遥控窗帘电路的设计
学生：XX 指导教师：XX
内容摘要：本文主要介绍了遥控窗帘的电路设计。电机工作的时候是否有鸣响提示，以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等都可以通过遥控器随着电子技术和自动化技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高。家用电器产品也在不断的更新换代。从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。此次要设计的就是红外遥控窗帘。它是采用89C2051单片机的最小系统设计，控制一个220V的可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。
红外遥控的重点就在红外发送和接收及编码与解码问题。所以讨论的重点也就是这些个方面。当今专用的红外发送和接收器件非常多，编码与解码的方法也很多，所以要根据实际的情况来选取合适的发送、接收器件和编码、解码方法。除此之外，还要 了解单片机的接口技术的应用和单片机的抗干扰方法。接口方面主要介绍单片机的串口。
关键词：遥控 红外线 编码 抗干扰 智能 串行口
Remote control window curtains electric circuit design Abstract: With the development of electronic technology and automatic technology, people have more and more high expectations for life quality. The home electric equipment products are in constant update too. From the transistor of the beginning of beginning, to the electron tube ; Imitated it to the figure; From the discrete component to the integrated circuit; From ordinary to high performance , multi-functional type; By manual to control to infrared ray remote control, to intelligent to develop. This one that designed less important is an infrared remote control curtain. It adopt minimum system , 89C2051 of MCU design , control one 220V reversible changing speed the motor control to draw back and shut off the curtain.
Infrared focal point of remote control in infrared to send with receiving and code and decode the issue. So focal point that discuss the. A special-purpose one infrared to send and receive device very more, code and method that decode too a lot of nowadays, so will choose suitable sending, receiving the device, code, decoding method according to the real situation. In addition, should understand the application of the interface technology of the one-chip computer and one-chip computer anti-interference method. Interface respect introduces one cluster of mouths of the one-chip computer mainly.
Keywords:remote control infrared ray code intelligence
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目 录
前言 ..................................................................... 1
1 概述 .................................................................. 1
1.1 选题背景 ......................................................... 1
1.2 设计思路 ......................................................... 2
1.2.1 主要任务 ................................................... 2
1.2.2 工作原理 ................................................... 2
1.2.3 设计方案 ................................................... 2
2 红外遥控原理及红外线发射和接收 ........................................ 3
2.1 红外遥控的原理 ................................................... 3
2.2 红外线发射码组成原理 ............................................. 4
2.3 红外遥控的优点 ................................................... 5
2.4 红外遥控的发射器件 ............................................. 5
2.5 时钟芯片DS1302 .................................................. 5
2.5.1 DS1302的引脚描述 ........................................... 6
2.5.2 DS1302数据传输方式 ......................................... 6
3 遥控窗帘的组成及原理 .................................................. 7
3.1 遥控窗帘电源 ..................................................... 7
3.2 遥控器 ........................................................... 8
3.3 接收器 ........................................................... 9
3.3.1 遥控编码脉冲的串并转换 ..................................... 9
3.3.2 解码程序 .................................................. 10
3.4 窗帘遥控器原理 ................................................ 11
3.4.1 显示及鸣响提示 ............................................ 11
3.4.2 红外线接收 ................................................ 12
3.4.3 光控电路测光 .............................................. 12
3.4.4 电机控制执行 .............................................. 12
3.4.5 单片机主控器件 ............................................ 13
3.5 数码显示电路 .................................................... 13
4 8051单片机的功能应用 ................................................. 13
4.1 主要功能如下： .................................................. 13
4.2 内部结构 ........................................................ 14
4.3 外部引脚及说明 .................................................. 14
4.3.1 主电源引脚 ................................................ 14
4.3.2 外接晶体引脚； ............................................ 14
4.3.3 输入/输出引脚 ............................................. 14
4.4 单片机抗干扰技术 ................................................ 15
4.5 软件抗干扰的方法 ................................................ 15
4.6 指令冗余 ........................................................ 15
5 遥控窗帘的使用 ....................................................... 16
5.1 遥控窗帘的相关设备 .............................................. 16
5.2 单相异步机的原理 ................................................ 17
5.3 遥控器按键功能 .................................................. 17
6 结束语 ............................................................... 18
附录 .................................................................... 20
参考文献 ................................................................ 22
遥控窗帘电路的设计
前言
当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片机问世不久，然而体积小、廉价、功能强，其销售额每年近80%的速度增长。它的性能不断提高，适用范围越来越宽，在计算机应用领域已占有日益重要的地位。近几年来，随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高，一栋栋居民楼、写字楼、宾馆拔地而起。进入寻常百姓的家用电器品种与数量愈来愈多，这些家用电器有的能减轻人们的家务、有的能丰富人们的文娱生活，有的则能提高人们的生活质量。
