2019红外线遥控自动窗帘.doc

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7、电路 设计进行了相关的阐述。随后讲述了软件的编写思路，也是采用分块的模式， 分别写出了红外线解码程序、时钟芯片 DS1302 控制程序、数码显示程序、遥控 控制程序的编写思路，每一模块都画出了其方框图，看起来一目了然。 目目 录录 摘摘 要要I I 1 1 绪言绪言1 1 1.11.1 课题背景课题背景 1 1 1.21.2 国内外概况国内外概况 1 1 1.31.3 课题的研究课题的研究工工作作 2 2 2 2 核心芯片结构原理介绍核心芯片结构原理介绍4 4 2.12.1 中央控制器中央控制器AT89C2051AT89C2051 4 4 2.1.12.1.1 AT89C2051AT89C20

8、51 的特点的特点 4 4 2.1.22.1.2 AT89C2051AT89C2051 引脚功能引脚功能 4 4 2.22.2 红外线发射码组成原理红外线发射码组成原理 5 5 2.2.12.2.1 红外线一体化接收头红外线一体化接收头5 5 2.2.22.2.2 红外线发射码组成红外线发射码组成6 6 2.32.3 时钟芯片时钟芯片 DS1302DS13027 7 2.3.12.3.1 DS1302DS1302 的引脚排列及其内部结构的引脚排列及其内部结构 8 8 2.3.22.3.2 DS1302DS1302 数据传输方式数据传输方式 9 9 3 3 硬件电路原理设计硬件电路原理设计101

9、0 3.13.1 电源部分电源部分1010 3.23.2 时钟芯片时钟芯片 DS1302DS1302 1010 3.33.3 鸣响电路设计鸣响电路设计 1010 3.43.4 红外线接受电路红外线接受电路1111 3.53.5 电机执行电路电机执行电路 1111 3.63.6 数码管显示电路数码管显示电路 1111 4 4 系统软件设计系统软件设计1414 4.14.1 红外线解码红外线解码 1414 4.24.2 DS1302DS1302 的控制程序的控制程序 1515 4.34.3 数码管显数码管显示示设计设计 1717 4.44.4 遥控控制部分遥控控制部分1818 5 5 总结与展望总

10、结与展望 2020 致致 谢谢2222 参考文献参考文献2323 附附 录录2525 1 绪言绪言 本章阐述了单片机控制的红外线遥控自动窗帘系统的市场价值、研究背景、 国内外的现状、以及发展方向，明确指出了单片机控制的红外线遥控自动窗帘 系统所面临的问题及一些解决方案。 1.11.1 课题背景课题背景 生活在提高，时代在进步，人类在向文明迈进，不同的时代对居住空间、 环境有不同的要求，这是社会的必然潮流1。单片机控制的自动窗帘遥控系统， 既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便，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。

11、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，除了广大市民住宅使用外，该遥控窗帘器还可以广 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。 遥控自动窗帘系统在我国还刚刚兴起，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 遥控自动窗帘系统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。单片机控制的遥控自动窗帘只用一个多功能遥控器就 能控制和监测住房的窗帘开关问题，给人们日上生活带来极大的方便。这些都 将

12、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。单片机控制的遥控自动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，单片机控制的遥控自动窗帘不仅 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。遥控自动窗帘系统牵动了许多的行业，它将不仅仅 是目前的 IT 系统集成商或建筑弱电工

13、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2。 1.21.2 国内外概况国内外概况 在欧美等发达国家，电动窗帘已广泛应用。在 10 年前，电动窗帘就已经进 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，电动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。 尽管遥控自动窗帘系统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。遥控自动窗帘系统走进中国以来，在短短四年的时间里，遥 控自动窗帘系统生产商由最初的几家公司增加

14、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，我国遥控自动窗帘系 统生产厂商、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 业纷纷涉足遥控自动窗帘系统行业，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。自动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 m,如果每 20 m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加上。年新增窗帘架产品市场需求将不

