基于单片机的遥控窗帘课程设计


    

    单片机应仿真训练设计报告

    基单片机遥控
    窗帘设计





    姓 名:
    学 号:
    专业班级: 11电气升班
    指导老师:  
    学院: 电气工程动化系


    2012年X月 X 日


    设计基单片机遥控窗帘采8位AT89S52单片机做控制器程序采C语言编程利直流电机正反转实现控制窗帘开关直流电机专驱动集成电路L298N驱动L298N属H 桥集成电路输出电流功率强输出功率达200W单片机控制芯片L298N端ENABLEA输入端IN1IN2达控制电机正转反转停止目线遥控模块PT2262PT2272 编码解码芯片组成线发送接收模块通PT2272接收输出端D0D1D2D3输出信号控制单片机利单片机控制L298N控制直流电机利霍尔传感器定时器计数器T0实现窗帘防卷磁钢吸附直流电机拖动转盘做磁场源霍尔器件位置磁场尚未达工作点前器件高电输出磁场增强工作点( Bop ) 时霍尔片输出电压UH 差分放器放送施密特触发器翻转导通门电路输出端高电变低电高低电变化计数器T0外部脉信号计数器计数次


    关键词:单片机直流电机L298N光耦线遥控霍尔传感器






















    目录
    1 概述 4
    1.1 单片机发展应背景 4
    1.2 基单片机遥控窗帘设计基求 4
    1.3 智遥控窗帘构架框图 5
    2 系统总体方案硬件设计 6
    2.1 动窗帘总体设计方案 6
    2.2 键控制模块 6
    2.3 线遥控模块 7
    2.4 驱动模块 8
    2.5 霍尔传感器测量模块 10
    3 Proteus软件仿真 11
    3.1 驱动模块仿真 12
    3.2 仿真结果 14
    4 课程设计体会 15
    参考文献 16
    附1 源程序代码 17
    附2 系统原理图 20










    1 概述
    1.1 单片机发展应背景
    计算机技术带科研生产许重飞跃微型计算机应已渗透生产生活方面中单片机问世久然体积廉价功强销售额年80速度增长性断提高适范围越越宽计算机应领域已占日益重位
    年着科学技术发展民生活水日益提高城市建设步伐加快栋栋居民楼写字楼宾馆拔起进入寻常百姓家电器品种数量愈愈家电器减轻家务丰富文娱生活提高生活质量……
    进步满足高水准生活需家电器产品性断更新挽代始初晶体电子模拟数字分立元件集成电路普通高性功型手动控制红外线遥控智化发展时窗帘作装修业缺少部分日益火爆起目前常窗帘轨道钢丝绳手拉式滑轮式部分高收入家庭采电动遥控轨道价格相昂贵普设计目标实现功全造价省够进入众生活款微电脑理红外遥控器控制功窗帘控制器符合发展趋势该窗帘控制器采AT89S52单片机系统设计控制直流电动机控制窗帘拉开关闭
    1.2 基单片机遥控窗帘设计基求
    采两组进行设计协作完成设计:
    (1)首先设计题目求制订方案
    (2)设计出硬件原理图
    (3)焊接电路
    (4)设计硬件软件调试直正确实现系统功
    设计系统功目标:
    1) 控制窗帘开关利直流电机正反转实现
    2) 防卷功
    3) 具线遥控手动键控制两种功
    4) 够指示运行状态
    设计目标设计基础量设计出实美观硬件电路智化性化程序设计总体更贴实际应综合性工艺造价符合实际应求
    1.3 智遥控窗帘构架框图
    AT89S51控制器程序采C语言编程利直流电机正反转实现控制窗帘开关直流电机专驱动集成电路L298N驱动L298N属H 桥集成电路输出电流功率强输出功率达200W单片机通光耦TLP5214控制芯片L298N端ENABLEA输入端IN1IN2达控制电机正转反转停止目光耦采砷化镓红外发光二极耦合光三极输入电信号驱动发光二极(LED)发出定波长光光探测器接收产生光电流进步放输出完成电—光—电转换起输入输出隔离作线遥控PT2262PT2272 编码解码芯片组成线发送接收模块通PT2272接收输出端D0D1D2D3输出信号控制单片机利单片机控制L298N控制直流电机利霍尔传感器定时器计数器T0实现窗帘防卷磁钢吸附直流电机拖动转盘做磁场源霍尔器件位置磁场尚未达工作点前器件高电输出磁场增强工作点( Bop ) 时霍尔片输出电压UH 差分放器放送施密特触发器翻转导通门电路输出端高电变低电高低电变化计数器T0外部脉信号计数器计数次
    系统分遥控模块驱动模块霍尔传感器测量模块键控制四模块关系图示:

