論文基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì).doc

1、福州大學(xué)至誠學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì) 姓 名： 趙立 學(xué) 號(hào)： 211214636 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2012級(jí) 指導(dǎo)教師： 俞珊 2016年1月15日獨(dú)創(chuàng)性聲明本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其他同志對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨(dú)立完成。特此聲明。論文作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解福州大學(xué)至誠學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱

2、和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì)摘要在現(xiàn)代家居中，窗戶是一個(gè)重要的組成部分，可以起到通風(fēng)透氣和擋風(fēng)避雨的作用，但大部分的窗戶設(shè)計(jì)不夠完善，只能簡單的人工開關(guān)窗戶，沒有安防報(bào)警功能，盜賊進(jìn)入房間時(shí)無法第一時(shí)間通知主人，而且在意外情況發(fā)生時(shí)，使用者完全沒有發(fā)現(xiàn)的意識(shí)，無法及時(shí)的解決。本設(shè)計(jì)基于STC89C52RC單片機(jī)為控制終端，通過傳感器檢測(cè)環(huán)境的溫濕度、煙霧值、關(guān)照強(qiáng)度。當(dāng)房間內(nèi)的可燃?xì)怏w泄漏時(shí)，窗戶便會(huì)自動(dòng)開啟通風(fēng)，并且發(fā)出警報(bào)來提

3、醒主人環(huán)境異常，如在下雨天，系統(tǒng)檢測(cè)環(huán)境濕度，能自動(dòng)關(guān)窗，避免雨水濺到室內(nèi)造成不必要的損失。如有小偷要進(jìn)入房間則會(huì)碰觸傳感器，關(guān)閉窗戶同時(shí)發(fā)出警報(bào)，第一時(shí)間提醒主人有小偷進(jìn)入房間。光敏電阻放在窗外通過檢測(cè)亮度，判斷白天還是夜晚，可以控制自動(dòng)關(guān)開窗?？梢越鉀Q無人在室內(nèi)時(shí)，隨著環(huán)境的變化，多功能智能窗會(huì)做出相應(yīng)判斷，自動(dòng)開關(guān)閉窗戶的作用，使室內(nèi)的財(cái)產(chǎn)和安全不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的變化而造成一定的損失。同時(shí)，具備了傳感監(jiān)測(cè)環(huán)境的功能隨時(shí)可以知道環(huán)境的變化。顯示窗戶的智能化。從而，大大的改善了生活質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)，智能家居，傳感器Design of Multi-functional Intelligent

4、 Window Based on MCU AbstractThe smart home In the modern home, the window is an important part of the can to ventilation and wind and rain, but most of the windows design but perfect, only a simple manual switch windows, no alarm function, the thieves entered the room cannot first time to inform th

5、e owner and at the time of the accident, users no sense of discovery, not timely solve.This design is based on STC89C52RC microcontroller as the control terminal, through the sensor to detect the temperature and humidity of the environment, smoke value, care strength. When the leakage of combustible

6、 gases inside the room, windows will automatically open ventilation, and sounds the alarm to remind the owner environmental anomalies, such as on a rainy day, system to detect environmental humidity, automatically closing a window, to avoid the rain splashed to the interior caused by unnecessary los

7、ses. If a thief to enter the room will touch the sensor, close the windows at the same time issued a warning, the first time to remind the owner of a thief into the room. Photosensitive resistor through the detection of brightness, to determine the day or night on the window, can control the automat

8、ic closing window. Can solve unmanned in the interior, with the change of environment, the multifunctional intelligent window will make the corresponding judgment, automatic switch closing window, indoor property and security are not because of changes in the environment caused by a certain degree o

9、f loss. At the same time, it has the function of sensing and monitoring environment at any time to change the environment. Make windows intelligent, greatly improving the quality of lifeKey words: single chip microcomputer, smart home, sensor 目 錄第1章 緒論11.1 研究背景及意義11.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 國外的發(fā)展現(xiàn)狀21.4 研究的課題內(nèi)容

10、21.5 論文的介紹21.6 本章小結(jié)3第2章 方案的設(shè)計(jì)42.1 系統(tǒng)的方案架構(gòu)42.2 控制芯片42.2.1 控制芯片的選擇42.2.2 STC89C52RC芯片的介紹52.3 溫濕度傳感器模塊62.3.1 溫濕度傳感器模塊的選擇62.3.2 SHT11溫濕度傳感器62.4 電機(jī)模塊72.4.1 電機(jī)模塊的選擇72.4.2 芯片ULN2003的介紹82.5 顯示器模塊82.5.1 顯示器模塊的選擇82.5.2 液晶顯示器LCD1602的介紹92.6 A/D的轉(zhuǎn)化模塊102.7 軟件設(shè)計(jì)方案112.8 系統(tǒng)特點(diǎn)132.9 本章小結(jié)13第3章 硬件電路的設(shè)計(jì)143.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)143.

11、1.1 介紹單片機(jī)的接口143.1.2 復(fù)位電路153.1.3 振蕩的時(shí)鐘電路153.2 步進(jìn)電機(jī)模塊接口163.3 A/D轉(zhuǎn)化模塊的接口163.4 本章小結(jié)17第4章 軟件設(shè)計(jì)184.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案184.1.1 單片機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡介184.1.2 單片機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的客戶端應(yīng)用194.2 溫濕度傳感器程序設(shè)計(jì)194.3 LCD1602模塊的設(shè)計(jì)204.4 電機(jī)模塊的程序設(shè)置214.5 本章小結(jié)22第5章 系統(tǒng)的調(diào)試235.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)235.2 系統(tǒng)軟硬調(diào)試235.3 本章小結(jié)25結(jié)論26參考文獻(xiàn)27謝辭28附錄1 部分關(guān)鍵源碼及解釋29基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì)第1章 緒論