为了进一步满足人们高水准生活的需要，家用电器产品性能也在不断的更新挽代，从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵，不能普及。所以设计的目标就是实现功能全、造价省。能够进入大众生活。一款使用微电脑管理的、红外遥控器控制的多功能窗帘，控制器符合当今的发展趋势。该窗帘控制器采用89C2051单片机的最小系统设计，控制一个220V的可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。
窗帘控制器可以使用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停控制；可以执行事先输入的开启时间和关闭时间进行时间控制；还可以根据室外环境亮度实现环境亮度光控。三种工作方式可以方便地进行选择，当选择时间控制的方案时，数码管还能显示当时小时和分钟时间，不过时间数据只能顺序显示，显示一遍后，略等片刻再显示下一遍时间。另外、电机拉动窗帘的工作的时间长度，进行设置。
1 概述
随着电子科学技术的发展，遥控技术在高科技研究、工农业生产、通讯技术、军事技术、家用电器等诸多领域得到了广泛地应用，特别是随着各类遥控专用集成电路的不断问世，使得各类遥控设备的性能也更加优越可靠，功能更加完善。
遥控种类繁多，有声控、无线电控制、红外线控制等。其中还包含着各种不同类型的控制。我在本次设计中主要研究的是利用单片机的智能红外线遥控电路的设计。
1.1 选题背景
当今，遥控已经很普遍。红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由
于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此，彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵，不能普及。所以，现在的重点是如何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置。
同时，单片机也有它突出的优点。从1974年开始，单片机就以它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点，开始不断发展，并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机的发展经历了四个阶段。
单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路内装化等方面发展，也就是对CPU、存储器、片内I/O的改进，低功耗，特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。而从目前国内对单片机的需求来看：在未来几年里，8位、16位单片机将是单片机的发展主流，它的新发展表现在：（1）CPU功能的增加 （2）内部资源的增多 （3）引脚的多功能化 （4）低电压、低功耗。
单片机有着如此多的优点，在工业控制中和家用电器等上的应用中独占鳌头，故又称为微控制器（Microcontroller）。
1.2 设计思路
1.2.1 主要任务
课题名称是“遥控窗帘电路设计”，课题设计的主要任务就是实现红外信号的发射和接收。保证发射出的信号要有足够的强度，在传播过程中要能有防止其他无线电信号的干扰能力。同时接收机要能够在足够远的距离上接收到准确的控制信号，起到控制电路工作的作用。
1.2.2 工作原理
和用电磁波用作无线电遥控的信号传播媒介一样，在红外遥控电路中用红外线作为红外线遥控的信号传播媒介。借助于红外线具有直线传播的特性，利用专用的红外传感器具有灵敏度高，响应快和光谱范围窄的性能，制成灵敏度高，抗干扰性能良好的红外遥控装置。利用单片机控制的红外遥控电路，它是利用单片机的异步通讯口，用红外发射口和红外接收来实现发射和接收点信号功能。
1.2.3 设计方案
单通道遥控开关电路的红外线发射控制电路是利用脉冲发生器产生的高频脉冲方
波驱动红外发光管，使其发射出一系列等幅的红外方波脉冲。方波的占空比用1：1或1比几。其目的是在一定的电源电压下，达到尽可能高的脉冲峰值，提高发射机的效率，以增大控制距离，而且节省电源。例如：一个峰值电流为3A的脉冲，占空比为1：3，它的平均消耗电流只有1A。这对于使用干电池作电源的发射机是很有实用价值的。
在接收机方面，由光电二极管或光电三极管将接收到的红外脉冲信号转换成微弱的脉冲电信号，由电压放大级将这个微弱的信号加以放大，使其能够可靠地出发双稳态电路的翻转，有的电路还加以限幅放大，以削去干扰尖脉冲。最后将双稳态电路输出的控制信号进行功率放大并驱动继电器，达到控制开关的目的。其结构如图1.2.3-1：
滤波或整形
图1.2.3-1 红外遥控的基本原理
由于一般的遥控电路，其控制距离都不超过10米。这不仅是由于发射机的发射功率一般都小的原因，而更重要的是因为红外线具有可见光的散射特性，在经过一段距离后它的发射面积增大，使控制信号的能量分散，单位面积上的能量强度减弱，因而失去控制功能。如果在增大发射机发射功率的同时，又将发射光或接收光聚焦，则控制距离可大大增加。
2 红外遥控原理及红外线发射和接收
2.1 红外遥控的原理
遥控信通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，应用编/解码电路专用集成电路芯片来进行控制操作，如图2.1-1所示，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用89C2051的软件编码/解码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性解码所有数据。
图2.1-1 控制系框图
2.2 红外线发射码组成原理
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。
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2.2-1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：多种接收频率可供选择：30k Hz、33k Hz、36k Hz、36. 7k Hz、38k Hz、40k Hz、5 6 k Hz；大范围工作电压：( 3-6 ) V；工作电流：3m A；遥控距离：大于 4m；内置金属保护装置；综合限幅电路功能；多种主要传输码；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。TSOP18xx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。
图2.2-1红外线接收模块 TSOP18xx
2.3 红外遥控的优点
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰，因此方便安全。
2.4 红外遥控的发射器件
图2.4-1 AT89C2051单片机引脚图
2.5 时钟芯片DS1302
芯片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：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。
2.5.1 DS1302的引脚描述
DS1302的引脚描述如表2.5.1-1所示：
表2.5.1-1 DS1302引脚描述
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,其内部结构如表2.2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。
2.5.2 DS1302数据传输方式
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
2.5.2-1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。格式图如下：
图2.5.2-1地址/命令字节
时钟芯片DS1302是采用I2C总线来传输数据的。I2C(Inter－Integrated 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 遥控窗帘的组成及原理
3.1 遥控窗帘电源
图3.1-1 遥控窗帘电源电路图
功能：电源部分通过外接插座输入交流12V或者直流13-14V电压，交流电经过整
流滤波后，输出电压为12V的VDD，为控制继电器提供工作电压。同时经过集成稳压器
IC稳压后输出5V电压VBB, 为单片机提供VCC电压，5V电源经过二极管D1、限流电阻
R1后，为讯响电路、红外接收电路、显示电路提供电源， E1是直流供电电源，电压为
3V～3.6V,在本电路中为了节省成本，使用两节5号普通电池，C1和C2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D1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。
3.2 遥控器
用AT89C2051单片机来实现的遥控装置。
工作原理：图3.2-1为红外线发射电路原理图，K0至K7为遥控按钮，单片机P3.4
端口控制红外线的发射。T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器。当
有按键按下时，控制软件启动定时器T0、T1， T0定时溢出，中断程序使P3.4端口状
态反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就可得到不同的发射频率。T1定时溢
出，中断程序关闭T0定时器，停止红外线发射。程序见清单。软件设计参数为：T1定
时时间为100ms，K0至K7按钮所对应的红外线发射频率分别为300 HZ、600 HZ、900 HZ、1200 HZ、1500 HZ、1800 HZ、2100 HZ、2400 HZ。
图3.2-1红外线发射电路原理图
3.3 接收器
3.3.1 遥控编码脉冲的串并转换
红外遥控接收头解调出的编码是串行二进制码，包含着遥控器按键信息。但它还不
便于CPU读取识别，因此需要先对这些串行二进制码进行解码。
基于EPROM的遥控解码原理：经过串并转换，我们得到了8位并行遥控码。为了让
CPU读取这个并行遥控码，通常的方法是在转换完成后产生一个中断，通知CPU来读取遥控信息。但这样做要占用CPU一个外部中断资源并需编写额外的中断服务程序，显得
比较烦琐。尤其是当仪器系统的软件不是由自己开发而又要加装遥控时更是无能为力。因此，我们想寻求一种不占用仪器CPU的软、硬件资源而实现遥控的方法，使键盘输入
和遥控输入统一起来，占用同一个端口、同一个中断、同一个中断服务程序。简言之，要做到对CPU是透明的，似乎只有一个键盘输入单元在工作，只须访问它来进行键盘扫
描、键码读出操作。但实际上却有遥控器与键盘两套键输入硬件在同时而独立地工作。
考察一下智能仪器的键盘扫描输入原理。在这种方式下，CPU通过输出指令使键盘
矩阵的行扫描线依次为“0”（低电平），同时监测键盘矩阵的列扫描线。若无键按下，则列扫描线输出全“1”（高电平）；若有键按下，则此键所在列线输出为“0”，再结合行扫描线此时的状态，就可具体定位按键。
我们设想，可否将遥控接收头输出的含有按键信息的8位遥控码通过某种转换，并
入键盘矩阵电路，当遥控器有键按下时，就会在机上键盘对应键处产生一个“模拟”按
键动作，产生一个键码可供CPU读取。所谓“模拟”是指并没有机械按键动作，但对于
键盘矩阵电路而言却产生一个低电平，效果和机械按键动作完全一样。这样就将遥控键
盘和本机键盘统一起来，二者的键数和键功能定义都一样，一个相同的键在遥控器上按
下和在本机键盘上按下对CPU而言没有任何区别，只不过对键盘矩阵来说前者是软接触，后者是硬接触。
根据遥控器上按键与本机键盘按键的一一对应方案，我们可以导出实现“模拟”按
键的逻辑真值表（其中C0~C4为列扫描线）。
这是一个12变量输入S变量输出的组合逻辑函数，最小项总数为16×20＝320个。
若用普通逻辑门电路来实现这样的功能将是十分麻烦的，用PLD（可编程逻辑器件）来
做就要简单得多。EPROM就是一种与阵列固定、或阵列可编程的逻辑器件。如果把EPROM的输入地址A0，A1，„„AN视为输入逻辑变量，同时把输出数据D0，D1，„„DM视为
一组多输出逻辑变量，那么输出与输入之间也就是一组多输出的组合逻辑函数。而且，EPROM地址译码器的输出包含了全部输入变量的最小项，每一位数据输出又都是这些最
