基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现

基于51单片机的智能窗帘控制系统设计与实现

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/qq_58404700/article/details/145601930

本文设计并实现了一种基于51单片机的智能窗帘控制系统。该系统通过检测光照和温度，实现窗帘的自动开启和关闭，同时支持手动模式下的窗帘控制。系统主要由STC89C52单片机、电机驱动模块、光敏电阻、温度传感器、按键、LCD1602显示模块、指示灯和电源等组成。系统具有操作简便、功能丰富、成本低廉等优点，适用于多种智能家居场景。

系统总体设计

系统主要由以下几个部分组成：

• STC89C52单片机：作为主控芯片，负责系统的控制和数据处理。
• 电机驱动模块：用于驱动窗帘电机，实现窗帘的开启和关闭。
• 光敏电阻：用于检测环境光照强度。
• 温度传感器：用于检测环境温度。
• 按键：用于用户操作，实现模式切换和手动控制。
• LCD1602显示模块：用于显示系统状态信息。
• 指示灯：用于指示系统状态。
• 电源：为系统提供稳定的电源。

硬件设计

STC89C52单片机

STC89C52是51系列单片机的一种，具有8K字节的Flash存储器，256字节的RAM，32个I/O口，2个16位定时器/计数器，5个中断源等。在本系统中，STC89C52作为主控芯片，负责控制电机驱动模块、光敏电阻、温度传感器、LCD1602显示模块等组件的工作。

电机驱动模块

电机驱动模块用于驱动窗帘电机，实现窗帘的开启和关闭。电机驱动模块通过单片机的I/O口控制电机的正反转，从而实现窗帘的开启和关闭。电机的正转和反转分别对应窗帘的开启和关闭。

光敏电阻

光敏电阻是一种光敏元件，其阻值随光照强度的变化而变化。在本系统中，光敏电阻用于检测环境光照强度，通过单片机的ADC模块将光敏电阻的阻值转换为数字信号，实现光照强度的检测。

温度传感器

温度传感器用于检测环境温度。在本系统中，采用DS18B20温度传感器，通过单片机的I/O口读取温度传感器的数据，实现温度的检测。

按键

系统中使用了多个按键，用于实现模式切换和手动控制。按键通过I/O口与STC89C52单片机连接，单片机通过检测按键状态，实现相应的功能。

LCD1602显示模块

LCD1602是一种常见的16x2字符型液晶显示模块，具有显示清晰、功耗低、接口简单等特点。在本系统中，LCD1602用于显示系统状态信息，如当前模式、温度、光照强度等。

指示灯

指示灯用于指示系统状态，如自动模式、手动模式、窗帘开启状态、窗帘关闭状态等。指示灯通过I/O口与STC89C52单片机连接，单片机通过控制I/O口的电平，实现指示灯的点亮和熄灭。

电源

系统采用5V直流电源供电，为各模块提供稳定的电源。

软件设计

系统初始化

系统上电后，首先进行初始化操作，包括单片机的初始化、电机驱动模块的初始化、光敏电阻的初始化、温度传感器的初始化、LCD1602显示模块的初始化等。初始化完成后，系统进入主循环，等待用户操作。

按键处理

系统通过检测按键状态，实现模式切换和手动控制。按键处理程序采用中断方式，当检测到按键按下时，进入相应的中断服务程序，执行相应的操作。

光照强度检测

系统通过光敏电阻检测环境光照强度。光敏电阻的阻值变化通过ADC模块转换为数字信号，STC89C52单片机根据数字信号判断光照强度。当光照强度低于30时，系统打开窗帘；当光照强度高于60时，系统关闭窗帘。

温度检测

系统通过DS18B20温度传感器检测环境温度。温度传感器的数据通过单片机的I/O口读取，STC89C52单片机根据温度数据判断是否需要打开窗帘。当温度高于25°C时，系统打开窗帘；当温度低于25°C时，系统根据光照强度判断是否需要打开或关闭窗帘。

窗帘控制

系统通过电机驱动模块控制窗帘的开启和关闭。电机的正转和反转分别对应窗帘的开启和关闭。系统根据光照强度和温度数据，通过单片机的I/O口控制电机的正反转，实现窗帘的自动控制。

手动模式

在手动模式下，用户通过按键控制窗帘的开启和关闭。系统通过检测按键状态，实现窗帘的开启和关闭。同时，系统设置了一个停止键，用于停止窗帘动作。

状态显示

系统通过LCD1602显示模块，实时显示当前状态信息，如当前模式、温度、光照强度等。用户可以通过LCD1602了解系统的运行状态。

系统测试

功能测试

对系统的各项功能进行测试，包括自动模式下的光照和温度检测、窗帘的自动开启和关闭、手动模式下的窗帘控制等。测试结果表明，系统各项功能均能正常工作，满足设计要求。

性能测试

对系统的性能进行测试，包括光照强度检测的准确性、温度检测的准确性、窗帘控制的稳定性等。测试结果表明，系统具有较高的光照强度检测准确性和温度检测准确性，窗帘控制稳定可靠，满足实际应用需求。

