论文总字数：19701字

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

1绪论 1

1.1研究意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3本课题主要研究内容 1

2系统设计方案 2

2.1系统总体设计的思路 2

2.2 智能窗帘的工作原理和结构 3

2.2.1 智能窗帘的工作原理图 3

2.2.2 智能窗帘的结构 4

2.3 MSP430单片机选择依据 4

2.4 LCD1602显示模块选择依据 5

2.5蓝牙模块选择依据 5

3系统硬件设计 5

3.1 MSP430控制模块 5

3.1.1 MSP430单片机介绍 5

3.1.2 MSP430系列单片机的基本功能 6

3.1.3 MSP430系列单片机的结构图 6

3.1.4 MSP430单片机的最小系统 7

3.2电源模块 9

3.3显示模块 9

3.3.1 1602芯片的简述 8

3.3.2 1602的引脚功能 9

3.3.3 1602液晶显示原理图 9

3.4蓝牙模块 11

3.4.1蓝牙技术的简介 11

3.4.2蓝牙模块与MSP430的连接 11

3.5时钟模块 12

3.5.1 DS1302的功能及结构 11

3.5.2 DS1302时钟芯片原理图 12

3.6光敏检测模块 13

3.6.1 光敏二极管的原理 13

3.6.2 光敏检测电路图 14

3.7 LED模块 14

3.8按键模块 15

3.9步进电机模块 16

3.9.1 ULN2003简介 15

3.9.2步进电机与单片机连接原理图 15

4系统的软件设计 18

4.1软件开发环境的介绍 19

4.2程序设计流程图 19

4.3蓝牙模块设计流程图 19

4.4定时模块设计流程图 20

5调试及检测 21

5.1硬件整体的调试 21

5.2实物的调试结果 22

5.3蓝牙传输距离测试 23

5.4调试问题及解决方法 24

6总结与展望 24

参考文献： 25

致谢 27

基于MSP430单片机的蓝牙窗帘控制系统

李国翠

, China

Abstract: At present, each family generally uses the curtains or artificial behavior control its switch state, dull not intelligent, inconvenient, not fast. With the development of science and technology and the upgrading of information technology, more and more home system to the intelligent, home system and science and technology effectively combined to make people's lives more convenient and quick. Therefore, intelligent curtains are more and more people need. This system designed the MSP430 single-chip based on the Bluetooth curtain control system can simply achieve the curtain control intelligent, the system by the MSP430, HC-05 Bluetooth chip, DS1302 clock chip, 1602 liquid crystal display, photoresistor, timer switch, ULN2003 drive circuit , Stepper motor and other equipment, the use of stepper motor simulation curtains, the phone Bluetooth APP and home curtains together, based on MSP430, through the program to make the phone Bluetooth open, stop, off three function keys to effectively control the curtain switch , You can also use the timer switch to control the state of the curtain, you can also use the light intensity to control the curtain of the automatic switch. The design of small size, high integration accuracy, low power consumption, to achieve intelligent curtains of great significance, simplifying our daily life, to achieve "lazy" life status, so that people's family life more intelligent, fast, comfortable.

Key words：MSP430 ; Intelligent curtains; Bluetooth; DS1302; Timer switch

1绪论

1.1研究意义

当今时代，是信息化的时代。但是目前，每个家庭普遍使用的窗帘还是人工行为控制其开关状态，呆板没有智能化，不方便，不快捷。随着科技的发展及信息技术的提升，越来越多的家居系统走向智能化，将家居系统与科学技术有效的结合在一起，使人们的生活更加方便快捷。所以，智能窗帘也越来越被人们所需要。智能家居控制系统越来越被人们需要，所以，让家居转化为智能工具对于人们的日常生活是非常有必要的。

1.2国内外研究现状

当今，随着改革开放以来，我们中国逐渐迈入信息化的时代，电子商务等高科技技术发展迅速，人们出门仅仅带个手机，通过支付宝、微信等APP就可以完成支付，所以，人们各方面的生活都需要科技来改变，包括家庭生活方面，家具是家庭必要的产品，但它一般都是体积较大的物品，又长期固定在一个地方，那对于我们来说想不接触它就可以实现对它的控制，这是非常好的，所以我们想到了将家具智能化，不断创新设计出一系列有利于人们生活的技术产品，各种智能家居被研究发行，也受到广大消费者的青睐。

