基于单片机的智能控制窗帘设计 卫奥琛韩利凯 （西安文理学院，陕西西安７１００６５） 摘要：本文利用单片机作为控制硬件，结合Ｃ语言编写软件程序，将光敏电阻输入的光信号转换成电信号来控 制步进电机 ，达到随着光的亮度智能控制窗帘的开闭及开合。经测试，该系统具有结构简单、所耗成本低、测量 精度高、稳定可靠等优点，具有广阔的应用前景。 关键词：单片机；智能控制；光控窗帘 中图分类号：ＴＰ２３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１．４７９２（２０１７）９－０１９０．０３ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｕｒｔａｉｎｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｗｅｉ Ａｏｃｈｅｎ Ｈａｎ Ｌｉｋａｉ （ｘｉ’ａｌｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｘｉ’ａｌｌ ７１００６５） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｕｓｅ ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ Ｃ ｌａｎｇｕａｇｅ ｆｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ．Ｉｔ ｃｏｎｖｅｒｔｓ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｉｇｎａｌｓ ｆｒｏｍ ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｓｉｓｔｏｒ ｉｎｔｏ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｉｎａｌｇｓ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｓｔｅｐｐｅｒ ｍｏｔｏｒ，ｔｈｕｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｃｕｒｔａｉｎｓ ｏｐｅｎｉｎｇ ｎｄ ｃｌａｏｓｉｎｇ．Ａｆｔｅｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｌｏｗ Ｃｏｓｔ，ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄ ｈａｓ ｂｒｏａｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｉｎｇｌｅ—ｃｈｉｐ；Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｕｒｔａｉｎｓ ０引言 １系统方案设计 在科学技术飞速发展的今天，智能居家已经走 进了我们的生活，智能自动化、智能环保化和智能人 性化已成为发展趋势。自动启闭光控窗帘系统，可以 实现窗帘随着光照强度的变化自动打开和闭合，系 系统使用ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机为主要的核心控制 单元，利用光敏电阻配合比较器进行光信号和电信 号的转换，将处理完成后得到的电信号传输到单片 机进行处理，再把处理过的信号传输到步进电机驱 统结构简单、成本低、稳定可靠，具有广阔的应用前 景。 动器使步进电机旋转所需求的方向和角度，来达到 控制窗帘的角度和闭厶【”。系统方案如图一所示。 