12、1.1 研究背景及意義隨著今天科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，人們的生活水平也隨之不斷提高，比如：醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備、家庭的家用設(shè)備、私人交通設(shè)備等等，所有的這些變化讓人們的生活更加便捷。在現(xiàn)代家居中，窗戶不但具有良好的裝飾和采光等功能，而且還可以阻止灰塵和空氣流通。雖然很多家庭現(xiàn)在用鋼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)防盜網(wǎng)用于防止盜竊，這樣子似乎起到了安全功能，但是在火災(zāi)等突發(fā)的事件中，防盜網(wǎng)的窗戶卻讓人沒有機(jī)會(huì)逃跑，所以改善窗戶的功能性是十分重要的。在現(xiàn)代工藝中大多數(shù)窗口的制作在一定程度上是不完美的，而且沒有安全檢測(cè)功能，一旦發(fā)生事故只能靠人工打開或關(guān)閉窗口，用戶完全沒有意識(shí)到有些產(chǎn)品沒有提供通風(fēng)的系統(tǒng)，房間一氧化碳或煙霧超過

13、時(shí)，不能最快通知主人室內(nèi)的空氣情況，而有些產(chǎn)品沒有傳感器開關(guān)的安全特性，即便小偷入侵也不知道。而智能的窗戶控制系統(tǒng)，不但可以通過檢測(cè)環(huán)境濕度自動(dòng)關(guān)閉窗戶，而且室內(nèi)如果有有害氣體窗戶會(huì)自動(dòng)，有賊侵入房間便會(huì)自動(dòng)報(bào)警，室內(nèi)溫度和濕度太高或太低便會(huì)自動(dòng)開關(guān)窗，自動(dòng)監(jiān)測(cè)和調(diào)整環(huán)境使窗戶真正的智能化，給人們的生活帶來了很多的舒適，大大提高了人們的生活質(zhì)量。1.2 國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀在中國通用的智能化裝置發(fā)展相對(duì)而言較晚，而歐洲國家和其他發(fā)達(dá)國家的智能化早已廣泛應(yīng)用。10年前電動(dòng)窗簾已經(jīng)進(jìn)入中國，由于沒有得到大力推廣，電動(dòng)窗簾一直沒有得到相應(yīng)的發(fā)展。而在這兩年，隨著電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展和價(jià)格的下降，智能化開

14、始飛快發(fā)展。今天，在中國多功能智能窗戶系統(tǒng)快速發(fā)展，在同等的行業(yè)中成為佼佼者，也恰恰說明了多功能智能是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，它也將成為我國未來窗戶發(fā)展的主流。據(jù)報(bào)道，在2004年在中國房地產(chǎn) 有1億9000萬出售，如果平均每30平方都需要這樣的產(chǎn)品，這就可以近幾年數(shù)百萬套這樣的新產(chǎn)品需求。在新的市場(chǎng)下，智能家居多功能智能窗戶系統(tǒng)產(chǎn)品將不少于5000萬套。假如多功能智能窗銷售額只占3%的市場(chǎng)，它至少可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值上百萬元。1.3 國外的發(fā)展現(xiàn)狀在歐美一些國家為 了能夠更有效地保障居民的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，在很早就引入了樓宇智能化，其中在通訊防盜智能窗裝置最為常見。國外許多國家試過運(yùn)用遠(yuǎn)程通訊 的方法進(jìn)

15、行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程警 訊傳輸。但是這些方式往往受各種客觀條件的限制，比如造價(jià)昂貴、信號(hào)不穩(wěn)、易受破壞等，一直無法從 根本上解決問題。集中起來，其缺陷 主要有一下幾點(diǎn)：(1) 產(chǎn)品配置成本昂貴，一次性的資金投入較大；(2) 可靠 性較低；(3) 后期 的維護(hù)費(fèi)用偏高。1.4 研究的課題內(nèi)容本課題的研究內(nèi)容如下：(1) 紅外傳 感器模塊的軟硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)行信息的探測(cè)，從而觸發(fā)單片機(jī)；(2) 步進(jìn)電機(jī)模塊 的軟硬件設(shè)計(jì)，通過單片機(jī)發(fā)出指令 到驅(qū)動(dòng)芯片ULN2003來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的工 作，利用紅外接收來實(shí)現(xiàn)遙控的控制；(3) 顯示器模塊 的選擇和設(shè)計(jì)，顯示溫濕度傳感器 上探測(cè)到的信息；(4) 整個(gè)系統(tǒng)的

16、軟硬件調(diào)試及完善。1.5 論文的介紹根據(jù)系統(tǒng)需求，本文完成如下工作：第1章：介紹了系 統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)的背景及意義，調(diào)查并簡述了 當(dāng)前國內(nèi)多功能智能窗的系統(tǒng)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了符 合時(shí)代發(fā)展需要的多功能智 能的窗戶系統(tǒng)方案；第2章：介紹了系 統(tǒng)硬件電路，包括核心控制器、檢測(cè) 部分和無線紅外接收部分；第3章：設(shè)計(jì)了多功 能智能窗的系統(tǒng)功能模塊；第4章：介紹了Keil4開發(fā)環(huán)境下的軟件編程技術(shù)，根據(jù)實(shí)際需求 編寫一系列實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)化的應(yīng)用程序；第5章：介紹了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟 硬件聯(lián)合調(diào)試，以達(dá)到系統(tǒng)功能的主要要求。1.6 本章小結(jié)多功能智能 化窗戶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠 更好地解決現(xiàn)代家庭一系列的安全隱患問題，簡單

