基于51单片机的智能窗控制系统设计

**单片机设计介绍， 基于51单片机的智能窗控制系统设计

一 概要

  基于51单片机的智能窗控制系统通常是指通过单片机控制窗户的开关和调节，在实现基本的开关功能的同时，还可以根据环境条件或用户需求进行自动化控制。

以下是一个基本的智能窗控制系统的设计介绍：

1. 硬件设计：

   • 使用51单片机作为主控芯片，它具有足够的IO口和计算能力。
   • 使用适当的传感器来检测环境条件，如温度传感器、光敏传感器、湿度传感器等。
   • 使用继电器或电机驱动模块来控制窗户的开关动作。
   • 使用按键或触摸屏等输入设备来接收用户的手动控制指令。
   • 使用显示器或LED等输出设备来显示当前窗户状态或其他相关信息。

2. 软件设计：

   • 编写单片机的程序，实现窗户的基本开关功能。这包括接收来自传感器的数据和用户的控制指令，并相应地控制继电器或电机驱动模块来实现窗户的开关动作。
   • 设计算法来根据环境条件自动控制窗户的开关和调节。例如，可以根据温度传感器的数据来自动开启或关闭窗户，或者根据光敏传感器的数据来自动调节窗帘。
   • 实现用户界面，允许用户手动控制窗户的开关和调节，例如通过按键或触摸屏来发送控制指令。
   • 可以将所有的数据记录下来，用于分析和后续优化。

需要注意的是，这只是一个基本的设计框架，具体的实现方法和功能可以根据实际需求进行调整和扩展。设计一个稳定可靠的智能窗控制系统需要考虑到多个方面，包括硬件选型、传感器精度和响应速度、对窗户结构的适应性等等。

二、功能设计

实现参考功能

(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；

包含仿真、程序、开题报告、原理图、PCB、实物焊接图、程序注释等等一套完善的资料。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25