基于51單片機(jī)的智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、基于51單片機(jī)智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：隨著氣溫的逐漸上升，風(fēng)扇的需求量也逐漸擴(kuò)大。傳統(tǒng)風(fēng)扇不能根據(jù)外界溫度的變化對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速快慢進(jìn)行調(diào)整，也不能對風(fēng)扇的開關(guān)與否進(jìn)行自動控制，這將會損耗大量的電力資源。針對這些問題，開發(fā)設(shè)計(jì)了智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以STC89C51RC單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，利用DS18B20溫度采集模塊，LCD1602顯示屏、L298N電機(jī)驅(qū)動模塊、HC-SR501人體感應(yīng)模塊、舵機(jī)控制模塊、ESP8266WIFI控制模塊組成智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)。當(dāng)有人進(jìn)入室內(nèi)，HC-SR501人體感應(yīng)模塊會監(jiān)測到有人出現(xiàn)，同時(shí)DS18B20溫度采集模塊將采集到的溫度與系統(tǒng)開始設(shè)置的閾值

2、做比較，并將采集到的溫度數(shù)據(jù)顯示在LCD16-02顯示屏上。當(dāng)室溫高于所設(shè)置的溫度且有人存在的情況下，風(fēng)扇將會自動吹風(fēng)；當(dāng)溫度低于所設(shè)置的溫度時(shí)風(fēng)扇仍保持關(guān)閉狀態(tài)。該系統(tǒng)采取了三種工作方式，第一種工作方式為按鍵控制，從左至右按鍵功能依次為搖擺、紅外、定溫、定時(shí)。第二種工作方式為紅外遙控器控制，在遙控器上按下相應(yīng)的功能按鍵，即可控制風(fēng)扇。第三種工作方式為手機(jī)終端APP控制，通過手機(jī)客戶端實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的自動啟動和停止，旋轉(zhuǎn)方向，改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速等。關(guān)鍵詞：STC89C51RC單片機(jī)；智能風(fēng)扇；人體感應(yīng)；keilUvision；IntelligentFanControlSystemBasedon51Sin

3、gleChipDesignandImplementationAbstract:Withthegradualriseintemperature,thedemandforfanshasgraduallyexpanded.However,thetraditionalfancannotadjustthespeedofthefanaccordingtothechangeoftheoutsidetemperature,andcannotcontrolthefanswitchautomatically.Inresponsetothisproblem,wewilldevelopintelligentcontr

4、olsystemofthefan.ThesystemisbasedontheminimumsystemoftheSTC89C51RCMCU.TheintelligentfancontrolsystemiscomposedofDS18B20temperatureacquisitionmodule,LCD1602display,L298Nmotordrivemodule,HC-SR501humanbodyinductionmodule,steeringcontrolmoduleandESP8266WIFIcontrolmodule.Whenthepersonenterstheroom,thehum

5、anbodyinfraredsensormodulewilldetectpeople,whiletheDS18B20temperatureacquisitionmodulewillcollectthetemperatureandthesystembeginstosetthethresholdtocompare,andthecollectedtemperaturedataisdisplayedontheLCD1602display.Whentheroomtemperatureishigherthanthesettemperatureandsomeoneexists,thefanwillautom

6、aticallyblow;whenthetemperatureislowerthanthesettemperature,thefanwillstillturnoff.Thesystemtakesthreekindsofwork,thefirstworkforthekeycontrol,fromlefttorightbuttonfunctioninorderofswing,infrared,fixedtemperatureandtiming.Thesecondmodeofoperationfortheinfraredremotecontrol,pressthecorrespondingfunct

7、ionbuttonontheremotecontrol,youcancontrolthefan.ThethirdtypeofworkforthemobileterminalAPPcontrol,throughthemobileclienttoachieveautomaticfanstartandstop,rotationdirection,changethefanspeedandsoon.Keywords:STC89C51RCSingle-Chip;IntelligentFan;HumanInfraredSensorModule;KeilUvision;II一、論文（設(shè)計(jì)）正文11緒論L.1.

8、1 系統(tǒng)開發(fā)的背景1.1.2 系統(tǒng)開發(fā)的目的和意義1.1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2.1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀2.1.3.2 國外研究現(xiàn)狀2.1.4 主要研究內(nèi)容3.2系統(tǒng)分析4.2.1 可行性分析4.2.2 系統(tǒng)需求分析5.2.2.1 功能需求分析5.2.2.2 性能需求分析6.2.2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式7.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)9.3.1 系統(tǒng)概述9.3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路9.3.2.1 STC89C51RC單片機(jī)簡介9.3.2.2 STC89C51RC單片機(jī)常用寄存器1.03.3 LCD1602顯示屏模塊1.13.4 DS18B20溫度傳感器模塊1.23.4.1 DS18B20溫度傳感器的特性123

