第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
21世纪是信息化的时代，知识与科技成为时代的潮流，在它们的推动下，智能化也因此得到了很大的发展，其作用在社会生活中日益得到彰显。智能控制系统主要利用计算机技术、网络通信技术、综合布线技术等现代化技术的有机结合而发挥作用。在通信技术、计算机技术、网络技术、智能控制技术的迅猛发展潮流下，家庭生活实现了现代化与智能化，居家环境也变得更加舒适与安全。智能化控制的工作原理自然离不开运算和控制单元，而该系统采用的主控器件AT89C52，正是运算与控制单元的集合体。系统的整体主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分由单片机扩展的外围电路以及各种实现单片机系统控制功能的接口电路组成；软件部分主要由单片机系统实现其特定控制功能的各种程序组成。本设计中介绍了自动窗帘控制系统的硬件构成以及软件设计过程，以尽最大可能满足不同人对窗帘开闭的不同需求。同时，系统在针对人们一般需求的设计开发外，还提出多种解决方案，在考虑到经济性和简便性的前提下，可以供日后对控制系统的功能进行扩展。
1.2 基本内容安排
该设计通过分析电动窗帘的现状和人们对自动窗帘控制系统的功能的需求，从而对自动窗帘控制器进行总体的设计。系统的总体设计采用以步进电机作为单片机控制元件，执行窗帘开闭的主要任务；以光敏电阻作为检测元件，以提供单片机外界光照的变化；89C52单片机作为主控制芯片，控制着整个系统的运行，此外，辅助以键盘和显示电路，在各个电路模块的配合下最终实现了自动窗帘控制系统的智能化要求。
自动窗帘控制系统设计过程主要分为一下几个章节：
（1）绪论：介绍目前国内外电动窗帘的发展现状和研究的目的和意义。
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（2）总体设计方案：概括自动窗帘控制系统的的总体设计方案选取以及硬件设计的总况。
（3）硬件设计：采用89C52单片机作为控制核心，并且辅助以外围电路，其中包括电源电路，定时电路，步进电机控制电路，键盘/显示电路等一系列相关电路。
（4）软件设计：介绍各个功能模块的的设计流程以及设计思路。 （5）总结：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。
1.3 设计思想及基本功能
该系统具有一般的窗帘控制系统的最基本的功能，即通过电动按钮来开闭窗帘，在此基本功能的前提下，本设计根据需求还设计了可以根据光照强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，该系统本着简单实用经济的思想，尽量简化电路设计，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要求。
自动窗帘控制系统具有以下几个基本功能：
（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）光照自动控制：系统可以根据用户设定的光照强度值通过感光器采集光照自动开光窗帘；
（3）时间控制：此功能是根据用户设定的时间一次性开关窗帘，并显示当前温度。
（4）温度报警系统：可以自行设置温度报警温度。 （5）时间显示及闹钟系统：可以自行设置闹钟时间。 （6）手动自动控制按键随时切换。
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第2章 总体电路设计及其原理说明
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，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）基于光照强度器件的自动控制
这二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，不同的设计部分在于检测器件的选取上。 方案（一）的系统框图如图2.1：
键盘模块 电源模块 89C52 液晶模块 光检测 温度检测 图2.1 方案（一）的原理框图
方案（二）的系统框图如图2.2。
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光线采集模块 信号处理 蜂鸣器报警 DS1302时钟 DS18B20温度 手动按键输入 单片机实时时钟显示 实时温度显示 电动机正反转
图2.2 方案（二）的原理框图
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元件，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。综合考虑以上因素，系统设计采用方案（二）。
2.2总体方案设计
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
随着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，窗帘作为每个家庭生活中最必须的家居用品之一，自然也需要满足人民更舒适性的需求。窗帘最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开关，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，比较长，而且重，用时需要很大的力才能开关窗帘，特别不方便；于是电动窗帘应运而生。现有的电动窗帘都可以自动开关闭窗帘，到了时间自动
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控制窗帘的开关，可以根据光的但是他们也有些缺点。窗帘控制器的自动开关如何让窗帘能够开关自如，停机的时间是否到位。
电动窗帘主要有以下几大功能：（1）手动控制：该功能使电动窗帘具有手动正传、手动反转 和手动停止的功能。而且增加了工作状态指示，电机工作在正传、反转和停止状态的时候，发光二极管管均有不同工作状态指示。（2）自动控制：根据光照强弱来控制窗帘的打开与关闭。（3）时间控制 “天黑关闭，天亮打开”具有智能管理，不产生误动作。窗帘的正转、反转和停止功能可由单片机输出电平来控制步进电机的运转以实现。环境亮度的控制通过光敏电阻和运放组成的电路来控制单片机输出电平继而控制电机的正转和反转。时间自动控制可以由定时器来控制
2.2.2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2.3所示。
光敏传感器 信号调节电路 控制信号 AT89C52 显示模块 键盘模块 步进电机 图2.3 电动窗帘控制器结构框图
根据光照来开闭窗帘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，滤波后输入单片机。传入的信号由89C52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单片机进行各种运转状态。
第3章 硬件分析与设计
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