0414-基于单片机的智慧窗帘控制系统设计

自动控制属于电子及信息科学的一个重要分支，并且在现代家居中有着较好的目前发展前景。目前，家庭居住环境的采光及避光问题主要采用的是手动开闭窗帘，手动开闭不仅费力而且很多方面不够人性化，可能对用户造成一定的困扰，窗帘控制系统可以解决这些问题。

功能描述

1、采用51单片机作为控制单元，LCD1602液晶进行数据显示；

2、万年历时间显示(DS1302)：年/月/周/日/时/分/秒，掉电记忆/再次上电无需调时；

3、温度显示/超标报警(DS18B20)：可以通过自行设置温度报警阈值；

4、烟雾超标报警(MQ2)：可以自行调节烟雾报警阈值；

5、光强控制窗帘(光敏电阻)：可根据设定的光强值通过感光器采集光照自动开/关窗帘，同时当监测光强值小于设置光强值时，将开LED进行照明；

6、手动控制窗帘(ULN2003)：可根据个人需求通过按键进行窗帘的开/关，此功能可以使窗帘的开闭处于任何一种状态；

7、定时控制窗帘(步进电机)：可根据设定的时间一次性开/关窗帘；

按键说明

K1：进入一级设置菜单；一级设置菜单下，进入选中的二级设置菜单；二级设置菜单下，切换设置参数位；

K2：一级设置菜单下，下翻菜单；二级设置菜单下，当前选择参数设置值+1；手动模式下，控制电机逆时针转动；

K3：一级设置菜单下，上翻菜单；二级设置菜单下，当前选择参数设置值-1；手动模式下，控制电机顺时针转动；

K4：退出当前所处的菜单；

K5：切换模式-手动/自动；

整体方案

从人们对系统功能需求出发，在综合考虑各种因素的情况下，设计出自动控制系统的总体构架，并且在基本功能需求的基础上尽可能考虑系统的可扩展性。

电路设计

采用Altium Designer作为电路设计工具。Altium Designer通过把原理图设计、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。

P0端口（P0.0-P0.7）：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每个引脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口，用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3端口（P3.0-P3.7）：P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

仿真设计

采用Proteus作为仿真设计工具。Proteus是一款著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。

主程序设计

void main()
{	init_eepom();		 //初始化EEPROMinit_1602();		 //lcd1602初始化init_1602_dis_csf(); //lcd1602初始化显示init_ds1302_io();	 //初始化ds1302Ioinit_time0();		 //初始化定时器menu_1_break();	     //菜单初始界面init_ds1302();		 //ds1302初始化temperature1 = read1_temp();  //读温度1delay_1ms(650);while(1){key();			 //按键程序if(key_can < 10){key_with();	}shoudong_kaiguan();	  //手动开关窗帘if(flag_200ms == 1){		flag_200ms = 0;temperature1 = read1_temp();  //读温度1	环境温度if(temperature1 >= 99)temperature1 = 99;zinengchuanglian_dis();	  //智能窗帘处理函数guanxian = ad0832read(1,0) * 9.0 / 255;if((menu_1 == 0)){read_time();		  //读时间init_1602_ds1302();   //显示时钟write_sfm_18b20(2,13,temperature1);	//显示温度write_sfm1(2,0,guanxian);	//显示温度if(guanxian <= guanxian_set)LED=0;elseLED=1;if((temperature1 >= t_high)||(yw==0))beep =	~beep;   //蜂鸣器温度烟雾报警else beep = 1;        }}bujindj();	 //步进电机函数}
}

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