光控自动窗帘开关电路的课程设计

计算机控制技术课程设计成绩评定表设计课题光感自动窗帘控制系统设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日计算机控制技术课程设计任务书目录1 概述 (7)1.1 研究背景 (7)1.2 设计思想及基本功能 (7)2 总体方案设计 (8)2.1 方案选取 (8)2.2 系统框图 (11)2.3 总体方案设计 (11)3 硬件电路设计 (12)3.1 电源电路设计 (12)3.2 晶振电路 (13)3.3 复位电路 (14)3.4 时钟电路 (15)3.5 键盘电路 (16)3.6 显示电路 (17)3.7 A/D转换电路 (20)3.8 光敏传感器 (21)3.9 步进电机 (23)4 系统软件设计 (24)4.1 主程序软件设计 (25)4.2 键盘程序设计 (26)4.3 定时程序设计 (29)4.4 步进电机程序设计 (30)5总结 (32)参考文献 (32)附录系统原理图 (33)1 概述1.1 研究背景伴随着信息化时代的到来，人们的生活速度以及对生活质量的追求也在大幅提高。

计算机控制技术课程设计说明书光感自动窗帘控制系统学生姓名： xx 学号：学院：专业：电气工程及其自动化指导教师：xx年1月摘要随着生活水平的提高，智能家居越来越被人们关注。

智能窗帘也随着科技发展悄然兴起，它不但具备窗帘优雅美观的特点，而且还能提供智能化的服务，使家居生活更加舒适、温馨与贴心。

本文设计的是基于单片机控制系统的智能窗帘。

它具备光感、红外遥控、温度显示、定时等功能。

该窗帘可以根据外界的光亮程度来控制窗帘开启，从而达到调节室内光线，同时还提供按键来控制窗帘的关合。

为了方便用户使用，增设定时模块，用户可根据自身的需要对某段时间，设置窗帘的开启程度。

当定时结束，窗帘自动切换到光感模式实现对室内光线的控制。

同时，还增设温度显示，使用户可以了解温度状况。

关键词：智能窗帘：红外遥控；光感控制；单片机目录第1章绪论 (1)1.1 设计的背景和意义 (1)1.2 本设计的内容 (1)1.3 存在的主要问题 (2)1.3.1 光感功能的实现 (2)1.3.2 遥控功能的实现 (2)第2章总体方案设计 (4)2.1 主控制系统CPU (4)2.2 窗帘结构安装及电机选择 (6)2.2.1 窗帘结构安装 (6)2.2.2 步进电机选择 (6)2.3 硬件总体方案 (7)2.3.1方案设计说明 (8)2.3.2方案选择说明 (8)3.1 光电传感器信号采集模块设计 (10)3.3 执行单元模块设计 (16)第4章系统软件设计 (21)4.1 程序流程 (21)4.2 程序设计 (22)5课程设计体会 (24)参考文献 (25)附录硬件电路图 (26)第1章绪论1.1 设计的背景和意义21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类文明的巨大进步。

利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全、有效。

在现代社会，对室内设计而言，窗帘不仅具有遮光作用，更有美化功能，它不仅可以协调居室的色彩搭配，而且能够柔化空间造型的线条，营造温馨惬意的环境。

光控自动窗帘课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光控自动窗帘的基本原理，掌握光敏传感器的工作方式和电路连接方法。

2. 学生能描述自动窗帘系统的组成，了解其在我国智能家居领域的应用。

3. 学生掌握物理知识在生活中的应用，如光的传播、反射和吸收等。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并制作一个简单的光控自动窗帘系统。

2. 学生通过实践操作，培养动手能力、问题解决能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理学科的兴趣和热爱，认识到科学知识在生活中的重要性。

