软件设计14 4.1 程序设计 .14 4.2 系统程序流程图.14 毕业设计用纸 第 4 页 共 32 页 4.3 主程序 .15 第五章 焊接和结论17 第六章 设计体会.18 参考文献.19 附录 原理图20 致谢.21 毕业
6、设计用纸 第 5 页 共 32 页 第一章第一章 引言引言 随着社会经济的高速增长,人民生活水平的不断提高,人们对 家庭生活舒适性的需求越来越强烈,窗帘作为每个家庭的家居必须 用品,自然也需要满足人们更舒适性的需求。窗帘其基本的作用无 非是保护业主的个人隐私以及遮阳挡尘等功能,但传统的窗帘您必 须手动去拉动,每天早开晚关也是挺麻烦的,特别是别墅或复式房 的大窗帘,比较重,而且长,需要很大的力量才能开关窗帘,很不 方便;于是遥控电动窗帘在最近几年得到迅速发展,并广泛应用于 智能大厦、高级公寓、酒店和别墅等领域,只要遥控器轻按一下, 窗帘就自动开合(百叶窗可以自动旋转) ,非常方便。在本次设计中,
7、 我们主要研究的是利用单片机的无线遥控电路的设计。 1.11.1 选题背景与意义选题背景与意义 随着科学的发展,社会的进步,人民生活水平的提高,工作压 力也越来越大,人人都希望回到家或是在办公室都有一个舒适的环 境。能得到很好的休息,这就使得自动化技术快速发展。当今,遥 控已经很普遍。但不是说就没有他的研究价值,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; 从普通向高性能、多功能型;由手动控制向红外线遥控、向智能化 毕业设计用纸 第 6 页 共 32 页 发展。红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥
8、控手段。由于 红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此, 彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等 其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。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,现在的重点是如何研 制出功能全、造价省的家用自动控制装置。 同时,单片机也有它突出的优点。从 1974 年开始,单片机就以 它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点,开始不 断发展,并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、
9、 专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机的发展经历了四 个阶段。 可预见单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路 内装化等方面发展,也就是对 CPU、存储器、片内 I/O 的改进,低 功耗,特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。而从目 前国内对单片机的需求来看:在未来几年里,8 位、16 位单片机将 是单片机的发展主流,它的新发展表现在:(1)CPU 功能的增加 (2)内部资源的增多 (3)引脚的多功能化 (4)低电压、低功耗。 正因为单片机有着如此多的优点,单片机在工业控制中和家用 电器等上的应用中独占鳌头,故又称为微控制器 毕业设计用纸 第 7 页 共 32 页 (M
10、icrocontroller) 1、因为它具有“小、轻、廉、省”的特点,尤其耗电少,又可 使供电电源的体积小、重量轻,所以特别适用于“电脑型产品” ,在 家电、玩具、游戏机、声像设备、电子秤、收银机、办公设备、厨 房设备等许多产品上得到应用。 2、适用于仪器仪表,不仅能完成测量,还具有处理、监控等功 能,易于实现数字化和智能化。 3、广泛应用于打印机、绘图仪等许多计算机外围设备,特别是 用于智能终端,可大大减轻主机负担。 4、用于各种工业控制,如温度控制、液面控制、生产线顺序控 制等。 上述的归纳还不够完整,但已知单片机的应用已渗透到国民经 济的各个领域,极大地推动了计算机技术的普及,而且可以
11、预见, 随着单片机性能的进一步提高,它的应用将更趋广泛。它对我国许 多产品的升级换代、工厂企业的设备更新都将起着十分巨大的作用。 所以利用单片机可以实现较多的功能的前提下降低设计、生产成本。 1.21.2 主要任务主要任务 本次课程设计的主要任务是设计基于 STC89C52 单片机的遥控窗 帘。主要功能如下: 毕业设计用纸 第 8 页 共 32 页 1)控制窗帘的开关。 2)具有防过卷功能。 3)具有无线遥控功能。 4)能够指示运行状态。 第二章第二章 系统总体方案系统总体方案 2.12.1 设计思路设计思路 本设计是基于单片机的遥控窗帘,采用 8 位的 STC89C52 单片机 做控制器,程
12、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。无线遥控是由 SC2262/SC2272 编码解码芯片组成的无 线发送接收模块,通过 SC2272 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 尔传感器来实现窗帘的防过卷。 系统框图如图 1-1: 毕业设计用纸 第 9 页 共 32 页 单片机 电机驱动 无线模块 状态指示 按键 图 1-1 系统框图 2.22.2 工作原理工作原理 本设计是基于 STC89C52 单片机的遥控窗帘。它采用无线遥控控 制方式,其中 SC2262/SC2272 编码解码芯片组成无线发
13、送接收模块; 通过控制直流电机的正反转来控制窗帘的开关,并且可以指示运行 状态;利用限位开关来控制窗帘停止,防止过卷。 第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计 本系统主要由单片机最小系统、无线发射、接收模块、按键部 分、电机控制执行部分和限位开关组成。 毕业设计用纸 第 10 页 共 32 页 3.13.1 主控芯片主控芯片 本系统采用 STC89C52 为主控芯片。 STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器,具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储 器技术制造,与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash
14、允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上, 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash,使得 STC89C52 在众 多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 3.1.13.1.1 主要功能列举主要功能列举 1、拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash 2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz) 3、内部程序存储器(ROM)为 8KB 4、内部数据存储器(RAM)为 256 字节 5、32 个可编程 I/O 口线 6、8 个中断向量源 7、三个 16 位定时器/计数器 8、三级加密程序存储器 9、全双工 UART 串行通道 10、低功耗空
15、闲和掉电模式; 11、掉电后中断可唤醒; 12、看门狗定时器; 毕业设计用纸 第 11 页 共 32 页 13、双数据指针; 14、掉电标识符 。 3.1.23.1.2 各引脚功能各引脚功能 VCC:STC89C52 电源正端输入,接+5V。 GND:电源地端。 XTAL1: 单芯片系统时钟的反相放大器输入端。 XTAL2: 系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外 可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容,可以使系统更稳定, 避免噪声干扰而死机。 RESET:STC89C52 的重置引脚,高电平动作,当要对
16、晶片重置 时,只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时 间,AT89S51 便能完成系统重置的各项动作,使得内部特殊功能寄 存器之内容均被设成已知状态,并且至地址 0000H 处开始读入程序 代码而执行程序。 EA/Vpp:“EA“为英文“External Access“的缩写,表示存取外部 程序代码之意,低电平动作,也就是说当此引脚接低电平后,系统 会取用外部的程序代码(存于外部 EPROM 中)来执行程序。因此在 8031 及 8032 中,EA 引脚必须接低电平,因为其内部无程序存储器 毕业设计用纸 第 12 页 共 32 页 空间。如果是使用 8751 内部程序空间时,此
17、引脚要接成高电平。 此外,在将程序代码烧录至 8751 内部 EPROM 时,可以利用此引脚来 输入 21V 的烧录高压(Vpp) 。 ALE/PROG:ALE 是英文“Address Latch Enable“的缩写,表示 地址锁存器启用信号。STC89C52 可以利用这支引脚来触发外部的 8 位锁存器(如 74LS373) ,将端口 0 的地址总线(A0A7)锁进锁存 器中,因为 STC89C52 是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序 执行时 ALE 引脚的输出频率约是系统工作频率的 1/6,因此可以用 来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录 8751 程序代码时,此 引脚会被当成程
18、序规划的特殊功能来使用。 PSEN:此为“Program Store Enable“的缩写,其意为程序储存 启用,当 8051 被设成为读取外部程序代码工作模式时(EA=0) ,会 送出此信号以便取得程序代码,通常这支脚是接到 EPROM 的 OE 脚。 STC89C52 可以利用 PSEN 及 RD 引脚分别启用存在外部的 RAM 与 EPROM,使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用 64K 的 定址范围。 PORT0(P0.0P0.7):端口 0 是一个 8 位宽的开路汲极(Open Drain)双向输出入端口,共有 8 个位,P0.0 表示位 0,P0.1 表示 位 1,依此类
19、推。其他三个 I/O 端口(P1、P2、P3)则不具有此电 路组态,而是内部有一提升电路,P0 在当做 I/O 用时可以推动 8 个 LS 的 TTL 负载。如果当 EA 引脚为低电平时(即取用外部程序代码 或数据存储器) ,P0 就以多工方式提供地址总线(A0A7)及数据 毕业设计用纸 第 13 页 共 32 页 总线(D0D7) 。设计者必须外加一锁存器将端口 0 送出的地址栓锁 住成为 A0A7,再配合端口 2 所送出的 A8A15 合成一完整的 16 位地址总线,而定址到 64K 的外部存储器空间。 PORT2(P2.0P2.7):端口 2 是具有内部提升电路的双向 I/O 端口,每一
20、个引脚可以推动 4 个 LS 的 TTL 负载,若将端口 2 的输出 设为高电平时,此端口便能当成输入端口来使用。P2 除了当做一般 I/O 端口使用外,若是在 STC89C52 扩充外接程序存储器或数据存储 器时,也提供地址总线的高字节 A8A15,这个时候 P2 便不能当做 I/O 来使用了。 PORT1(P1.0P1.7):端口 1 也是具有内部提升电路的双向 I/O 端口,其输出缓冲器可以推动 4 个 LS TTL 负载,同样地若将端 口 1 的输出设为高电平,便是由此端口来输入数据。如果是使用 8052 或是 8032 的话,P1.0 又当做定时器 2 的外部脉冲输入脚,而 P1.1
21、 可以有 T2EX 功能,可以做外部中断输入的触发脚位。 PORT3(P3.0P3.7):端口 3 也具有内部提升电路的双向 I/O 端口,其输出缓冲器可以推动 4 个 TTL 负载,同时还多工具有其他 的额外特殊功能,包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及 外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。 其引脚分配如下: P3.0:RXD,串行通信输入。 P3.1:TXD,串行通信输出。 P3.2:INT0,外部中断 0 输入。 毕业设计用纸 第 14 页 共 32 页 P3.3:INT1,外部中断 1 输入。 P3.4:T0,计时计数器 0 输入。 P3.5:T1,计时计数器 1 输入。
22、P3.6:WR:外部数据存储器的写入信号。 P3.7:RD,外部数据存储器的读取信号。 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器 周期的高电平时间。 ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用 于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程 脉冲。在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率 为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时 目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时, ALE 只有在执行 MOV
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