17、易操作，保證反應(yīng)動(dòng) 作的及時(shí)性和穩(wěn)定性。本章是在了解國內(nèi)外 家居智能的現(xiàn)狀，分析了市場(chǎng)上 一般的家居智能窗的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，給出 了單片機(jī)的多功能智能窗簾 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路和要求。第2章 方案的設(shè)計(jì)本課題的研究內(nèi) 容是基于單片機(jī)的多功能 智能窗戶系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 是基于目前一般智能家居系統(tǒng)的國內(nèi) 外現(xiàn)狀，通過調(diào)查和實(shí)際研究 設(shè)計(jì)更好的多功能窗簾系統(tǒng)，方法上則是 通過采用煙霧及溫濕度傳感模塊，紅外傳感器模塊和紅外遙控接收模塊 來實(shí)現(xiàn)窗簾的智能化運(yùn)行。2.1 系統(tǒng)的方案架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)的總體架構(gòu)多功能智能窗的機(jī)械部分的動(dòng)力由步進(jìn)電機(jī)模塊提供，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活窗戶

18、的位子和大小來設(shè)計(jì)傳動(dòng)部件和窗架。根據(jù)傳感器將 探測(cè)到的環(huán)境變化反映到單 片機(jī)口，由單片機(jī)I/O信號(hào)的變 化(即電平的高低)反應(yīng)出外界環(huán)境的變化，發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生動(dòng)作。 2.2 控制芯片2.2.1 控制芯片的選擇方案1：STM32 系列芯片處理器。該系列芯片采用了基于ARM嵌入式架構(gòu)中的Cortex-M3 內(nèi)核的處理器，STM32F103為 中等“增強(qiáng)型”系列，是屬于低功耗的嵌入式 處理器。時(shí)鐘頻率為 72MHz，可以通過JTAG接口 進(jìn)行編程與仿真，擁有IC、SPI等主要 接口，內(nèi)置RTC實(shí) 時(shí)鐘、GPIO及終端。方案2： STC52系列的芯片的選擇。該系列芯片是一類高性價(jià)比、而且性能比

19、較好 的微處理器，其中的STC89C52RC由 內(nèi)置8位中央 處理單元和512字節(jié)RAM以及8K片內(nèi)的 程序存儲(chǔ)器，外部有32個(gè)的 雙向I/O口、36位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 和四個(gè)外部中斷的 結(jié)構(gòu)，全雙工串行通信也是其中的一個(gè)特點(diǎn)，還有時(shí)鐘的振蕩電路，以及多樣 的封裝外型也是單片機(jī)的重要組成部分，使其能夠適應(yīng) 各種應(yīng)用場(chǎng)合。選定方案：通過仔細(xì)比較，認(rèn)為STC系列的 單片機(jī)具有處理功能強(qiáng)、性價(jià)比高等 優(yōu)勢(shì)，適合本設(shè)計(jì)要求的特點(diǎn)，故采用STC89C52芯片作為多功能智能窗的系統(tǒng)的主要控制器。2.2.2 STC89C52RC芯片的介紹 89C52RC單片機(jī)不但具備價(jià)格低廉、便于上手，而且系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，高性能

20、的8位單片機(jī)是采用的CMOS技術(shù)制造，這種工藝不僅可靠，而且集成了更多的功能，如時(shí)鐘輸出、向上或向下計(jì)數(shù)器等。89C52RC內(nèi)嵌有8位中央處理單元、0.5KB的RAM、8KB的ROM、3個(gè)16位的T0，T1，T2、中斷有4個(gè)外部中斷和一個(gè)4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)以及32個(gè)通用輸入/輸出口。該塊單片機(jī)的工作電壓為5V，其內(nèi)核的工作電壓則為3.3V，總體而言，芯片工作的功耗很小，滿足系統(tǒng)的需求，即低功耗、低成本。89C52RC單片機(jī)處理器作為系統(tǒng)的核心，主要配合其他傳感模塊的檢測(cè)做出處理1。如圖2-2為STC89C52RC芯片的實(shí)物圖。圖2-2 單片機(jī)實(shí)物圖2.3 溫濕度傳感器模塊2.3.1 溫濕度傳感器模塊

21、的選擇方案1：接觸式溫濕度傳感器。接觸式溫濕度傳感器通過和待測(cè)物體接觸來測(cè)量的原理，被測(cè)物體發(fā)生變化傳感器也發(fā)生相應(yīng)變化，接觸式的傳感器在工業(yè)和生活中使用比較廣泛2。方案2：數(shù)字溫濕度傳感器。智能溫濕度傳感器是基于微電子學(xué)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)，該項(xiàng)產(chǎn)品在集成傳感器的領(lǐng)域中是最有發(fā)展前途的。傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器（或寄存器）和溫濕度傳感器、接口電路等模塊組成。它具有三個(gè)比較顯著的特點(diǎn)：第一個(gè)特點(diǎn)；對(duì)被測(cè)對(duì)象的溫濕度數(shù)據(jù)及相關(guān)的一些溫濕度控制量的輸出；第二個(gè)特點(diǎn)；高性能、以最簡單的方式 構(gòu)成溫濕度測(cè)控系統(tǒng)；第三個(gè)特點(diǎn)；能夠通過硬件的基礎(chǔ)上使用軟件來實(shí)現(xiàn)測(cè)試的功能。選

22、定方案： 因?yàn)橄到y(tǒng)測(cè)量環(huán)境的濕度值的精度要求較高，在加上在測(cè)量過程中其他的因數(shù)對(duì)測(cè)量的結(jié)果干擾比較大，所以，為了測(cè)量的準(zhǔn)確性本次設(shè)計(jì)采用智能的溫濕度傳感器芯片，來實(shí)現(xiàn)更加智能化的測(cè)量。2.3.2 SHT11溫濕度傳感器SHT11是一款新型的用于測(cè)溫濕度的數(shù)字芯片。7.652.5mm是這款SHT11芯片的尺寸，它的體積值只有常用的橡皮擦的體積一半大小。在出廠之前，廠商對(duì)每個(gè)傳感器都做過精密標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。芯片的標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)都會(huì)被編成相應(yīng)的程序并且存入校準(zhǔn)的存儲(chǔ)器里面，它在測(cè)量過程中可以對(duì)相對(duì)濕度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)在測(cè)量工程中3。SHT11廣泛應(yīng)用于電子、汽車、冷暖空調(diào)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。SHT11的抗干擾能力 極