    2.系统总体方案硬件设计
    2.1 动窗帘总体设计方案
    设计基单片机遥控窗帘采8位AT89S52单片机做控制器程序采C语言编程利直流电机正反转实现控制窗帘开关直流电机专驱动集成电路L298N驱动L298N属H 桥集成电路输出电流功率强输出功率达200W单片机通光耦TLP5214控制芯片L298N端ENABLEA输入端IN1IN2达控制电机正转反转停止目完成电—光—电转换起输入输出隔离作线遥控PT2262PT2272 编码解码芯片组成线发送接收模块通PT2272接收输出端D0D1D2D3输出信号控制单片机利单片机控制L298N控制直流电机利霍尔传感器定时器计数器T0实现窗帘防卷磁钢吸附直流电机拖动转盘做磁场源霍尔器件位置磁场尚未达工作点前器件高电输出磁场增强工作点( Bop ) 时霍尔片输出电压UH 差分放器放送施密特触发器翻转导通门电路输出端高电变低电高低电变化计数器T0外部脉信号计数器计数次
    2.2 键控制模块


    应硬件电路键分K1表示键作外部中断0触发脉K2表示外部中断1触发脉K3表示P10键停止
    作独立模块键实现执行电机正转反转停止功中键K1(外部中断0触发脉)程序执行外部中断0中断服务程序键K2(外部中断1触发脉)程序执行外部中断1中断服务程序键K3(应P10口)电机停止正转者反转停止窗帘移动
    23 线遥控模块
    线遥控模块采PT2262PT2272 编码解码芯片做成线发送接受模块编码芯片 PT2262 发出编码信号:址码数码步码组成完整码字解码芯片PT2272 接收信号址码两次较核VT 脚输出高电时相应数脚输出高电果发送端直住键编码芯片会连续发射发射机没键时PT2262 接通电源17 脚低电315MHz 高频发射电路工作键时PT2262 电工作第17 脚输出调制串行数信号17 脚高电期间315MHz 高频发射电路起振发射等幅高频信号17 脚低期间315MHz 高频发射电路停止振荡高频发射电路完全收控PT2262 17 脚输出数字信号高频电路完成幅度键控(ASK 调制)相调制度100%调幅
    PT2262PT2272 特点:
    (a)CMOS 工艺制造低功耗
    (b)外部元器件少
    (c)RC 振荡电阻
    (d)工作电压范围宽:2615v
    (e)数达6 位
    (f)址码达531441 种

    通常中般采8 位址码4 位数码时编码电路PT2262 解码PT2272 第1~8 脚址设定脚三种状态供选择:悬空接正电源接三种状态3 8 次方6561址编码重复度6561 组发射端PT2262 接收端PT2272址编码完全相配遥控模块生产厂家便生产理出厂时遥控模块PT2262 PT2272 八位址编码端全部悬空样户方便选择种编码状态户果想改变址编码PT2262 PT2272 1~8 脚设置相例发射机PT2262 第1 脚接第5 脚接正电源引脚悬空接收机PT2272 第1 脚接第5 脚接正电源引脚悬空实现配接收两者址编码完全致时接收机应D1~D4 端输出约4V 互锁高电控制信号时VT 端输出解码效高电信号户信号加级放便驱动继电器功率三极等进行负载遥控开关操
    程中GND端接Vss接+5V电源D0D1D2D3分引单片机引脚VT悬空遥控发送模块键A时万表测D0应引脚低电翻转高电样遥控发送模块键B时万表测D1应引脚低电翻转高电遥控发送模块键C时万表测D2应引脚低电翻转高电遥控发送模块键D时万表测D3应引脚低电翻转高电根电变化控制相关模块
    24 驱动模块
    恒压恒流桥式2A驱动芯片L298NL298SGS公司产品较常见15脚Multiwatt封装L298N部样包含4通道逻辑驱动电路方便驱动两直流电机两相步进电机L298N芯片驱动两二相电机驱动四相电机输出电压高达50V直接通电源调节输出电压直接单片机IO口提供信号电路简单较方便
    L298N接受标准TTL逻辑电信号VSSVSS接4.5~7 V电压4脚VS接电源电压VS电压范围VIH+2.5~46 V输出电流达2.5 A驱动电感性负载1脚15脚发射极分单独引出便接入电流采样电阻形成电流传感信号L298驱动2电动机OUT1OUT2OUT3OUT4间分接电动机实验装置选驱动台电动机571012脚接输入控制电控制电机正反转EnAEnB接控制端控制电机停转表1L298N功逻辑图



