9、.4.2 DS18B20溫度傳感器的電路實(shí)現(xiàn)133.5 紅外遙控模塊.133.6 HC-SR501人體感應(yīng)模塊1.43.6.1 HC-SR501人體感應(yīng)模塊工作原理143.6.2 HC-SR501人體感應(yīng)模塊特性143.6.3 HC-SR501人體感應(yīng)模塊的電路實(shí)現(xiàn)153.7 舵機(jī)控制模塊163.7.1 舵機(jī)的特性163.7.2 舵機(jī)控制模塊工作原理1.73.8 ESP8266WIFI控制模塊173.8.1 ESP8266WIFI控制模塊特性1.83.8.2 ESP8266WIFI控制模塊AT指令1.83.9 系統(tǒng)其它電路213.9.1 復(fù)位電路213.9.2 晶振電路223.9.3 開關(guān)電路

10、223.9.4 按鍵電路233.9.5 DS1302時(shí)鐘芯片電路233.9.6 L298N電機(jī)當(dāng)區(qū)動電路244系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)254.1 程序語言及開發(fā)環(huán)境254.2 主程序254.3 LCD1602顯示屏控制程序264.4 DS18B20溫度監(jiān)測控制程序274.5 紅外遙控控制程序294.6 HC-SR501人體感應(yīng)控制程序304.7 舵機(jī)控制程序314.8 ESP8266WIFI控制程序325系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)與測試345.1 系統(tǒng)顯示界面與實(shí)物圖.345.2 LCD1602顯示屏的測試345.3 DS18B20溫度傳感器的測試355.4 紅外遙控器的測試355.5 HC-SR501人體感應(yīng)的測試3

11、65.6 舵機(jī)控制測試375.7 ESP8266WIFI測試386總結(jié)39參考文獻(xiàn)40謝辭41二、附錄42寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告錯(cuò)誤！未定義書簽。寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)題報(bào)告43寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯評分表44寶雞文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯過程記錄451緒論1.1 系統(tǒng)開發(fā)的背景在我國，電風(fēng)扇是80年代開始興起的一種小型的家用電器，開始時(shí)功能單一，而且耗電量大。隨著技術(shù)的不斷更新，功能更加強(qiáng)大，更加趨于人性化。作為一種老式的家電，電風(fēng)扇具有價(jià)格便宜，擺放方便，體積輕巧等特點(diǎn)。由于大部分家庭消費(fèi)水平的限制，電風(fēng)扇作為一個(gè)成熟的家電行業(yè)的一員，尤其在中小城市以及鄉(xiāng)村將來一段時(shí)間內(nèi)

12、仍然會占有市場大部分份額。面臨龐大的市場需求，提高電風(fēng)扇的市場競爭力，使之在技術(shù)含量上有所提高，是現(xiàn)在面臨的主要問題。目前，國內(nèi)市場雖然上出現(xiàn)了一些機(jī)械定時(shí)風(fēng)扇，能夠控制風(fēng)扇在工作一定時(shí)間后關(guān)閉，但定時(shí)范圍有限，且無法對溫度變化靈活處理。其次，傳統(tǒng)風(fēng)扇不能根據(jù)外界溫度的變化對風(fēng)扇轉(zhuǎn)速快慢進(jìn)行調(diào)整，也不能對風(fēng)扇的開關(guān)與否進(jìn)行自動控制。尤其對于晝夜溫差相對較大的地區(qū)，在使用風(fēng)扇時(shí)常常會遇到這樣的問題：當(dāng)凌晨氣溫已經(jīng)下降，不再需要風(fēng)扇進(jìn)行降溫。可是，當(dāng)人們已經(jīng)熟睡而無法察覺此時(shí)需要關(guān)閉風(fēng)扇。這時(shí)候，對于一些體質(zhì)較弱的人就會面臨感冒的分險(xiǎn)。這樣一來，不僅對身體造成一定的影響，同時(shí)也浪費(fèi)了一些不必要的電

13、力資源。針對傳統(tǒng)風(fēng)扇存在的缺陷，開發(fā)設(shè)計(jì)了智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)以解決這些問題。1.2 系統(tǒng)開發(fā)的目的和意義該系統(tǒng)開發(fā)的目的在于解決傳統(tǒng)風(fēng)扇耗電量大以及使用當(dāng)中存在安全隱患，從而提高人們的生活質(zhì)量，節(jié)約電力資源。該系統(tǒng)在傳統(tǒng)風(fēng)扇的基礎(chǔ)上開發(fā)設(shè)計(jì)出了一些創(chuàng)新功能。例如，采用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)了風(fēng)扇自動監(jiān)測室內(nèi)溫度，當(dāng)監(jiān)測到的溫度大于系統(tǒng)設(shè)置閾值時(shí)，風(fēng)扇將開啟；當(dāng)監(jiān)測到的溫度小于系統(tǒng)設(shè)置閾值時(shí)，風(fēng)扇將保持關(guān)閉狀態(tài)。采用人體感應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)了無人時(shí)風(fēng)扇自動關(guān)閉，有人時(shí)風(fēng)扇自動開啟。該系統(tǒng)采用按鍵、紅外遙控、手機(jī)終端控制三種操作方式，用戶可任意選擇一種方式進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而為用戶提供了方便、快捷。該智能風(fēng)扇克服了