15、低于 2000 万套。 如果单片机控制的遥控自动窗帘，销售占市场的 5%左右，就可实现年产值上亿 元3。 随着自动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，自动窗 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，没有自动窗帘 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，自 动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。 1.31.3 课题的研究工作课题的研究工作 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。自动窗帘系统作为智能家居中

16、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。现有的电动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，用固定式开关控制方式较好，这是因为窗帘的开闭不像电视机 等家电产品开闭得那样频繁，每天开闭的次数不多，因此安装在固定的地方使 用也相当方便，如把开关装在床头柜等电器综合控制系统中，睡在床上就能控 制窗帘的开闭。利用触摸开关，实现全自动断电，既安全又节能，但最重要的 一点就是没有实现完全的自动化，没的摆脱对人的依赖作用。而采用遥控控制 时，

17、需要候机电源，不可能完全断电而且增加遥控功能，也增加了成本，售价 也相应提高。 窗帘机的控制方式大体上有三种：声控、光控、时控，声控和遥控属于半 自动类；而光控虽属全自动式，但因光敏器件的灵敏度，冬夏等不同季节的光 照度的不同，以及人们对起闭窗帘在时间上的要求不同，而难以实施和普及。 因此，时控式的全自动窗帘机便成了专业以及业余电子设计人员的热门课题。 根据以上自动窗帘有些不能实现完全的自动化；有些虽然实现了完全的自动化， 但结构复杂，性能不够稳定；有些虽然实现了完全的自动化，且性能还可以， 但价格昂贵不适合普通消费者使用。所以我想利用价格相对便宜的红外线遥控 发射芯片、单片机作为主要控制器件

18、，来完成该系统的设计。该系统主要有如 下几方面的特点： （1）发射红外线的发射装置采用一般彩色电视机的遥控器，这样既方便又实惠， 可谓一物两用。 （2）时间控制开关窗帘。通过对 DS1302 芯片的设定，让用户可以随自己的生 活习惯方便的自动开关窗帘，无需手动。 （3）采用红外遥控方式，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。超距离遥控，可达 89m。 （4）另一种控制方式为手动控制方式，防止停电后采用手动控制。 （5）美观。以往的遥控电动窗帘都是向一边拉或向上拉，而本设计为向两边打 开，随个人的爱好可以控制其大小。 （6）体积小、结构简单、灵敏度高、抗干扰性强、经济实用、工作

19、可靠4。 2 核心芯片结构原理介绍核心芯片结构原理介绍 为使基于单片机控制的红外线遥控系统在实际使用过程中方便快捷，并且 具有较高的性能/价格比，所以对该系统的原器件作了精心挑选。按在实际工作 中的作用，可分为以下几个部分：AT89C2051 单片机是整个电路的核心，它控 制其它模块来完成各种复杂的操作；红外线一体化接受头负责接受命令；芯片 DS1302 负责时钟的运行及设置参数的存储。 2.12.1 中央控制器中央控制器AT89C2051AT89C2051 89C2051 是由 ATMEL 公司推出的一种小型单片机，95 年出现在中国市场。 其主要特点为采用 Flash 存贮器技术，降低了制

20、造成本，其软件、硬件与 MCS- 51 完全兼容，且采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，可以很快被中国广大用户接受。其程 序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易，为很多嵌入式控制系统提供了 一种灵活性高且价廉的方案5。 2.1.1 AT89C2051 的特点的特点 89C2051 有很宽的工作电源电压，可为 2.76V,当工作在 3V 时，电流相当 于 6V 工作时的 1/4。89C2051 工作于 12Hz 时，动态电流为 5.5mA，空闲态为 1mA,掉电状态仅为 20nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。

21、 AT89C51 具有以下几个特点： AT89C51 与 MCS-51 系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容； 片内有 4k 字节在线可重复编程快擦写程序存储器； 全静态工作,工作范围:0Hz24MHz； 三级程序存储器加密； 1288 位内部 RAM； 32 位双向输入输出线； 两个十六位定时器/计数器 五个中断源,两级中断优先级； 一个全双工的异步串行口； 间歇和掉电两种工作方式6,7。 2.1.22.1.2 AT89C2051AT89C2051 引脚功能引脚功能 （1）口线：P0、P1、P2、P3 共四个八位口。 P0 口是三态双向口，通称数据总线口，因为只有该口能直接用于对 外部存储