1984年，在美国出现了世界上第一坐智能建筑，这座建筑实现了计算机智能控制家居的功能，随后几年中，智能化家居在新加坡和美国也被广大住户采用，智能家居在市场中也越来越具有价值。国外智能家居技术不断发展，系统不断更新，出现了丰富多样的功能，随着技术日趋成熟，智能化家居成本也在逐渐降低，也有更多的消费者对智能家居产生了需求。美国和欧洲的一些国家在这方面也一直处于领先水平[1]。日韩等一些国家纷纷想跻身智能家居研究这一块，开辟自己的智能化家居系统。但美国的智能家居也存在一些不足，研发时没注重环保问题，造成资源浪费甚至污染问题，所以未来智能家居在西方的发展，应该更加注重研发的新材料设计，尽量考虑到环保问题。

我国的智能家居方面起步得比较晚，最早出现的智能建筑是在上海、深圳等一些沿海发达城市，当时处于20世纪90年代。1999 年，建设部组织实施智能化示范工程，标志着我国智能化家居进入了一个新阶段[2]。因为我国智能家居技术引进的时间相比其他国家较晚，所以我国的智能家居还没有形成一套完整体系。随着技术不断进步，我国也推出了自己的产品。尽管我国也开发出来一些产品，但依然存在很多缺点，比如实用性差，成本较高以及使用复杂等。

1.3本课题主要研究内容

本文主要研究MSP430单片机的基本原理、基本工作过程以及相关特点，研究如何利用蓝牙来实现对窗帘的控制，研究本设计需要用到的相关元器件的工作原理，包括时钟芯片DS1302、液晶显示器1602、步进电机等等，通过分析比较相关元器件的特点选择适合本设计的型号；也要研究如何实现单片机控制核心的作用，单片机存储芯片的程序编写，如何执行好存储程序。

本设计就是采用了基于MSP430单片机的形式，通过程序使手机蓝牙功能有效地控制窗帘的开关，并且可以定时窗帘的自动开关，也增加了利用光强来控制窗帘自动开关的功能。真正体验了智能窗帘的便捷性，你就会感觉到科技的力量真的是非常的强大，使人们的家庭生活更加智能化、舒适化、快捷化。

2系统设计方案

2.1系统总体设计思路

本课题研究的是以MSP430单片机为控制核心的智能窗帘系统，硬件部分与MSP430单片机相连的主要涉及以下几个模块，电源模块、模拟数字电源接口、复位电路、晶振电路、程序下载接口、液晶显示模块、蓝牙模块、步进电机驱动、光敏检测模块、时钟芯片电路、LED显示以及按键等等。其中，时钟芯片采用DS1302对时间进行控制；蓝牙芯片采用HC-05用来实现系统的无线传输；利用步进电机模拟窗帘，电机的转动表示窗帘状态的改变；利用光敏检测电路来实现光强对窗帘的自动控制等。整体系统框架图如下：

图2-1 总体系统的框架图

本设计中利用电机来带动固定窗帘的轴承转动，从而控制窗帘的拉开与关闭。将带有HC-05蓝牙芯片的开关安装在窗帘顶端，可实现系统的无线通信。将蓝牙数据端口与单片机进行连接，再将蓝牙与手机进行配对，连接成功后即可利用手机中的蓝牙串口通用APP，实现对窗帘的开关控制；1602液晶显示器显示两行内容，第一行为系统接通电源的当前时间，第二行为窗帘定时打开和关闭的两个时间点；由DS1302时钟芯片对系统时间进行控制，通过软件实现单片机按键模块对显示器时间上的调控，当系统运行到设置好的时间点时，即可在手动模式下实现对窗帘的定时控制；系统自动控制窗帘开关主要通过光敏电路模块控制，利用光的强度自动控制窗帘的状态，光强时光敏电阻变小，电压变大，窗帘打开，反之，光弱时窗帘关闭。这就是该系统总体设计理念。

2.2智能窗帘的工作原理和结构

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