14、傳統(tǒng)風(fēng)扇的缺點(diǎn)，具有很好的穩(wěn)定性，精確的溫度控制，低功耗，低成本等優(yōu)點(diǎn)。隨著我國電子技術(shù)的發(fā)展，該智能風(fēng)扇將會走進(jìn)千千萬萬普通人的家里，為廣大人民帶來生活上的便捷。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀隨著我國電子行業(yè)的不斷發(fā)展，家用電器已經(jīng)走進(jìn)了千千萬萬普通人的家中。在改革初期，平均100個(gè)家庭當(dāng)中或許才有1個(gè)家庭擁有一兩件家用電器。這對于當(dāng)時(shí)的中國家庭來說已經(jīng)是非常奢侈的消費(fèi)品川。與現(xiàn)在相比，無論是從風(fēng)扇的體積規(guī)模還是功耗性能方面與現(xiàn)在相比都有著天壤之別。如果將風(fēng)扇整晚開啟，耗費(fèi)的電量是現(xiàn)在的十幾倍。所以，在風(fēng)扇行業(yè)發(fā)展的初期，市場還面臨著很大的技術(shù)缺陷。隨著改革的深入，市場經(jīng)濟(jì)也

15、逐漸發(fā)展起來，風(fēng)扇行業(yè)也開始了技術(shù)方面的更新。比如，將以前體積龐大的風(fēng)扇改裝為體積輕巧，外形美觀的風(fēng)扇，在功耗方面也做了很大的技術(shù)改良。如今，隨著生活水平的上升，人們對風(fēng)扇的需求不止停留在技術(shù)方面，風(fēng)扇的創(chuàng)新性、節(jié)能性、便捷性等也都是人們在選購風(fēng)扇時(shí)考慮的重要因素。同時(shí)，輕巧靚麗的外觀也是人們追求的一大目標(biāo)。目前，風(fēng)扇行業(yè)的工業(yè)技術(shù)也趨于成熟。今后，智能風(fēng)扇將會完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的風(fēng)扇，給人們帶來方便、快捷、舒適的生活。1.3.2 國外研究現(xiàn)狀國外在風(fēng)扇行業(yè)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如我國積極，但是不得不說在智能電器方面的研究早已走在我國前列。智能化電器采用微處理器及可編程器件，具有良好的現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù)功能。

16、智能化電器包含三個(gè)方面，智能化的電器元件如智能化斷電路、智能化接觸器和智能化供配電系統(tǒng)。智能化電器在智能家居領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的作用。在國外，風(fēng)扇的自動無極調(diào)速已經(jīng)有了一定的成效，可以使風(fēng)扇根據(jù)環(huán)境溫度的變化進(jìn)行自動調(diào)速。當(dāng)溫度低于正常溫度時(shí)，風(fēng)扇將不會工作。當(dāng)溫度高于正常溫度時(shí)，風(fēng)扇將自動開始工作。除此之外，國外一些家庭采用家庭智能化系統(tǒng)，已經(jīng)步入了智能家居時(shí)代。通過網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)家居的遠(yuǎn)程遙控等便捷操作。美的公司推出的安全無葉風(fēng)扇采用智能遙控的方式，可在8m的范圍內(nèi)隨意控制2。這款風(fēng)扇最重要的是采用超靜音隔離效果，克服了傳統(tǒng)風(fēng)扇噪音大的缺點(diǎn)。同時(shí)，采用無葉技術(shù)也便于清洗，更加安全。智能風(fēng)扇現(xiàn)也

17、逐漸開始普及，但是在風(fēng)扇的功能以及性價(jià)比方面仍然有著很大的發(fā)展空間。相信隨著電子技術(shù)的發(fā)展，智能風(fēng)扇將會為人們帶來意想不到的便利。1.4 主要研究內(nèi)容該系統(tǒng)以STC89C51RC單片機(jī)為核心，由溫度采集模塊，LCD1602顯示屏、L298N電機(jī)驅(qū)動模塊、HC-SR501人體感應(yīng)模塊、舵機(jī)控制模塊以及ESP8266WIFI控制模塊構(gòu)成。通過DS18B20溫度傳感器對環(huán)境溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，若采集到的溫度值大于系統(tǒng)設(shè)置閾值，風(fēng)扇將開啟；若采集到的溫度小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，風(fēng)扇將關(guān)閉。LCD1602顯示屏主要顯示日期，溫度等數(shù)據(jù)。L298N電機(jī)驅(qū)動模塊主要為風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向提供動力能源。HC-SR501人體感應(yīng)

