基于AT89C52单片机的红外遥控窗帘电路的设计

毕业论文声明

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3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。

4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。

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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

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注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

教研室（或答辩小组）及教学系意见

摘要

本文设计了一种基于AT89C52单片机的红外窗帘控制器，系统分为两个部分，一是红外遥控器部分，分别设置了启动/停止、打开、关闭、速度减小、速度增加和自动6个按键，当不同的按键被按下时红外发射二极管便发出不同的按键编码。二是接收控制器部分，其功能是用单片机通过一体化红外接收头接收遥控器发出的编码并进行解调，然后根据编码的功能来控制步进电机的运行状态。系统包括手动和自动两种模式，在手动模式下可通过按键来控制窗帘的打开，关闭或停止。在自动模式下可根据室内光线的强度自动控制窗帘的打开或关闭。从而实现手动和自动控制窗帘的目的。

关键词：单片机；红外；遥控；窗帘

Abstract

This design is an infrared curtain controller based on the STC89C52 single chip micro computer. The system can be divided into two parts. The first part is the IR remote control which sets the 6 buttons of start/stop, open, close, slow down, speed up and automatic. The infrared emitting diode will send different code when different button is pressed. The second part is the receiving controller which would make use of the single chip micro computer to receive the code sent by the remote control through the integrated infrared receiver and make demodulation. Then it would control the running situation of the stepping motor according to the functions of the code. The system includes two kinds of models manual and automatic. Under the manual model, you can make the curtain be opened, closed or stopped by pressing the buttons. Under the automatic model,opening or closing the curtain can be controlled automatically according to the intensity of the indoor light. In this way, the curtain can be controlled manually and automatically.

Key words: Single chip micro computer；infrared；remote control；curtain

目录

第1章绪论 (1)

1.1遥控窗帘国内外发展现状 (1)

1.2遥控窗帘的优势与特点 (2)

第2章单片机的介绍 (4)

2.1 单片机简介 (4)

2.2 单片机的特点 (4)

2.3 单片机的应用 (5)

2.4 单片机AT89C52的结构原理 (5)

第3章系统总体设计 (10)

3.1 系统硬件电路设计 (11)

3.1.1 红外发射模块 (11)

3.1.2 红外接收模块 (12)

3.1.3 显示模块 (13)

3.1.4 光控模块 (16)

3.1.5 步进电机驱动模块 (17)

3.1.6 窗帘框架构造设计 (19)

3.2 系统软件设计 (20)

3.2.1 红外遥控器的编码 (20)

3.2.2 二进制信号的调制 (21)

3.2.3 二进制信号的解码 (22)

3.2.4 红外遥控器模块程序设计 (23)

3.2.5 红外接收模块程序设计 (25)

3.2.6 LCD1602模块程序设计 (27)

第4章系统调试 (30)

第5章结束语 (32)

参考文献 (33)

附录 (354)

Ⅰ：红外遥控器系统电路原理图 (354)

Ⅱ：红外接收控制器系统电路原理图 (365)

Ⅲ：源程序 (376)

致谢 (453)

第1章绪论

1.1遥控窗帘国内外发展现状

近几年来，随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高，城市化建设的步伐也在不断的加快，一栋栋居民楼、写字楼、酒店拔地而起。智能家居已经覆盖家庭自动化，家庭网络，信息家电等几大块，随着高新技术及电子器件的发展，光控，温控，及遥控技术应运而生，给人们的生活带来了很大的方便，同时也为人们的生活环境以及智能家居的实现提供了依据。

单片机控制的红外窗帘控制器，既能解决每天用手打开或关闭窗帘的不便，又显示出了生活的档次，同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关，以调节室内的光线，更进一步地满足了人们的享受要求。所以该产品能形成大规模生产，很快会普及全国市场，产生巨大的经济效益；另外，该窗帘控制器除了能在广大市民住宅区使用外，还可以广泛应用于别墅、公寓、宾馆、饭店、写字楼、歌舞厅、影剧院、会议厅、银行、学校、医院等各种公共场所，因此该产品具有广阔的市场前景。

红外窗帘控制器在我国还刚刚兴起，但其发展前景广阔，推广和应用自动窗帘系统具有重要的现实意义。其一，改变人们的生活方式。单片机控制的红外窗帘控制器具有丰富的智能化功能，为家庭用户营造一个高效、舒适、便利、环保的居住环境。单片机控制的红外窗帘控制器只用一个多功能遥控器就能控制住房的窗帘开关问题，给人们的日常生活带来了极大的方便。这些都将改变人们传统的生活方式，并提高了人们的生活质量。其二，牵动一大批产业。单片机控制的红外遥控窗帘产品面向家庭用户，其应用市场是庞大的，发展前景也是广阔的，必将吸引大批有远见的各类企业介入，从而牵动一大批产业的发展。

