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摘要：随着技术产业结构的调整，生产工艺的飞速发展，人们的生活水平不断提高，家用电气逐渐普及。高精度、多功能、低功耗是现代科技发展的趋势。在这种趋势下，窗帘的数字化、智能化已经成为现代生产研究的主导设计方向。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，结合感光系统和时钟系统的智能窗帘系统具有较好的发展前景。
关键词：智能窗帘
1 方案设计
整个系统以STC89C52单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机的最小系统。其它个模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括，显示设备使用1602液晶，可以同时显示年、月、日、时、分、控制模式、光照强度等基本信息;时钟模块采用DS1302芯片，初始化之后，就会开始运行计算时间，单片机只需进行时间信息的读取即可;光照检测电路采用光敏电阻和模数转换芯片ADC0832，将模拟量数字化并显示出来;窗帘使用步进电机进行代替模拟，同时配有一个LED灯用来指示窗帘当前的开关状态;本设计还有5个按键作为操作输入设备，可以对当前时间进行调整设置和设置窗帘开关时间和光控阈值等;最后是供电采用常用的USB 5V进行供电。
设计的要求如下：
（1）熟悉51单片机集成开发环境，运用C语言编写工程文件;
（2）熟练应用所选用单片机的内部结构、资源，以及软硬件调试设备的基本方法;
（3）自行构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现;
（4）理解智能窗帘的原理和掌握实现方法。
方案以及设备的选择：
（1）STC89C51单片机是由宏基技术公司研发的在此设计中作为主要的集成电路，它具有8k电路闪存编程功能的比较节能的八位高性能CMOS微处理器。单片机的升级总是在其功耗及功能上，STC89C51单片机的内核与原内核完全的兼容，其内核选择MCS-51的芯片，比较容易操作，而传统的单片机51则没有。该芯片功能强大还可以编译读写4K EEPROM， 在使用数据存储时可以直接存储调用，不需要外部储存，方便使用。STC89C51简便受到喜爱并且普遍的接受使用，同时需要的开发资金少给人们带来更多的便捷。
（2）LCD1602显示器的可供选择的功能较多，主要包括数字、字母、符号或自定义字符，这样多功能的显示器可便于观察到更多的数据信息，LCD1602显示器为液晶显示器，其应用广泛也比较高端，显示效果更好。
（3）选择DS1302时钟芯片来进行时钟工作，DS1302时钟的优点是一种高性能、高能效的实时时钟电路，具有RAM功能，该电路可以使用数年、数月、数天、数周、数小时、数分钟和数秒的时间，并且具有对闰年进行补偿的功能。电压在2.5V～5.5V能正常工作。采用三线接口实现了与单片机的通信功能，可以同时传输多个字节的时钟信号或帧数据。DS1302内部有31 * 8个原始数据用于临时存储。DS1302是DS1202的增强版，与DS1202兼容，但在主/备用电源上添加了双电源针脚，并具有连接和充电电源备用的能力。该主要功能是使用串行数据传输，它提供负载编程来保护电源，并且可以关闭负载。标准晶体32，768 KHZ用作标准时钟。
（4）ULN2003是一种复合IC晶体管，使用的范围在高强度的电压和电流上。由七个硅NPN型晶体管组合来构成达林顿接法以实现步进电机的驱动。达林顿的内部直接连接到具有参考电阻的TTL或CMOS接头的电路中。采用步进电机驱动，输出也可以在大负载电流下并行工作。
2 软件设计
软件设计中C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔实验室的Dennis M. Ritchie于1972年推出，1978年后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上，它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件、三维、二维图形和动画，具体应用例如单片机以及嵌入式系统开发。