18、模塊監(jiān)測是否有人，若有人并且采集到的溫度大于初始溫度值，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；反之，風(fēng)扇關(guān)閉。舵機(jī)控制模塊主要功能為控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向。ESP8266WIFI控制模塊用來發(fā)出WIFI信號，通過手機(jī)終端連接相應(yīng)的WIFI信號，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)包括如下功能：(a)旋鈕調(diào)節(jié)風(fēng)速，可控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)向；(b)具有電子表功能，時(shí)間可以自行調(diào)整，利用電容充電放電，時(shí)間可以斷電不停，能保持一到兩天的時(shí)間記錄；人體紅外感應(yīng)功能，無人時(shí)風(fēng)扇將保持關(guān)閉狀態(tài)；(d)定時(shí)開關(guān)功能；(e)具有溫控功能，可通過按鍵等設(shè)定最低溫度，低于最低溫度風(fēng)扇將保持關(guān)閉狀態(tài)；可通過紅外遙控器和手機(jī)APP無線遙控；(g)USB線直插使用；2系統(tǒng)分

19、析2.1 可行性分析傳統(tǒng)風(fēng)扇最大的缺點(diǎn)是不能實(shí)時(shí)根據(jù)外界的溫度變化自動調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，開關(guān)與否等。該智能風(fēng)扇的開發(fā)將有效解決傳統(tǒng)風(fēng)扇的不足，真正地實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇的運(yùn)行情況受外界環(huán)境的控制。從而實(shí)現(xiàn)了低功耗，高性能的智能風(fēng)扇，既節(jié)省了大量的電力資源，又減少了不必要的人力消耗。該智能風(fēng)扇適用于所有家庭，尤其針對老人小孩設(shè)計(jì)的當(dāng)室內(nèi)溫度低于系統(tǒng)設(shè)置的閾值時(shí)自動關(guān)閉這一功能，保護(hù)了老人和小孩的身體健康。該智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的開發(fā)成本低，開發(fā)時(shí)間短。既可彌補(bǔ)傳統(tǒng)風(fēng)扇的不足，又在此基礎(chǔ)上增加了新的創(chuàng)意。如果大量投入生產(chǎn)，將會對人們的生活質(zhì)量有著較大的提高。所以，該智能風(fēng)扇將會有很好的發(fā)展空間和前景。該系統(tǒng)主要從技

20、術(shù)可行性，經(jīng)濟(jì)可行性，法律可行性這三個(gè)方面來分析本次設(shè)計(jì)確實(shí)是切實(shí)可行的。技術(shù)可行性。該系統(tǒng)以STC89C51RC單片機(jī)為核心，由溫度采集模塊，LCD1602顯示屏、L298N電機(jī)驅(qū)動模塊、HC-SR501人體感應(yīng)模塊、舵機(jī)控制模塊以及ESP8266WIFI控制模塊構(gòu)成。該系統(tǒng)的編程工具采用keilUvision4和Eclipse,這兩款編程工具在本科期間都有著深入的學(xué)習(xí)，可靈活掌握。該系統(tǒng)在keilUvision4環(huán)境下采用C語言編程實(shí)現(xiàn)STC89C51RC單片機(jī)的有關(guān)功能，在Eclipse環(huán)境下米用Java語言編程實(shí)現(xiàn)手機(jī)終端APP的有關(guān)功能。這兩種高級語言在編程方面都便于維護(hù)，方便對系統(tǒng)

21、進(jìn)行操作且生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率Mi。經(jīng)濟(jì)可行性。從經(jīng)濟(jì)方面來看，該系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)方面的投入適當(dāng)。該系統(tǒng)的開發(fā)成本符合一個(gè)小型風(fēng)扇的成本。具體而言，硬件只需提供一塊STC89C51RC芯片以及溫度傳感器，HC-SR501人體感應(yīng)模塊以及舵機(jī)控制模塊。軟件只需設(shè)計(jì)出相應(yīng)的APP程序即可。綜上，所需材料成本和人工費(fèi)總計(jì)不超過100元。所以，該智能風(fēng)扇的開發(fā)設(shè)計(jì)可大量投入工業(yè)生產(chǎn)。從法律方面來說，該系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)都是由本人單獨(dú)完成，本人對該系統(tǒng)所涉及的技術(shù)、文檔內(nèi)容、源程序代碼都具有自主權(quán)，因此不用承擔(dān)任何法律責(zé)任，也不觸犯任何國家法律，并且沒有侵犯任何公司的專利。所以基于51

22、單片機(jī)的智能風(fēng)扇系統(tǒng)在法律方面也是可行的。通過以上分析可知，該系統(tǒng)開發(fā)從上都是技術(shù)可行性，經(jīng)濟(jì)可行性，法律可行性可行的。2.2 系統(tǒng)需求分析智能家電一直是控制領(lǐng)域研究的方向，其目的是為了讓人們的生活更加便捷化，電子化，自動化，具有廣闊的應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。風(fēng)扇曾一度被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品，其實(shí)并非如此，市場人士稱，家用風(fēng)扇并沒有隨著空調(diào)的普及而淡出市場，最近幾年反而出現(xiàn)了市場銷售復(fù)蘇的態(tài)勢。其主要原因有以下兩個(gè)：一是風(fēng)扇和空調(diào)的降溫效果不同，空調(diào)有強(qiáng)大的制冷功能，可以快速有效地降低環(huán)境溫度，但是風(fēng)扇更加溫和，更加適合老人婦女兒童等體弱人群。二是風(fēng)扇有價(jià)格優(yōu)勢，價(jià)格低廉且相對省電，安裝和