22、器的读/写操作。P0 口也用以输出外部存储器的低 8 位地 图 1 址。由于是分时输出,故应在外部加锁存器将此地址数据锁存， 地址锁存,信号用 ALE。 P1 口是专门供用户使用的 I/O 口,是准双向口。 P2 口是从系统扩展时作高 8 位地址线用。不扩展外部存储器时,P2 口也可以作为用户 I/O 口线使用,P2 口也是准双向口。 P3 口是双功能口,该口的每一位均可独立地定义为第一 I/O 功能或 第二 I/O 功能。作为第一功能使用时操作同 P1 口。P3 口的第二功 能如表 2.1 所示8。 表 2.1 P3 口第二功能 2.22.2 红外线发射码组成原理红外线发射码组成原理 遥控器

23、发射装置首选家用彩电遥控器。因为目前，彩电和 VCD 已走进千家 万户，而其所带的红外线遥控器给这些家电的操作带来了极大的方便，而接受 只需一个红外线一体化接受头就行了。 2.2.1 红外线一体化接收头红外线一体化接收头 近年来，随着信息技术的飞速发展，无线通信技术正在向各个领域渗透， 特别是利用红外线进行通信无论从小型化、轻量化、还是从安全性等方面考虑， 其可行性都比较高。红外数据通讯实际是利用红外线作为通讯载体，由红外发 射器和红外接收器来完成信号的无线收发。在发射端，对发送的数字信号经适 当的调制后，送入电光变换电路，驱动红外发光二极管发射红外光脉冲；在接 收端，红外接收器对收到的红外信

24、号进行光电变换，并进行解调后，恢复出原 信号。在红外数据通讯中，红外接收器件的选择是红外数据通讯中至关重要的 因素。 TSOP18xx 系列是 Temic 公司新近推出的一体化红外线接收模块，集红外 线接收、放大、解调于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到 输出与 TTL 电平信号兼容的所有工作；而体积只有普通三极管大小一样，适合 各种红外线遥控和红外线数据传输，其传输距离大于 4 米。 红外线接收模块 TSOP18xx 系列的管脚分布如图 2.1 所示，1、2 分别为电 源和地，3 为信号输出端，其输出电平和 TTL 电平兼容。 TSOP18xx 系列的特 性如下：( 1)多种接

25、收频率可供选择：30k Hz、33k Hz、36k Hz、36. 7k Hz、38k Hz、40k Hz、5 6 k Hz；( 2)大范围工作电压：( 3 6 ) V；( 3)工作电流：3m A；( 4)遥控距离：大于 4m；( 5 )内置金属保护装置；( 6 )综合限幅电路功能；( 7 )多种主要传输码；( 8 )智能自动增益控制 ( AGC)，在不同的环境下也能发挥 较高接收灵敏度。TSOP18 xx 系列红外线模块接收器的受光面一侧为黑色环氧 聚焦滤波透镜，此透镜消除了可见光对它的干扰，对于提高可靠性及滤除光噪 声至关重要。模块内含红外线 PIN 接收管、前置放大器和解调器。当红外线发

26、射器发出的信号经空间传送到 TSOP18 xx 系列模块时，模块内部 PIN 红外线 接收管将红外光转换为电信号，该信号经前置放大、解调后由 3 脚输出与 TTL 电平兼容的电信号，该信号能直接送入到微控器等要求 TTL 电平信号输入的芯 片中。 2.2.2 红外线发射码组成红外线发射码组成 要使用红外线一体化接受头接受遥控器发射的红外线，再通过单片机解码， 那就必须先了解红外线发射器所发射的红外线码的组成。 一般的彩电、VCD 遥控器的编码，大概有以下两种编码格式（Format） 。 第一种格式为 1913、9012、1621 格式；第二种为 3010 格式。其中尤以第一种 格式用得最多。要