    (1)虚线框图1控制电机正反转U1AU2A较器VI炉体压强传感器电压VI>VRBF1时U1A输出高电U2A输出高电反相器变低电电机正转理VI<VRBF1时电机反转电机正反转控制抽气机抽出气体流量改变炉体压强
    (2)虚线框图2中U3AU4A两较器组成双限较器VB<VI<VA时输出低电VI>VAVI<VB时输出高电VAVB炉体压强转感器转换电压限反应炉体压强控制范围根工艺求行规定VAVB值炉体压强VAVB确定范围间电机停转(注意VB<VRBF1<VA果范围系统稳定)
    (3)虚线框图3长延时电路U5A较器Rs1采样电阻VRBF2电机流电压Rs1电压VREF2电机流U5A输出低电面知框图1控制电机正反转框图2控制炉体压强纹波炉体压强太太时电动机转两端固定位置停止根直流电机稳态运行方程[3]:
    U=CeФN+RaIa
    中Ф电机极磁通量 Ce电动势常数 N电机转数Ia电枢电流Ra电枢回路电阻
    电机转数N0电机电流急剧增加时间长会电机烧坏电机起动时电机中线圈中电流急剧变必须两种状态分开长延时电路两种状态区分出长延时电路工作原理:Rs1流U5A产生负脉微分脉触发5552脚电路置位3脚输出高电放电端7脚开路C1R5U6A组成积分器开始积分电容C1充电电压线性升延时运放积分常数100R5C1C1充电电压6脚电压超2/3 VCC555电路复位输出低电电机启动时间般0.8 sC1充电时间般0.8~1 sU5A输出电5553脚输出电U7相果U5A输出低电C1充电时间U7C1充电输出低电门U8输入L298N6脚ENA端电机停止果U5A输出电C1充电时间6脚动作电机正常启动长延时电路吸收电机启动流电压波形电机正常启动
    图引脚图:

    115脚输出电流反馈引脚L293相通常中两引脚直接接图51单片机连接电路图


    应时VssVs引脚接+5VENA选择第组输入IN1IN2GNDSENSE ASENSE B接IN1IN2光耦发射极引出Output 1 Output 2受IN1IN2控制做输出端控制直流电机正转反转停止
    25 霍尔传感器测量模块
    根霍尔效应制成霍尔传感器仅磁场测量量磁场工作媒体物体种运动参量转变电压输出动控制种物理量测量中量应集成霍尔传感器霍尔片放器组成根应需加温度补偿电路稳压电源施密特触发器开关电路等加附加器件应特性相 集成霍尔传感器特点体积频响宽动态特性外围电路求简单寿命长价格低廉器件输出电压器件位置磁场强度成线性关系 SS95A 系列MLX90215 系列运类器件时选取适磁钢磁钢起运动物体位置位移速度角度等信息电信号形式传感出达动测量控制目霍尔器件位置磁场尚未达工作点前器件高电输出磁场增强工作点( Bop ) 时霍尔片输出电压UH 差分放器放送施密特触发器翻转导通门电路输出端高电变低电称开状态 反磁场减释放点( Brp ) 时门电路输出端截止低电变高电 称关状态 常见霍尔开关UGN3109A44E US5881 该传感器定强度磁场起作抗干扰力强应广泛磁场超工作点时输出导通低电磁场变完全撤消输出状态保持变必须施加反磁场达释放点输出截止转高电见具锁存记忆功 常见集成霍尔锁存器UGN3075 US1881
    US1881两种封装形式:


