摘要：科技的进步让人们开始追求更加品质的生活。而电子与自动化两项新兴技术更是让人们能够从过去那种繁琐的劳动当中解脱出来，让自己的生活更急便捷。我们可以看到在刚开始的时候家庭电器还是晶体管，现在已经发展到了电子管，原来都是模拟现在已经发展到了数字，原来都是分立原件，现在已经发展到了集成电路。
关键词：电路设计；遥控；红外线
一、课题背景与意义
智能型的家居属于1个居住环境，将住宅作为平台装设了智能型的家居体系，使用领先的电脑技术、网络通讯技术与综合型的布线技术能够把和家居生活相关的各类子体系，以及家居生活相关的设备实施集成，组成了有效的住宅设备和家庭日程的经管体系，提高家居在安全方面[1]、便捷方面、舒适方面等相关方面的特性，并且确保居住环境具有环保和节能的特征。我们设计遥控窗帘的时候其实完全能够通过红外技术来实现我们的目的。只需要我们提前输入相应的程度来完成控制时间的工作，就能够让窗帘也实现自动的开，闭，停。同时还能够自行更改设定，这样能够更适合自己的需求[3]。
二、红外线遥控器动作原理
红外线LED发光波长在940nm左右为不可见光,是以GaAs组成的二极体装置，当它被加上顺向偏压时，就能发出红外光，其顺向电压约为1.2V,顺向电流最大值一般可达50mA,有的甚至可达150mA,其所工作的顺向电流愈大，所发出之红外线愈强。红外线LED之逆向电压最大值为3～6V，使用时需多加注意[10]。
红外线LED的应用很多，家电用遥控器算是其中之一，发射红外光是以脉波调驱动红外线LED，其好处是当脉波宽度愈小时，其工作周期愈小，可使红外线LED承受较大的峰值电流，以产生较强的发射光束，通常可采用不稳态多谐振荡器来做，其所形成的脉波束去驱动红外线LED,可以较高的频率传送，而得到较远的传送距离[11]。
一般只以红外线接收二极管做为接收感测元件时，其接收灵敏度通常较低，遥控距离很短。另有一种红外线接收模块，其采用积体化的设计，将红外线接收二极体及所需的信号放大，检波、波形整形电路等电路积体化，外加金属外壳，增加了感应灵敏度及遥控距离[12]，红外线接收模块只有3支脚，一支接正电源、一支接地、另外一支为输出，供应电压4.7V～5.3V之间输出信号位准[13]，TTLIC相容，可以直接与STM32配合使用。
三、系统硬件设计
1.整体电路设计
单片机遥控智能电机控制窗帘系统整体电路图如图3.1所示。整体电路包含最小系统电路、电源电路、电机调速驱动电路、遥控按键电路几大部分构成。
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图3.1系统整体电路图
2.最小系统电路设计
电路中的晶振即石英晶体震荡器。由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，所以，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来控制电路中频率的准确性。同时，它还可以产生振荡电流，向单片机发出时钟信号。图3.2是单片机的晶振电路。电路中的电容C10和C11的典型值通常选择为30PF左右，该电容的大小会影响振荡电路频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。晶体振荡频率的范围通常在1.2~12MHz。晶体的频率越高，系统的时钟频率越快，单片机的运行速度越快。但反过来，运行速度对于存储器的速度要求就越高，对印刷电路板的工艺要求也就越高，即要求线间的寄生电容要小。晶体和电容应该尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作。89S52常选择振荡频率12MHz的石英晶体。
3.稳压电路设计
电源电路是一切用电设备中的重中之重，因为只有一块正常的供电电路，设备才能够正常工作。而供电电路的不正常，轻则造成电子系统不能够正常的进行工作，重则造成电子设备的损坏，严重时甚至会造成其他设备的损坏。因此我们要有一个正常稳定的电源系统。
考虑到系统供电需要5V电压，因此在这里采用5V稳压芯片LM7805进行控制。该电路包含稳压电路，滤波电路共同构成。
三、系统软件设计