这里最先受益的应该是房地产业，单片机控制的红外窗帘控制器不仅是一个很好的概念与“卖点”，同时也是直接提升住宅档次的一个条件，这将会给房地产商带来新的利润空间。在家居集成化、网络化的趋势下，家居集成也成为一种潮流，许多更专业的、美观的、智能化的家居集成产品相继出现。其三，开拓一个崭新的市场。红外窗帘控制器牵动了许多的行业，它将不仅仅是目前的IT系统集成商或建筑弱电工程总包商的市场，而且是专业公司和智能化装饰公司的市场。

在欧美等发达国家，红外遥控窗帘已广泛应用。在10年前，遥控窗帘就已经进入我国，可一直没有大的推广，这两年，随着电控技术的不断提高及价格的不断下降，遥控窗帘热才又卷土重来。据了解，全国共有170多种电动窗帘器获得了国家专利，但就其技术本身而言，还是大同小异，但售价却有很大差别，贵的要数千元，便宜的只要500块。

尽管红外窗帘控制器在国内是一个新兴的行业，但是，它也正以不可抵挡之势迅速崛起。红外窗帘控制器走进中国以来，在短短四年的时间里，其生产商由最初的几家公司增加到如今的百余家企业，其行业发展之迅速是目前国内任何其它行业所无法比拟的。目前，我国红外窗帘控制器生产厂商、分销商、集成商与装饰公司都形成了相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足红外窗帘控制器行业，如青岛海尔、清华同方、TCL等，并涌现出一些较具影响力的智能家居专业厂商，如上海索博智能电子有限公司、北京九州易居科技有限公司、天津瑞朗智能家居电子科技有限公司、深圳市正星特科技有限公司等。红外遥控窗帘产品已开始走进中国的家庭。具报道，我国2004年售出商品房1.9亿m2，如果每20m2需要一套窗帘架产品，仅此一项就可以年新增窗帘架产品近千万套以上，年新增窗帘架产品市场需求将不低于2000万套。如果单片机控制的红外窗帘控制器的销售占市场的5%左右，就可实现年产值上亿元。

随着红外遥控窗帘热潮在世界范围内的日渐兴起，随着中国电子技术的飞速发展，人们生活水平的不断提高以及智能电子技术在生活中的广泛应用，红外遥控窗帘已经成为未来家居装饰潮流发展的最新方向，在不久的将来，没有红外遥控窗帘系统的住宅肯定不合潮流。从目前的发展趋势来看，在未来的20年时间里，红外遥控窗帘行业将成为中国的主流行业之一，其市场的发展前景是非常广阔的。

1.2遥控窗帘的优势与特点

智能家居系统是一个大的社会系统工程，我们应当加快我国智能家居标准化进程。遥控窗帘系统作为智能家居中一个很重要的部分，需要在我国智能家居这一领域，建立起一个具有中国特色的新兴、健康的产业链，让自动窗帘系统在我国并不是远在天边，而是近在眼前。现有的遥控窗帘机的控制方式有固定式开关控制、遥控、光控、声控等，其中以前两种形式居多。就实用程度和经济角度来说，用遥控方式较好，因为这样可以省去频繁用手去拉窗帘的繁琐，睡在床上就

能控制窗帘的开关，既方便又节能，所以我想利用价格相对便宜的AT89C52单片机作为主要控制器件来完成本系统的设计。该系统主要有如下几方面的特点：（1）红外遥控器和红外接收控制器均采用价格相对便宜的AT89C52单片机作为主控芯片，这样既方便又实惠。

（2）采用红外遥控方式，控制灵活方便，不会干扰其它电器的正常工作，也不会影响邻近的无线设备。

（3）具有两种控制方式分别为手动控制方式和自动控制方式。

（4）设置有位置传感器用来检测窗帘的打开程度，当窗帘完全打开或完全关闭时窗帘会自动停止，防止损坏电机。

（5）体积小、结构简单、灵敏度高、抗干扰性强、经济实用、工作可靠。

第2章单片机的介绍

为了使红外窗帘控制器在实际使用过程中方便快捷，能够发挥较高的性能，为此在该系统上配备了液晶显示模块使操作具有可见性。以AT89C52单片机作为整个系统的核心芯片，控制其它模块来完成各种操作；红外一体化接收头负责接收遥控信号；ULN2003A用来驱动步进电机；光敏电阻模块用来检测光照的强度，根据光线的强弱来控制窗帘的打开或关闭。