27、识别一个遥控器的格式很简单，只要把遥控器拆开，看它所 用的集成块型号就知道，比如 uPD1621、SAA3010，其格式就是 1621、3010 格 式。下面分别具体说明这两种编码格式9。 第一种格式以 1621 为例，当按下遥控器上的某个按键时，遥控器将发射出 一帧数据，帧数据的编码格式由三部分组成：引导码（Lead code） 、客户码 (Custom code)和数据码（Data code） ，见图 2.2： 图 2.1 红外线一体化接收头 TSOP18xx 图 2.2：1621 帧格式 对于一个遥控器来说，每个按键所发射的帧数据的客户码总是一样的，有 区别的只是数据码。其中 9012

28、和 1913、1621 格式的唯一区别就是引导码的高 电平宽度不一样，9012 格式为 4.5ms，1913 和 1621 格式为 9ms。帧结构中的客 户码和数据码各有两个字节，第一个字节和第二个字节互为按位取反，其中客 户码的高 4 位与低 4 位又互为按位取反。 0码和1码的结构见图 2.3， 0码由 0.56ms 高电平和 0.565ms 低电平组合而成、 1码由 0.56ms 高 电平和 1.69ms 低电平组合而成。码元的高电平信号采用 38kHz 矩形波（载波） 调制发射，载波占空比（Duty）为 1/3，低电平无信号发射。 图 2.3 1621 格式码元 第二种格式 3010

29、与第一种格式截然不同，它是以信号脉冲的上升沿和下降 沿来分别表示1码和0码的。其帧格式见图 2.4，每一帧由起始位(Start bit)、扩展位(Enlarged bit)、翻转位(Toggle bit)、系统位(System bit)和数据位 (Data bit)组成。其位码结构见图 2.5。码元高电平也是采用 38kHz 载波调制发射 10。 图 2.4 3010 帧格式 图 2.5 3010 格式码元结构 2.32.3 时钟芯片时钟芯片 DS1302DS1302 DSl302 是美国 Dallas 公司生产的一种串行实时时钟/日历芯片，以串行方式 与单片机进行数据传送，它能够向单片机提供

30、：秒、分、时、日、月、年、及 星期等实时时间信息，并能够对闰年天数自动调整，日历有效至 2100 年。 DSl302 由双电源中较大者供电，使系统在没有主电源的情况下也能保持时钟的 连续运行。片内具有 31 个字节静态 RAM，可用来保存重要数据。DSl302 具有 引脚少、体积小、价格低等优点，得到了广泛应用。但由于其时序要求比较严 格，应用程序不易编写，给开发者带来不便。为此，本文对其进行详细分析和 阐述并在分析其时序的基础上给出了 DSl302 与单片机连接的接口电路和通讯子 程序。 2.3.12.3.1 DS1302DS1302 的引脚排列及其内部结构的引脚排列及其内部结构 DS130

31、2 的引脚排列如图 2.6 所示，其引脚描述如表 2.2 所示。 图 2.6DS1302 时钟芯片 表 2.2 DS1302 引脚描述 引脚号符 号描 述引脚号符 号描 述 1Vcc2备用电源引脚5复位引脚 2X1晶振引脚6I/O数据输入/输出引脚 3X2晶振引脚7SCLK串行时钟输入引脚 4GND电源地引脚8Vcc1主电源引脚 DS1302 串行实时时钟芯片主要由移位寄存器、控制逻辑、振荡器、实时时 钟及 31 个字节 RAM 组成,其内部结构如图 2.7 所示。数据传送前，必须把置为 高电平且把提供地址和命令信息的 8 位字节装入到移位寄存器。在进行单字节 传送或多字节传送时，开始的 8