小项之和，因而任何形式的组合逻辑函数均能通过向EPROM中写入相应的数据来实现。不难推想，具有Ｎ位输入地址和M位数据输出的EPROM可以获得一组（最多为M个）任
何形式的N变量组合逻辑函数。
根据这个原理，选用4K×8EPROM2732，可以实现任意12变量输入、8变量输出的
组合逻辑函数。在本机遥控系统中，利用了EPROM的D0-D4五根数据线和全部12根地
址线，通过向2732中固化上表所示的逻辑真值表，从而实现了关键的遥控解码，使遥
控器上按键与本机键盘按键一一对应起来。需要指出的是，EPROM的地址译码是全译码，而在本方案中占据地址线A0-A7的8位遥控码只有20种有效码值（20个键），即一页（2S6
字节）中只有20个有效数据，则应将剩余空间填入0FFH。
由解码电路图3可见，EPROM2732的地址线A0-A7接至8位输出锁存移位寄存器
74HCS9S的输出（即8位遥控码），A8-A11接至键盘矩阵的行扫描线R0-R3；2732的8
根数据线使用了其中的S根D0-D4，接至键盘矩阵的列扫描线C0-C4，2732的（片选端）接地,(读信号)接至施密特与非门4093的3脚输出，此输出为双单稳74HC123的1Q、与
非的结果。
当遥控器上没有按键按下时，EPROM2732的端为“1”，使得2732的数据线D0-D4
为高阻态与键盘矩阵线脱离，而本机键盘的扫描与读出照常进行不受影响，若遥控器上
有键按下时，经红外发射、接收对应的８位遥控码出现在74HC595的输出端，并作为
EPROM2732的A0-A7输入，此时的行扫描码（CPU发出）作为A8-A11输入，2732的端为
低电平，读出A0-A11指定单元的数据，将其中D0-D4放在键盘矩阵列线上。D0-D4中只
有一位为“0”，指示着哪一列有键按下，这样就由遥控接收、解码电路模拟了一次“按键”动作。接下来CPU对这个“按键”动作的响应、处理就和本机键盘完全一样了。
3.3.2 解码程序
红外一开始发送一段13.5ms的引导码，引导码由9ms的高电平和4.5ms的低电平
组成，跟着引导码是系统码，系统反码，按键码，按键反码，如果按着键不放，则遥控
器则发送一段重复码，重复码由9ms的高电平，2.25ms的低电平，跟着是一个短脉冲。
解码程序在比较器中断服务程序中实现。第一个下降沿表明编码输出开始，这时将
时间记录为last_time当比较器输出跳为高电平时，记录当前时间为current_time,并
且记录脉冲宽（current_time-last_time）判断收到的是宽脉冲还窄脉是冲,如果是宽
脉冲记录为0，窄脉冲记录为1。
每一组有效的编码由24为组成，因此程序中需要有一个脉冲计数变量来记录是否
有24位码，只有确认收到24位码后，才认为这次按键有效。同时需要防止将用户的一
次按键解释为多次按键，需要有去抖功能。可以设一个变量来记录同一个键值收到的次
数，当它的记录小于某一预定的值时，表示用户在进行同一操作。完整的接收到一组编
码后，在中断程序中将键值有效标志key_flag置1，主程序循环中如果查询到key_flag
为1则保存这个键码，即完成一次解码操作。
3.4 窗帘遥控器原理
图3.4-1 窗帘遥控器原理电路图
控制器原理图如图3.4-1，电流流过的路叫做电路，电路分为8个部分，(是把其他
形式的能转换成电能的装置叫做电源)电源部分、显示部分、鸣响提示部分、红外线接
收部分、数据储存部分、光控电路测光部分、电机控制执行部分、单片机主控器件部分。
3.4.1 显示及鸣响提示
鸣响电路由单片机的P1.0兼用，除驱动数码管的数点之外，兼用音频信号输出，
音频信号通过R20、C10输入到三极管V6的基极上，三极管驱动发声器发声。二极管D6
用来提供C10的放电回路，保证交流信号的正常耦合。发声器发出的声音有单片机软件来实现和控制，不同的情况下发出不同音调、不同时间长度的鸣响来，也可以编制乐音声音发声。
3.4.2 红外线接收
红外线接收电路使用一个集成红外接收器，型号是TSOP18，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。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。
3.4.3 光控电路测光
光控电路有GM1、C5、V3组成，利用了单片机的P3.4和P3.5完成对环境亮度的测试工作。GM1可以使用光敏电阻或者光敏二极管，本电路中使用光敏二极管。C5和GM1组成RC充放电回路，P3.4处于高电平的时候，P3.4的高电压用过GM1的正向电阻向C5充电，当P3.4被单片机拉低后，C5通过光敏元件放电，光敏二极管工作在反向电压状态下，此时环境亮度决定了光敏二极管的光阻值，光阻值大，C5放电速度慢，反之放电速度快。适当控制P3.4的拉低脉冲宽度，使得C5放电工作在线性比较好的一个工作段上。P3.5用来检测C5在P3.4拉低期间放电的电压状态，当C5电压下降到1/2VCC以下后，P3.5测得数据“0”，反之测得数据“1”，为了减小P3.5对C5充放电的影响，C5充放电电压通过三极管V3组成的射极输出器连接到P3.5上，射极输出器的高输入阻抗减小了P3.5对RC充放电电路的影响。
3.4.4 电机控制执行
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，两个是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”继电器J1、J2释放状态，方向可逆的电动机因无把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源,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，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。
两个是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”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。
3.4.5 单片机主控器件
单片机是电路中的核心器件，担负整个电路的管理。电路中使用P1口的8个I/O口分别驱动数码管的7个笔划和数点。这样做的目的是AT89C2051用于本电路中，其I/O口比较富裕，这样的驱动显示节省一个显示驱动电路，同时显示的数字和字符完全通过软件编写的，可以编写更多的字符。所以数码管除显示0-9数字外，还可以显示软件编辑的任意字符，数点用来指示工作状态和不同的设置状态。单片机的复位脚使用C8、R14组成上电复位电路，K1是手动复位按键，实践中得知本复位按键用到的时候很少。 数点控制脚兼用鸣响信号输出端，输出的音频信号通过R20、C10输入到V6的基极，放大后推动发声器Y1发声。D6是C10的泄放电阻，保证交变信号的正常耦合。
单片机的P3.3和P3.7口作为IIC（integrated circuit）集成电路，IC储存器的总线。
3.5 数码显示电路
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，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。
4 8051单片机的功能应用
4.1 主要功能如下：
▲8为CPU。
▲片内带振荡器，振荡频率fosc范围为1.2-12MHZ，可有时钟输出。
▲128个字节的片内数据存储器。
▲4K字节的片内程序存储器。
▲程序存储器的寻址范围为64K字节。
▲片外数据存储器的寻址范围为64K字节。
▲21个字节专用寄存器。
▲4个8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。
▲1个全双工串行I/O接口，可多机通讯。
▲2个16位定时/计数器。
▲中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级。
▲111条指令，含乘法指令和除法指令。
▲有强的位寻址、位处理能力。
▲片内采用单总线结构。
▲用单一+5V电源。
52子系列主要有8032、8052两种机型。与51子系列的不同在于：片内数据存储器增至256个字节；片内程序存储器增至8KB（8032无）；有3个16位定时器/计数器；有6个中断源。其他性能均与51子系列相同。
4.2 内部结构
它含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O接口、串行接口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能器件。
4.3 外部引脚及说明
MCS-51系列单片机芯片有40个引。用HMOS工艺制造的芯片采用双列直插式封装。低功耗的、采用CHMOS工艺制造的机型（在型号中间家一“C”字作为识别，如80C31、80C51、87C51）也有用方型封装结构的。现将各引脚分别说明如下：
4.3.1 主电源引脚
主电源引脚有Vcc：接+5V电源正端；Vss：接+5V电源地端。
4.3.2 外接晶体引脚；
外接晶体引脚有XTAL1：片内反相放大器输入端；XTAL2：片内反相放大器输出端。外接晶体时，XTAL1与XTAL2各接警惕的一端，借外接晶体与片内反相放大器构成振荡器。
4.3.3 输入/输出引脚
P0.0~P0.7：P0口的8个引脚。在不接片外存储器与不扩展I/O接口时，可作为准
双向输入/输出接口。在接有片外存储器或扩展I/O接口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。
P1.0~P1.7：P1口的8个引脚。可作为准双向I/O接口使用。对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二种功能：P1.0可作为定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1可作为定时器/计数器2的外部控制端T2EX。
P2.0~P2.7：P2口的8个引脚.一般可作为准双向I/O接口；在接有片外存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256字节时,P2口用为高8为地址总线。
P3.0~P3.7：P3口的8个引脚，除了作为准双向I/O接口使用外，还具有第二功能，具体如下：
P3.0：RXD （串行输入口）
P3.1：TXD （串行输出口）
P3.2：INT0 （外部中断0请求输入端）
P3.3：INT1 （外部中断1请求输入端）
P3.4：T0 （定时器/计数器0计数脉冲输入端）
P3.5：T1 （定时器/计数器1计数脉冲输入端）
P3.6：WR （片外数据存储器写选通信号输出端）
P3.7：RD （片外数据存储器读选通信号输出端）
4.4 单片机抗干扰技术
在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。
4.5 软件抗干扰的方法
在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是： 一、消除模拟输入信号的嗓声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。
4.6 指令冗余
CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞” 到了三字节指令，出错机率更大。
在关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP。这样即使乱飞程序飞到操
作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。
此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、 RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。
5 遥控窗帘的使用
5.1 遥控窗帘的相关设备
遥控电动窗帘系统是一种新型的高科技产品。它的应用将带给您高科技的享受及便捷，同时能美化您的环境，使您的家居呈现更高品位。以下介绍遥控窗帘系统的相关设备及特点。
