基于51单片机的智能窗帘设计
1、设计需求及目标
(1) 可实时显示年月日、时分秒、光照强度和控制模式；
(2) 可通过手动控制窗帘的开启和关闭；
(3) 可通过设置开启和关闭时间来控制窗帘；
(4) 可通过检测光照强度的亮暗来控制窗帘；
(5) 使用步进电机的正传和反转来模拟窗帘的开启和关闭；
2、设计思路及方案
自动窗帘控制系统核心是采用单片机STC89C52控制，其次采用感光检测电路，时钟电路，电机控制电路、按键电路等外围电路。整个系统在各模块的配合下实现半自动控制，自动控制等功能。该设计在理论层面上，以程序驱动各模块工作，实现了各模块的内在联系，应用层面上采用软件进行原理图设计和仿真。 电路图：
3、 部分代码
#include
#include
#define uchar unsigned char // 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uint unsigned int // 以后unsigned int 就可以用uint 代替
sbit ADC_CS = P1^6; // ADC0832的CS引脚
sbit ADC_CLK = P1^7; // ADC0832的CLK引脚
sbit ADC_DAT = P3^2; // ADC0832的DI/DO引脚
sbit SCK_P = P1^0; // 时钟芯片DS1302的SCK管脚
sbit SDA_P = P1^1; // 时钟芯片DS1302的SDA管脚
sbit RST_P = P1^2; // 时钟芯片DS1302的RST管脚
sbit LcdRs_P = P1^3; // 1602液晶的RS管脚
sbit LcdRw_P = P1^4; // 1602液晶的RW管脚
sbit LcdEn_P = P1^5; // 1602液晶的EN管脚
sbit KeyMode_P = P3^3; // 模式切换
sbit KeySet_P = P3^4; // 设置时间按键
sbit KeySet2_P = P3^5; // 设置时间模式的开关时间和光照控制强度
sbit KeyDown_P = P3^6; // 减按键
sbit KeyUp_P = P3^7; // 加按键
sbit Led_P = P2^0; // 指示灯
uchar gMode=1; // 1是手动模式，2是时间自动模式，3是亮度自动模式
uchar OpenHour = 18; // 开启窗帘的小时
uchar OpenMinute = 20; // 开启窗帘的分钟
uchar CloseHour = 10; // 关闭窗帘的小时
uchar CloseMinute = 30; // 关闭窗帘的分钟
uchar gLight = 40; // 窗帘开关的阈值
uchar code Clock[]={0x10,0x20,0x40,0x80}; // 步进电机顺时针旋转数组
uchar code AntiClock[]={0x80,0x40,0x20,0x10}; // 步进电机逆时针旋转数组
uchar TimeBuff[7]={17,9,1,6,18,30,40}; // 时间数组，默认2017年9月1日，星期五，18:30:40
// TimeBuff[0] 代表年份，范围00-99
// TimeBuff[1] 代表月份，范围1-12
// TimeBuff[2] 代表日期，范围1-31
// TimeBuff[3] 代表星期，范围1-7
// TimeBuff[4] 代表小时，范围00-23
// TimeBuff[5] 代表分钟，范围00-59
// TimeBuff[6] 代表秒钟，范围00-59
/*********************************************************/
// 毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数
/*********************************************************/
void DelayMs(uint time)
{
uint i,j;
for(i=0;i> 1;
}
/* 读出该地址的数据 */
for(i=0;i<8;i++)
{
temp=temp>>1;
if(SDA_P)
temp|= 0x80;
else
temp&=0x7F;
SCK_P=1;
_nop_();
SCK_P=0;
_nop_();
}
RST_P=0;
return temp;
}
/*********************************************************/
// 向DS1302写入一字节数据
/*********************************************************/
void DS1302_Write_Byte(uchar addr, uchar dat)
{
uchar i;
RST_P = 1;
/* 写入目标地址：addr*/
for(i=0;i<8;i++)
{
if(addr&0x01)
SDA_P=1;
else
SDA_P=0;
SCK_P=1;
_nop_();
SCK_P=0;
_nop_();
addr=addr>>1;
}
/* 写入数据：dat*/
for(i=0;i<8;i++)
{
if(dat&0x01)
SDA_P=1;
else
SDA_P=0;
SCK_P=1;
_nop_();
SCK_P=0;
_nop_();
dat=dat>>1;
}
RST_P=0;
}
/*********************************************************/
// 向DS1302写入时间数据
/*********************************************************/
void DS1302_Write_Time()
{
uchar i;
uchar temp1;
uchar temp2;
for(i=0;i<7;i++) // 十进制转BCD码
{
temp1=(TimeBuff[i]/10)<<4;
temp2=TimeBuff[i]%10;
TimeBuff[i]=temp1+temp2;
}
DS1302_Write_Byte(0x8E,0x00); // 关闭写保护
DS1302_Write_Byte(0x80,0x80); // 暂停时钟
DS1302_Write_Byte(0x8C,TimeBuff[0]); // 年
DS1302_Write_Byte(0x88,TimeBuff[1]); // 月
DS1302_Write_Byte(0x86,TimeBuff[2]); // 日
DS1302_Write_Byte(0x8A,TimeBuff[3]); // 星期
DS1302_Write_Byte(0x84,TimeBuff[4]); // 时
DS1302_Write_Byte(0x82,TimeBuff[5]); // 分
DS1302_Write_Byte(0x80,TimeBuff[6]); // 秒
DS1302_Write_Byte(0x80,TimeBuff[6]&0x7F); // 运行时钟
DS1302_Write_Byte(0x8E,0x80); // 打开写保护
}
/*********************************************************/
// 从DS1302读出时间数据
/*********************************************************/
void DS1302_Read_Time()
{
uchar i;
TimeBuff[0]=DS1302_Read_Byte(0x8D); // 年
TimeBuff[1]=DS1302_Read_Byte(0x89); // 月
TimeBuff[2]=DS1302_Read_Byte(0x87); // 日
TimeBuff[3]=DS1302_Read_Byte(0x8B); // 星期
TimeBuff[4]=DS1302_Read_Byte(0x85); // 时
TimeBuff[5]=DS1302_Read_Byte(0x83); // 分
TimeBuff[6]=(DS1302_Read_Byte(0x81))&0x7F; // 秒