32、位命令字节用于指定 40 个字节(31 个字节 RAM 和 9 个字节时钟寄存器)中哪个将被访问11。 DS1302 由 8 个时钟寄存器和两个控制寄存器组成，各寄存器的位描述如图 2.6 所示，时钟寄存器以 BCD 码格式储存数据。 图 2.7DS1302 寄存器 2.3.22.3.2 DS1302DS1302 数据传输方式数据传输方式 对 DS1302 进行任何数据传送时, 第一个数据字节必须是命令字节, 格式如图 2.8 所示, 其最高有效位 MSB (位 7) 必须为逻辑 1。如果它是零, 禁止写 DS1302。位 6 为逻辑 0 时指定传送时钟/日历数据; 逻辑 1 指定传送 RAM

33、 数据。 位 1 至 5 指定进行输入或输出的特定寄存器的地址。最低有效位 LSB (位 0)为逻 辑 0 时指定时进行写操作(输入) ; 逻辑 1 指定进行读操作(输出)。命令字节总是从 最低有效 LSB (位 0) 开始输入12。 图 2.8 地址/命令字节 时钟芯片 DS1302 是采用 I2C 总线来传输数据的。I2C(InterIntegrated Circuit)总 线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围 设备。I2C 总线产生于在 80 年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服 务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。 I2C 总线

34、最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因 此 I2C 总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低 了互联成本。总线的长度可高达 25 英尺，并且能够以 10Kbps 的最大传输速率 支持 40 个组件。I2C 总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)， 其 中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号 的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。 3 3 硬件电路原理设计硬件电路原理设计 电路分为七个部分，分别是电源部分、显示部分、鸣响提示部分、红外线 接收部分、时钟控制部分、电机控制执行部分、单片

35、机主控器件部分。 3.13.1 电源部分电源部分 通过一带有整流电路的 12V 变压器外接市电（220V）后，与图 3.1 中左边 插座相连接，输入直流 12V 电压。左边两个是 12 伏的电源滤波电容，一般大电 容旁边并联一个小电容的目的是降低高频内阻，因为大的电解电容一般采用卷 绕工艺制造，所以等效电感较大，小电容可以提供一个小内阻的高频通道，降 低电源全频带内阻。然后输出电压为+12V 的 VDD，为控制继电器提供工作电压。 同时经过 3 端集成稳压器 LM7805 稳压后输出+5V 电压 VBB,为讯响电路、红外接 收电路、显示电路提供电源，5V 电源经过二极管 D4、限流电阻 R18

36、=51 后，为 单片机提供 VCC 电压，BATTERY 是直流供电电源，电压为 3V3.6V,在本电路中 为了节省成本，使用两节 5 号普通电池，C6 和 C7 是单片机电源滤波电容。平 时交流电正常的情况下，5V 电源为单片机供电的同时，也为电池浮充电，大大 延长了电池的使用寿命，当交流电停电的时候，电池仅为单片机供电，单片机 在掉电状态下维持时钟的正常走时，VBB 供电被 D4 隔断。在控制器设置成手动 控制时，单片机除执行任务外，均处于睡眠状态，遥控器信号的到来，单片机 从睡眠中唤醒，恢复正常工作，所以手动状态下当交流停电时，电池的耗电电 流更小。 3.23.2 时钟芯片时钟芯片 DS

37、1302DS1302 DS1302 主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充 电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通 32768Hz 晶振，开窗帘时间，关窗 帘时间都保存在 DS1302 自带的 RAM 中，不需要单独的 EEPROM。 DS1302 与 CPU 的连接仅需要三条线，即 SCLK（7） 、I/O(6)、RST（5） 。DS1302 与 CPU 连接的电路原理如图 3.1 所示13。 要特别说明的是备用电源 B1，可以用电池或者超级电容（10 万 uF 以上） 。 虽然 DS1302 在主电源掉电后，耗电很小，但如果要长时间保证时钟正常，最 好选用小型充电电池。

