综合课程设计设计题目：窗帘的自动控制学校全称：合肥学院系别班级：电子系08 级 3 班指导老师：***组员姓名： 08电子<3>班刘扬 080507024408 电子<3>班程坤 080507026308 电子<3>班郭守迪 0805070239基于单片机控制的智能窗的设计摘要：我们现在使用的窗户大部分采用人工关闭方式，不具有自动防雨、防风、防强光以及低温自动关窗等人性化的功能；平时我们外出时经常忘记关闭窗户，遇上下雨时，雨水会进入室内，对室内的电器、摆设等物品造成不必要的损害。
本文借助单片机、电子电路及传感器的知识设计了可以实现自动开窗、防风雨、低温自动报警并开窗的智能窗，从而可解决现实生活中存在的很多问题。
本智能窗的设计本着安全、方便、节能、人性化的原则进行，可使现代生活显著提高。
关键词：防风雨、防低温、强光；单片机；窗扇的旋转；智能51 single-chip microcomputer control based on the design of theintelligent windowAbstract: we now use the most windows using artificial off mode, do not have automatic rain-proof, wind-proof, glare and low temperature automatic window closing humane function; we often forget to close the windows when you go out, it rains, the rain will enter the room, the indoor appliances, equipment and other items to cause unnecessary damage. In this paper, by means of single chip, electronic circuit and sensor designed can realize the automatic window, against the wind, low temperature automatic alarm and fenestration of the intelligent window, which can solve many problems that exist in the real life. The intelligent window design in a safe, convenient, energy-saving, humanized principle, can make modern life improve. Key words:wind and rain prevention，anti low temperature, strong light; 51 single sash rotating; intelligence;引言:当今世界建筑正朝着智能化方向发展，这种发展趋势也正是人类社会的文明程度在一定历史时期的体现。
但现在使用的窗户大多数是单纯的推拉式或平移式的，并且与自动控制毫不沾边,更不用说智能化了。
如果使窗户具有一定的智能,如下雨则自动关、室内温度超标则自动开、报警等,就会给人们的居家生活带来诸多方便,从而进一步提高人们的生活质量。
沿着这样的思路,我们设计了以AT89C52单片机为中央控制器的智能窗。
该智能窗能通过其数据检测传感电路不断循环检测室内湿度、温度，光照强度等信号，经处理后传入单片机。
单片机对信号进行运算，然后与由预先设置的参数临界值相比较,从而作出开/关窗的判断,再结合窗状态检测电路所检测到的当前窗状态,再输出脉冲信号调整步进电机，完成下雨刮风自动关窗、温度超标自动开窗等。
1 总体方案的设计1.1本设计的主要任务和内容1、自动防雨：平时上班或临时加班不能及时关窗、出门在外也总有忘记关窗的时候，遇到下雨时，湿敏传感器检测到下雨信息，单片机控制板控制电动机动作，窗门自动关闭，使您的家用设备遭雨水侵袭，解除您的后顾之忧。
此功能特别适合高楼住户。
2、低温自动关窗：当室内温度低于30摄氏度时，温度传感器检测到低温信息，单片机控制板控制电动机动作，窗门自动关闭。
1.2 智能窗的总体构成本智能窗主要机械传动部分和自动控制系统组成。
其中，机械传动部分要由窗框、窗扇、齿轮齿条等。
自动控制系统主要包括AT89C52单片机组成的中央控制器,数据检测传感电路,窗驱动控制接口电路、窗驱动电路、步进电机等组成。
其整体结构如图1-1所示。
图1-1 控制系统架构图2 机械结构的设计2.1 自动开关窗机械传动形式设计2.1.1 自动开关窗任务分析智能窗的传动任务是由动力源通过传动机构带动窗扇在滑移槽内来回滑动，任务简单，但要求精确度较高。
齿轮齿条传动传动较为准确、可靠，并且机械效率高，因此，选定齿轮齿条传动能满足智能窗传动任务的要求。
传动形式见图2-1。
图2—1 齿轮齿条传动2.2 窗框与窗扇的结构设计2.2.1 窗框结构设计此窗框是在常规窗框的基础上进行的更改设计，在窗框上下两侧各开一道滑移槽，使窗扇开关窗时在滑移槽内装上齿条，齿条滑动带动支撑杆实现开关窗。
其实体见图2-2窗户打开图。
图2-2 窗户打开图2.2.3 步进电机设计为实现窗户的自动开关，特别将电机卡座设计在窗户底框中间部位，两个齿条交汇处，齿条上下夹住齿轮，故当齿轮正转，两个齿条相向运动，实现关窗。
当齿轮反转，两个齿轮背向运动，实现开窗。
具体设计见图2-3步进电机滑槽设计装配局部图。
图2-5步进电机滑槽设计装配局部图3 自动控制系统主要硬件的设计3.1 单片机选型3.1.1 单片机发展过程单片机是一种集成电路芯片。
它采用超大规模技术将具有数据处理能力的微处理器(CPU)、存储器（含程序存储器ROM和数据存储器RAM）、输入、输出接口电路(I/O接口)集成在同一块芯片上，构成一个既小巧又很完善的计算机硬件系统，在单片机程序的控制下能准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
3.1.2 AT89S52单片机简介AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
主要性能(1)、与MCS-51单片机产品兼容；(2)、8K字节在系统可编程Flash存储器；(3)、全静态操作：0Hz-33MHz；(4)、32个可编程I/O口线；(5)、三个16位定时器/计数器；(6)、六个中断源；(7)、低功耗空闲和掉电模式；图3-1 AT89S52引脚图 DIP封装3.2 数据检测传感器的选择3.2.1 数据检测传感模块组成根据该设计的功能要求数据检测传感系统由两个个部分组成：1)温度传感电路；2）湿度传感电路；3.2.2 传感器选型及电路传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
1、温度传感器；DS18B20数字温度传感器接线方便，耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
特点：温度传感器DS18B20主要性能：（1）、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；（2）、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；（3）、DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温；（4）、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；（5）、温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；（6）、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；（7）、在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；其引脚如图3-2所示：图3-2 DS18B20引脚图 DIP封装2、湿度传感器DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准熟悉信号输出的温湿度复合传感器，传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。
每个DHT11传感器都在即为精确的湿度校验室中进行校准。
校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。
单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。
超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上。
产品为4针单排引脚封装，连接方便。
技术参数（1）供电电压：3.3~5.5V DC；（2）输出：单总线数字信号；（3）测量范围：湿度20-90%RH，温度0~50℃；（4）测量精度：湿度+-5%RH，温度+-2℃；（5）分辨率：湿度1%RH，温度1℃；其引脚如图3-2所示图3-2 DHT11引脚图3.3 温度检测电路如3-3所示：图3-3 温度检测电路3.4 湿度检测电路如3-4图所示：图3-4 湿度检测电路3.5 窗户状态参数显示电路（1602液晶显示）1602显示当前的温度和湿度，电路图见附录1。
3.6 报警电路当温度或湿度达到设置的上限值时，蜂鸣器报警。
如3-5图所示：图3-5 报警电路3.7 电源设计电路电源需提供单片机、显示器、步进电机的不同电压。
电源电路原理图如下所示，三端稳压芯片7805、AMS1117—3.3起稳压作用，2200uf电解电容、100uf和0.33uf瓷片电容起滤除纹波作用，输出分别为+5V，+3.3V提供给各单元电路。
如3-6图所示：图3-6 电源设计原理图 3.8 步进电机驱动电路驱动系统电路利用ULN2003作为驱动器，ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC 、数字量输出卡等控制电路中，可直接驱动继电器等负载。