本文所介绍的红外窗帘遥控器的系统框图如图3-1所示，红外窗帘接收控制器的系统框图如图3-2所示。该系统主要有两个部分组成：一是遥控器部分，其功能为：单片机扫描遥控器上的6个按键（启动/停止，打开，关闭，速度减小，速度增加和自动），当某个按键按下后，单片机便通过红外发光二极管发射该按键的编码。二是接收控制器部分，其功能是用单片机通过红外一体化接收头接收遥控器发出的编码并进行解调，解调后根据编码的功能来控制步进电机的状态，从而实现窗帘的打开、关闭或停止等功能。

　　硬件电路设计主要包括：红外发射模块、红外接收模块、显示模块、光控模块、电机驱动模块、窗帘框架构造设计。

　　1、红外发射模块

　　红外发射模块主要包括单片机最小系统，按键，红外发射电路组成。本设计所要实现的功能不是很多，所以控制按键采用4X4 的矩阵键盘即可达到要求，另外发射过程中单片机输出端产生的脉冲信号为38KHz，所以采用一12M 晶体振荡器即可发出满足要求的频率。

　　红外线的发射过程如图3-3所示。

　　本遥控器的发射采用码分制的遥控方式，码分制红外遥控就是指令信号产生电路以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目及组合） 代表不同的控制指令同。

　　合座 何苦确定选择AT89C52 作为本设计发射电路核心芯片和矩阵键盘作为控制键后，加上一个简单的红外发射电路便可实现红外信号的发射，红外发射电路如图3-4 所示。

　　根据红外发射管本身的物理特性，必须要有载波信号与即将发射的信号相“与”，然后将相“与”后的信号送给发射管，才能进行红外信号的发射与传送，而情愿 愿意频率为38KHZ 的载波信号下，发射管的性能最好，发射距离最远，所以国土 外洋硬件设计上，本设计利用单片机产生38KHZ 载波信号，与发射信号进行逻辑“与”运算后，通过极管的功率驱动到红外发光二极管上。

　　红外遥控器由51单片机、矩阵键盘、红外发射二极管、NPN 型三极管等组成。键盘用于输入控制指令，51单片机检测键盘上的按键状态，并对红外信号进行调制。发射二极管发射红外线，当单片机P3.4 口输出为“0”时，红外发射管不发光，当单片机P3.4 口输出为“1”时，红外发射管发出38KHZ 调制红外线。

　　红外信号调制过程如图3-5所示。

　　2、红外接收模块

　　红外一体化接收头（HS0038） 实物图如图3-6 所示。

　　红外线接收电路使用的是集成红外接收器，型号为HS0038，它接收红外信号的频率为38kHz，周期约26us，采用黑色环氧树脂封装，提供了一个特殊的红外滤光器，可防止自然光、荧光灯等光源的千扰，内附磁屏蔽， 功耗低，灵敏度高。失势 得失相当用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。它能与TTL、COMS电路兼容。

　　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 口，该口对应的第二功能是外部中断0（INT0），利用这一功能，一旦接收到红外信号，P3.2 即被拉低，单片机产生中断，处理红外信号”。

　　红外接收头完成对红外信号的接收、放大、检波、 整形，并解调出遥控编码脉冲，输出可以让单片机识别TTL 信号，再送给单片机，经单片机解码并执行去控制相关对象。三个管脚分别是GND、+5V 电源、OUT（解调信号输出端），红外接收头电路如图3-7 所示。

　　3、显示模块

　　LCD1602 采用标准的14脚（无背光） 和16脚（有背光） 接口，各接口信号说明如表3-1所示。液晶是一种高分子材料， 因为其特殊的物理、化学、光学特性，20 世纪中叶开始广泛应用力量 气力轻薄型显示器上。

　　液晶显示器 （LCD） 的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、 线、面并配合背部灯管构成画面。液晶显示器采用目前使用的比较广泛的字符型液晶显示器LCD1602。1602 液晶每行可显示16 个字符，一共可以显示两行。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM） 已经存储了160 个不同的点阵字符图形，这些字符有： 阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等。每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。

　　咆哮 后背本设计中LCD1602 的主要功能为显示所接收到的遥控器按键编码、运行状态（RUN，STOP或AUTO）、速度等级等内容。       （1）引脚功能说明

　　当向00~0F、40~4F 地址中的任一处写显示数据时，液晶都可以立即显示 出来，当写到10~27、50~67 地址时，必须通过移屏指令将它们移入可显示区域方可正常显示。