23、使用都簡單易懂。風(fēng)扇作為夏天生活中的必需品，就現(xiàn)有功能而言，傳統(tǒng)風(fēng)扇是220V交流電供電，電機(jī)轉(zhuǎn)速分為幾個(gè)檔位，通過人為調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到改變風(fēng)力大小的目的，即每次風(fēng)力改變，必然有人參與操作。其次，傳統(tǒng)的風(fēng)扇無法對溫度的變化靈活處理，這樣必定會帶來諸多不便，不足以滿足人們的需求，開發(fā)設(shè)計(jì)一種真正為人們生活考慮的智能風(fēng)扇十分必要。智能風(fēng)扇控制系統(tǒng)的開發(fā)避免了空調(diào)對人們身體造成的傷害，同時(shí)減少了不必要的電力消耗，具有廣闊的應(yīng)用前景。該系統(tǒng)的開發(fā)在延用傳統(tǒng)風(fēng)扇功能的基礎(chǔ)上將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新：a淘度的實(shí)時(shí)監(jiān)控b）時(shí)間的實(shí)時(shí)記錄c）人體感應(yīng)，無人時(shí)風(fēng)扇不工作d）手機(jī)終端遠(yuǎn)程控制2.2.1 功能需求分

24、析該系統(tǒng)按照功能需求可分為溫度采集模塊，LCD1602顯示屏模塊、L298N電機(jī)驅(qū)動模塊、HC-SR501人體感應(yīng)模塊、舵機(jī)控制模塊以及ESP8266WIFI控制模塊。a淘度采集功能模塊：選用DS18B20溫度傳感器，該傳感器可以實(shí)現(xiàn)從-55C到+125C的測量范圍，并且測量精度高。通過DS18B20溫度傳感器測量所處環(huán)境的溫度，采用LCD1602顯示屏作為輸出端，將測量數(shù)據(jù)顯示在LCD1602顯示屏端。b)L298N電機(jī)驅(qū)動模塊：使用三極管8050構(gòu)成H橋直流電機(jī)驅(qū)動電路，該電路對于小功率風(fēng)扇驅(qū)動足夠安全可靠。c)HC-SR501人體感應(yīng)模塊：人體感應(yīng)模塊具有體積小，使用方便，工作可靠，監(jiān)測

25、靈敏，感應(yīng)距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，從而在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。該系統(tǒng)通過人體紅外感應(yīng)來監(jiān)測是否有人進(jìn)入房間，若監(jiān)測有人進(jìn)入并且室內(nèi)溫度高于初始設(shè)置值，則風(fēng)扇葉片將會旋轉(zhuǎn)。否則，風(fēng)扇將仍然保持關(guān)閉狀態(tài)。d)舵機(jī)控制模塊：控制電路板接受來自信號線的控制信號，控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計(jì)是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時(shí)，帶動位置反饋電位計(jì)，電位計(jì)將輸出一個(gè)電壓信號到控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)轉(zhuǎn)動的方向和速度，從而達(dá)到目標(biāo)停止。e)ESP8266WIFI控制模塊：手機(jī)APP智能一鍵遠(yuǎn)程操控，風(fēng)扇風(fēng)量大小、預(yù)約定時(shí)、開關(guān)機(jī)等多種功能

26、同步顯示，可有手機(jī)終端操作者全方位自由掌控。2.2.2 性能需求分析根據(jù)該系統(tǒng)的性能需求，通過對該系統(tǒng)的適用條件，系統(tǒng)誤差，實(shí)現(xiàn)功能等方面進(jìn)行具體分析：(1)測量范圍-55C一+125C；(2)延時(shí)誤差0.14ms；(3)實(shí)現(xiàn)電子表功能，時(shí)間可以自行調(diào)整，并利用電容充放電，時(shí)間可以斷電不停，可保持一到兩天的時(shí)間記錄；(4)定時(shí)開關(guān)功能；(5)人體感應(yīng)功能，無人時(shí)風(fēng)扇將保持關(guān)閉狀態(tài)；(6)可通過紅外遙控器和手機(jī)APP無線遙控；(7)USB線直插使用；2.2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式該系統(tǒng)采用軟硬件相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方式，硬件以STC89C51RC單片機(jī)為核心，由溫度采集模塊，LCD1602顯示屏模塊、L298