23、強(qiáng)，因?yàn)樾酒捎脭?shù)字 信號(hào)輸出，SHT11芯片 廣泛的應(yīng)用在溫濕度監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。該芯片的特性總結(jié)出如下幾點(diǎn)：相對(duì)溫濕度值輸出可全校準(zhǔn)；具有長期的穩(wěn)定性；輸出功能帶有露點(diǎn)值的計(jì)算；有體積小（7.655.0823.5mm）,可在表面進(jìn)行貼裝；在測(cè)量時(shí)電流消耗為五百五十毫安在休眠時(shí)電流消耗為三毫安；傳輸校驗(yàn)功能帶有可靠的CRC數(shù)據(jù)；電源的工作范圍為2.4-5.5V；如圖2-3為傳感器實(shí)物圖。圖2-3 傳感器的實(shí)物圖2.4 電機(jī)模塊2.4.1 電機(jī)模塊的選擇方案1：采用步進(jìn)電機(jī)。由步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理可知，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行是通過接收驅(qū)動(dòng)器施加的脈沖來轉(zhuǎn)化成電機(jī)的腳位移，多個(gè)連續(xù)的角位移銜接在一起形

24、成電機(jī)的運(yùn)行?？梢酝ㄟ^給驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)量來控制步進(jìn)電機(jī)在一個(gè)周期內(nèi)控制角位移量，從而達(dá)到想要的控制角度。通過控制給脈沖的速度來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度還有加速度，這就是調(diào)速的原理4。ULN2003芯片可以用來驅(qū)動(dòng)小型的步進(jìn)電機(jī)：每個(gè)脈沖都可以通過轉(zhuǎn)化成電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)精確的角度，并且能持續(xù)地將電脈沖轉(zhuǎn)換成特定的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。方案2：采用普通的直流電機(jī)。直流電機(jī)的工作電流比步進(jìn)電機(jī)要比大的多，L298N這類的驅(qū)動(dòng)芯片用于驅(qū)動(dòng)相對(duì)比較小型直流電機(jī)，普通直流電機(jī)成本較低并且不占用單片機(jī)I/O口，節(jié)約了單片機(jī)CPU資源，滿足本系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，使用起來更加便捷。直流電機(jī)采用單片機(jī)輸出PWM波控制來控制。綜合以上，考慮到整體設(shè)計(jì)

25、的供電，簡化系統(tǒng)電路，因此采用方案1。2.4.2 芯片ULN2003的介紹步進(jìn)電機(jī)原理設(shè)計(jì)如下：通過單片機(jī)產(chǎn)生脈沖信號(hào)傳遞到驅(qū)動(dòng)芯片上來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，脈沖信號(hào)的占空比為0.2到0.6左右，信號(hào)分配是按規(guī)定的順序發(fā)送脈沖序列是通過某種控制給出的順序 ，便可實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。按照設(shè)計(jì)要求，步進(jìn)電機(jī)工作節(jié)拍的通電順序是AABBBCCCDDDAA。正反轉(zhuǎn)的控制原理：用單片機(jī)輸出的四個(gè)接口的為一組控制位。本設(shè)計(jì)中，步進(jìn)電機(jī)的四項(xiàng)繞組分別接單片機(jī)的P1.0，P1.1，P1.2，P1.3。采用ULN2003芯片驅(qū)動(dòng)模塊，原理圖如圖2-4所示。圖2-4 ULN2003原理圖2.5 顯示器模塊2.5.1 顯

26、示器模塊的選擇方案1：LCD1602液晶的顯示屏。LCD1602又名1602字符型液晶，它的功能可以顯示數(shù)字、字母以及一些特殊的符號(hào)等的液晶模塊。它是有兩種型號(hào)，一種是由若干個(gè)57，一種是由511的點(diǎn)陣字符位組成5。LCD1602的屏幕顯示由多個(gè)點(diǎn)陣組成的，每個(gè)點(diǎn)陣對(duì)應(yīng)一個(gè)字符，在每個(gè)字符之間還存在間隔，而這些間隔為一個(gè)點(diǎn)距，上下兩行之間也有點(diǎn)距，其作用是為了隔開字符和隔開行距。方案2：LCD12864 液晶顯示屏。LCD12864是能夠顯示圖像的液晶顯示模塊。它的體積大小為手機(jī)屏幕的一半，能夠顯示1616點(diǎn)陣的漢字。操作簡便。主要運(yùn)用在工業(yè)儀器儀表方面，比如可利用該模塊實(shí)現(xiàn)全中文的人機(jī)交互圖

27、形界面。 選定方案： 綜上所述，LCD12864液晶顯示屏的價(jià)格相對(duì)比較高一些，而LCD1602液晶的顯示屏滿足本設(shè)計(jì)對(duì)顯示器模塊功能的要求，且簡單易行，故采用LCD1602液晶顯示屏多功能智能窗的顯示器模塊。2.5.2 液晶顯示器LCD1602的介紹LCD1602字符液晶顯示器屏幕類似SMT89C52RS芯片體積大小，是點(diǎn)陣型的顯示模塊。該模塊在出廠之前就已經(jīng)把160個(gè)字符字模固化在控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊中。用戶 只要將需要顯示字符的ASC-II的數(shù)據(jù) 送入顯示數(shù)據(jù)庫自動(dòng)生成其對(duì)應(yīng)的字符字模。 LCD1602特性：(1) 帶有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM有80字節(jié)；(2) 內(nèi)建有字符發(fā)生器CGROM；