KEIL是德国开发的一个51单片机开发软件平台，最开始只是一个支持C语言和汇编语言的编译器软件。后来随着开发人员的不断努力以及版本的不断升级，使它已经成为了一个重要的单片机开发平台，不过KEIL的界面并不是非常复杂，操作也不是非常困难，很多工程师的开发的优秀程序都是在KEIL的平台上编写出来的。可以说它是一个比较重要的软件，熟悉他的人很多很多，用户群极为庞大，要远远超过伟福等厂家软件用户群，操作有不懂的地方只要找相关的书看看，到相关的单片机技术论坛问问，很快就可以掌握它的基本使用了。
1.程序的设计过程
程序是程序设计中最为基本的概念，子程序和协同例程都是为了便于进行程序设计而建立的程序设计基本单位，顺序性、并发性、并行性和分布性反映程序的内在特性。程序设计规范是进行程序设计的具体规定。程序设计是软件开发工作的重要部分，而软件开发是工程性的工作，所以要有规范。语言影响程序设计的功效以及软件的可靠性、易读性和易维护性。专用程序为软件人员提供合适的环境，便于进行程序设计工作。其具体的流程如下：
（1）分析问题
对于接受的任务要进行认真的分析，研究所给定的条件，分析最后应达到的目标，找出解决问题的规律，选择解题的方法，完成实际问题。
（2）设计算法
即设计出解题的方法和具体步骤。
（3）编写程序
根据得到的算法，用一种高级语言编写出源程序。并通过测试。
（4）对源程序进行编辑、编译和连接
（5）运行程序，分析结果
运行可执行程序，得到运行结果。能得到运行结果并不意味着程序正确，要对结果进行分析，看它是否合理。不合理要对程序进行调试，即通过上机发现和排除程序中的故障的过程。
（6）编写程序文档
许多程序是提供给别人使用的，如同正式的产品应当提供产品说明书一样，正式提供给用户使用的程序，必须向用户提供程序说明书。内容应包括：程序名称、程序功能、运行环境、程序的装入和启动、需要输入的数据，以及使用注意事项等。
2.总体程序设计
由于考虑到程序需要完成的内容比较多，而为了便于调试和以后观看程序的内容，因此采用模块化的程序编写方式。这样一来，程序的格式简单明了，程序阅读方便。
主程序是一条程序的主线，通过主程序去调用其他的程序，进而完成系统的控制功能。
3.按键检测子程序
按键主要用于人机界面的输入，按键子程序主要用于按键的检测。由于综合考虑按键硬件去抖动成本要比软件去抖动成本高很多。因此电路采用软件去抖。其过程为：扫描按键，延时去抖，再检测，执行对应程序。
3.红外解码子程序
红外遥控器是我们日常生活中常用的工具，这里采用这种遥控器可以拥有了很大的方便性。其具体控制过程主要有已经完好的编码，而我们只需在使用时进行解码即可。
科技的进步让人们开始追求更加品质的生活。而电子与自动化两项新兴技术更是让人们能够从过去那种繁琐的劳动当中解脱出来，让自己的生活更急便捷。我们可以看到再刚开始的时候家庭电器还是晶体管，现在已经发展到了电子管，原来都是模拟现在已经发展到了数字，原来都是分立原件，现在已经发展到了集成电路。本设计的主要目的为设计一款红外遥控智能窗帘。其设计目的是用来方便我们的日常生活，当需要开关窗帘的时候不用再进行手动操作，只需按动遥控器即可。电路设计上，主控电路采用单片机作为核心，结合稳压电源电路、遥控接收电路、电机控制电路组成。系统的工作方式为：稳压电路为整合系统提供稳定的工作电压。工作过程为首先人们通过遥控器进行控制操作，然后遥控接收器接收到遥控信号，并通过单片机进行解码，判断要实现的功能。之后通过控制电机控制电路控制电机进行相应的窗帘控制操作。
参考文献
[1]钱云,郑舒予,秦雷.基于ATMEGA16单片机的智能窗帘控制系统设计[J].微计算机信息,2009,29:24-25+13.
[2]熊建桥,薛飙,马远,吴在罗,丁超.拟“向日葵”感光式智能窗帘系统设计[J].机电产品开发与创新,2014,01:28-30.
[3]夏军,唐民钦.基于ZigBee技术的智能窗帘控制器设计[J].广西科学院学报,2014,01:4-7.
[4]安森,张彦航,崔文华.基于凌阳61单片机的智能窗帘控制系统设计[J].微处理机,2012,01:85-87+91.
论文作者:刘国滨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：程序论文; 电路论文; 红外线论文; 单片机论文; 窗帘论文; 系统论文; 都是论文; 《电力设备》2019年第20期论文;