38、可以用老式电脑主板上的那种 3.6V 充电电池。如果断电 时间较短（几小时或几天）时，就可以用漏电较小的普通电解电容代替。100uF 就可以保证 1 小时的正常走时。DS1302 在第一次加电后，须进行初始化操作， 初始化后就可以按正常方法调整时间及开关窗帘时间14。 3.33.3 鸣响电路设计鸣响电路设计 鸣响电路可以设计成一个单独的单元来控制，用一个独立的按键来控制它 的开与关，但是红外线发射遥控器是采用彩色电视机上的遥控器，而非专用遥 控器，考虑到使用的按键较多时容易让用户记不清各个键对应的功能，所以容 易产生误操作；别外考虑到可以选取一个功率比较小，声音比较悦耳的陶瓷喇 叭，这个喇叭一

39、方面能掩盖电机和窗帘发出来的噪声，另一方面也能作为检错 用。一般情况下人们不会把它当噪声来看待 鸣响电路与单片机的一个 P 口引脚相连，应程序设定在开窗帘和关窗帘的 时候都会伴随着声音。喇叭采用小功率的陶瓷音源，声音不会很大。音频信号 输出，音频信号通过 R20、C10 输入到三极管 V6 的基极上，放大后推动发声器 Y1 发。二极管 D3 用来提供 C10 的放电回路，保证交流信号的正常耦合15。 3.43.4 红外线接受电路红外线接受电路 红外线接收电路使用一个集成红外接收器，型号是 TSOP1838，静态时输 出端输出高电平，当接收到红外信号后，按红外信号的数据波形输出负脉冲数 据信号。

40、红外信号输出到单片机的 P3.2 ，该口对应的第二功能是外部中断 0 (INT0)，利用该口的第二功能，一旦红外线信号到来，P3.2 被拉低，单片机中 止当前的工作转移到接收、处理红外信号。开启中断功能的目的，既减轻了单 片机的工作负担，又保证接收到的红外信号的完整性，同时在手动工作状态下， 单片机进入睡眠后，利用外部中断功能完成对单片机的唤醒。 3.53.5 电机执行电路电机执行电路 电机执行电路，为了减轻单片机的工作负荷，提高单片机的抗干扰能力， 所以电机不直接由单片机来驱动。当继电器的触点打开时,没有漏电流.也就是 说,断开状态的电阻非常大(接近无穷大),此时触点两侧的电压可达 1500

41、V;当触 点合上时,接通电阻极低,所以继电器的功率非常小.因此继电器不会发热,通常 也不需要散热器;电磁继电器的购买成本通常比半导体驱动器件低;继电器的打 开时间一般是毫秒级的,相比之下,半导体开关的开关时间是微秒级的。 电机执行部分完全受单片机的控制，通过单片机的 P3.0 和 P3.1 完成。单 片机复位状态下 P3.0 和 P3.1 输出高电平，三极管 V1、V2，V4、V5 截止，两个 继电器 J1、J2 释放状态，方向可逆的电动机因无电源供电而停止。当 P3.0 或 者 P3.1 其中有一个被拉低后，两个继电器便会有一个导通，例如 P3.0 拉低后 V1 导通、V4 导通，J1 吸合

42、，电机得电转动，当只有 P3.1 拉低后，电机则反方 向转动，实现了窗帘的拉开和关闭。两个继电器的工作状态受单片机控制，在 同一个时间内两个继电器仅能有一个吸合。即便是在电机工作期间，操作了反 向转动按键，单片机也是先释放当前工作的继电器，并延时一段时间后再吸合 另外一个继电器，防止了电机正反工作线圈同时通电的冒险 16,17。 3.63.6 数码管显示电路数码管显示电路 显示电路设计，考虑到本设计是作为一般家庭的自动控制窗帘，所以采用 的是四位数码管来显示实时时间、调开窗帘时间、关窗帘时间，在开窗帘、关 窗帘的时候在数码管上不作任何提示，但是伴随有声音提示。这部分电路最大 的优点就是经济实惠