2. 学生在学习过程中，树立环保意识，关注智能家居在节能减排方面的优势。

3. 学生通过团队合作，培养尊重他人、团结互助的良好品质。

课程性质：本课程为初中物理学科实践活动，结合生活实际，引导学生运用所学知识解决实际问题。

学生特点：初中生对新鲜事物充满好奇，动手能力强，具备一定的物理知识基础，但实践经验和问题解决能力有待提高。

教学要求：注重理论知识与实际应用的结合，鼓励学生动手实践，培养创新思维和团队协作能力。

通过课程目标的分解，使学生在实践中达成具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

本课程依据课程目标，结合人教版初中物理教材相关内容，组织以下教学大纲：1. 理论知识：- 光的传播、反射和吸收原理；- 光敏传感器的原理和特性；- 自动控制系统的基本概念；- 智能家居系统的简介。

2. 实践操作：- 光控自动窗帘系统的设计与制作；- 电路连接与调试；- 系统测试与优化。

3. 教学内容安排与进度：- 第一课时：导入课程，介绍光控自动窗帘的基本原理和在实际生活中的应用。

- 第二课时：学习光的传播、反射和吸收原理，了解光敏传感器的工作方式。

- 第三课时：学习自动控制系统的基本概念，分析光控自动窗帘的组成。

- 第四课时：实践操作，分组设计与制作光控自动窗帘系统。

- 第五课时：进行电路连接与调试，测试并优化系统。

4. 教材章节：- 人教版初中物理教材第四章《光现象》；- 教材中关于传感器和自动控制系统的相关内容。

轻工业学院电子技术课程设计题目简易窗帘自动开闭电路学生王杰专业班级材料物理10-01学号 2院（系）技术物理系指导教师黄春完成时间 2012年12月27日轻工业学院课程设计（论文）任务书题目简易窗帘自动开闭电路专业材料物理10-1学号 2 王杰主要容、基本要求、主要参考资料等：主要容1．阅读相关科技文献。

2．学习protel软件的使用。

3．学会整理和总结设计文档报告。

4．学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求1.要求电路能够通过感应装置，检测到光线的强弱。

2.要求电路根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭。

3.要求电路能够在窗帘接触到边沿时，自动切断电源。

主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，大学，2001年6月2．福安，电子电路设计与实践，科学技术，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学，1999年10月4．银华，电子线路设计指导，航空航天大学，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教，2003完成期限： 2012年12月31日指导教师签章：专业负责人签章：2012年12月24日目录摘要 (I)1 概述 (1)2 系统方案设计 (2)2.1 系统组成框图 (2)2.2 主要单元电路的设计及功能 (2)2.2.1 电源电路 (2)2.2.2 光信号处理电路 (4)2.2.3 继电器控制电路 (7)2.2.4 电机驱动电路 (8)3 元器件选型 (11)3.1 变压器 (11)3.2 整流桥堆 (11)3.3 三端稳压器LM7805 (12)3.4 555定时器 (12)3.5.1 固态继电器 (13)3.5.2热敏干簧继电器 (112)3.5.3磁簧继电器 (13)3.5.4 光继电器 (13)3.5.5时间继电器 (14)4 结论 (15)5 总结 (17)参考文献 (19)附录 (20)简易窗帘自动开闭电路摘要本简易窗帘自动开闭电路由光信号处理电路、继电器控制电路和电机驱动电路组成。

注：成绩：平时40% 论文质量40% 答辩20% 以百分制计算摘要在自动控制技术日益发展的今天，人们生活中的许多必需物都离不开自动控制，光控自动窗帘的设计是一项又简便又实用的设计。

光感自动窗帘系统在我国还刚刚兴起，随着房地产业的日益火爆，智能窗帘也成为一个能直接提高住宅档次的条件，必将吸引大批房地产商、装饰公司的关注，所以该产品将会有广阔的市场前景，推广和应用自动窗帘系统具有重要的现实意义。

解决每天手动拉开关闭窗帘的不便。

本文设计的光控自动窗帘硬件电路主要由电源电路、光敏传感器、二阶滤波放大电路和控制执行电路组成，光敏三极管实时采集室外环境光照度，经过滤波放大电路将测得的电流信号进行滤波并且放大，然后系统将通过继电器决定行程开关的工作，进而控制窗帘开关，达到自动控制的目的。