安全方面： 窗帘驱动设备装有可靠的安全设防保护装置，用户可放心使用。 兼容性：该系统备有手动、智能线控按钮、遥控器。当窗帘完全开启或关闭时，驱动器能及时停止工作。发生断电时，可手动开启及关闭系统。
适用性：具有多种不同档的开启和关闭速度，不同的场合可选用不同的速度。 智能化：系统定时控制器能预先在24小时内进行多次自动开启与关闭的设置。如遇您外出，系统会按照您的习惯在每天同一时间自动开启及关闭窗帘，确保安全。另外，通过系统专用遥控器及专用位置码接受器一并设定，该系统设备能单独或同时控制不同的窗帘系统。
遥控电动窗帘在最近几年被广泛应用于高级智能公寓和私人别墅。随着科技的进步，近年来又出现了直线电机新技术，直线电机技术作为一项高新技术自问世以来，就受到社会各界的广泛关注，并以它自身的技术特点迅速改变了人们对传统事物的看法。
直线电机与传统旋转式电机相比在很多领域显示了无可比拟的优势。如机场的物流线、自动感应门、邮政分拣系统、上海的磁悬浮列车、计算机磁盘定位系统、离子加速器等，而将它应用在电动帘机方面则使该行业进入了一个新阶段——磁驱直线电动窗帘机，简直就是电动窗帘行业的新革命。
磁驱直线电动窗帘机直接利用磁驱动的力量驱动电机进行往返动作，带动窗帘作来回往返运动实现窗帘的开合。运行中电机与轨道运行无接触，减少了机械故障，降低了噪音，确保了运行的可靠性，从而改变了人们对于传统电动窗帘机易发生故障，易脱位、不安全，不可靠、使用寿命短的认识。
磁驱直线电动窗帘机与传统旋转式电机产品的区别在于它舍弃了大量复杂的机械传动机构（不用滑轮及钢丝绳组件及相应的定位装置），减少了大量易损部件。使之设计更紧凑、结构更合理、外观更精美、可靠性更好、安全性更高、使用寿命更长。
磁驱电动窗帘机利用了磁浮（驱）原理制作的运行机构，所以在运行时电机无噪音、轻便、快捷；这是传统产品所无法相比的，同时既可手控也可遥控，与手拉式窗帘机及传统电动窗帘机的易掉线、易卡位、易损坏等相比较，本产品的优势是不言而喻的，该产品必将成为当今高档住宅、宾馆、智能大厦、多媒体中心、私家别墅等的首选自动化窗饰！
目前市场上的电动窗帘机从结构上一般分为牵引式、直线电机式和螺旋传动式三大类。在这其中牵引式产品主要借助钢绳或皮带传动，而这种结构带来的问题较多，比如承重差、故障多、停电无法开合等等，个别产品采用进口材料虽然相对较好，但售价不菲。直线电机式产品是近几年刚刚出现的，它利用电磁原理使电机带动窗帘在金属轨道上跑动，实现窗帘的开闭，然而这种产品普遍存在着承载力小、易出现过载、过热故障等结构缺陷，且拉帘速度过快，不易在中途停止，因此这种结构的产品即使在直线电机运用广泛，电动窗帘机早已普及的日本也没有出现。螺旋传动式产品是我国近几年在消化吸收国外类似产品基础上推出的全新产品，它采用螺旋弹簧旋转带动窗帘，利用螺纹斜面省力原理工作，负载能力强，传动结构简单，故障低寿命长。解决了目前传统产品普遍存在故障多、可靠性差的问题，同时实现了一体化双轨双开这一其他产品无法实现的功能。选择一款优秀的电动窗帘机，将会使您率先感受到科技带给您的舒适惬意的生活。
5.2 单相异步机的原理
交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
5.3 遥控器按键功能
红外遥控按键的功能分为三部分，直接操作部分—窗帘电机的正转、反转和停止操作。设置部分—输入定时打开窗帘的时间；定时关闭窗帘的时间；输入当时的时间；开关整点报时功能；开关电机工作的时候声音提示功能；设置电机运行的时间长度；选择定时、光控、手动控制的方式；查询现在预设工作状态和预设定时时间以及光控级别等。
第三部分是系统复位，不论在任何的工作状态下，总复位操作能将窗帘控制器恢复到开始状态下。
工作方式的选择是选择时控、光控和仅仅手动控制方式之一，在时控和光控状态下，手动控制仍然有效，在手动状态下仅能手动遥控操作。手动状态下的单片机非工作期间进入睡眠状态。
电机工作时间长度设置，是根据用户窗帘的长度不同，设置对应的电机一次运行时间，保证在时控和光控状态下窗帘拉开或者关闭到位。
测试环境亮度是根据不同用户窗帘安装位置处的环境亮度不同，以及用户光控拉开和光控关闭窗帘的环境亮度的要求不同，让用户自行选择环境亮度。
当工作在时控和光控状态下，并进行当时时间校正以后，内部的时钟开始走时，而且时间数据在一个数码管上，按时分方法顺序显示当时时间的小时和分钟，显示一遍之后，停止1秒钟，以便区分一个完整的时间显示完毕。在此时如果开启整点报时功能，一旦时钟到达整点，鸣响器发出声音报时，长声音表示10个点，短促声音表示一个点。 遥控器按键功能如上所述。
6 结束语
本文主要完成了以下任务：
▲了解了红外遥控通讯原理。
▲分析了发射器与接收器的原理。
▲了解编码与解码原理。
▲了解单片机原理与串口技术以及抗干扰技术。
▲了解利用单片机的系统设计。
本课题的研究虽然取得了一定的收获,但是在很多方面还需要进一步的改进和完善。同时我也还有很多的不足之处。比如在程序的编写上就存在很大的不足。需要在今后的工作学习当中加强学习。
在课题设计写作期间，得到了导师XX老师的精心指导。在这里我要感谢所有给过我帮助的老师和同学。感谢学校在这大学四年里对我在学习和生活上的关心和帮助，使我从刚进学校的懵懂少年成长为一名见多识广的合格大学生，使我学会了做人，也学到了很多专业知识，为我将来踏入社会奠定了坚实的基础。
感谢导师，如果没有导师的正确指导和建议，以我的个人水平是不可能这么顺利完成的。感谢我们的专业课老师，没有他们的悉心传授，我们也完成不了整个设计。感谢
实验室老师为我们提供设备的方便，感谢为我提供资料的同学们。谢谢你们，是你们在关键时刻给了我帮助，也祝愿你们在以后的工作和学习上都能一帆风顺！最后，再一次衷心感谢导师XX老师的悉心教导！
附录：串行动态LED扫描电路程序清单
ORG 0100H
MOV SCON,#00H ;串行口工作方式0
MAIN: MOV R3，#00H ；字型码初始地址
LOOP： MOV R4，#0E8H ；循环显示某个字符
DELAY： ACALL DISPLAY ；显示
DJNZ R4，DELAY ；延时时间未到继续
INC R3 ；显示下个字符
CJNE R3，#OAH，LOOP ；未显示到“9”继续
AJMP MAIN ；返回主程序
DISPLAY：CLR P3.2
CLR P3.3 ；选中第一位
ACALL DISP ；显示
ACALL DELAY1 ；延时10MS
SETB P3.3 ；选中第二位
ACALL DISP
ACALL DELAY1
SETB P3.3 ；选中第三位
CLR P3.2
ACALL DISP
ACALL DELAY1
SETB P3.2 ；选中第四位
SETB P3.3
ACALL DISP
ACALL DELAY1
RET
DIS： MOV A，R3
MOV DPTR，#TABLE
MOVC A，@A+DPTR ；查表
MOV BUFF，A ；送发送缓冲器
WAIT： JNB TI，WAIT ；等待串行中断
CLR TI
RET
DELAY1： MOV R6，#10H ；延时子程序
LOOP1： MOV R7，#38H
LOOP2： DJNZ R7，LOOP2
DJNZ R6，LOOP1
RET
TABLE： DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H
DB 92H，82H，0F8H，80H，90H
END ；程序结束
参考文献：
[1] 丁元杰：单片微机原理及应用，北京机械工业出版社，2003.7，P1-P3
[2] 何立民：单片机应用技术选编，北京航空航天大学出版社，1999.6，P63-P70
[3] 丁鸣艳、李文：基于多路数据采集的交流调速系统设计，机械与电子，2007.10，
P33-P36
[4] 沈红卫: 单片机应用系统设计实例与分析,北京电子工业出版社， 2003.4，P15-P19
[5] 周美兰、周封、忘岳宇：PLC电气控制与组态设计，科学出版社，2005.2, P7-P10
[6] 吴中俊、黄永红：可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社，2008.8 , P52-P57
[7] 张万忠、刘明芹：电器与PLC控制技术，化学工业出版社，2009.6, P31-P42
[8] 李 华: MCS-51系列单片机实用接口技术,北京航空大学出版社，1993, P32-P37
[9] 肖景和、赵 健：实用遥控电路，北京人民邮电出版社，2002.7，P35-P37
[10] 胡汉才：单片机原理及系统设计， 北京清华大学出版社，2002.5 P45-P50
[11] 李朝青： 无线发送/接收IC芯片及其数据通讯技术选遍，北京航空航天大学出版
社 2003.5， P121-P125
[12] 孙育才：MCS-51系列单片微型计算机及其应用，东南大学出版社，1991，P46-P51
[13] 王兆义：实时服务可编程序控制器教程，机械工业出版社，2007.7, P15-P27
[14] 宋文绪：传感器与检测技术，北京高等教育出版社, 2004.6，P34-P45
[15] 谢正友：PLC的梯形图程序设计，计算机应用技术，2008.2，P21－P28
[16] 李光第、朱月秀：单片机基础，北京航空航天大学出版社，2004.6，P56-P63
[17] 李朝青：单片机原理及接口技术设计，北京航空航天大学出版社，2003.7，P48-P56
[18] 赫建国、刘建新：基于单片机频率计设计，西安邮电学院学报，2003.7，P53-P59
[19] 谢自美：电子线路设计与实现，华中科技大学出版社，2006.5，P87-P96
[20] 杨素行：模拟电子技术基础简明教程，高等教育出版社，2010.12，P235-P245
遥控窗帘电路的设计
学生：XX 指导教师：XX
内容摘要：本文主要介绍了遥控窗帘的电路设计。电机工作的时候是否有鸣响提示，以及光控状态下环境亮度的控制参数的调整等等都可以通过遥控器随着电子技术和自动化技术的发展，人们对生活质量的要求越来越高。家用电器产品也在不断的更新换代。从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。此次要设计的就是红外遥控窗帘。它是采用89C2051单片机的最小系统设计，控制一个220V的可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。
红外遥控的重点就在红外发送和接收及编码与解码问题。所以讨论的重点也就是这些个方面。当今专用的红外发送和接收器件非常多，编码与解码的方法也很多，所以要根据实际的情况来选取合适的发送、接收器件和编码、解码方法。除此之外，还要 了解单片机的接口技术的应用和单片机的抗干扰方法。接口方面主要介绍单片机的串口。
关键词：遥控 红外线 编码 抗干扰 智能 串行口
Remote control window curtains electric circuit design Abstract: With the development of electronic technology and automatic technology, people have more and more high expectations for life quality. The home electric equipment products are in constant update too. From the transistor of the beginning of beginning, to the electron tube ; Imitated it to the figure; From the discrete component to the integrated circuit; From ordinary to high performance , multi-functional type; By manual to control to infrared ray remote control, to intelligent to develop. This one that designed less important is an infrared remote control curtain. It adopt minimum system , 89C2051 of MCU design , control one 220V reversible changing speed the motor control to draw back and shut off the curtain.