本系统的原理图如下图所示，最开始先进行液晶和时钟芯片的初始化，然后就进入了一个循环处理的过程。包括先读取时钟芯片的日期时间数据，然后在1602液晶上面显示出来，接着读取光照强度并显示。再往下就是按键扫描，如果检测到有按键按下去了，则根据不同的按键进行不同的任务处理。然后根據不同的模式，进行不同的窗帘开关控制。如果是手动模式的话，则根据开窗帘键和关窗帘键对窗帘进行开关控制;如果是定时模式的话，则根据设置的开启时间和关闭时间对窗帘进行控制，而如果是光控模式的话，则判断当前光照是否高于设置的控制阈值，是的话话则关闭窗帘，相反则开启窗帘。至此完成一次循环的过程。
3 结束语
经过三个多月的努力，本次毕业设计的任务——基于单片机的智能窗帘设计已经完成。这个设计题目并不是新的，但从中能体现到一个系统开发设计的过程，足于让我们受益。能够从设计、论证、制板、编程到最终的调试成功。完成整个系统的设计，这是一次难得的实践机会。
设计论证和完成本次设计的过程，将单片机原理、C语言程序、模拟电路基础与数字电路基础等多门课程的内容有机地结合应用在了一起。通过实际的分析与应用深化了对这些主干知识的认识。此外掌握了从系统的需求、方案论证、功能模块的划分、原理图的设计和绘制、PCB板制作、程序设计到软硬件调试的设计流程，积累了硬件设计的经验。单片机的功能日益强大，但其基本原理是相对不变的。因此虽然本次设计任务的功能较为简单，但是能够较全面的涉及单片机各项基本知识，提高了自己的单片机设计能力，是一次将理论能力向实践能力转化的好机会。
在设计过程中由于时间仓促有很多地方难免存在不足之，但在以后的工作中，我们会严格要求自己最求完美。回头再看看该设计，还可以扩展设计的功能，比如加上遥控控制功能，都可以提高本设计的适用范围。
参考文献：
[1]Shuo Cheng，Yong Taek Chung，Xiang Fan Piao.Design and Development of Large Electric Curtain Control System for Time Controlled[J].Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers，2019，（3）：1-3.
[2]谢永红.智能家居控制系统设计与实现[D].广东：华南理工大学，2018.
[3]章程.基于51单片机智能家居设计[J].智库时代，2019，（7）：282-288.
关键词：智能窗帘
1 方案设计
整个系统以STC89C52单片机为核心器件，配合电阻电容晶振等器件，构成单片机的最小系统。其它个模块围绕着单片机最小系统展开。其中包括，显示设备使用1602液晶，可以同时显示年、月、日、时、分、控制模式、光照强度等基本信息;时钟模块采用DS1302芯片，初始化之后，就会开始运行计算时间，单片机只需进行时间信息的读取即可;光照检测电路采用光敏电阻和模数转换芯片ADC0832，将模拟量数字化并显示出来;窗帘使用步进电机进行代替模拟，同时配有一个LED灯用来指示窗帘当前的开关状态;本设计还有5个按键作为操作输入设备，可以对当前时间进行调整设置和设置窗帘开关时间和光控阈值等;最后是供电采用常用的USB 5V进行供电。
设计的要求如下：
（1）熟悉51单片机集成开发环境，运用C语言编写工程文件;
（2）熟练应用所选用单片机的内部结构、资源，以及软硬件调试设备的基本方法;
（3）自行构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现;
（4）理解智能窗帘的原理和掌握实现方法。
方案以及设备的选择：
（1）STC89C51单片机是由宏基技术公司研发的在此设计中作为主要的集成电路，它具有8k电路闪存编程功能的比较节能的八位高性能CMOS微处理器。单片机的升级总是在其功耗及功能上，STC89C51单片机的内核与原内核完全的兼容，其内核选择MCS-51的芯片，比较容易操作，而传统的单片机51则没有。该芯片功能强大还可以编译读写4K EEPROM， 在使用数据存储时可以直接存储调用，不需要外部储存，方便使用。STC89C51简便受到喜爱并且普遍的接受使用，同时需要的开发资金少给人们带来更多的便捷。