该设计采用目前广泛使用的模块化设计理念，成品具有体积小、可靠性高、易于安装检测维修等传统人为控制电动窗帘不可比拟的优点。

关键词：光敏三极管；滤波放大电路；继电器；行程开关目录第1章绪论 (I)1.1国内外现状 (I)1.2设计要求 (2)1.3设计内容 (2)第2章方案论证 (3)2.1任务分析 (3)2.2方案比较 (3)2.3光信号采集方法 (4)第3章硬件电路设计 (6)3.2 滤波电路的设计 (7)3.3控制执行电路的设计 (8)3.4 电源电路的设计 (9)第4章设计总结 (11)参考文献 (12)附录I 总体电路图 (13)附录Ⅱ器件清单 (14)第1章绪论1.1国内外现状在现代社会，对室内设计而言，窗帘不仅具有遮光作用，更具有美化功能，它不仅可以协调居室的色彩搭配，而且能够柔化空间造型的线条，营造温馨惬意的环境。

现在很多厂家生产的自动窗帘（含门帘）控制系统，都是各种传感器（红外线传感器、风雨信号传感器、温度传感器、烟雾传感器等）、各种报警终端（警灯、警笛、电话报警器、接警控制中心等）、遥控器以及一系列机械传动装置组成的一种具有智能化、人性化、网络化的高科技产品。

光控自动窗帘课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光控自动窗帘的基本工作原理，掌握相关物理知识，如光的传播、反射和吸收。

2. 使学生了解并掌握光敏电阻的特性和应用，以及其在光控窗帘中的作用。

3. 帮助学生了解电路设计的基本原理，学会分析并绘制光控自动窗帘的电路图。

技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计和制作光控自动窗帘的能力，提高动手实践能力。

2. 培养学生运用科学方法进行问题分析、解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对科学技术的兴趣，培养创新精神和实践能力。

2. 培养学生的团队合作意识，学会倾听、沟通、协作。

3. 增强学生的环保意识，认识到智能家居在节能环保方面的作用。

课程性质：本课程属于科学实践课程，结合物理、电子技术等多学科知识，注重实践操作和创新能力培养。

学生特点：本课程针对初中生设计，学生具备一定的物理知识和动手能力，但对光控技术和电路设计了解较少。

教学要求：教师需结合学生实际情况，采用启发式教学，引导学生主动探究、动手实践，注重培养学生的创新能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 光的基本知识：光的传播、反射和吸收原理，光的强度对光敏电阻的影响。

相关教材章节：第二章“光现象”第3节“光的传播与反射”。

2. 光敏电阻的特性与应用：介绍光敏电阻的工作原理，及其在光控自动窗帘中的作用。

相关教材章节：第四章“电阻器”第2节“特殊电阻器及其应用”。

3. 电路设计基础：认识基本的电路元件，学习电路图的绘制与分析，掌握光控自动窗帘电路的设计方法。

相关教材章节：第六章“电路分析”第1节“电路元件及其符号”。

4. 光控自动窗帘的制作：结合所学知识，动手制作光控自动窗帘，并进行调试与优化。

相关教材章节：第八章“实践与创新”第2节“制作简单的自动控制装置”。

5. 创新设计与实践：鼓励学生发挥想象，对光控自动窗帘进行改进和创新设计，提高其实用性和智能化程度。

简易窗帘自动闭合电路摘要窗帘自动开闭电路的设计包括信号获取及转换为电信号，利用电信号实现控制，以及各种控制状态的自动转换。

通过张光敏电阻转换为电信号，继而利用555构成的单稳态触发器根据不同情况输出高低电平，利用高低电平控制三极管的导通与否实现继电器开关的开断，在限位开关的控制下实现电机的正反转和停转。