Infrared focal point of remote control in infrared to send with receiving and code and decode the issue. So focal point that discuss the. A special-purpose one infrared to send and receive device very more, code and method that decode too a lot of nowadays, so will choose suitable sending, receiving the device, code, decoding method according to the real situation. In addition, should understand the application of the interface technology of the one-chip computer and one-chip computer anti-interference method. Interface respect introduces one cluster of mouths of the one-chip computer mainly.
Keywords:remote control infrared ray code intelligence
.
目 录
前言 ..................................................................... 1
1 概述 .................................................................. 1
1.1 选题背景 ......................................................... 1
1.2 设计思路 ......................................................... 2
1.2.1 主要任务 ................................................... 2
1.2.2 工作原理 ................................................... 2
1.2.3 设计方案 ................................................... 2
2 红外遥控原理及红外线发射和接收 ........................................ 3
2.1 红外遥控的原理 ................................................... 3
2.2 红外线发射码组成原理 ............................................. 4
2.3 红外遥控的优点 ................................................... 5
2.4 红外遥控的发射器件 ............................................. 5
2.5 时钟芯片DS1302 .................................................. 5
2.5.1 DS1302的引脚描述 ........................................... 6
2.5.2 DS1302数据传输方式 ......................................... 6
3 遥控窗帘的组成及原理 .................................................. 7
3.1 遥控窗帘电源 ..................................................... 7
3.2 遥控器 ........................................................... 8
3.3 接收器 ........................................................... 9
3.3.1 遥控编码脉冲的串并转换 ..................................... 9
3.3.2 解码程序 .................................................. 10
3.4 窗帘遥控器原理 ................................................ 11
3.4.1 显示及鸣响提示 ............................................ 11
3.4.2 红外线接收 ................................................ 12
3.4.3 光控电路测光 .............................................. 12
3.4.4 电机控制执行 .............................................. 12
3.4.5 单片机主控器件 ............................................ 13
3.5 数码显示电路 .................................................... 13
4 8051单片机的功能应用 ................................................. 13
4.1 主要功能如下： .................................................. 13
4.2 内部结构 ........................................................ 14
4.3 外部引脚及说明 .................................................. 14
4.3.1 主电源引脚 ................................................ 14
4.3.2 外接晶体引脚； ............................................ 14
4.3.3 输入/输出引脚 ............................................. 14
4.4 单片机抗干扰技术 ................................................ 15
4.5 软件抗干扰的方法 ................................................ 15
4.6 指令冗余 ........................................................ 15
5 遥控窗帘的使用 ....................................................... 16
5.1 遥控窗帘的相关设备 .............................................. 16
5.2 单相异步机的原理 ................................................ 17
5.3 遥控器按键功能 .................................................. 17
6 结束语 ............................................................... 18
附录 .................................................................... 20
参考文献 ................................................................ 22
遥控窗帘电路的设计
前言
当今，计算机技术带来了科研和生产的许多重大飞跃，微型计算机的应用已渗透到生产、生活的各个方面。其中单片机问世不久，然而体积小、廉价、功能强，其销售额每年近80%的速度增长。它的性能不断提高，适用范围越来越宽，在计算机应用领域已占有日益重要的地位。近几年来，随着科学技术的发展和人民生活水平的日益提高，一栋栋居民楼、写字楼、宾馆拔地而起。进入寻常百姓的家用电器品种与数量愈来愈多，这些家用电器有的能减轻人们的家务、有的能丰富人们的文娱生活，有的则能提高人们的生活质量。
为了进一步满足人们高水准生活的需要，家用电器产品性能也在不断的更新挽代，从始初的晶体管、到电子管；由模拟到数字；由分立元件到集成电路；从普通向高性能、多功能型；由手动控制向红外线遥控、向智能化发展。与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵，不能普及。所以设计的目标就是实现功能全、造价省。能够进入大众生活。一款使用微电脑管理的、红外遥控器控制的多功能窗帘，控制器符合当今的发展趋势。该窗帘控制器采用89C2051单片机的最小系统设计，控制一个220V的可逆、直流电动机控制窗帘的拉开和关闭。
窗帘控制器可以使用红外遥控器进行远程手动开、手动关和手动停控制；可以执行事先输入的开启时间和关闭时间进行时间控制；还可以根据室外环境亮度实现环境亮度光控。三种工作方式可以方便地进行选择，当选择时间控制的方案时，数码管还能显示当时小时和分钟时间，不过时间数据只能顺序显示，显示一遍后，略等片刻再显示下一遍时间。另外、电机拉动窗帘的工作的时间长度，进行设置。
1 概述
随着电子科学技术的发展，遥控技术在高科技研究、工农业生产、通讯技术、军事技术、家用电器等诸多领域得到了广泛地应用，特别是随着各类遥控专用集成电路的不断问世，使得各类遥控设备的性能也更加优越可靠，功能更加完善。
遥控种类繁多，有声控、无线电控制、红外线控制等。其中还包含着各种不同类型的控制。我在本次设计中主要研究的是利用单片机的智能红外线遥控电路的设计。
1.1 选题背景
当今，遥控已经很普遍。红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由