43、，最大的缺点就是欠美观及不能反映窗帘动作情况。如果 此系统作为大型别墅、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，可以把这部分电路设计为液晶屏显示，当然显示 的就不仅仅是时间了，还包括年、月、星期。 四位数码管显示，在一般情况下显示实时时间，在需要调节开窗帘时间的 时候，通过软件的控制作用，数码管将显示此开定时时间；同样在需要调节关 窗帘时间的时候，数码管将显示此关定时时间。因为在开窗帘、关窗帘、停窗 帘的时候有明显的动作现象，很容易观察到，所以没有设定在数码管上显示出 来。P1 口的 P1.0、P1.1、P1.2、P1.3 分别接四个三极管，当其中一个引脚

44、背 拉为低电平的时候，与该引脚相连的三极管便导通，此三极管便驱动与它相连 接的数码管，然后送入该位应该显示的字形码18。 图 3.1 整体硬件电路图 4 系统软件设计系统软件设计 该系统最重要的部分就是程序的编写，如果软件编写的科学就能体现出该 系统功能的完整性、实用性、经济性。软件部分的编写主要分为红外线解码程 序、时钟芯片 DS1302 控制程序、数码显示程序、遥控控制程序这四大部分来阐 述。 4.14.1 红外线解码红外线解码 该系统采用长虹彩电 K11F 型遥控器，产生的遥控编码是连续的 32 位二进 制码组，其中前 16 位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥 控码互相

45、干扰。该芯片的用户识别码固定高 8 位地址为 0BFH，低 8 位地址为 40H；后 16 位为 8 位操作码（功能码）及其反码。 遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种 32 位二进制码，周期约为 108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同， 大约在 4563ms 之间。 当一个键按下超过 36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组 108ms 的编码脉 冲,这 108ms 发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低 8 位地址 码（9ms18ms）,高 8 位地址码（9ms18ms）,8 位数据码（9ms18ms）和这 8 位数据的反码（9

46、ms18ms）组成。如果键按下超过 108ms 仍未松开，接下来发 射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。 注：代码宽度算法： 16 位地址码的最短宽度：1.1216=18ms 16 位地址码的最长宽度： 2.24ms16=36ms 19。 易知 8 位数据代码及其 8 位反代码的宽度和不变：（1.12ms+2.24ms） 8=27ms 。所以得 32 位代码的宽度为（18ms+27ms）(36ms+27ms) 解码的关键是如何识别“0”和“1”， 代码格式（以接收代码为准，接收代码 与发射代码反向） 。从位的定义我们可以发现“0”、 “1”均以 0.56ms

47、的低电平开始， 不同的是高电平的宽度不同， “0”为 0.56ms,“1”为 1.68ms,所以必须根据高电平的 宽度区别“0”和“1”。如果从 0.56ms 低电平过后，开始延时，0.56ms 以后，若读 到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比 0.56ms 长些，但又不能超过 1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的 高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms 最为可靠，一般取 0.84ms 左右均 可；根据码的格式，应该等待 9ms 的起始码和 4.5ms 的结果码完成后才能读码。 根据以上分析可得出解码程序流程如下：

48、有信号产生中断EA 清零延时小于 9ms（低电平）等待高电平的到来 延时小于 4.5ms（高电平）等待下一次高电平的到来延时 0.84ms 左右 读区 P3.2 脚电平值再等待下一次高电平的到来延时 0.84ms 左右读取 P3.2 脚电平值，依次取得 32 位代码，前 16 位为识别码，后 18 位既为 8 位数据码和 8 位数据反码。集体流程框图见 4.120,21,22。 4.24.2 DS1302DS1302 的控制程序的控制程序 I2C 总线是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。 在 CPU 与被控 IC 之间、IC 与 IC 之间进行双向传送，最高传

49、送速率 100kbps。 各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码 才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C 总 线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器） ，又是发送器（或接收器） ， 这取决于它所要完成的功能。CPU 发出的控制信号分为地址码和控制量两部分， 地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调 整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在 同一条总线上，却彼此独立，互不相关23,24,25。 I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结 束信号和应答信号。 开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL 为低电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 N 有信号，中断 接受解码 跳出 识别码正确否？ 与实际键值（10 个）比 较，转出执行相应动作 中断返回 Y 4.1 红外中断，接收信号 4.2 DS1302 读实时时间 80H88HR_BIT（