王秋鋒　郭倩影

摘要：本設計是智能家居中的一個項目——自動窗簾，其主要是根據(jù)紅外感應，單片機控制實現(xiàn)窗簾的自動拉合，文章從整體上介紹了設計方案，并完成系統(tǒng)的軟、硬件設計。

關鍵詞：自動窗簾；單片機

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）13-0243-01

Abstract：This design is about automatic curtain， one of the projects in smart home.It is designed to realize the automatic opening and closing of the curtain according to infrared induction and micro-controller.This article introduces the design scheme in general and completes systematic software and hardware design.

Key words：automatic curtain；micro-controller

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的日益成熟，人們對智能化的生活要求越來越高。智能家居技術中最重要的就是怎樣對信息的智能識別和處理。本文采用紅外感應模塊和單片機為主要模塊設計一種自動窗簾控制器。

1 總體設計思路

本設計采用EasyARM2131 ARM芯片為主控制芯片，由ULN2003A為驅動芯片控制步進電機轉動；并通過MG12864點陣圖形液晶圖形模塊顯示步進電機轉動模式。圖1是系統(tǒng)硬件總體設計框圖。

2 硬件部分

本設計共用到的功能器件有，EasyARM2131開發(fā)板、ULN2003A驅動芯片、MG12864液晶顯示屏、四相五線式步進電機、按鍵開關等器件。

2.1 EasyARM2131簡介

EasyARM2131開發(fā)板采用了PHILIPS公司基于ARM7TDMI-S核、單電源供電、LQFP64封裝的LPC2131，具有JTAG仿真調(diào)試、ISP編程等功能。[1]可進行GPIO的控制實驗，如LED閃爍控制、鍵盤輸入、蜂鳴器控制、模擬SPI等；可進行外部中斷實驗，學習向量中斷控制器（VIC）；定時器控制實驗，如定時控制LED、按鍵捕獲輸入、匹配比較輸出等；使用RS232轉換電路，完成UART通訊實驗等。

2.2 ULN003A芯片簡介

ULN是集成達林管IC，內(nèi)部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管，可用來驅動繼電器。它是雙列16腳封裝，NPN晶體管矩陣，最大驅動電壓為50V，電流為500MA，輸入電壓為5V，適用于TTL COMS，由達林頓管組成驅動電路。ULN2003高壓大電流達林頓晶體管陣列芯片，吸收電流可達500mA，輸出耐壓50V，具有很強的驅動能力[2]。內(nèi)部具有7組達林頓管電路，可以驅動7路負載。IN 為輸入端可由單片機引腳直接控制，當輸入端為高電平時，輸出端OUT輸出低電平。

2.3 TH12864-15液晶顯示

TH12864-15是128（列）×64（行）點陣的液晶顯示模塊。當15腳為低且16腳為高時選中TH12864-15的左區(qū)（左邊的64×64），當15腳為高且16腳為低時選中MG12864的右區(qū)（右邊的64×64）。19腳和20腳是為了在光線暗的環(huán)境下看到液晶顯示器的顯示內(nèi)容而加的背光，即在液晶顯示器的背面加一光源?？刂凭€R/W、CSI、CS2、RS必須在使能線E為低的時候改變。當使能線E為高時控制線R/W、CSI、CS2、RS不能改變；使能線E為高時TH12864-15從數(shù)據(jù)線DB0～DB7輸出數(shù)據(jù)。[3]

2.4 電機驅動模塊

設計使用ULN2003A驅動芯片來驅動步進電機，用發(fā)光二極管來顯示程序的運行狀態(tài)。 2.5 顯示模塊

設計采用TH12864-15點陣式液晶顯示屏，使用串行接法。

3 軟件部分

對于主程序的設計，先定義一個標志變量flag，當檢測到電平上升沿時，控制電機正轉（如圖3），變量flag=1；當檢測到下降沿，同時flag=1時即人離開窗簾，控制電機反轉，關閉窗簾。定義兩個變量用來計數(shù)，在開關窗簾過程中，每當電機轉動一圈時，相應變量自動加一，當變量達到設定上限值時，電機停止轉動，即窗簾已經(jīng)完全打開或者完全關閉。

4 結論

本文中主體功能采用步進電機實現(xiàn)，顯示功能采用液晶12864實現(xiàn)，對于步進電機的驅動采用uln2003芯片，使用方便，簡化電路。對于液晶12864的操作采用串行通信，串行通信操作簡單，連線方便。檢測感應模塊主要通過檢測人體運動產(chǎn)生電平跳變即有人走近窗簾或者離開窗簾，然后將信號發(fā)送給lpc2131來控制電機正反轉。

參考文獻：

[1] 周立功.ARM嵌入式系統(tǒng)基礎教程[D]. 北京：北京航空航天大學，2008.

[2] 潘峰，馬占飛.光敏聲控智能防盜型電動窗簾的設計與實現(xiàn)[J].陰山學刊：自然科學版，2016（1）.

[3] 景小健，尹清華，陳清林，等.MG-12864液晶顯示器在智能儀表中的應用[J].工自動化及儀表，2003（12）.