27、N電機(jī)驅(qū)動模塊、HC-SR501人體感應(yīng)模塊、舵機(jī)控制模塊以及ESP8266WIFI控制模塊構(gòu)成。通過DS18B20溫度傳感器對環(huán)境溫度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，若采集到的溫度值大于系統(tǒng)設(shè)置閾值，風(fēng)扇將開啟；若采集到的溫度小于系統(tǒng)設(shè)置閾值，風(fēng)扇將關(guān)閉。LCD1602顯示屏主要顯示日期，溫度等數(shù)據(jù)。L298N電機(jī)驅(qū)動模塊主要為風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向提供動力能源。HC-SR501人體感應(yīng)模塊監(jiān)測是否有人，若有人并且采集到的溫度大于初始溫度值，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；反之，風(fēng)扇關(guān)閉。舵機(jī)控制模塊主要功能為控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向。ESP8266WIFI控制模塊用來發(fā)出WIFI信號，通過手機(jī)終端連接相應(yīng)的WIFI信號，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)功能。該系統(tǒng)采

28、用keilUvision4和Eclipse等編程工具。這兩款編程工具生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，容易理解。在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢。KeilUvision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺監(jiān)視器，并提供了視覺上的表面對窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個(gè)窗口，提供一個(gè)整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應(yīng)用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片,還添加了一些其他新功能。ARM公司發(fā)布最新集成開發(fā)環(huán)境RealViewMDK開發(fā)工具中集成了最新版本的KeilUvision4,其編譯器、調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配。Ecli

29、pse是一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺。就其本身而言，它只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過插件組件構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。幸運(yùn)的是，Eclipse附帶了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的插件集30Eclipse是著名的跨平臺的自由集成開發(fā)環(huán)境。最初主要用來Java語言開發(fā)，但是目前亦有人通過插件使其作為其他計(jì)算機(jī)語言比如C+和Python的開發(fā)工具。Eclipse的本身只是一個(gè)框架平臺，但是眾多插件的支持使得Eclipse擁有其他功能相對固定的IDE軟件很難具有的靈活性。許多軟件開發(fā)商以Eclipse為框架開發(fā)自己的IDE。盡管Eclipse是使用Java語言開發(fā)的，但它的用途并不限于Java語言；例如，支持諸如

30、C/C+、COBOL和Eiffel等編程語言的插件已經(jīng)可用，或預(yù)計(jì)會推出Eclipse框架還可用來作為與軟件開發(fā)無關(guān)的其他應(yīng)用程序類型的基礎(chǔ)，比如一些管理系統(tǒng)。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)概述該系統(tǒng)以STC89C51RC單片機(jī)為核心，通過溫度采集模塊，LCD1602顯示屏、L298N電機(jī)驅(qū)動模塊、HC-SR501人體感應(yīng)模塊、舵機(jī)控制模塊以及ESP8266WIFI控制模塊構(gòu)成。溫度采集模塊主要將采集到的溫度值與系統(tǒng)設(shè)置的初始溫度值進(jìn)行比較。若采集到的溫度值大于初始溫度值，則風(fēng)扇將會開啟；若采集到的溫度值小于初始溫度值，風(fēng)扇將一直保持關(guān)閉狀態(tài)。LCD1602顯示屏主要顯示日期，溫度等數(shù)據(jù)。L298

31、N電機(jī)驅(qū)動模塊主要為風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向提供動力能源。HC-SR501人體感應(yīng)模塊監(jiān)測是否有人，若有人并且采集到的溫度大于初始溫度值，則風(fēng)扇轉(zhuǎn)動；反之，風(fēng)扇關(guān)閉。舵機(jī)控制模塊主要功能為控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向。ESP8266WIFI控制模塊用來發(fā)出ESP8266WIFI信號，通過手機(jī)終端連接相應(yīng)的WIFI信號，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的系統(tǒng)功能。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：圖1系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.2.1 STC89C51RC單片機(jī)簡介STC89C51RC單片機(jī)中包含中央處理器（CPU）、程序存儲器（Flash）、數(shù)據(jù)存儲器（SRAM）,定時(shí)/計(jì)數(shù)器、UART串口、I/O接口、EEPROM、看門狗等模塊。ST

32、C89C51RC單片機(jī)幾乎包含了數(shù)據(jù)采集和控制中所需的所有單元模塊，可稱得上一個(gè)片上系統(tǒng)40STC89C51RC單片機(jī)有1280字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，其在物理和邏輯上部分為兩個(gè)地址空間：內(nèi)部RAM（256字節(jié)）和內(nèi)部擴(kuò)展RAM（1024字節(jié)）。而STC89C51RC單片機(jī)內(nèi)部有512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器5STC89C51RC單片機(jī)的特殊功能寄存器（SFR）是用來對片內(nèi)各功能模塊進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個(gè)特殊功能的RAM區(qū)，STC89C51RC單片機(jī)內(nèi)的特殊功能寄存器（SFR）與內(nèi)部高128字節(jié)RAM模擬共用相同的地址范圍，者B使用80H-FFH,但特殊功能寄存器（SFR）必須