28、(3) 提供多種控制命令；(4) 工作電壓在3.3V或5V，對(duì)比度可通過電位器調(diào)節(jié)；(5) 用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器有八個(gè)；(6) 系統(tǒng)自帶復(fù)位電路。1602液晶顯示器的外觀如圖2-5所示。圖 2-5 液晶顯示器1602管腳說明表如表2-1所示。表2-1 1602管腳說明表引腳符號(hào)功能說明1VSS一般接地2VDD接電源（+5V）3V0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高。4RSRS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。續(xù)表2-1 1602管腳說明表5R/WR/W為讀寫信號(hào)線，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫操作。6E

29、E(或EN)端為使能(enable)端，下降沿使能。7DB0低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線0位（最低位）8DB1低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線1位9DB2低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線2位10DB3低4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線3位11DB4高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線4位12DB5高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線5位13DB6高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線6位14DB7高4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線7位（最高位）15BLA背光電源正極16BLK背光電源負(fù)極2.6 A/D的轉(zhuǎn)化模塊A/D轉(zhuǎn)換即把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后做出相應(yīng)的輸出。在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)要注意：第一點(diǎn)是要 確定A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，在一般情況下是運(yùn)用八位A/D

30、轉(zhuǎn)換器，本芯片就是采用八位的；第二點(diǎn)是要測(cè)量控制的范圍 和精度有密切的關(guān)系，因?yàn)橄到y(tǒng)精度 涉及到傳感器 的變換精度和信號(hào)預(yù)處理電路的精度A/D轉(zhuǎn)換器還有 輸出電路6。當(dāng)A/D芯片的CS口輸入低電平 時(shí)，ADC0832開始工作，同時(shí)單片機(jī)向時(shí)鐘輸入端CLK提供 脈沖，此時(shí)，DI端有效，使用DI的輸入通道功能選擇數(shù)據(jù)信號(hào)，在時(shí)鐘脈沖 下沉之前DI端口都是高電平直到時(shí)鐘脈沖 下沉之前。在第2個(gè)時(shí)鐘脈沖下沉之前DI端口應(yīng)輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道功能7。而當(dāng)CS輸入高電平時(shí)，ADC0832處于未工作的狀態(tài)。如表2-2為ADC0832芯片引腳說明表。表2-2 ADC0832型號(hào)芯片管腳說明表引腳符號(hào)功能說

31、明1CS_低電平芯片使能，片選使能。2CH0作為IN+/-使用，模擬輸入通道0。3CH1作為IN+/-使用，模擬輸入通道1。4GND芯片的參考零電位（地）。表2-1 1602管腳說明表5D1數(shù)據(jù)信號(hào)輸入。6D0數(shù)據(jù)信號(hào)輸出。7CLK芯片的時(shí)鐘輸入。8REF /VCC參考電壓輸入。2.7 軟件設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用分塊設(shè)計(jì)，有89C52RC芯片、溫濕度傳感模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、煙霧光敏傳感模塊等組成的。軟件設(shè)計(jì)分成各個(gè)模塊的程序，有主程序控制需要是通過調(diào)用的方式顯現(xiàn)其功能。軟件主程序如圖2-6所示。圖2-6 軟件主程序圖2.8 系統(tǒng)特點(diǎn)從整體上看，多功能智能窗的系統(tǒng)主要是通過采集溫濕度的模塊

32、進(jìn)行模擬量傳遞，通過時(shí)間設(shè)定和無線遙控手動(dòng)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)開關(guān)窗，使用戶體會(huì)到智能化的生活，而且通過觸動(dòng)紅外傳感模塊報(bào)警保證私有財(cái)產(chǎn)的安全。創(chuàng)新性：窗戶的開或關(guān)是通過外部的多個(gè)傳感器和單片機(jī)的配合實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)有物體碰觸紅外傳感器時(shí)，環(huán)境異常蜂鳴器發(fā)出警報(bào)來提醒室內(nèi)的主人環(huán)境異常，及時(shí)作出處理，這樣使人們能夠在更加安全的環(huán)境下生活?？茖W(xué)性：在過去，家里的窗戶都是通過人工去開啟或是關(guān)閉，在主人外出的情況下，像煤氣泄漏或有濃煙、下雨、有小偷等等其他意外發(fā)生時(shí)，則無法及時(shí)開啟或自動(dòng)的關(guān)閉窗戶，可能給用戶造成損失，而現(xiàn)在多功能智能窗戶就能及時(shí)的解決這一類困擾人們很久的問題，它可以符合客戶的很多需求，而且當(dāng)意外出

33、現(xiàn)時(shí)，也能夠過應(yīng)付自如。先進(jìn)性：能夠通過各個(gè)傳感器對(duì)環(huán)境模擬進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)單片機(jī)作出處理，屏幕顯示環(huán)境參數(shù)，結(jié)合檢測(cè)模塊，窗戶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟或自動(dòng)關(guān)閉的功能。而且可以通過遙控控制器開關(guān)窗。不同的芯片相互通信。 單片機(jī)是該系統(tǒng)的核心控制器，該芯片相對(duì)而言系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，且可靠性高，處理能力快，簡單好用?？梢哉f，不管是部分還是整體，設(shè)計(jì)的多功能智能窗的系統(tǒng)可能存在不足，但是也有自己的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。2.9 本章小結(jié)本章對(duì)此次設(shè)計(jì)中所需要的功能提出了不同的實(shí)現(xiàn)方案并加以比較和選擇，選定了以STC89C52RC芯片為主控芯片，DHT11溫濕度探測(cè)器模塊，ULN2003芯片來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作，紅外檢測(cè)