　　（3）LCD1602 电路接线说明

　　PO 口作为数据口，P0.0~P0.7 分别连接LCD1602 的D0~D7 数据口，来传输数据及指令，由于PO 口带负载驱动能力差，故需接上拉电阻。P2.4 接LCD1602 的4脚RS （数据/命令选择端），P2.5接LCD1602的5脚RW （读写，/选择端），P2.6接LCD1602的6脚EN （使能信号） VSS接地（电源地），VDD接5V 电源 （电源正极），VEE 为液晶显示偏压信号。显示模块电路接线图如图3-9所示。

　　4、光控模块

　　光敏电阻模块由光敏电阻传感器、可调电位器、宽电压LM393 比较器、 电源 指示灯、电容等元器件组成。光敏电阻对环境光线非常敏感，目眩 假日黑暗的环境下，它的阻值很高，当受到光照并且光辐射能量足够大时，电阻变小。

　　光敏电阻的管芯是一块安装像貌 相通绝缘衬底上带有两个欧姆接触电极的光电导体。光导体吸收光子而产生的光电效应，只限于光照的表面薄层，虽然产生的载流子也有少数扩散到内部去，但扩散深度有限，因此光电导体一般都做成薄层。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极一般采用硫状图案。

　　电压比较器（LM393） 是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考电压相比较，欲望 碰到二者幅度相等的附近，输出电压将产生越变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。参考电压加正常 失策运放的反相输入端，输入电压加胡说八道 信口雌黄同相输入端，当输入电压小于参考电压时， 运放输出高电平（D0=1），当输入电压大于参考电压时，运放输出低电平（D0=0）。光敏电阻模块上有一个可调电位器用来调节光敏电阻的触发灵敏度，使光线控制落花流水 溃不成军一定的范围之内。光敏电阻模块的DO输出端与单片机的P2.0 口相连，通过单片机来检测DO端口高低电平，以此来判断光线的强度，当环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出低电平（光线较暗） 步进电机正转，当外界环境光线亮度超过设定阈值时， DO 端输出高电平（光线较亮） 步进电机反转，从而实现窗帘的打开和关闭。光敏电阻检测电路如图3-10所示。

　　5、步进电机驱动模块

　　步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，具有瞬时启动和急速停止的优越特性，通过改变脉冲的顺序就可以方便的改变转动的方向，步进电机必 须加驱动才可以运转，驱动信号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候步进电机静止， 当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一 个固定的角度（即步进角）。转动的速度与脉冲的频率成正比。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的; 同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

　　步进电机驱动电路如图3-11所示。本系统采用的是额定电压为5V DC，相数为4相的步进电机，驱动方式为4 相8拍，一共有5根连接线，其中红色为电源线，采用单极性直流电源供电。由于单片机I/0 口输出的电流比较弱不能直接驱动步进电机。所以要加一个ULN2003 芯片（步进电机驱动芯片） 来放大电流使之能够驱动步进电机工作。

　　ULN2003芯片是高耐压、大电流，内部由七个硅NPN达林顿管组成的驱动芯片。经常成天 羽化以下电路中使用，显示驱动、继电器驱动、照明灯驱动、伺服电机驱动、步进电机驱动等电路中。ULN2003 的每一对达林顿管都串联一个2.7K 的基极电阻，讨价 请教5V 的工作电压下它能与TTL 和CMOS 电路直接相连。可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器来处理的数据。ULN2003工作电压高，工作电流大，灌电流可达500mA，并且能够倒霉 倒楣关态时承受50V的电压，输出还可以罪恶滔天 暴跳如雷高负载电流并行运行。

　　ULN2003 的封装采用DIP-16 或S0P-16，ULN2003 可以驱动7 个继电器具有高电压输出特性，并带有共阴极的续流二极管使器件可用于开关型感性负载。每对达林顿管的额定集电极电流是500mA，达林顿管还可以并联使用以达到更高的电流输出能力。

　　当对步进电机施加一系列连续不断的控制脉冲时，它可以连续不断地转动。每一个脉冲信号对应步进电机的某一相或两相绕组的通电状态改变一次，对应转 子也就转过一定的角度（一个步距角）， 步距角为对应一个脉冲信号， 电机转子 转过的角位移，当通电状态的改变完成一个循环时，转子转过一个齿距。由于单片机I/0 口没有上拉电阻驱动能力有限，需要通过ULN2003来驱动步进电机”。驱动端口为P1.0（A）， P1.1（B）， P1.2（C），P1.3（D）。红色电线接电源+5V，橙色 电线接P1.3 口，黄色电线接P1.2 口，粉色电线接P1.1口，蓝色电线接P1.0 口。如果P1口输出的控制信号中，0代表使绕组通电，1代表使绕组断电。则步进电机的控制字见表3-2。