2.1 单片机简介

将中央处理器（Central Processing Unit ,CPU）,随机存储器，只读存储器，中断系统，定时器/计数器以及I/O接口电路等微型计算机的主要部件集成在一块芯片上，使其具有计算机的基本功能，即单片微型计算机（Single Chip Micro Computer,SCMC）,简称单片机[1]。

由于单片机的指令功能是按照工业控制的要求设计的，所以单片机又称为微控制器(Micro Controller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示，单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用，手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都有单片机的身影。

2.2 单片机的特点

（1）采用面向控制的指令系统。为满足控制的需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是具有很强的位处理能力。

（2）单片机的I/O引脚通常是多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法。引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。

（3）单片机的外部扩展能力强。在内部的各种功能部分不能满足应用需求时，均可在外部进行扩展，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来极大的方便和灵活性。

（4）体积小，成本低，运用灵活，易于产品化，它能方便的组成各种智能化的控制设备和仪器，做到机电一体化。

（5）面向控制，能有针对性的解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。

（6）抗干扰能力强，适用温度范围宽，在各种恶劣的环境下都能可靠的工作。

（7）可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。

2.3 单片机的应用

可以说，二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉，这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制，因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及遥控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域[2]。

2.4 单片机AT89C52的结构原理

AT89C52实物图如图2-1所示。

图2-1 AT89C52实物图

(1) AT89C52的内部结构图

AT89C52的内部结构图如图2-2所示。

地址总线/数据总线

图2-2 A89C52内部结构图

(2) AT89C52的主要性能

AT89C52是ATMEL公司生产的带4K字节闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)的8位单片机，它具有如下主要特性[3]：

与MCS-51产品完全兼容。

具有4K可在系统编程的Flash内部程序存储器，可擦/写1000次。

全静态操作：0Hz～24MHz。

三级程序存储器加密。

128字节内部RAM。

32根可编程I/O引线。

两个16位定时器/计数器。

6个中断源。

可编程串行UART通道。

低功耗空闲模式和掉电模式。

(3) AT89C52各引脚功能

AT89C52单片机引脚图如图2-3所示。

AT89C52是一个有40个引脚的芯片，采用双列直插(DIP)方式[4]。

（1）电源引脚:

a) Ucc--接5V电源正端。

b) Uss--接5V电源地端。

（2）外接晶振引脚:

a) XTAL1(19引脚)。接外部晶振和微调电容的一端，与单片机片内震荡电

路一起，产生由外部晶振决定的震荡频率。接内部反向放大器的输入端，使用外部时钟时，该引脚输入外部时钟脉冲。

b) XTAL2(18引脚)。接外部晶振和微调电容的另一端，接内部反向放大器

的输出端，使用外部时钟时，该引脚接地。

（3）制信号引脚:

a) RST/Upd:复位/备用电源。

RST（Reset）功能：复位信号输入端，高电平有效。

Upd功能：备用电源输入端，保持内部RAM中的数据不丢失。

b) ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。

ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址。

PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

c) PSEN:片外程序存储器读选通信号输出端，每个机器周期输出两个负脉

冲，低电平有效。

d) EA/Upp:

EA为片外程序存储器选择输入端。低电平时使用片外程序存储器，为

高电平时，使用片内程序存储器。

Upp为片内程序存储器编程电压输入端。

e) 输入输出引脚：P0、P1、P2、P3共四个八位I/O口。

P0口是一个 8位漏极开路的I/O口，当CPU以总线方式访问片外存储

器时，P0口分时的输出低8位地址，读入指令和输入/输出数据，此时

PO口可以驱动8个LS型TTL负载。当P0口作为一般I/O口时，为准

双向口，并且作为输出时必须接上拉电阻。

P1口是一个内部有上拉的8位准双向I/O口，作为一般I/O口使用，

可以驱动4个LS型TTL负载。对于增强型单片机，P1.0、P1.1还有第

二功能，第二功能的信号分别为T2和T2EX。T2(P1.0)：定时器/计数

器2的计数脉冲输入和时钟输出。T2EX(P1.1)：定时器/计数器2的重

装、捕获和计数方向控制输入。

P2口是一个内部有上拉的8位I/O口。当CPU以总线方式访问片外存

储器，P2口输出高8位地址。作为一般I/O口使用时，为准双向I/O

口，可以驱动4个LS型TTL负载。

P3口：P3口也是一个内部有上拉的8位I/O口,还是一个双功能口。

作为一般I/O口使用时，为准双向I/O口，可以驱动4个LS型TTL负

载。各引脚第二功能如表2-1所示。

表2-1P3口各引脚第二功能定义