34、開關(guān)通過蜂鳴器進(jìn)行警報(bào)模塊。然后分別詳細(xì)介紹各模塊的功能及引腳連接等，使系統(tǒng)方案更具備理論依據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更具有可靠性和可行性。第3章 硬件電路的設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)的最小系統(tǒng)首先要制作一個(gè)支持主控芯片正常工作的核心工作系統(tǒng)，并且可以穩(wěn)定工作。需要具備供電源供電、晶振電路、復(fù)位電路等模塊組成，其各個(gè)模塊具體如下。3.1.1 介紹單片機(jī)的接口STC類的51單片機(jī)封裝和其他系列單片機(jī)大同小異，都是40引腳，工作電壓為5V，同時(shí)還增加了具有IIC總線功能的串行口。其單片機(jī)引腳圖如圖3-1所示。圖3-1 單片機(jī)引腳圖在實(shí)際制作時(shí)，可以靈活選擇I/O口來方便布線和放置器件，但是要注意的一點(diǎn)是：如有利用到中斷

35、和定時(shí)器功能時(shí)，應(yīng)該盡可能避免把功能口作為普通口進(jìn)行使用，否則可能導(dǎo)致該設(shè)置中斷或者定時(shí)事件的誤發(fā)生。 3.1.2 復(fù)位電路在復(fù)位端口通過接一個(gè)電阻連到電源。通過按下電源開關(guān)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位。 RST引腳是單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)端口。復(fù)位電路主要由芯片內(nèi)和芯片外兩個(gè)部分組成，先是由芯片的外部電路發(fā)出復(fù)位信號(hào)傳輸?shù)接|發(fā)器，再由芯片內(nèi)部電路對(duì)觸發(fā)器輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣，最后得到的就是內(nèi)部復(fù)位需要的信號(hào)，復(fù)位信號(hào)的有效電平為高電平，有效時(shí)間能持續(xù)24個(gè)振蕩脈沖周期以上8。因此采用如圖3-2的復(fù)位電路。復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，在單片機(jī)執(zhí)行的過程中，一旦發(fā)生復(fù)位，單片機(jī)重置運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)段都要從0000H單元

36、開始執(zhí)行操作。圖3-2 復(fù)位電路圖3.1.3 振蕩的時(shí)鐘電路在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳接上晶體振蕩器和電容，晶體振蕩器和電容是定時(shí)控制元件，就可以構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，而且在單片機(jī)的內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，晶體振蕩器和微調(diào)電容通過跨接在XTAL1和XTAL2之間，給單片機(jī)提供頻率和極穩(wěn)定的振蕩信號(hào)8。本設(shè)計(jì)的振蕩電路使用11.0592MHz的無源晶振，外接兩個(gè)電容使其構(gòu)成起振。一般選擇電容值的大小的范圍為10-30pF，因?yàn)?，電容?duì)系統(tǒng)的震蕩穩(wěn)定性和快速性起到很重要的作用。因此，本設(shè)計(jì)選擇22pF的電容。另外需要特別注意一點(diǎn)，那就是單片機(jī)的工作頻率是有范圍的，最大也只能達(dá)到2

37、4MHz，一般情況下我們都是選用12MHz的晶振來完成。如圖3-3的復(fù)位電路圖。采用11.0592MHz的晶振，第一點(diǎn)是在調(diào)試的時(shí)候因?yàn)橐ㄟ^串口上傳到電腦上觀察傳輸情況，為了讓波特率吻合，因此選擇了該晶振。第二點(diǎn)是為了方便調(diào)試時(shí)使用。圖3-3 晶振電路圖3.2 步進(jìn)電機(jī)模塊接口電機(jī)接的線圖如圖3-4所示。通過單片機(jī)的I/O輸出脈沖序列和方向控制信號(hào)，達(dá)林頓陣列復(fù)合管的做成五線四相步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，通過芯片來放大功率，作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要的電流和電壓。帶減速器的步進(jìn)電機(jī)速度相對(duì)不帶減速器更快，力矩更大。步進(jìn)電機(jī)由ULN2003大功率達(dá)林頓陣列芯片驅(qū)動(dòng)，通過端口的安裝，可以實(shí)現(xiàn)直插運(yùn)行。圖3-4 步

38、進(jìn)電機(jī)接線圖3.3 A/D轉(zhuǎn)化模塊的接口如下圖3-5所示，通過ADC0832芯片把模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量。傳輸數(shù)據(jù)獨(dú)立且傳輸速度快和穩(wěn)定性好特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)雙數(shù)據(jù)傳輸誤差小。圖3-5 AD5C0832原理圖3.4 本章小結(jié)古人曰：工欲善其事必先利其器。因此制作成功關(guān)鍵是單片機(jī)能正常工作。本章中，闡述了單片機(jī)工作原理以及制作最小系統(tǒng)版的一些注意事項(xiàng)，在制作過程中必須確保每一步都是正確的，才能接著制作下面一步。通過開發(fā)板燒寫程序到芯片里面。接著介紹了煙霧傳感模塊和溫濕度傳感模塊還有步進(jìn)電機(jī)模塊的接口電路，為后面介紹如何多功能智能窗的功能實(shí)現(xiàn)做下鋪墊。第4章 軟件設(shè)計(jì)本章以流程圖為主要說明方式系統(tǒng)地介紹各個(gè)模

39、塊的軟件流程。模塊的程序設(shè)計(jì)如下：(1) 溫濕度傳感器模塊，通過溫濕度的采集，處理數(shù)據(jù)的子程序；(2) 按鍵掃描模塊，掃描按鍵來調(diào)整設(shè)定值；(3) LCD顯示模塊；(4) 主程序模塊，包括了端口初始化，以及各項(xiàng)子程序之間的調(diào)用等。4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案4.1.1 單片機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡介從組成和功能上看，單片機(jī)具有將組成計(jì)算機(jī)的主要基本部件全部都集中嵌入一起的結(jié)構(gòu)特征。構(gòu)成了一臺(tái)集成了CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和I/O接口等部分，是具有特殊功能的單片微型計(jì)算機(jī)9。CPU的功能是控制指令的讀出、譯碼和執(zhí)行，并且對(duì)指令的執(zhí)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。最后根據(jù)其執(zhí)行結(jié)果判斷是否要考慮分支轉(zhuǎn)移?？刂破鞲鞴δ芩荆?