33、直接尋址指令訪問。STC89C51RC單片機(jī)弓I腳如圖2所示：T2/P1.0T2EX/P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTRXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1VSS14023933843753663573483393210PDTP-40311130122913281427152616251724182319222021VCCP0.0AD0P0.1AD1P0.2AD2P0.3AD3P0.4AD4P0.5AD5P0.6AD6P0.7AD7EAALE/PROGPSEN

34、P2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8圖2STC89C51RC單片機(jī)弓I腳圖3.2.2 STC89C51RC單片機(jī)常用寄存器（a）程序計(jì)數(shù)器（PC）程序計(jì)數(shù)器PC在物理上是獨(dú)立的，不屬于SFR之列。PC字長16位，是專門用來控制指令執(zhí)行順序的寄存器。單片機(jī)上電或復(fù)位后，PC=0000H,強(qiáng)制單片機(jī)從程序的零單元開始執(zhí)行程序。（b）累加器（ACC）累加器ACC是8051單片機(jī)內(nèi)部最常用的寄存器，也可寫作Ao常用于存放參加算數(shù)或邏輯運(yùn)算的操作數(shù)及運(yùn)算結(jié)果。B寄存器10B寄存器在乘法和除法運(yùn)算中須與累加器A配合使用

35、。MULAB指令把累加器A和寄存器B中的8位無符號整數(shù)相乘，所彳416位乘積的低字節(jié)存放在A中，高字節(jié)存放在B中。DIVAB指令用B除以A,整數(shù)商存放在A中，余數(shù)存放在B中。寄存器B還可以用作通用暫存寄存器。(d)程序狀態(tài)字(PSW)寄存器CY:志位。進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，當(dāng)最高位即B7位有進(jìn)位，即執(zhí)行減法運(yùn)算最高位有借位時(shí)，CY為1;反之為00AC:進(jìn)位輔助位。進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)，當(dāng)B3位有進(jìn)位，或執(zhí)行減法運(yùn)算B3有借位時(shí)，AC為1;反之為0。設(shè)置輔助進(jìn)位標(biāo)志AC的目的是為了便于BCD碼加法，減法運(yùn)算的調(diào)整。F0:用戶標(biāo)志位00RS1、RS0:工作寄存器組的選擇位。OV:溢出標(biāo)志位.F0:用戶標(biāo)志位1

36、。B1:保留位。P:奇偶標(biāo)志位。該標(biāo)志始終體現(xiàn)累加器ACC中1的個(gè)數(shù)的奇偶性。如果累加器ACC中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，則P置1;當(dāng)累加器ACC中的個(gè)數(shù)為偶數(shù)(包括0個(gè))時(shí)，P位為003.3 LCD1602顯示屏模塊LCD1602顯示屏模塊是提供字母、數(shù)字、符號等顯示的點(diǎn)陣式LCD,現(xiàn)在常用的模塊為16X1,16>2,20X2和40>2行。LCD1602顯示屏可以清楚給用戶和開發(fā)者顯示各種字母和數(shù)字，LCD1602顯示屏占整個(gè)開發(fā)系統(tǒng)面積小、顯示內(nèi)容豐富、對系統(tǒng)能源消耗低。LCD1602顯示屏能夠進(jìn)行2行16個(gè)字符的顯示，有D0-D7,8位數(shù)據(jù)總線及三個(gè)控制端口RS,R/W,EN,工作電壓

37、為5V,對比度和背光調(diào)節(jié)兩個(gè)功能字符。它還由很多個(gè)點(diǎn)陣字符位組成，例如5X7或5X11等，每個(gè)點(diǎn)陣字符位進(jìn)行一個(gè)字符的顯示。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔起到了字符間距的作用，每行之間也有間隔起到了行間距的作用，所以不能進(jìn)行圖形的顯示。可以對顯式屏的亮暗程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，用戶可以清楚的看到上面的16個(gè)字符。LCD1602顯示屏電路是并行通信的，8跳線，R2為一個(gè)電位器，可以調(diào)節(jié)11屏幕的亮度。C1和C2為兩個(gè)濾波電容，起到濾波的作用，同時(shí)也可以起到穩(wěn)定信號的作用。LCD1602顯示屏電路如圖3所示：ZDKD62DOBDDERORJvRv§v單4r12Tdi1987654321|VCC圖3LCD

38、1602顯示屏電路圖3.4 DS18B20溫度傳感器模塊DS18B20數(shù)字溫度傳感器提供9位溫度讀數(shù)，指示器件的溫度。數(shù)據(jù)信息經(jīng)過單線接入口送入DS18B20或從DS18B20送出，因此從中央處理器到DS1-8B20僅需連接一條線。讀、寫和完成溫度變換所需的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供，而不需要外部電源。因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20有唯一的序列號，因此多個(gè)DS1-8B20可以存在于同一條單線總線上7。3.4.1 DS18B20溫度傳感器的特性DS18B20溫度傳感器，即“一線器件”，具具有如下幾個(gè)獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：(a)DS18B20溫度傳感器測量溫度范圍寬、測量精度高，測量范圍為-55C至+125C。(b

