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鲜，已经广泛运用于平常百姓家中，所以有必要在国内推广。
1.2 国内外发展状况
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，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家中。
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。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单片机作为控制芯片，辅助键盘和显示，实现自动窗帘的多项智能项目。 自动窗帘控制系统设计过程主要分为以下几个章节：
（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。
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。 （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。 （3）软件设计：主要介绍了各项功能的设计流程。
（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，和对此设计发展前景的展望。
1.3 课题的目的任务和要求
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现性。
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，
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经济实用的器件来达到设计的需求。 智能窗帘主要有一下功能
（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闭处于任何一种状态；
（2）光敏控制：根据光的强弱，实现窗帘的自动开关。
（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。 （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。
第2章 系统方案论证
2.1 方案选取
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。
单片机的选择：
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：
(1)
MCS-51系列单片机
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、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、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、片内自带振荡器、片内单总线等功能部件。
（2）AT89C51单片机
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable 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
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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。外形及引脚的排列如图2-1所示：
图2.1 AT89C单片机外形及引脚排列
AT89C51单片机主要的特性如下： （1） 和MCS-51产品指令系统完全兼容
（2） 4K字节在线编程Flash存储器，1000次擦写周期 （3） 工作电压范围4.0～5.5V （4） 全静态工作模式：0～33MHz
（5） 三级程序存储器锁?内部RAM128×8字节 （6） 三十二个可编程IO口线?两个16位定时计数器 （7） 六个中断源
（8） 全双工串行UART通道 （9） 低功耗空闲和掉电模式 （10） 中断可从空闲模式唤醒系统 （11） 看门狗（WDT）和双数据指针 （12） 掉电标识和快速编程的特性 （13） 具有掉电状态下中断恢复功能
（14） 灵活的在系统编程（ISP字节或页写模式）
因为AT89C51单片机片内有4K字节的在线编程Flash存储器，而且可以擦写1000次，具有掉电模式，而且具有掉电状态下中断恢复功能，对设计开发非常实用。所以选用AT89C51单片机作为自动窗帘系统的控制单片机。
针对单片机控制的自动窗帘控制系统的智能化要求，实现其自动控制的方案有两种： 方案（一）基于温度检测以及声控检测器件的自动控制 方案（二）基于光照强度器件以及湿度检测器件的自动控制 方案（一）的系统框图如图2.2所示：
图2.2 方案（一）的原理框图
方案（二）的系统框图如图2.3所示：
图2.3 方案（二）的原理框图
这两个方案都是基于单片机控制的，采用步进电机控制以及液晶显示器，不同的设计部分在于检测器件的选取上。
方案（一）与方案（二）的区别主要在于检测器件的应用，方案（一）采用温度采集和声音检测原件，通过设定的温度来控制窗帘的开闭，以减少光照对室内的温度影响，利用声音控制虽然方便性有所提高，但是其误差较大。方案（二）采用的时钟模块实用性更强，且手动控制不容易出现误差。综合考虑以上因素，系统设计采用方案（二）。
2.2 总体设计方案
自动窗帘控制系统总体方案设计是基于满足设计要求的前提并且根据理论上的可实现性和硬件上的经济实用性，而进行设计的重要环节。本章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。 2.2.1 系统基本功能
伴随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高，人们对生活舒适性的追求越来越强烈，而窗帘在每个家庭生活是必备的，其基本功能是保护住户的隐私以及遮蔽阳光等。基于这些作用窗帘的便利性自然也收到家庭的关注。但传统的窗帘绝大部分是用手去开关，每天开关不仅不省力，而且还可能错过最佳的光照时间，尤其是大窗帘，比较重，而且长，在开
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闭时需要费很大力气才能开关窗帘，特别不方便。针对这种现象，自动窗帘遍由此产生。现有的窗帘基本上都可以利用按键控制，自动开关窗帘，虽然省了力气，但是有些方面的设计还是不够人性化。对此，本控制系统提出可以根据光照以及定时等开关窗帘，具体有一下几大功能：
（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闭处于任何一种状态；
（2）光敏控制：根据光的强弱，实现窗帘的自动开关。
（3）雨滴传感器控制：若传感器上有雨滴，则窗帘自动关闭，水干后，自动开启。 （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。 2.2.3 系统总体结构设计
自动窗帘控制系统设计的总体框图如图 2.4所示
图2.4 智能窗帘控制结构框图
通过传感器采集的信号利用信号校正电路放大，滤波后输入到AD转换器，传入的信号是由AT89C51单片机来控制，并且做出响应，以实现电机的正转、反转与停止。显示模块是用来显示时间以及自动窗帘控制器的各种状态。键盘作为输入设备，通过不同按键来控制显示
模块的显示内容和控制单片机的各种运转状态。
第3章 系统硬件分析设计
总体硬件包括单片机外围电路、AD转换电路，信号调理电路、检测电路、键盘显示接口电路、步进电机控制电路等模块。单片机外围电路提供各种模块所需的5V电源和时钟模块；信号检测后是模拟信号，经过调理放大进入AD转换后输出数字信号给单片机。
3.1 系统硬件总设计
自动窗帘控制系统设计的总体框图如图 3.1所示：
图3.1 自动窗帘控制系统设计总体框图
根据光照和雨滴来开闭窗帘的主要原理是用光敏电阻采集外界的光强度，从光传感器采集的信号利用信号校正电路放大，滤波后输入到AD转换器，由于AD转换器件的转换需要一定时间，一旦在短时间内信号发生变化，转换结果将会出现偏差，所以在转换期应该采用采样保持电路。传入的信号是由AT89C51单片机来控制，并且做出响应，以实现电机的正转、