for(i=0;i<7;i++) // BCD转十进制
{
TimeBuff[i]=(TimeBuff[i]/16)*10+TimeBuff[i]%16;
}
}
/*********************************************************/
// ADC0832的时钟脉冲
/*********************************************************/
void WavePlus()
{
_nop_();
ADC_CLK = 1;
_nop_();
ADC_CLK = 0;
}
/*********************************************************/
// 获取指定通道的A/D转换结果
/*********************************************************/
uchar Get_ADC0832()
{
uchar i;
uchar dat1=0;
uchar dat2=0;
ADC_CLK = 0; // 电平初始化
ADC_DAT = 1;
_nop_();
ADC_CS = 0;
WavePlus(); // 起始信号
ADC_DAT = 1;
WavePlus(); // 通道选择的第一位
ADC_DAT = 0;
WavePlus(); // 通道选择的第二位
ADC_DAT = 1;
for(i=0;i<8;i++) // 第一次读取
{
dat1<<=1;
WavePlus();
if(ADC_DAT)
dat1=dat1|0x01;
else
dat1=dat1|0x00;
}
for(i=0;i<8;i++) // 第二次读取
{
dat2>>= 1;
if(ADC_DAT)
dat2=dat2|0x80;
else
dat2=dat2|0x00;
WavePlus();
}
_nop_(); // 结束此次传输
ADC_DAT = 1;
ADC_CLK = 1;
ADC_CS = 1;
if(dat1==dat2) // 返回采集结果
return dat1;
else
return 0;
}
/*********************************************************/
// 按键扫描(设置当前时间)
/*********************************************************/
void KeyScanf1()
{
if(KeySet_P==0)
{
LcdGotoXY(0,13); // 显示秒钟的冒号
LcdWriteData(':');
LcdWriteCmd(0x0f); // 启动光标闪烁
LcdGotoXY(0,3); // 定位光标到年份闪烁
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整年份 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(TimeBuff[0]>0) // 判断年份是否大于0
TimeBuff[0]--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,2); // 光标定位到年份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[0]); // 刷新显示改变后的年份
LcdGotoXY(0,3); // 定位光标到年份闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(TimeBuff[0]<99) // 判断年份是否小于99
TimeBuff[0]++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,2); // 光标定位到年份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[0]); // 刷新显示改变后的年份
LcdGotoXY(0,3); // 定位光标到年份闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,6); // 定位光标到月份闪烁
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整月份 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(TimeBuff[1]>1) // 判断月份是否大于1
TimeBuff[1]--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,5); // 光标定位到月份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[1]); // 刷新显示改变后的月份
LcdGotoXY(0,6); // 定位光标到月份闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(TimeBuff[1]<12) // 判断月份是否小于12
TimeBuff[1]++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,5); // 光标定位到月份的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[1]); // 刷新显示改变后的月份
LcdGotoXY(0,6); // 定位光标到月份闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,9); // 定位光标到日期闪烁
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整日期 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(TimeBuff[2]>1) // 判断日期是否大于1
TimeBuff[2]--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,8); // 光标定位到日期的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[2]); // 刷新显示改变后的日期
LcdGotoXY(0,9); // 定位光标到日期闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(TimeBuff[2]<31) // 判断日期是否小于31
TimeBuff[2]++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,8); // 光标定位到日期的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[2]); // 刷新显示改变后的日期
LcdGotoXY(0,9); // 定位光标到日期闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,12); // 定位光标到小时闪烁
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整小时 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(TimeBuff[4]>0) // 判断小时是否大于0
TimeBuff[4]--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,11); // 光标定位到小时的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[4]); // 刷新显示改变后的小时
LcdGotoXY(0,12); // 定位光标到小时闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(TimeBuff[4]<23) // 判断小时是否小于23