关键词：光敏电阻 555触发器继电器电机目录第一章简易自动窗帘的功能要求第二章自动开闭窗帘的基本组成和工作原理第一节系统组成框图第二节主要单元电路设计1、光强检测电路和光强信号处理电路2、电动机的控制电路3、电机开关电路4、电源电路第三节电路原理图第三章原器件清单第四章设计体会第五章主要参考资料第一章简易自动开闭窗帘的功能要求功能：设计一个简易窗帘自动开闭电路，使之可以检测到光线的强弱，同时根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭。

要求：1 要求电路能够通过感应装置，检测到光线的强弱。

2 要求电路根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭。

3 要求电路能够在床帘接触到边沿时，自动切断电源。

第二章自动开闭窗帘的基本组成和工作原理第一节系统组成框图简易窗帘自动闭合电路的总体框图如下，由光强检测电路，光强信号处理电路，电动机的控制电路，电源电路四部分组成。

电阻减小，入射光若是电阻增大，光敏电阻阻值的大小同时影响与其并联之路的电压，进而将光信号转换成电信号。

光信号处理电路的功能是将光强检测电路的信号通过555组成的单稳态触发器得到一个电平信号，为控制电路做准备。

电动机的控制电路接受到上个电路的信号，控制三极管的导通与否，有三极管的导通与否控制电动机的正反转，当电动机驱动的窗帘到达窗户的边缘时，通过接触开关的闭合与断开实现电动机的运动与停止。

电源电路是为上述所有电路提供直流电源。

第二节主要单元电路设计（1）光强检测电路和光强信号处理电路如图所示，光强监测电路实际上就是一个光敏电阻，当光敏电阻接受到强光时，电阻减小，接收到弱光时电阻增大，在光敏电阻的阻值变化的同时影响与其并联之路的电压，进而将光信号转换成电信号。

光感自控窗帘课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解光感自控窗帘的工作原理，掌握光传感器的基本知识。

2. 学生了解光感自控窗帘在智能家居中的应用，理解其节能环保的意义。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析光感自控窗帘的电路图，并进行简单的故障排查。

2. 学生能够通过小组合作，设计并制作一个简易的光感自控窗帘模型。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对科技创新的兴趣，激发学习科学技术的热情。

2. 学生树立节能环保意识，养成节能减排的好习惯。

课程性质：本课程为科技制作实践课程，旨在通过动手实践，提高学生对科学技术的兴趣，培养学生创新能力。

学生特点：六年级学生具有一定的科学知识基础和动手能力，对新鲜事物充满好奇心，喜欢实践操作。

教学要求：结合学生特点，注重理论知识与实践操作的相结合，鼓励学生主动探索、合作交流，提高学生的实践能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活，达到学以致用的目的。

二、教学内容1. 光传感器原理：介绍光传感器的工作原理、种类及其在自动控制领域的应用。

- 教材章节：第三章《传感器及其应用》第四节《光传感器》- 内容列举：光敏电阻、光敏晶体管、光电池等光传感器的特点及应用。

2. 光感自控窗帘电路分析：分析光感自控窗帘的电路原理，掌握电路元件的连接方式。

- 教材章节：第四章《电子控制技术》第一节《自动控制电路基础》- 内容列举：光传感器、比较器、继电器等元件在光感自控窗帘电路中的作用。

3. 简易光感自控窗帘制作：通过小组合作，设计并制作一个简易的光感自控窗帘模型。

- 教材章节：第五章《实践操作》第二节《科技制作》- 内容列举：制定设计方案、选择合适材料、组装电路、调试光感自控窗帘模型。

4. 故障排查与维护：学习光感自控窗帘的故障排查方法，培养学生解决问题的能力。

- 教材章节：第六章《电子设备维护》第一节《故障排查与维修》- 内容列举：常见故障现象、原因及解决方法。

自动化窗帘课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解自动化窗帘的基本工作原理，掌握相关的电子和编程知识。