于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此，彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。与此同时，窗帘作为装修业不可缺少的一部分，也日益火爆起来，目前，常用的窗帘轨道都是钢丝绳手拉式或滑轮式，只有一部分高收入的家庭采用是电动遥控轨道。但价格相当昂贵，不能普及。所以，现在的重点是如何研制出功能全、造价省的家用自动控制装置。
同时，单片机也有它突出的优点。从1974年开始，单片机就以它的体积小、质量轻、耗电省、可靠性高、价格低等特点，开始不断发展，并广泛应用于仪器仪表、家电电器、医用设备、航天航空、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。单片机的发展经历了四个阶段。
单片机的发展趋势将是向大容量、高性能话、外围电路内装化等方面发展，也就是对CPU、存储器、片内I/O的改进，低功耗，特别是系统的单片机是目前单片机发展的重要趋势。而从目前国内对单片机的需求来看：在未来几年里，8位、16位单片机将是单片机的发展主流，它的新发展表现在：（1）CPU功能的增加 （2）内部资源的增多 （3）引脚的多功能化 （4）低电压、低功耗。
单片机有着如此多的优点，在工业控制中和家用电器等上的应用中独占鳌头，故又称为微控制器（Microcontroller）。
1.2 设计思路
1.2.1 主要任务
课题名称是“遥控窗帘电路设计”，课题设计的主要任务就是实现红外信号的发射和接收。保证发射出的信号要有足够的强度，在传播过程中要能有防止其他无线电信号的干扰能力。同时接收机要能够在足够远的距离上接收到准确的控制信号，起到控制电路工作的作用。
1.2.2 工作原理
和用电磁波用作无线电遥控的信号传播媒介一样，在红外遥控电路中用红外线作为红外线遥控的信号传播媒介。借助于红外线具有直线传播的特性，利用专用的红外传感器具有灵敏度高，响应快和光谱范围窄的性能，制成灵敏度高，抗干扰性能良好的红外遥控装置。利用单片机控制的红外遥控电路，它是利用单片机的异步通讯口，用红外发射口和红外接收来实现发射和接收点信号功能。
1.2.3 设计方案
单通道遥控开关电路的红外线发射控制电路是利用脉冲发生器产生的高频脉冲方
波驱动红外发光管，使其发射出一系列等幅的红外方波脉冲。方波的占空比用1：1或1比几。其目的是在一定的电源电压下，达到尽可能高的脉冲峰值，提高发射机的效率，以增大控制距离，而且节省电源。例如：一个峰值电流为3A的脉冲，占空比为1：3，它的平均消耗电流只有1A。这对于使用干电池作电源的发射机是很有实用价值的。
在接收机方面，由光电二极管或光电三极管将接收到的红外脉冲信号转换成微弱的脉冲电信号，由电压放大级将这个微弱的信号加以放大，使其能够可靠地出发双稳态电路的翻转，有的电路还加以限幅放大，以削去干扰尖脉冲。最后将双稳态电路输出的控制信号进行功率放大并驱动继电器，达到控制开关的目的。其结构如图1.2.3-1：
滤波或整形
图1.2.3-1 红外遥控的基本原理
由于一般的遥控电路，其控制距离都不超过10米。这不仅是由于发射机的发射功率一般都小的原因，而更重要的是因为红外线具有可见光的散射特性，在经过一段距离后它的发射面积增大，使控制信号的能量分散，单位面积上的能量强度减弱，因而失去控制功能。如果在增大发射机发射功率的同时，又将发射光或接收光聚焦，则控制距离可大大增加。
2 红外遥控原理及红外线发射和接收
2.1 红外遥控的原理
遥控信通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，应用编/解码电路专用集成电路芯片来进行控制操作，如图2.1-1所示，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用89C2051的软件编码/解码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性解码所有数据。
图2.1-1 控制系框图
2.2 红外线发射码组成原理
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。
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2.2-1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：多种接收频率可供选择：30k Hz、33k Hz、36k Hz、36. 7k Hz、38k Hz、40k Hz、5 6 k Hz；大范围工作电压：( 3-6 ) V；工作电流：3m A；遥控距离：大于 4m；内置金属保护装置；综合限幅电路功能；多种主要传输码；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。TSOP18xx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。
图2.2-1红外线接收模块 TSOP18xx
2.3 红外遥控的优点
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰，因此方便安全。
2.4 红外遥控的发射器件
图2.4-1 AT89C2051单片机引脚图
2.5 时钟芯片DS1302
芯片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：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。
2.5.1 DS1302的引脚描述
DS1302的引脚描述如表2.5.1-1所示：
表2.5.1-1 DS1302引脚描述
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,其内部结构如表2.2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。
2.5.2 DS1302数据传输方式
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
2.5.2-1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。格式图如下：
图2.5.2-1地址/命令字节
时钟芯片DS1302是采用I2C总线来传输数据的。I2C(Inter－Integrated 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 遥控窗帘的组成及原理
3.1 遥控窗帘电源
图3.1-1 遥控窗帘电源电路图
功能：电源部分通过外接插座输入交流12V或者直流13-14V电压，交流电经过整
流滤波后，输出电压为12V的VDD，为控制继电器提供工作电压。同时经过集成稳压器
IC稳压后输出5V电压VBB, 为单片机提供VCC电压，5V电源经过二极管D1、限流电阻
R1后，为讯响电路、红外接收电路、显示电路提供电源， E1是直流供电电源，电压为
3V～3.6V,在本电路中为了节省成本，使用两节5号普通电池，C1和C2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D1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。
3.2 遥控器
用AT89C2051单片机来实现的遥控装置。
工作原理：图3.2-1为红外线发射电路原理图，K0至K7为遥控按钮，单片机P3.4
端口控制红外线的发射。T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器。当
有按键按下时，控制软件启动定时器T0、T1， T0定时溢出，中断程序使P3.4端口状
态反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就可得到不同的发射频率。T1定时溢
出，中断程序关闭T0定时器，停止红外线发射。程序见清单。软件设计参数为：T1定
时时间为100ms，K0至K7按钮所对应的红外线发射频率分别为300 HZ、600 HZ、900 HZ、1200 HZ、1500 HZ、1800 HZ、2100 HZ、2400 HZ。
图3.2-1红外线发射电路原理图
3.3 接收器
3.3.1 遥控编码脉冲的串并转换
红外遥控接收头解调出的编码是串行二进制码，包含着遥控器按键信息。但它还不
便于CPU读取识别，因此需要先对这些串行二进制码进行解码。
基于EPROM的遥控解码原理：经过串并转换，我们得到了8位并行遥控码。为了让
CPU读取这个并行遥控码，通常的方法是在转换完成后产生一个中断，通知CPU来读取遥控信息。但这样做要占用CPU一个外部中断资源并需编写额外的中断服务程序，显得
比较烦琐。尤其是当仪器系统的软件不是由自己开发而又要加装遥控时更是无能为力。因此，我们想寻求一种不占用仪器CPU的软、硬件资源而实现遥控的方法，使键盘输入
和遥控输入统一起来，占用同一个端口、同一个中断、同一个中断服务程序。简言之，要做到对CPU是透明的，似乎只有一个键盘输入单元在工作，只须访问它来进行键盘扫
描、键码读出操作。但实际上却有遥控器与键盘两套键输入硬件在同时而独立地工作。
考察一下智能仪器的键盘扫描输入原理。在这种方式下，CPU通过输出指令使键盘
矩阵的行扫描线依次为“0”（低电平），同时监测键盘矩阵的列扫描线。若无键按下，则列扫描线输出全“1”（高电平）；若有键按下，则此键所在列线输出为“0”，再结合行扫描线此时的状态，就可具体定位按键。
我们设想，可否将遥控接收头输出的含有按键信息的8位遥控码通过某种转换，并
入键盘矩阵电路，当遥控器有键按下时，就会在机上键盘对应键处产生一个“模拟”按
键动作，产生一个键码可供CPU读取。所谓“模拟”是指并没有机械按键动作，但对于
键盘矩阵电路而言却产生一个低电平，效果和机械按键动作完全一样。这样就将遥控键
盘和本机键盘统一起来，二者的键数和键功能定义都一样，一个相同的键在遥控器上按
下和在本机键盘上按下对CPU而言没有任何区别，只不过对键盘矩阵来说前者是软接触，后者是硬接触。
根据遥控器上按键与本机键盘按键的一一对应方案，我们可以导出实现“模拟”按
键的逻辑真值表（其中C0~C4为列扫描线）。
这是一个12变量输入S变量输出的组合逻辑函数，最小项总数为16×20＝320个。
若用普通逻辑门电路来实现这样的功能将是十分麻烦的，用PLD（可编程逻辑器件）来
做就要简单得多。EPROM就是一种与阵列固定、或阵列可编程的逻辑器件。如果把EPROM的输入地址A0，A1，„„AN视为输入逻辑变量，同时把输出数据D0，D1，„„DM视为
一组多输出逻辑变量，那么输出与输入之间也就是一组多输出的组合逻辑函数。而且，EPROM地址译码器的输出包含了全部输入变量的最小项，每一位数据输出又都是这些最