图一系统方案设计 ９ 一 ２系统硬件设计 硬件电路包括ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机电路、步进电 机驱动电路、按键电路、电源电路、光照强度检测等 电路。 ２．１电源电路 ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机使用ＵＳＢ供电，因为ＵＳＢ 中的两路信号分别是５Ｖ和ＧＮＤ，ＵＳＢ电压在输出 的同时前端已做过了处理，可以确保输出电压的稳 定。同时在电源电路的设计中加人了一个发光二极 管，让使用者可以方便地认定供电是否正常［２１。 ２．２光照强度检测电路 光控窗帘是随着外部光照强度的变化而变化 的，为了达到控制步进电机的旋转，使用光敏电阻将 光信号转变为电信号。光敏电阻在光照充裕时电阻 中的载流子数量增多，电阻的阻值就会减小，导致光 照强度检测电路中分压情况的改变，后端电压比较 器的输入就会发生变化，反之亦然。由于不同的光 照强度下光敏电阻会输出不同的电压值，通过电压 比较器让单片机收到不同的电压形式，从而控制步 进电机的工作翻。 ２．３步进电机电路 步进电机可以将外部的电脉冲信号转换为电机 的角位移，它的旋转方向、转速大小以及旋转之后的 停止位置都取决于给步进电机驱动器的电脉冲信号 的频率和个数，通过改变脉冲频率和脉冲个数就可 以控制步进电机的步距角，从而控制窗帘的开闭。 步进电机的电路如图二所示。 ３软件设计 利用Ｃ语言编写软件程序，将光敏电阻输入的 Ｕ１ １ ＩＮ１ Ｃ ｒｒ１ ｌ８ ２ ３ １７ ４ Ｄ 『３ ｏ１ｒｒ２ Ｏ＿ＵＴ３ １６ Ａ ５ ４ ａＵＴ４ １５ Ｐ１ Ｂ ６ ５ ｏⅥ５ １４ ５ Ｃ ７ Ｄ ８ ＩＮ７『６ ＯⅥ（ ｒｒ７ ６ １３ １２ ４ ＩＮ８ ＯＵＴ８ １１ ３ ９ １Ｏ ・ ２ ａＮＤ ＶＣＣ Ｔ １ ＵＬＮ２８０３ ＶＣＣ Ｈｅａｄｅｒ ５ 图二步进电机电路图 光信号转换成电信号来控制步进电机，程序如下［４】： ｖｏｉｄ ｄｅｌａｙ（ｕｉｎｔ ｘ） ／／延时函数 ｛ ｕｃｈａｒｉ； ｗｈｉｌｅ（ｘ一） ／／ｉ＝ｘ即延时约Ｘ毫秒 ｆｏ ｉ＝０；ｉ＜６０；ｉ＋＋）； ｝ ／幸 ＋＋＋ 以下是步进电机正转函数 毒●幸 爿ｃ木木木／ ｖｏｉｄ ｓｅｔｐ＿ｍｏｔｏｒｆｆｗ（ｕｃｈａｒ ｎ） ｛ ｕｃｈａｒ ｉｊ； ｆｏｒ（ｉ＝０；ｉ＜５ ｎ；ｉ＋＋） ／／转Ｉ１圈 ｛ ｆｏｒ（ｊ＝０ ＜４．ｊ＋＋） ｛ Ｐ１＝脚［ｊ］； ／／取正转数据 ｄｅｌａｙ（２５０）； ／／转一个角度停留的时间， 可调节转速 ｝ ｝ ＿．１ ９１— ｝ 通过光敏电阻进行光信号的采集工作，经后端 ＋以下是步进电机反转函数 ／ 的比较器以达到模拟量的输出，经过单片机的处理 将信号输送到步进电机驱动器，以产生电脉冲信号 ｖｏｉｄ ｓｅｔｐ＿ｍｏｔｏｒｒｅｖ（ｕｃｈａｒ ｎ） 指示步进电机工作，实现了智能控制窗帘的功能。经 测试，该系统设计较为简单、成本较低、使用简单，具 有一定的市场前景。 ｛ ｕｃｈａｒ ｉｊ； ｆｏｒ（ｉ－Ｏ；ｉ＜５ ｎ；ｉ＋＋） ／／转１１圈 ｛ ｆ０ｒ（ｊ：０ｉｊ＜４．ｊ＋＋） ｛ ／／ｉｆ（ｋ２＝Ｏ）ｂｒｅａｋ； Ｐ１＝ｒｅｖ［ｊ］； ｄｅｌａｙ（２５０）； 问，可调节转速 ｝ ｝ ｝ ４结束语 ＿１ ９ 一 ／／取反转数据 ／／转一个角度停留的时 参考文献 【１】吴振磊，刘孝赵．光敏电阻在自动窗帘中的应用【Ｊ】．价 值Ｔ程，２０１４，（２５）． 【２】王瑞杰．光控自动窗帘机【Ｐ】．中国专利，９５２１８８９３．７，２０１６： ’ ．’４ ～一‘ 【 】镑能光电测试系统的开发［Ｊ】．农业 程学报＇２０ ６＇ （１４）：１７７．１８３． 【４】杨佩璐．基于ＶＣ ６．０实现ＰＣ机 单片机的串行通讯 【Ｊ】．中国集体经济，２０１Ｉ，（１０）：１５４—１５７． 作者简介 卫奥琛，男，陕西西安人，主要研究方向：计算机应用。