2. 学生能够描述自动化窗帘系统的组成部分，并解释各部分的功能和相互关系。

3. 学生能够运用物理知识分析并解释自动化窗帘的运作机制。

技能目标：1. 学生能够运用所学的编程技能，设计并实现简单的自动化窗帘控制程序。

2. 学生能够通过实际操作，掌握基本的电路连接和调试技巧。

3. 学生能够运用问题解决策略，对自动化窗帘系统进行故障诊断和优化。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化技术和创新设计的兴趣，增强对科学探究的热情。

2. 学生通过团队协作，增强沟通能力和团队合作意识，培养共享和尊重他人意见的品质。

3. 学生在设计和实施自动化窗帘项目的过程中，培养环保意识，认识到技术对于节能和便捷生活的贡献。

课程性质：本课程为实践性强的综合应用课程，结合物理、电子和计算机科学等多学科知识。

学生特点：学生为初中年级，具备基本的物理知识和一定的逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇。

教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，关注学生的个别差异，提供个性化的指导与支持。

通过课程学习，使学生能够将知识应用于实际情境，培养解决问题的能力。

二、教学内容1. 理论知识：- 自动化窗帘的工作原理与结构组成- 电路基础知识，包括电路元件的作用和连接方式- 编程基础知识，重点掌握控制语句和函数的使用2. 实践操作：- 设计并搭建简单的自动化窗帘电路- 编写控制程序，实现窗帘的自动开闭- 电路调试与故障排查3. 教学大纲：- 第一阶段：了解自动化窗帘的工作原理和结构组成，学习电路基础知识（1课时）- 第二阶段：学习编程基础知识，掌握控制语句和函数（2课时）- 第三阶段：实践操作，分组进行电路搭建和编程，实现自动化窗帘的控制（3课时）- 第四阶段：进行电路调试和故障排查，优化窗帘控制系统（2课时）4. 教材关联：- 《初中物理》中有关电路的知识点- 《计算机科学》中有关编程的基础知识- 《电子技术》中有关传感器和执行器的应用教学内容注重科学性和系统性，按照教学大纲安排进度，使学生在掌握理论知识的基础上，通过实践操作提高综合应用能力。

简易窗帘自动开闭电路设计课程设计目录第一章系统组成框图 (1)第二章主要单元电路及其原理 (2)第一节光线感应电路 (2)第二节信号放大电路 (2)第三节窗帘开闭电路 (3)第四节自动断电电路 (6)第五节电源电路 (7)第三章简易窗帘开闭电路总电路图 (8)参考文献 (9)附录1图中相关元器件基本知识 (10)总结 (13)课程设计（论文）任务书题目简易窗帘自动开闭电路专业电气工程11-02学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。

2．学习protel软件的使用。

3．学会整理和总结设计文档报告。

4．学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求1.要求电路能够通过感应装置，检测到光线的强弱。

2.要求电路根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭。

3.要求电路能够在窗帘接触到边沿时，自动切断电源。

主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2003完成期限： 2013年06月28日指导教师签章：专业负责人签章：2013 年 06月 17日摘要按照课程设计的技术要求:能够通过感应装置检测到光线的强弱，并且根据光线的强弱自动开闭窗帘，在窗帘接触到边沿时，自动切断电源进行本电路的设计。

本电路选用硅光电池2CR21作为光线的感应电路，硅光电池可以根据光线强度的不同产生与之相对应强弱的电信号。

因为该信号十分微弱，故电路采用双三极管构成的放大电路以获得合适的电信号，并通过反馈电阻和滤波电容以获得一个稳定的输出电压。

感应电路产生的电压输入由两片NE555组成的单稳态电路，由单稳态电路的特性，在输入端输入高低电平时输出端会产生相应的低高电平，该电平可用于决定两个与电源相连的三极管T1与T2的导通与截止，而三极管的导通与截止将最终决定电路中小电机的正转与反转，将小电机与窗帘相连就可以实现窗帘的自动打开和关闭。