一種基于s3c2440的智能窗簾控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，尤其是一種用于嵌入式系統教學平臺的智能窗簾控制系統。系統包括：主控處理器模塊、光照采集模塊、位置檢測模塊和電機驅動模塊。主控處理模塊首先通過ADC接口從光照采集模塊采集光照度信息，再通過GPIO口從位置檢測模塊采集窗簾的位置信息，然后對信息進行分析和判斷，最后通過電機驅動模塊帶動窗簾移動到指定位置，從而實現了根據室內光線的變化自動完成窗簾的移動操作。
【專利說明】
一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，尤其是一種用于嵌入式系統教學平臺的智能窗簾控制系統。
【背景技術】
[0002]嵌入式系統在各個領域得到廣泛應用，所以嵌入式系統教學平臺也比較多。目前，嵌入式系統課程教學多使用實驗箱作為教學平臺，它主要存在2方面的缺點，第一，實驗內容與實際工程項目相差較遠;第二，設計的綜合性實驗難度系數不太合理，有些很難，有些又太容易。本實用新型以智能窗簾為應用背景，旨在開發一種適合嵌入式系統教學平臺的智能窗簾控制系統。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是針對上述【背景技術】的不足，提供了一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，根據室內光線變化自動完成窗簾的移動操作，解決了現有綜合性實驗難度系數不太合理的技術問題。
[0004]本實用新型為解決上述技術問題，采用如下技術方案:
[0005]—種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，包括:以S3C2440處理器為核心的主控處理模塊、與S3C2440處理器GP1 口連接的位置檢測模塊，與S3C2440處理器ADC 口連接的光照采集模塊、與S3C2440處理器GP1口、ADDR口、DATA口連接的電機驅動模塊，
[0006]所述位置檢測模塊輸出采集的窗簾位置信息至S3C2440處理器，光照采集模塊輸出采集的光照度信息至S3C2440處理器，S3C2440處理器根據光照度以及窗簾位置輸出電機驅動模塊的控制信號，電機驅動模塊驅動電機運動以帶動窗簾在軌道上移動。
[0007]作為所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統的進一步優化方案，電機驅動模塊包括:對S3C2440處理器ADDR5端口輸出信號、ADDR7端口輸出信號、nGCS3端口輸出信號的反相信號、nWE端口輸出信號的反相信號做與運算的74HC21芯片，對S3C2440處理器DATA 口輸出信號進行鎖存的74HC753芯片，74HC753芯片的片選端接74HC21芯片的輸出信號，電機各相驅動電路接74HC753芯片的一個數據輸出端口。
[0008]進一步的，所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統中，位置檢測模塊包括兩個分別安裝在軌道起點和終點的位置檢測傳感器，所述位置檢測傳感器為CNA1301H芯片。
[0009]再進一步的，所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統中，光照采集模塊為LXD/GB5-A1E傳感器。
[0010]本實用新型采用上述技術方案，具有以下有益效果:基于S3C2440的智能窗簾控制系統是一種融合了 ARM、A/D轉換、GP1控制、地址譯碼等技術，具有綜合性高、實用性強、成本低、技術難度適中等優點；非常適合嵌入式系統課程教學，也可以將該系統應用到智能家居系統，具有較高的市場推廣價值，有十分廣闊的應用前景。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是智能窗簾控制系統的原理框圖。
[0012]圖2是主控處理模塊原理圖。
[0013]圖3是光照采集模塊原理圖。
[0014]圖4是位置檢測模塊原理圖。
[0015]圖5是電機驅動模塊原理圖。
[0016]圖中標號說明:尺2、1?3、1?5、1?6、1?8、1?9、1?11、1?12、1?19、1?20、1?22為電阻，02、(:15、(:16、〇20為電容，1]12和1]16為光遮斷器0嫩1301!1，1]1、1]2、1]3、1]4為光耦，1]5為74!^753芯片，1]6為74!10)4芯片，1]7為74!^21芯片，01、02、03、04為三極管，01、02、03、04為二極管。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0018]本實用新型的原理框圖如圖1所示，主要由以S3C2440處理器為核心的主控處理器模塊、光照采集模塊、位置檢測模塊和電機驅動模塊等4部分組成。主控處理模塊首先通過ADC接口從光照采集模塊采集光照度信息，再通過GP1 口從位置檢測模塊采集窗簾的位置信息，然后主控處理模塊對信息進行分析和判斷，最后通過電機驅動模塊帶動窗簾在軌道上移動直至到達指定位置，從而實現了根據室內光線的變化自動完成窗簾的移動操作。