TimeBuff[4]++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,11); // 光标定位到小时的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[4]); // 刷新显示改变后的小时
LcdGotoXY(0,12); // 定位光标到小时闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,15); // 定位光标到分钟闪烁
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整分钟 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(TimeBuff[5]>0) // 判断分钟是否大于0
TimeBuff[5]--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,14); // 光标定位到分钟的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[5]); // 刷新显示改变后的分钟
LcdGotoXY(0,15); // 定位光标到分钟闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(TimeBuff[5]<59) // 判断分钟是否小于59
TimeBuff[5]++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,14); // 光标定位到分钟的位置
LcdPrintNum(TimeBuff[5]); // 刷新显示改变后的分钟
LcdGotoXY(0,15); // 定位光标到分钟闪烁
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet_P==0)
{
break;
}
}
/* 退出前的设置 */
LcdWriteCmd(0x0C); // 关闭光标闪烁
DS1302_Write_Time(); // 把新设置的时间值存入DS1302芯片
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
}
}
/*********************************************************/
// 按键扫描(设置窗帘的动作)
/*********************************************************/
void KeyScanf2()
{
if(KeySet2_P==0)
{
LcdGotoXY(0,0); // 光标定位
LcdPrintStr(" OpenTime : "); // 显示第1行内容
LcdGotoXY(1,0); // 光标定位
LcdPrintStr("CloseTime : "); // 显示第2行内容
LcdGotoXY(0,10); // 光标定位
LcdPrintNum(OpenHour); // 显示开启窗帘的小时
LcdGotoXY(0,13); // 光标定位
LcdPrintNum(OpenMinute); // 显示开启窗帘的分钟
LcdGotoXY(1,10); // 光标定位
LcdPrintNum(CloseHour); // 显示关闭窗帘的小时
LcdGotoXY(1,13); // 光标定位
LcdPrintNum(CloseMinute); // 显示关闭窗帘的分钟
LcdWriteCmd(0x0f); // 启动光标闪烁
LcdGotoXY(0,11); // 定位光标
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet2_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整开启的小时 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(OpenHour>0) // 判断小时是否大于0
OpenHour--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,10); // 光标定位
LcdPrintNum(OpenHour); // 刷新显示改变后的小时
LcdGotoXY(0,11); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(OpenHour<23) // 判断小时是否小于23
OpenHour++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,10); // 光标定位
LcdPrintNum(OpenHour); // 刷新显示改变后的小时
LcdGotoXY(0,11); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(0,14); // 定位光标
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet2_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整开启的分钟 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(OpenMinute>0) // 判断分钟是否大于0
OpenMinute--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(0,13); // 光标定位
LcdPrintNum(OpenMinute); // 刷新显示改变后的分钟
LcdGotoXY(0,14); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(OpenMinute<59) // 判断分钟是否小于59
OpenMinute++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(0,13); // 光标定位
LcdPrintNum(OpenMinute); // 刷新显示改变后的分钟
LcdGotoXY(0,14); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(1,11); // 定位光标
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet2_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整关闭的小时 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(CloseHour>0) // 判断小时是否大于0
CloseHour--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(1,10); // 光标定位
LcdPrintNum(CloseHour); // 刷新显示改变后的小时
LcdGotoXY(1,11); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(CloseHour<23) // 判断小时是否小于23
CloseHour++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(1,10); // 光标定位
LcdPrintNum(CloseHour); // 刷新显示改变后的小时
LcdGotoXY(1,11); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
LcdGotoXY(1,14); // 定位光标
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet2_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 调整关闭的分钟 */
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(CloseMinute>0) // 判断分钟是否大于0