（2）LCD1602显示器的可供选择的功能较多，主要包括数字、字母、符号或自定义字符，这样多功能的显示器可便于观察到更多的数据信息，LCD1602显示器为液晶显示器，其应用广泛也比较高端，显示效果更好。
（3）选择DS1302时钟芯片来进行时钟工作，DS1302时钟的优点是一种高性能、高能效的实时时钟电路，具有RAM功能，该电路可以使用数年、数月、数天、数周、数小时、数分钟和数秒的时间，并且具有对闰年进行补偿的功能。电压在2.5V～5.5V能正常工作。采用三线接口实现了与单片机的通信功能，可以同时传输多个字节的时钟信号或帧数据。DS1302内部有31 * 8个原始数据用于临时存储。DS1302是DS1202的增强版，与DS1202兼容，但在主/备用电源上添加了双电源针脚，并具有连接和充电电源备用的能力。该主要功能是使用串行数据传输，它提供负载编程来保护电源，并且可以关闭负载。标准晶体32，768 KHZ用作标准时钟。
（4）ULN2003是一种复合IC晶体管，使用的范围在高强度的电压和电流上。由七个硅NPN型晶体管组合来构成达林顿接法以实现步进电机的驱动。达林顿的内部直接连接到具有参考电阻的TTL或CMOS接头的电路中。采用步进电机驱动，输出也可以在大负载电流下并行工作。
2 软件设计
软件设计中C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔实验室的Dennis M. Ritchie于1972年推出，1978年后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上，它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件、三维、二维图形和动画，具体应用例如单片机以及嵌入式系统开发。
本系统的原理图如下图所示，最开始先进行液晶和时钟芯片的初始化，然后就进入了一个循环处理的过程。包括先读取时钟芯片的日期时间数据，然后在1602液晶上面显示出来，接着读取光照强度并显示。再往下就是按键扫描，如果检测到有按键按下去了，则根据不同的按键进行不同的任务处理。然后根據不同的模式，进行不同的窗帘开关控制。如果是手动模式的话，则根据开窗帘键和关窗帘键对窗帘进行开关控制;如果是定时模式的话，则根据设置的开启时间和关闭时间对窗帘进行控制，而如果是光控模式的话，则判断当前光照是否高于设置的控制阈值，是的话话则关闭窗帘，相反则开启窗帘。至此完成一次循环的过程。
3 结束语
经过三个多月的努力，本次毕业设计的任务——基于单片机的智能窗帘设计已经完成。这个设计题目并不是新的，但从中能体现到一个系统开发设计的过程，足于让我们受益。能够从设计、论证、制板、编程到最终的调试成功。完成整个系统的设计，这是一次难得的实践机会。
设计论证和完成本次设计的过程，将单片机原理、C语言程序、模拟电路基础与数字电路基础等多门课程的内容有机地结合应用在了一起。通过实际的分析与应用深化了对这些主干知识的认识。此外掌握了从系统的需求、方案论证、功能模块的划分、原理图的设计和绘制、PCB板制作、程序设计到软硬件调试的设计流程，积累了硬件设计的经验。单片机的功能日益强大，但其基本原理是相对不变的。因此虽然本次设计任务的功能较为简单，但是能够较全面的涉及单片机各项基本知识，提高了自己的单片机设计能力，是一次将理论能力向实践能力转化的好机会。
在设计过程中由于时间仓促有很多地方难免存在不足之，但在以后的工作中，我们会严格要求自己最求完美。回头再看看该设计，还可以扩展设计的功能，比如加上遥控控制功能，都可以提高本设计的适用范围。
参考文献：
[1]Shuo Cheng，Yong Taek Chung，Xiang Fan Piao.Design and Development of Large Electric Curtain Control System for Time Controlled[J].Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers，2019，（3）：1-3.
[2]谢永红.智能家居控制系统设计与实现[D].广东：华南理工大学，2018.
[3]章程.基于51单片机智能家居设计[J].智库时代，2019，（7）：282-288.