40、1) 指令寄存器：用來存放指令操作碼的專用寄存器；(2) 指令譯碼器：取出指令并譯碼，分析各種操作；(3) 定時(shí)控制邏輯電路：計(jì)算機(jī)控制的各組成部件，是通過發(fā)出一系列指令的定時(shí)控制信號(hào)，以其來分配各部件進(jìn)行相應(yīng)的工作來執(zhí)行指令10；(4) 程序計(jì)數(shù)器：把下一條指令存放在該計(jì)數(shù)器上；(5) 條件轉(zhuǎn)移的邏輯電路：主要通過控制程序，來把程序進(jìn)行轉(zhuǎn)移?？刂破靼阎噶钪饤l取出，然后進(jìn)行譯碼。依據(jù)定時(shí)控制邏輯電路發(fā)出定時(shí)控制信號(hào)，來控制指令的執(zhí)行。另外需要特別注意的是，若是對(duì)于運(yùn)算指令，還要在程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器PSW中將運(yùn)算結(jié)果特征送入。把編寫好的程序通過單片機(jī)開發(fā)板來燒寫入單片機(jī)，其中程序的燒寫可擦除單片

41、機(jī)反復(fù)使用，可以根據(jù)自己的需要重新編程，重新燒錄程序。用戶根據(jù)需要對(duì)相應(yīng)的功能編寫相應(yīng)的程序以實(shí)現(xiàn)高效率和高可靠性。同時(shí)，它是一種在線實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，而且單片機(jī)具備較強(qiáng)的抗干擾能力11。4.1.2 單片機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的客戶端應(yīng)用通過計(jì)算機(jī)控制完成指定動(dòng)作的命令稱之為指令。不同的指令所對(duì)應(yīng)的動(dòng)作不同，產(chǎn)生的功能也就不相同。在種類繁多的單片機(jī)世界里，它所謂的指令系統(tǒng)也琳瑯滿目。提供單片機(jī)完成某一特定的任務(wù)，需要將完成的操作編成一系列指令，并且這些指令都必須符合單片機(jī)的指令格式，這些指令所構(gòu)成的集合就是所謂的程序12。RAM中片內(nèi)和片外兩部分組成的13。通過/EA引腳所接的電平可是CPU訪問片內(nèi)還是片

42、外存儲(chǔ)器，當(dāng)/EA為低電平時(shí)，則系統(tǒng)將會(huì)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器程序；當(dāng)/EA為低電平時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)先執(zhí)行片內(nèi)程序14。如果PC值超過片內(nèi)ROM的容量時(shí)，就會(huì)自動(dòng)跳到RAM空間執(zhí)行。C語言在單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)中的運(yùn)用是最為普遍的。基于單片機(jī)芯片和C語言來編寫該程序。通過對(duì)系統(tǒng)所需功能進(jìn)行分析理解，設(shè)計(jì)算法，畫出程序流程圖，接著在Keil4上編寫程序，不斷進(jìn)行調(diào)試驗(yàn)證15。整個(gè)過程合理利用單片機(jī)運(yùn)行機(jī)制使整個(gè)程序思路清晰，具備穩(wěn)定與可靠的功能，并且大大降低了系統(tǒng)出錯(cuò)率。4.2 溫濕度傳感器程序設(shè)計(jì)在整體系統(tǒng)中，溫濕度模塊是作為探測(cè)器使用的，通過編寫程序設(shè)置溫濕度的初值，本設(shè)計(jì)中設(shè)定溫度上限初值為38，濕度

43、上限初值為85%，通過傳感器探測(cè)來環(huán)境判斷模擬量變化是否超過設(shè)定值，一旦超過事先設(shè)置好的范圍，則判定為環(huán)境異常。程序設(shè)計(jì)過程如圖4-1所示。圖4-1溫度模塊流程圖4.3 LCD1602模塊的設(shè)計(jì)LCD1602主要包括寫命令，寫數(shù)據(jù)2個(gè)步驟組成。寫指令：輸入：RS=L，R/W=L，指令碼； D0D7，高脈沖：E：輸出：數(shù)據(jù)：D0D7。寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，R/W=L，數(shù)據(jù)；D0D7，高脈沖：E：輸出：無。如圖4-2所示，即為整個(gè)流程。圖4-2 LCD1602流程圖在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，LCD1602顯示模塊讓人更加直觀的了解環(huán)境的變化情況，通過編寫程序初值化顯示模塊，顯示分為兩行，第一行是亮度值和

44、時(shí)間的顯示；第二行顯示溫濕度和煙霧模擬量的采集值。通過單片機(jī)的指令來不斷更新數(shù)據(jù)值。4.4 電機(jī)模塊的程序設(shè)置電機(jī)模塊是受芯片的控制。芯片接收單片機(jī)指令通過驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)電機(jī)做出相應(yīng)的運(yùn)行16。步進(jìn)電機(jī)工作的流程，如圖4-3所示。圖4-3 步進(jìn)電機(jī)工作的流程系統(tǒng)開始，步進(jìn)電機(jī)默認(rèn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)傳感器采集的模擬量超過初值，單片機(jī)發(fā)出指令傳遞脈沖給驅(qū)動(dòng)芯片，電機(jī)開始動(dòng)作知道指令的周期結(jié)束，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，等待單片機(jī)發(fā)出下一指令。4.5 本章小結(jié)本章主要介紹了單片機(jī)的操作系統(tǒng)，詳細(xì)描述了溫濕度傳感器的參數(shù)讀取過程、液晶顯示屏的顯示模塊設(shè)計(jì)及通過ADC0832的模擬量轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)，通過流程圖的方式使得過程更加