CloseMinute--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(1,13); // 光标定位
LcdPrintNum(CloseMinute); // 刷新显示改变后的分钟
LcdGotoXY(1,14); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(CloseMinute<59) // 判断分钟是否小于59
CloseMinute++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(1,13); // 光标定位
LcdPrintNum(CloseMinute); // 刷新显示改变后的分钟
LcdGotoXY(1,14); // 定位光标
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet2_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
/* 光照强度的设置 */
LcdWriteCmd(0x0C); // 关闭光标闪烁
LcdGotoXY(0,0); // 光标定位
LcdPrintStr(" Light Set "); // 显示第1行内容
LcdGotoXY(1,0); // 光标定位
LcdPrintStr(" "); // 显示第2行内容
LcdGotoXY(1,7); // 光标定位
LcdPrintNum(gLight); // 显示窗帘的光线控制强度阈值
while(1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果减按键被下去
{
if(gLight>0) // 判断光线阈值是否大于0
gLight--; // 是的话就减去1
LcdGotoXY(1,7); // 光标定位
LcdPrintNum(gLight); // 刷新显示改变后的光线阈值
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeyUp_P==0) // 如果加按键被下去
{
if(gLight<99) // 判断光线阈值是否小于59
gLight++; // 是的话就加上1
LcdGotoXY(1,7); // 光标定位
LcdPrintNum(gLight); // 刷新显示改变后的光线阈值
DelayMs(300); // 延时0.3秒左右
}
if(KeySet2_P==0)
{
break;
}
}
/* 退出前的设置 */
LcdShowInit(); // 液晶显示内容初始化
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键按下的抖动
while(!KeySet2_P); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时等待，消除按键松开的抖动
}
}
/*********************************************************/
// 按键扫描(模式切换)
/*********************************************************/
void KeyScanf3()
{
if(KeyMode_P==0)
{
gMode++; // 切换到下一模式
if(gMode==4) // 如果到尽头了
gMode=1; // 回到第一种模式
LcdGotoXY(1,0); // 光标定位
LcdPrintMode(gMode); // 显示模式
DelayMs(10); // 去除按键按下的抖动
while(!KeyMode_P); // 等待按键是否
DelayMs(10); // 去除按键松开的抖动
}
}
/*********************************************************/
// 开窗
/*********************************************************/
void Open()
{
uint i,j;
for(j=0;j<255;j++) // 控制步进电机正转
{
for(i=0;i<4;i++)
{
P2=Clock[i];
DelayMs(3);
}
}
Led_P=0;
}
/*********************************************************/
// 关窗
/*********************************************************/
void Close()
{
uint i,j;
for(j=0;j<255;j++) // 控制步进电机反转
{
for(i=0;i<4;i++)
{
P2=AntiClock[i];
DelayMs(3);
}
}
Led_P=1;
}
/*********************************************************/
// 主函数
/*********************************************************/
void main()
{
uchar light;
LcdInit(); // 执行液晶初始化
DS1302_Init(); // 时钟芯片的初始化
LcdShowInit(); // 液晶显示内容的初始化
if(DS1302_Read_Byte(0x81)>=128) // 判断时钟芯片是否正在运行
{
DS1302_Write_Time(); // 如果没有，则初始化一个时间
}
while(1)
{
DS1302_Read_Time(); // 获取当前时钟芯片的时间，存在数组time_buf中
FlashTime(); // 刷新时间显示
light=Get_ADC0832(); // 读取光照强度
light=light/2.5; // 缩小光照检测结果(在0-99)
if(light>99) // 如果大于99
light=99; // 则依然保持99
LcdGotoXY(1,14); // 光标定位
LcdPrintNum(light); // 显示光照强度
KeyScanf1(); // 按键扫描(时间的设置)
KeyScanf2(); // 按键扫描(阈值的设置)
KeyScanf3(); // 按键扫描(模式切换)
/*手动控制模式*/
if(gMode==1)
{
if(KeyDown_P==0) // 如果关窗帘键按下了
{
if(Led_P==0) // 如果窗帘当前是打开的
{
Close(); // 则关闭窗帘
}
}
if(KeyUp_P==0) // 如果开窗帘键按下了
{
if(Led_P==1) // 如果窗帘当前是关闭的
{
Open(); // 则打开窗帘
}
}
}
/*时间控制模式*/
if(gMode==2)
{
if((TimeBuff[4]==CloseHour)&&(TimeBuff[5]==CloseMinute)&&(TimeBuff[6]==0)) // 如果到了关窗帘的时间
{
if(Led_P==0) // 如果窗帘当前是打开的
{
Close(); // 则关闭窗帘
}
}
if((TimeBuff[4]==OpenHour)&&(TimeBuff[5]==OpenMinute)&&(TimeBuff[6]==0)) // 如果到了开窗帘的时间
{
if(Led_P==1) // 如果窗帘当前是关闭的
{
Open(); // 则打开窗帘
}
}
}
/*光线控制模式*/
if(gMode==3)
{
if(light 完整资料：
https://market.m.taobao.com/app/idleFish-F2e/widle-taobao-rax/page-detail?wh_weex=true&wx_navbar_transparent=true&id=614259061450&ut_sk=1.WUpxx7gpwUoDAMmnnrBIzAno_12431167_1585219011139.Copy.detail.614259061450.1828622527&forceFlush=1