28-基于51单片机的智能窗帘设计

具体实现功能

系统由STC89C51+1602液晶+步进电机+光敏电阻+按键模块+DS1302时钟模块+ADC0832模块+电源构成。

1、LCD1602显示日期和时间、当前控制模式及光照强度；

2、可通过按键切换：手动模式、定时模式、光控模式；

3、手动模式：通过开窗帘和关窗帘键对窗帘进行控制；

4、定时模式：通过按键设置开窗帘和关窗帘的时间；

5、光控模式：光照强度大于设置值时开启窗帘，否则关闭；

6、步进电机正转半圈，模拟开窗，红色LED灯点亮；电机反转半圈，模拟关窗，红色LED灯熄灭。

按键说明： 

按键1：切换模式（在手动模式、定时模式、光控模式循环切换）

按键2：进入当前时间的设置（年、月、日、时、分的设置）

按键3：进入定时时间和光控阈值大小的设置

按键4：减（手动关闭窗帘）

按键5：加（手动开启窗帘）

设计背景

智能家居以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，尽显便捷将家中的各种设备（如音视频设备、照明设备、窗帘控制、空调控制、网络家电等）通过家庭网络连接到一起。与普通家居相比，不仅具有传统的居住功能，提供安全舒适的家庭生活空间，还能提供全方位的信息交互功能，优化人们的生活方式。

随着社会信息化的加快，人们的工作、生活和通讯、信息的日益紧密。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的时候，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。人们对家居的要求早已不是物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。 

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。

硬件设计

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。

软件设计

软件设计思路：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。然后根据不同的模式，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。

原理图

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。

程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。

仿真实现

本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。