小项之和，因而任何形式的组合逻辑函数均能通过向EPROM中写入相应的数据来实现。不难推想，具有Ｎ位输入地址和M位数据输出的EPROM可以获得一组（最多为M个）任
何形式的N变量组合逻辑函数。
根据这个原理，选用4K×8EPROM2732，可以实现任意12变量输入、8变量输出的
组合逻辑函数。在本机遥控系统中，利用了EPROM的D0-D4五根数据线和全部12根地
址线，通过向2732中固化上表所示的逻辑真值表，从而实现了关键的遥控解码，使遥
控器上按键与本机键盘按键一一对应起来。需要指出的是，EPROM的地址译码是全译码，而在本方案中占据地址线A0-A7的8位遥控码只有20种有效码值（20个键），即一页（2S6
字节）中只有20个有效数据，则应将剩余空间填入0FFH。
由解码电路图3可见，EPROM2732的地址线A0-A7接至8位输出锁存移位寄存器
74HCS9S的输出（即8位遥控码），A8-A11接至键盘矩阵的行扫描线R0-R3；2732的8
根数据线使用了其中的S根D0-D4，接至键盘矩阵的列扫描线C0-C4，2732的（片选端）接地,(读信号)接至施密特与非门4093的3脚输出，此输出为双单稳74HC123的1Q、与
非的结果。
当遥控器上没有按键按下时，EPROM2732的端为“1”，使得2732的数据线D0-D4
为高阻态与键盘矩阵线脱离，而本机键盘的扫描与读出照常进行不受影响，若遥控器上
有键按下时，经红外发射、接收对应的８位遥控码出现在74HC595的输出端，并作为
EPROM2732的A0-A7输入，此时的行扫描码（CPU发出）作为A8-A11输入，2732的端为
低电平，读出A0-A11指定单元的数据，将其中D0-D4放在键盘矩阵列线上。D0-D4中只
有一位为“0”，指示着哪一列有键按下，这样就由遥控接收、解码电路模拟了一次“按键”动作。接下来CPU对这个“按键”动作的响应、处理就和本机键盘完全一样了。
3.3.2 解码程序
红外一开始发送一段13.5ms的引导码，引导码由9ms的高电平和4.5ms的低电平
组成，跟着引导码是系统码，系统反码，按键码，按键反码，如果按着键不放，则遥控
器则发送一段重复码，重复码由9ms的高电平，2.25ms的低电平，跟着是一个短脉冲。
解码程序在比较器中断服务程序中实现。第一个下降沿表明编码输出开始，这时将
时间记录为last_time当比较器输出跳为高电平时，记录当前时间为current_time,并
且记录脉冲宽（current_time-last_time）判断收到的是宽脉冲还窄脉是冲,如果是宽
脉冲记录为0，窄脉冲记录为1。
每一组有效的编码由24为组成，因此程序中需要有一个脉冲计数变量来记录是否
有24位码，只有确认收到24位码后，才认为这次按键有效。同时需要防止将用户的一
次按键解释为多次按键，需要有去抖功能。可以设一个变量来记录同一个键值收到的次
数，当它的记录小于某一预定的值时，表示用户在进行同一操作。完整的接收到一组编
码后，在中断程序中将键值有效标志key_flag置1，主程序循环中如果查询到key_flag
为1则保存这个键码，即完成一次解码操作。
3.4 窗帘遥控器原理
图3.4-1 窗帘遥控器原理电路图
控制器原理图如图3.4-1，电流流过的路叫做电路，电路分为8个部分，(是把其他
形式的能转换成电能的装置叫做电源)电源部分、显示部分、鸣响提示部分、红外线接
收部分、数据储存部分、光控电路测光部分、电机控制执行部分、单片机主控器件部分。
3.4.1 显示及鸣响提示
鸣响电路由单片机的P1.0兼用，除驱动数码管的数点之外，兼用音频信号输出，
音频信号通过R20、C10输入到三极管V6的基极上，三极管驱动发声器发声。二极管D6
用来提供C10的放电回路，保证交流信号的正常耦合。发声器发出的声音有单片机软件来实现和控制，不同的情况下发出不同音调、不同时间长度的鸣响来，也可以编制乐音声音发声。
3.4.2 红外线接收
红外线接收电路使用一个集成红外接收器，型号是TSOP18，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。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。
3.4.3 光控电路测光
光控电路有GM1、C5、V3组成，利用了单片机的P3.4和P3.5完成对环境亮度的测试工作。GM1可以使用光敏电阻或者光敏二极管，本电路中使用光敏二极管。C5和GM1组成RC充放电回路，P3.4处于高电平的时候，P3.4的高电压用过GM1的正向电阻向C5充电，当P3.4被单片机拉低后，C5通过光敏元件放电，光敏二极管工作在反向电压状态下，此时环境亮度决定了光敏二极管的光阻值，光阻值大，C5放电速度慢，反之放电速度快。适当控制P3.4的拉低脉冲宽度，使得C5放电工作在线性比较好的一个工作段上。P3.5用来检测C5在P3.4拉低期间放电的电压状态，当C5电压下降到1/2VCC以下后，P3.5测得数据“0”，反之测得数据“1”，为了减小P3.5对C5充放电的影响，C5充放电电压通过三极管V3组成的射极输出器连接到P3.5上，射极输出器的高输入阻抗减小了P3.5对RC充放电电路的影响。
3.4.4 电机控制执行
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，两个是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”继电器J1、J2释放状态，方向可逆的电动机因无把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源,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，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。
两个是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”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。
3.4.5 单片机主控器件
单片机是电路中的核心器件，担负整个电路的管理。电路中使用P1口的8个I/O口分别驱动数码管的7个笔划和数点。这样做的目的是AT89C2051用于本电路中，其I/O口比较富裕，这样的驱动显示节省一个显示驱动电路，同时显示的数字和字符完全通过软件编写的，可以编写更多的字符。所以数码管除显示0-9数字外，还可以显示软件编辑的任意字符，数点用来指示工作状态和不同的设置状态。单片机的复位脚使用C8、R14组成上电复位电路，K1是手动复位按键，实践中得知本复位按键用到的时候很少。 数点控制脚兼用鸣响信号输出端，输出的音频信号通过R20、C10输入到V6的基极，放大后推动发声器Y1发声。D6是C10的泄放电阻，保证交变信号的正常耦合。
单片机的P3.3和P3.7口作为IIC（integrated circuit）集成电路，IC储存器的总线。
3.5 数码显示电路
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，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。
4 8051单片机的功能应用
4.1 主要功能如下：
▲8为CPU。
▲片内带振荡器，振荡频率fosc范围为1.2-12MHZ，可有时钟输出。
▲128个字节的片内数据存储器。
▲4K字节的片内程序存储器。
▲程序存储器的寻址范围为64K字节。
▲片外数据存储器的寻址范围为64K字节。
▲21个字节专用寄存器。
▲4个8位并行I/O接口：P0、P1、P2、P3。
▲1个全双工串行I/O接口，可多机通讯。
▲2个16位定时/计数器。
▲中断系统有5个中断源，可编程为两个优先级。
▲111条指令，含乘法指令和除法指令。
▲有强的位寻址、位处理能力。
▲片内采用单总线结构。
▲用单一+5V电源。
52子系列主要有8032、8052两种机型。与51子系列的不同在于：片内数据存储器增至256个字节；片内程序存储器增至8KB（8032无）；有3个16位定时器/计数器；有6个中断源。其他性能均与51子系列相同。
4.2 内部结构
它含运算器、控制器、片内存储器、4个I/O接口、串行接口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能器件。
4.3 外部引脚及说明
MCS-51系列单片机芯片有40个引。用HMOS工艺制造的芯片采用双列直插式封装。低功耗的、采用CHMOS工艺制造的机型（在型号中间家一“C”字作为识别，如80C31、80C51、87C51）也有用方型封装结构的。现将各引脚分别说明如下：
4.3.1 主电源引脚
主电源引脚有Vcc：接+5V电源正端；Vss：接+5V电源地端。
4.3.2 外接晶体引脚；
外接晶体引脚有XTAL1：片内反相放大器输入端；XTAL2：片内反相放大器输出端。外接晶体时，XTAL1与XTAL2各接警惕的一端，借外接晶体与片内反相放大器构成振荡器。
4.3.3 输入/输出引脚
P0.0~P0.7：P0口的8个引脚。在不接片外存储器与不扩展I/O接口时，可作为准
双向输入/输出接口。在接有片外存储器或扩展I/O接口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。
P1.0~P1.7：P1口的8个引脚。可作为准双向I/O接口使用。对于52子系列，P1.0与P1.1还有第二种功能：P1.0可作为定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1可作为定时器/计数器2的外部控制端T2EX。
P2.0~P2.7：P2口的8个引脚.一般可作为准双向I/O接口；在接有片外存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256字节时,P2口用为高8为地址总线。
P3.0~P3.7：P3口的8个引脚，除了作为准双向I/O接口使用外，还具有第二功能，具体如下：
P3.0：RXD （串行输入口）
P3.1：TXD （串行输出口）
P3.2：INT0 （外部中断0请求输入端）
P3.3：INT1 （外部中断1请求输入端）
P3.4：T0 （定时器/计数器0计数脉冲输入端）
P3.5：T1 （定时器/计数器1计数脉冲输入端）
P3.6：WR （片外数据存储器写选通信号输出端）
P3.7：RD （片外数据存储器读选通信号输出端）
4.4 单片机抗干扰技术
在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。
4.5 软件抗干扰的方法