[0019]主控處理模塊的原理圖如圖2所示，核心芯片是以ARM9為內核的S3C2440處理器，它包含有IXD控制器、USB Device/Host控制器，IIC、IIS以及外部存儲控制器等資源。中央處理單元通過ADC接口采集光照度信息;通過GP1 口采集窗簾的位置信息;通過地址、命令和數據3個總線設計的接口電路去控制步進電機的運行。S3C2440的Vref端口與電阻R20的一端、電容C2的一極連接，電阻R20的另一端接3.3V直流電源，電容C20的另一極接地。S3C2440的MPLLCAP端口與大地之間接有電容C15、電容C16，S3C2440的UPLLCAP端口與大地之間接有電容C2(LS3C2440的OMO端口、0M1端口均接地。
[0020]光照采集模塊的原理圖如圖3所示，該模塊用于檢測光照度的傳感器為LXD/GB5-AlE，LXD/GB5-A1E是一種低成本的環境光強度變化與輸出電流成正比的光敏傳感器，其自身穩定性好，一致性強。利用S3C2440處理器ADC接口的第3通道AIN3采集光照度數據。MOS管和電阻R22的連接點與S3C2440自帶的A/D轉換器的第3通道AIN3連接。
[0021]位置采集模塊的原理圖如圖4所示，該模塊選擇光遮斷器CNA1301H芯片作為位置檢測傳感器。系統設計了 2個分別安裝在軌道起點和終點的光遮斷器CNA1301H芯片U12和U16，CNA1301H芯片U12的陽極和集電極分別經電阻1?11和電阻1?12后接￥0:<嫩1301!1芯片U12的陰極和發射極均接地，CNA1301H芯片U16的陽極和集電極分別經電阻R19和電阻R20后接VCC，CNA1301H芯片U16的陰極和發射極均接地。CNA1301H芯片U12的集電極、CNA1301H芯片1]16的集電極分別與3302440處理器的6?87端口、6?611端口連接。
[0022]電機驅動模塊的原理圖如圖5所示，電機驅動模塊采用譯碼電路實現，選擇S3C2440處理器的nGCS3、ADDR5、ADDR7和nWE共4根線作為譯碼電路的輸入，對S3C2440處理器ADDR5端口輸出信號、ADDR7端口輸出信號、nGCS3端口輸出信號的反相信號、nWE端口輸出信號的反相信號做與運算，以與運算結果作為鎖存芯片74HC753的片選信號，并利用數據總線上的D0~D3共4根線去控制四相步進電機。74HC753芯片的數據輸出端接一相電機的控制電路。nGCS3端口輸出信號、nWE端口輸出信號經非門74HC04芯片U6反相處理后接到與門74HC21芯片U7的輸入端，與門74HC21芯片U7的輸出端接74HC753芯片U5的LE端。每相電機的控制電路結構相同，光耦U1、電阻R2、電阻R3、二極管Dl、三極管Ql組成第一相電機控制電路，光耦Ul的陽極接74HC753芯片的IQ端口，光耦Ul的陰極接地，光耦Ul的集電極和二極管Dl的陰極接VCC，光耦Ul的發射極與電阻R2的一端、電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端接三極管Ql的基極，三極管Ql的集電極與二極管Dl的陽極連接，三極管Ql的發射極以及電阻R2的另一端均接地。光耦U2、電阻R5、電阻R6、二極管D2、三極管Q2組成第二相電機控制電路，光耦U3、電阻R8、電阻R9、二極管D3、三極管Q3組成第三相電機控制電路，光耦U4、電阻R11、電阻R12、二極管D4、三極管Q4組成第四相電機控制電路。選擇步進電機的原因是步進電機每步轉動的角度是固定的，所以控制步電機帶動窗簾移動的距離比較方便。
[0023]綜上所述，本實用新型涉及的基于S3C2440的智能窗簾控制系統是一種融合了ARM、A/D轉換、GP1控制、地址譯碼等技術，具有綜合性高、實用性強、成本低、技術難度適中等優點；非常適合嵌入式系統課程教學，也可以將該系統應用到智能家居系統，具有較高的市場推廣價值，有十分廣闊的應用前景。
【主權項】
1.一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，其特征在于，包括:以S3C2440處理器為核心的主控處理模塊、與S3C2440處理器GP1 口連接的位置檢測模塊，與S3C2440處理器ADC 口連接的光照采集模塊、與S3C2440處理器GP1口、ADDR口、DATA口連接的電機驅動模塊， 所述位置檢測模塊輸出采集的窗簾位置信息至S3C2440處理器，光照采集模塊輸出采集的光照度信息至S3C2440處理器，S3C2440處理器根據光照度以及窗簾位置輸出電機驅動模塊的控制信號，電機驅動模塊驅動電機運動以帶動窗簾在軌道上移動。2.根據權利要求1所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，其特征在于，所述電機驅動模塊包括:對S3C2440處理器ADDR5端口輸出信號、ADDR7端口輸出信號、nGCS3端口輸出信號的反相信號、nWE端口輸出信號的反相信號做與運算的74HC21芯片，對S3C2440處理器DATA 口輸出信號進行鎖存的74HC753芯片，74HC753芯片的片選端接74HC21芯片的輸出信號，電機各相驅動電路接74HC753芯片的一個數據輸出端口。3.根據權利要求2所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，其特征在于，所述位置檢測模塊包括兩個分別安裝在軌道起點和終點的位置檢測傳感器，所述位置檢測傳感器為CNA1301H 芯片。4.根據權利要求3所述一種基于S3C2440的智能窗簾控制系統，其特征在于，所述光照采集模塊為LXD/GB5-A1E傳感器。
【文檔編號】G05B19/042GK205513986SQ201620255797
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】朱華生, 李璠, 徐晨光, 熊志文, 鄧承志
【申請人】南昌工程學院