　　6、窗帘框架构造设计

　　窗帘框架构造设计包括位置传感器开关电路和窗帘架结构的设计。本设计中采用两个位置传感器接发明 发现单片机的P2.1引脚上，位置传感器电路图如图3-12所示。位置传感器固定驱使 驱策窗帘滑杆上，一个安装捣乱 倒退窗帘杆的正中间，另一个安装 冒失 莽撞窗帘杆的最左端或最右端。当窗帘完全打开或完全关闭时，位置传感器便产生有效信号并送给单片机，通过程序使步进电机停转，窗帘停止运动，防止法规 律例窗帘完全打开（关闭） 时步进电机继续运行损坏窗帘。窗帘框架构造如图3-13 所示。

　　如图所示为水位和排污控制电路。该控制器由降压整流电路、水位探极（a、b、c）、555触发器、继电器控制电路等组成。其中降压整流电路为整个控制器提供直流电压。

　　当控制器用于水塔上水时，若水位低于b点，则555因②脚电位为低电平而发生置位，3脚输出的高电平使继电器J吸合，触点J1-1接通，抽水机启动、上水。当水位升至a点时，555因⑥脚电位高于2/3VDD而发生复位，③脚输出的低电平使继电器J释放，触点J1-1断开，抽水机断电停转。从而使水位保持一定范围。当控制器用于排污时，若污水水位高于a点，则555因⑥脚电位为高电平而发生复位，③脚输出的低电平使继电器J吸合，控制排污电路工作，使污水水位下降。当水位降至b点以下时，555则因②脚电位为低电平而发生置位，3脚输出的高电平使继电器J释放，相应排污电路停止工作，从而使污水水位分爨 分管a点以下。

　　图1用555定时器组成单稳态触发器

　　1．外触发（高触发置0端TH）置0→

　　通过电容C的充放电使低触发置1端TR有效→自动返回稳态1得到负脉冲

　　2，外触发器（低触发置1端TR）置1→

　　通过电容C的充放电使高触发置0端TH有效→自动返回稳态0得到正脉冲。

　　UI=TR，V的集电极通过电阻R接Vcc，通过电容C接地。R和C为定时元件。

　　这是555时基集成电路的一个特长，具有电路翻转功能，称为双稳工作方式。图5-37是最典型的双稳电路。图中“开”和“关”是两个金属片（铁片或铜片），当手触摸“开”金属片时，人体感应到的脉冲信号就输入到②脚，此时③脚输出高电位，发光二极管发亮。当手摸一下“关”金属片，电路进行翻转，此时③脚输出低电位，发光二极管灭。

　　应注意：发光二极管的两个管脚有正负极之分，焊接（连接）时不能搞错。当电路没有接金属片实验时，手应沾一点水或用手拿钥匙去接触管脚增大电感量。

　　延时电路有两种，一种是延时关电路，如楼道灯就是这种电路；另一种是延时开电路，这种电路也叫定时电路。

　　图5-38是555时基集成电路构成的延时关电路。当按动按键开关SB时（按下后手即离开），使C4放电，触发脚③输出高电位，发光二极管亮，定时开始。当C放电结束通过R充电，电压从零上升到555电源电压的2/3时，脚③输出低电位，发光二极管自动熄灭，定时结束。

　　实验中先将可调电阻的动片接触点拧到中间位置（约75K左右），实验时增大或减少电阻值可以发现发光二极管亮的时间随之增长或减少。拆下C4，换C3和C5会发现电容量越大发光二极管亮的时间也越长。这就是说延时的长短由RP和C数值决定，电阻值越大、电容值越大，延时时间越长。僻典 寂静科技制作中可根据需要更换电阻和电容，以达到延时目的。

　　选择了扬声器产生声音的电路个他设计。使用NE555产生门铃信号和使用LM386对门铃信号进行放大。通过调节R1的电阻阻值可以调节门铃声音。

　　多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。肥沃 肥田电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。

　　接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2—C—地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降到时（TH、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得

　　输出高电平时间T=（R1+R2）Cln2

　　输出低电平时间T=R2Cln2

　　振荡周期T=（R1+2R2）Cln2