结论

本文设计并实现了一种基于51单片机的智能窗帘控制系统。系统通过检测光照和温度，实现窗帘的自动开启和关闭，同时支持手动模式下的窗帘控制。系统具有操作简便、功能丰富、成本低廉等优点，适用于多种智能家居场景。未来，可以进一步优化系统性能，增加更多功能，提高系统的实用性和可靠性。

参考文献

[1] STC89C52单片机数据手册
[2] DS18B20温度传感器数据手册
[3] 光敏电阻数据手册
[4] 51单片机编程与应用
[5] 智能家居系统设计与实现

代码实现

#include<reg51.h>
#include "DHT11.h"
#include "lcd1602.h"
#include "ADC0832.h"
sbit AA=P1^0;//电机
sbit BB=P1^1;
sbit CC=P1^2;
sbit DD=P1^3;
sbit test=P3^6;
sbit k1=P3^0;//切换 
sbit k2=P3^1;//正转
sbit k3=P3^2;//反转
sbit k4=P3^3;//停止
sbit led=P3^7; //手动模式指示灯
sbit led1=P3^6; //自动模式指示灯
uchar time=0;
uchar wen=0,shi=0,guang=0;//温度湿度光照
uchar xian1[]="wen=00C  shi=50%"; //温度湿度显示
uchar xian2[]="light=0000Lux";//光照
uchar mode=0,flag=0;	   
uchar start=1;//开始
uchar endflag=0;//停止  
void delay(uint i)
{
    while(i--)
    {
    //	key_scan();
    }
}
//开窗
void open()
{
    uchar i;
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        BB=1;delay(1000);//正转
        AA=0;delay(10000);
        CC=1;delay(10000);
        BB=0;delay(10000);
        DD=1;delay(10000);
        CC=0;delay(10000);
        AA=1;delay(10000);
        DD=0;delay(10000);
        if(!k4)
            break;
    }
    flag=1;
}
//关窗
void close()
{
    uchar i;
    for(i=0;i<10;i++)
    {
        DD=1;delay(10000);//反转
        AA=0;delay(10000);
        CC=1;delay(10000);
        DD=0;delay(10000);
        BB=1;delay(10000);
        CC=0;delay(10000);
        AA=1;delay(10000);
        BB=0;delay(10000);
        if(!k4)
            break;
    }
    flag=0;
}
//主函数
void main()
{
    TMOD|=0X01;//定时器设置
    TH0=0X3C;
    TL0=0XB0;	
    ET0=1;
    EA=1;
    TR0=1;
    init_1602();
    AA=1;
    BB=0;
    CC=0;
    DD=0;
    if(mode)  //点亮模式指示LED
    {
        led=0;
    }else	{
        led1=0;
    }
    while(1)
    {
        if(!k1)//模式切换
        {
            delay(1000);//防抖
            if(!k1)
            {
            mode=!mode;
            if(mode)  //点亮LED
            {
                led=0;
                led1=1;
            }
            else
            {
                led=1;
                led1=0;
            }
            start=1;
            while(!k1);
            }
        }
        if(start)//启动检测
        {
        if(mode==0)//自动模式
        {
            if(wen<25)//温度小于25
            {
                if((guang<30)&&(flag==0))
                {
               		open();//开窗
                }
                if((guang>60)&&(flag==1))
                {
                    close();//关窗
                }
            }
            else//温度高于25，正转
            {
                //正转
                if(flag==0)
                    open();
            }
        }
        else //手动模式
        {
            if(!k3)
            {
                //反转
                close();
            }
            if(!k2)
            { 
               	//正转
                open();
            }		
        }
        }
    }
}
void Timer0() interrupt 1
{	
    if(time<10)
        time++;
    else
    {
        time=0;
        dht11_recive();//读取温湿度.
        wen=dht11_dat[2];
        shi=dht11_dat[0];
        guang=ADC();//读取光照
        xian1[4]=wen/10+0x30;
        xian1[5]=wen%10+0x30;
        xian1[13]=shi/10+0x30;
        xian1[14]=shi%10+0x30;
        xian2[7]=guang/100+0x30;
        xian2[8]=guang%100/10+0x30;
        xian2[9]=guang%10+0x30;
        write_string(1,0,xian1);//显示
        write_string(2,0,xian2);
    }
    TH0=0X3C;
    TL0=0XB0;
}