在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是： 一、消除模拟输入信号的嗓声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。
4.6 指令冗余
CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞” 到了三字节指令，出错机率更大。
在关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP。这样即使乱飞程序飞到操
作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。
此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、 RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。
5 遥控窗帘的使用
5.1 遥控窗帘的相关设备
遥控电动窗帘系统是一种新型的高科技产品。它的应用将带给您高科技的享受及便捷，同时能美化您的环境，使您的家居呈现更高品位。以下介绍遥控窗帘系统的相关设备及特点。
安全方面： 窗帘驱动设备装有可靠的安全设防保护装置，用户可放心使用。 兼容性：该系统备有手动、智能线控按钮、遥控器。当窗帘完全开启或关闭时，驱动器能及时停止工作。发生断电时，可手动开启及关闭系统。
适用性：具有多种不同档的开启和关闭速度，不同的场合可选用不同的速度。 智能化：系统定时控制器能预先在24小时内进行多次自动开启与关闭的设置。如遇您外出，系统会按照您的习惯在每天同一时间自动开启及关闭窗帘，确保安全。另外，通过系统专用遥控器及专用位置码接受器一并设定，该系统设备能单独或同时控制不同的窗帘系统。
遥控电动窗帘在最近几年被广泛应用于高级智能公寓和私人别墅。随着科技的进步，近年来又出现了直线电机新技术，直线电机技术作为一项高新技术自问世以来，就受到社会各界的广泛关注，并以它自身的技术特点迅速改变了人们对传统事物的看法。
直线电机与传统旋转式电机相比在很多领域显示了无可比拟的优势。如机场的物流线、自动感应门、邮政分拣系统、上海的磁悬浮列车、计算机磁盘定位系统、离子加速器等，而将它应用在电动帘机方面则使该行业进入了一个新阶段——磁驱直线电动窗帘机，简直就是电动窗帘行业的新革命。
磁驱直线电动窗帘机直接利用磁驱动的力量驱动电机进行往返动作，带动窗帘作来回往返运动实现窗帘的开合。运行中电机与轨道运行无接触，减少了机械故障，降低了噪音，确保了运行的可靠性，从而改变了人们对于传统电动窗帘机易发生故障，易脱位、不安全，不可靠、使用寿命短的认识。
磁驱直线电动窗帘机与传统旋转式电机产品的区别在于它舍弃了大量复杂的机械传动机构（不用滑轮及钢丝绳组件及相应的定位装置），减少了大量易损部件。使之设计更紧凑、结构更合理、外观更精美、可靠性更好、安全性更高、使用寿命更长。
磁驱电动窗帘机利用了磁浮（驱）原理制作的运行机构，所以在运行时电机无噪音、轻便、快捷；这是传统产品所无法相比的，同时既可手控也可遥控，与手拉式窗帘机及传统电动窗帘机的易掉线、易卡位、易损坏等相比较，本产品的优势是不言而喻的，该产品必将成为当今高档住宅、宾馆、智能大厦、多媒体中心、私家别墅等的首选自动化窗饰！
目前市场上的电动窗帘机从结构上一般分为牵引式、直线电机式和螺旋传动式三大类。在这其中牵引式产品主要借助钢绳或皮带传动，而这种结构带来的问题较多，比如承重差、故障多、停电无法开合等等，个别产品采用进口材料虽然相对较好，但售价不菲。直线电机式产品是近几年刚刚出现的，它利用电磁原理使电机带动窗帘在金属轨道上跑动，实现窗帘的开闭，然而这种产品普遍存在着承载力小、易出现过载、过热故障等结构缺陷，且拉帘速度过快，不易在中途停止，因此这种结构的产品即使在直线电机运用广泛，电动窗帘机早已普及的日本也没有出现。螺旋传动式产品是我国近几年在消化吸收国外类似产品基础上推出的全新产品，它采用螺旋弹簧旋转带动窗帘，利用螺纹斜面省力原理工作，负载能力强，传动结构简单，故障低寿命长。解决了目前传统产品普遍存在故障多、可靠性差的问题，同时实现了一体化双轨双开这一其他产品无法实现的功能。选择一款优秀的电动窗帘机，将会使您率先感受到科技带给您的舒适惬意的生活。
5.2 单相异步机的原理
交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
5.3 遥控器按键功能
红外遥控按键的功能分为三部分，直接操作部分—窗帘电机的正转、反转和停止操作。设置部分—输入定时打开窗帘的时间；定时关闭窗帘的时间；输入当时的时间；开关整点报时功能；开关电机工作的时候声音提示功能；设置电机运行的时间长度；选择定时、光控、手动控制的方式；查询现在预设工作状态和预设定时时间以及光控级别等。
第三部分是系统复位，不论在任何的工作状态下，总复位操作能将窗帘控制器恢复到开始状态下。
工作方式的选择是选择时控、光控和仅仅手动控制方式之一，在时控和光控状态下，手动控制仍然有效，在手动状态下仅能手动遥控操作。手动状态下的单片机非工作期间进入睡眠状态。
电机工作时间长度设置，是根据用户窗帘的长度不同，设置对应的电机一次运行时间，保证在时控和光控状态下窗帘拉开或者关闭到位。
测试环境亮度是根据不同用户窗帘安装位置处的环境亮度不同，以及用户光控拉开和光控关闭窗帘的环境亮度的要求不同，让用户自行选择环境亮度。
当工作在时控和光控状态下，并进行当时时间校正以后，内部的时钟开始走时，而且时间数据在一个数码管上，按时分方法顺序显示当时时间的小时和分钟，显示一遍之后，停止1秒钟，以便区分一个完整的时间显示完毕。在此时如果开启整点报时功能，一旦时钟到达整点，鸣响器发出声音报时，长声音表示10个点，短促声音表示一个点。 遥控器按键功能如上所述。
6 结束语
本文主要完成了以下任务：
▲了解了红外遥控通讯原理。
▲分析了发射器与接收器的原理。
▲了解编码与解码原理。
▲了解单片机原理与串口技术以及抗干扰技术。
▲了解利用单片机的系统设计。
本课题的研究虽然取得了一定的收获,但是在很多方面还需要进一步的改进和完善。同时我也还有很多的不足之处。比如在程序的编写上就存在很大的不足。需要在今后的工作学习当中加强学习。
在课题设计写作期间，得到了导师XX老师的精心指导。在这里我要感谢所有给过我帮助的老师和同学。感谢学校在这大学四年里对我在学习和生活上的关心和帮助，使我从刚进学校的懵懂少年成长为一名见多识广的合格大学生，使我学会了做人，也学到了很多专业知识，为我将来踏入社会奠定了坚实的基础。
感谢导师，如果没有导师的正确指导和建议，以我的个人水平是不可能这么顺利完成的。感谢我们的专业课老师，没有他们的悉心传授，我们也完成不了整个设计。感谢
实验室老师为我们提供设备的方便，感谢为我提供资料的同学们。谢谢你们，是你们在关键时刻给了我帮助，也祝愿你们在以后的工作和学习上都能一帆风顺！最后，再一次衷心感谢导师XX老师的悉心教导！
附录：串行动态LED扫描电路程序清单
ORG 0100H
MOV SCON,#00H ;串行口工作方式0
MAIN: MOV R3，#00H ；字型码初始地址
LOOP： MOV R4，#0E8H ；循环显示某个字符
DELAY： ACALL DISPLAY ；显示
DJNZ R4，DELAY ；延时时间未到继续
INC R3 ；显示下个字符
CJNE R3，#OAH，LOOP ；未显示到“9”继续
AJMP MAIN ；返回主程序
DISPLAY：CLR P3.2
CLR P3.3 ；选中第一位
ACALL DISP ；显示
ACALL DELAY1 ；延时10MS
SETB P3.3 ；选中第二位
ACALL DISP
ACALL DELAY1
SETB P3.3 ；选中第三位
CLR P3.2
ACALL DISP
ACALL DELAY1
SETB P3.2 ；选中第四位
SETB P3.3
ACALL DISP
ACALL DELAY1
RET
DIS： MOV A，R3
MOV DPTR，#TABLE
MOVC A，@A+DPTR ；查表
MOV BUFF，A ；送发送缓冲器
WAIT： JNB TI，WAIT ；等待串行中断
CLR TI
RET
DELAY1： MOV R6，#10H ；延时子程序
LOOP1： MOV R7，#38H
LOOP2： DJNZ R7，LOOP2
DJNZ R6，LOOP1
RET
TABLE： DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H
DB 92H，82H，0F8H，80H，90H
END ；程序结束
参考文献：
[1] 丁元杰：单片微机原理及应用，北京机械工业出版社，2003.7，P1-P3
[2] 何立民：单片机应用技术选编，北京航空航天大学出版社，1999.6，P63-P70
[3] 丁鸣艳、李文：基于多路数据采集的交流调速系统设计，机械与电子，2007.10，
P33-P36
[4] 沈红卫: 单片机应用系统设计实例与分析,北京电子工业出版社， 2003.4，P15-P19
[5] 周美兰、周封、忘岳宇：PLC电气控制与组态设计，科学出版社，2005.2, P7-P10
[6] 吴中俊、黄永红：可编程序控制器原理及应用，机械工业出版社，2008.8 , P52-P57
[7] 张万忠、刘明芹：电器与PLC控制技术，化学工业出版社，2009.6, P31-P42
[8] 李 华: MCS-51系列单片机实用接口技术,北京航空大学出版社，1993, P32-P37
[9] 肖景和、赵 健：实用遥控电路，北京人民邮电出版社，2002.7，P35-P37
[10] 胡汉才：单片机原理及系统设计， 北京清华大学出版社，2002.5 P45-P50
[11] 李朝青： 无线发送/接收IC芯片及其数据通讯技术选遍，北京航空航天大学出版
社 2003.5， P121-P125
[12] 孙育才：MCS-51系列单片微型计算机及其应用，东南大学出版社，1991，P46-P51
[13] 王兆义：实时服务可编程序控制器教程，机械工业出版社，2007.7, P15-P27
[14] 宋文绪：传感器与检测技术，北京高等教育出版社, 2004.6，P34-P45
[15] 谢正友：PLC的梯形图程序设计，计算机应用技术，2008.2，P21－P28
[16] 李光第、朱月秀：单片机基础，北京航空航天大学出版社，2004.6，P56-P63
[17] 李朝青：单片机原理及接口技术设计，北京航空航天大学出版社，2003.7，P48-P56
[18] 赫建国、刘建新：基于单片机频率计设计，西安邮电学院学报，2003.7，P53-P59
[19] 谢自美：电子线路设计与实现，华中科技大学出版社，2006.5，P87-P96
[20] 杨素行：模拟电子技术基础简明教程，高等教育出版社，2010.12，P235-P245