    磁钢霍尔传感器前面重复消磁励磁程中OUT端会输出电变化信号作计数器T0外部脉整系统根霍尔传感器磁钢起产生外部脉T0计数特性实现窗帘防卷功整设计关键点实现窗帘智化

    3. Proteus软件仿真
    3.1 驱动模块仿真
    仿真程序
    #include
    #define uint unsigned int
    sbit P10P1^0
    sbit P14P1^4
    sbit P15P1^5
    sbit AKP0^0
    sbit BKP0^1
    sbit CKP0^2
    sbit P11P1^1

    sbit IN1P2^0
    sbit IN2P2^1

    void Motor_zheng()
    {
    IN11
    IN20
    }
    void Motor_fan()
    {
    IN10
    IN21
    }
    void Motor_ting()
    {
    IN11
    IN21
    }

    void delay(uint z)
    {
    uint xy
    for(xzx>0x)
    for(y110y>0y)
    }

    void key()
    {
    if(P140)
    {
    delay(10)
    if(P140)
    {
    while(P14)
    Motor_zheng()
    }
    }

    if(P150)
    {
    delay(10)
    if(P150)
    {
    while(P15)
    Motor_fan()
    }
    }

    if(P100)
    {
    delay(10)
    if(P100)
    {
    while(P10)
    Motor_ting()
    }
    }

    }
    void main(void)
    {

    EA1
    EX01
    while(1) PWM周期100高电100 PWM_T 低电PWM_T低电工作
    {
    delay(2)
    key()
    if((AK1|P140)&&(P101&&CK0&&P111))
    {
    Motor_zheng()
    delay(2)
    }
    if((BK1|P150)&&(P101&&CK0&&P111))
    {
    Motor_fan()
    delay(2)
    }
    if((P100)||(CK1)||(P110))
    {
    Motor_ting()
    delay(2)

    }

    }
    }

    32 仿真结果
    键K2电机正转键K3电机反转键K1电机停止




    4.课程设计体会
    通次单片机课程设计真受益匪浅动手力合作力定培养感谢领导老师提供次宝贵实践机次设计程中第次接触实物硬件设计焊接动手软件编程断调试终完成课程设计劳动成果出高兴着设计思想求运行起然中问题
    第够细心粗心意焊错线课理熟悉导致编程出现错误
    第二学态度次课程设计学态度次检验次单片机综合课程设计第心体会作名工程技术员求具备首素质绝应该严谨次设计遇半问题数够严谨
    第三做认识做什事情足够坚强足够毅力决心足够挑战困难勇气没什办
    次课程设计然取定收获方面进步改进完善遥控器C键灵敏必须接收模块天线接受信号次设计没光控电路果加光控电路光线较暗时候动开窗帘二光线较强时候够动关窗帘设计会更加完善通次单片机课程设计加深单片机理理解理应实际中













    参考文献
    [1]单片机原理应技术中国矿业学出版社 作者:余发山 王福忠
    [2]21IC电子网
    [3]单片机PIC学网
    [4]豆丁网
    [5]单片机学网
    [6]彭伟 单片机C语言程序设计实训100例2009
    [7]康华光电子技术基础—模拟部分2005
    [8]丁元杰单片微机原理应 2003年7月
    [9]徐福成赵会成电子制作2004年合订动手搭建单片机学开发系统 2008
    [10]李光飞楼然苗胡佳文等单片机课程设计实例指导北京航空航天学出版社2004














    附1 源程序代码
    #include
    #define uint unsigned int
    sbit P10P1^0
    sbit P14P1^4
    sbit P15P1^5
    sbit AKP0^0
    sbit BKP0^1
    sbit CKP0^2
    sbit P11P1^1

    sbit IN1P2^0
    sbit IN2P2^1

    void Motor_zheng()
    {
    IN11
    IN20
    }
    void Motor_fan()
    {
    IN10
    IN21
    }
    void Motor_ting()
    {
    IN11
    IN21
    }

    void delay(uint z)
    {
    uint xy
    for(xzx>0x)
    for(y110y>0y)
    }



    void key()
    {
    if(P140)
    {
    delay(10)
    if(P140)
    {
    while(P14)
    Motor_zheng()
    }
    }

    if(P150)
    {
    delay(10)
    if(P150)
    {
    while(P15)
    Motor_fan()
    }
    }

    if(P100)
    {
    delay(10)
    if(P100)
    {
    while(P10)
    Motor_ting()
    }
    }

    }
    void main(void)
    {

    EA1
    EX01
    while(1) PWM周期100高电100 PWM_T 低电PWM_T低电工作
    {
    delay(2)
    key()
    if((AK1|P140)&&(P101&&CK0&&P111))
    {
    Motor_zheng()
    delay(2)
    }
    if((BK1|P150)&&(P101&&CK0&&P111))
    {
    Motor_fan()
    delay(2)
    }
    if((P100)||(CK1)||(P110))
    {
    Motor_ting()
    delay(2)

    }

    }
    }





    附2 系统原理图

    河南理工学课程设计
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    1377    0

    文档贡献者

    z***u

    贡献于2022-11-17

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