45、顯然易懂。 第5章 系統(tǒng)的調(diào)試5.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)芯片外部涉及的模塊比較多，有溫濕度模塊、電機(jī)模塊，還有數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等。因此寫程序的時(shí)候一定要注意協(xié)調(diào)，要加延時(shí)地方一定不能省去。主程序的設(shè)計(jì)是整個(gè)軟件系統(tǒng)的關(guān)鍵。基于這個(gè)思想，構(gòu)造了本次程序。5.2 系統(tǒng)軟硬調(diào)試通過不斷的調(diào)試到最終確定原理圖，再通過實(shí)物焊接，實(shí)現(xiàn)硬件的框架。如圖5-1為硬件電路圖。圖5-1 硬件電路圖編寫好的程序燒入單片機(jī)的燒寫軟件STC_ISP，單片機(jī)下載軟件具體界面如圖5-2。圖5-2 單片機(jī)下載軟件界面將程序?qū)懞脽脒M(jìn)單片機(jī)后，安插在相應(yīng)的位置。當(dāng)上電后，步進(jìn)電機(jī)默認(rèn)順時(shí)針關(guān)閉窗戶，LCD1602分為兩行顯示，第一行顯

46、示亮度和當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，第二行顯示當(dāng)前環(huán)境的煙霧值和溫濕度值。上電的效果如圖5-3所示。圖5-3 硬件整體和上電的效果系統(tǒng)由紅外遙控模塊、溫濕度模塊、電機(jī)模塊、顯示模塊，煙霧傳感模塊組成。上圖為上電且高亮度的情況下的頁面顯示。字符“Br”表示光敏電阻采集的亮度。通常情況下，環(huán)境亮度值為70-80之間，系統(tǒng)的初始值設(shè)置為Br=180，當(dāng)超過該初始值系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)代表開啟窗戶。字符“S”表示煙霧傳感器采集當(dāng)前環(huán)境的煙霧值，煙霧的初始值程序設(shè)置為85%，環(huán)境煙霧值通常在30-40之間，當(dāng)環(huán)境的煙霧值超過85%便會(huì)發(fā)出警報(bào)電機(jī)逆時(shí)針運(yùn)行代表窗戶開啟。而字符“T和U”分別代表當(dāng)前環(huán)境溫濕度值，分別

47、設(shè)置溫度上限初值為38，濕度上限初值為85%，超過初始值電機(jī)便會(huì)順時(shí)針代表關(guān)閉窗戶，從而實(shí)現(xiàn)窗戶的智能效果。系統(tǒng)還設(shè)置了按鍵模塊，可以通過人工手動(dòng)控制開關(guān)窗，也可以通過按鍵來調(diào)節(jié)各個(gè)參數(shù)模擬量的初始值。上電的效果如圖5-3所示。5.3 本章小結(jié)本章主要介紹了單片機(jī)的操作系統(tǒng)的調(diào)試過程和步驟，通過一步步的調(diào)試，從畫原理圖導(dǎo)成PCB圖，到制作PCB板及實(shí)物的焊接，形成了以上的硬件實(shí)物。通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)最后對(duì)軟硬件進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，在不斷編寫改進(jìn)后實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)所需功能。結(jié)論在此次設(shè)計(jì)中，通過查閱了相關(guān)的技術(shù)手冊(cè)與參考文獻(xiàn)，參考了相關(guān)的設(shè)計(jì)與制作，學(xué)習(xí)了STC89C52RC單片機(jī)的應(yīng)用與編程方法，在Keil

48、4軟件上對(duì)LCD1602、ULN2003芯片和ADC0832芯片三個(gè)功能模塊進(jìn)行程序編寫與設(shè)計(jì)，再將三個(gè)模塊進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，實(shí)現(xiàn)多功能智能窗的功能。本文通過多功能智能窗的系統(tǒng)設(shè)計(jì)所作的具體工作如下：(1) 通過查閱資料詳細(xì)了解傳統(tǒng)家居的窗戶系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)以在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了智能化的多功能窗系統(tǒng)設(shè)計(jì)比將成為未來的發(fā)展趨勢(shì)；(2) 通過查閱技術(shù)手冊(cè)對(duì)比各功能模塊的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)合該系統(tǒng)所需功能，選定出性價(jià)比較高的STC89C52RC主控芯片、HLT11溫濕度傳感器和ULN2003的電機(jī)模塊來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)所需功能。同時(shí)，全面論述各個(gè)功能模塊的特點(diǎn)、原理及應(yīng)用；(3) 設(shè)計(jì)STC89C52RC單片機(jī)最小應(yīng)用系

49、統(tǒng)電路、HLT11溫濕度傳感器檢測(cè)電路、ULN2003的電機(jī)模塊的接口電路以及LCD1602的液晶顯示電路等，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能做好穩(wěn)定的硬件系統(tǒng)；(4) 在Keil4軟件上編寫各功能模塊程序；(5) 本次設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的基本功能，但依然存在很多不足需要進(jìn)一步完善，首先，不夠便捷，系統(tǒng)可以采用靈敏度更高的探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)。其次，功能簡單，下一步可以加裝視頻顯示模塊，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。最后，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不夠美觀，功能體現(xiàn)不夠明顯。參考文獻(xiàn)1 胡漢才單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M 北京：清華大學(xué)出版社，1996.2 唐文彥傳感器（第四版）M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.3 卿太全最新傳感器選用手冊(cè)M北京：中國電

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