39、)持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20溫度傳感器可以并聯(lián)在唯一的單線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測溫。供電方式靈活DS18B20溫度傳感器可以通過內(nèi)部寄生電路從數(shù)據(jù)線上獲取電源。因此，當(dāng)數(shù)據(jù)線上的時(shí)序滿足一定的要求時(shí)，可以不接外部電源，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。12(d)測量參數(shù)可配置DS18B20溫度傳感器的測量分辨率可通過程序設(shè)定9至12位。(e并總線具有經(jīng)濟(jì)性好，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。3.4.2 DS18B20溫度傳感器的電路實(shí)現(xiàn)該模塊主要用來測量溫度，中間管腳為輸出管腳。兩端管腳分別用來接地和電源。DS18B20溫度傳感器電路

40、如圖4所示：U3VCCDATANCGNDDTH11VCC21R310KU1P10123P124P135P146P157P168P1710K9RESET10R1RXD/P311TXD/P312INT0/P3VCCK1dC3-+10UFP11圖4DS18B20溫度傳感器電路圖3.5 紅外遙控模塊在光譜中波長自760nm至400m的電磁波稱為紅外線8,它是一種不可見光。目前幾乎所有的視頻和音頻設(shè)備都可以通過紅外遙控的方式進(jìn)行遙控，比如電視機(jī)、空調(diào)、影碟機(jī)等，都可以見到紅外遙控的影子。這種技術(shù)應(yīng)用廣泛，相應(yīng)的應(yīng)用器件都十分廉價(jià)，因此該系統(tǒng)選用紅外遙控作為智能風(fēng)扇控制的方式之0該系統(tǒng)中紅外遙控模塊的電路

41、連接方式為紅外遙控管腳與P32管腳相連,P32具有外部中斷功能，若按鍵遙控器相對應(yīng)的按鍵就會出現(xiàn)一個(gè)低電平。紅外遙控電路如圖5所示：13Header3123圖5紅外遙控電路圖3.6 HC-SR501人體感應(yīng)模塊HC-SR501是基于紅外線技術(shù)的自動控制模塊，采用德國原裝進(jìn)口LHI778探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類自動感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品。本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好且價(jià)格低廉。3.6.1 HC-SR501人體感應(yīng)模塊工作原理人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發(fā)出特定波長10M左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測

42、人體發(fā)射的10因左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10陽左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)監(jiān)測處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號9。3.6.2 HC-SR501人體感應(yīng)模塊特性HC-SR501人體感應(yīng)模塊有三個(gè)引腳，即電源、地和輸出引腳。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，在一個(gè)辦公室中如果有人，但200秒之內(nèi)都沒有人有動作，導(dǎo)致感應(yīng)模塊輸出低電平的情況基本不會發(fā)生，所以將延時(shí)時(shí)間調(diào)到最大就可以滿足監(jiān)測要求。同時(shí)，將感應(yīng)距離調(diào)節(jié)也到最大。在通電后有一分鐘左右的初始化時(shí)間，一分鐘后進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)。

43、HC-SR501人體感應(yīng)模塊具有如下特性：(a論自動感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。(b)光敏控制：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。光溫度補(bǔ)償(可選擇，出廠時(shí)未設(shè))：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至3032C,探測距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。14兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動從高電平變成低電平；H可重復(fù)，默認(rèn)值為H（跳帽選擇），即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動，具輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?。（d）具有感應(yīng)封鎖時(shí)間（默認(rèn)封鎖時(shí)間為2

44、.5S）感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號。此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間”兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。（此時(shí)間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒到幾十秒鐘）。具體HC-SR501人體感應(yīng)參數(shù)見表3.1:表3.1HC-SR501人體感應(yīng)參數(shù)表HC-SR501人體感應(yīng)模塊工作電壓范圍直流電壓4.5-20V靜態(tài)電流<50微安電平輸出高3.3v低0v觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H可重復(fù)觸發(fā)延時(shí)時(shí)間5-200S封鎖時(shí)間2.5s3.6.3 HC-SR501人體感應(yīng)模塊的

45、電路實(shí)現(xiàn)若為正常工作只需接通地線和電源線，若監(jiān)測到有人，輸出信號RIR0輸出為1,否則為0o由于人體紅外一般用于控制燈光或報(bào)警，所以具有延時(shí)功能。只要監(jiān)測到有人，即使人已經(jīng)離開但是仍然會延時(shí)3秒。HC-SR501人體感應(yīng)模塊硬件電路如圖6所示：Header3123GNDRIROVCC圖6HC-SR501人體感應(yīng)模塊電路圖153.7 舵機(jī)控制模塊舵機(jī)也叫伺服電機(jī)，最早用于船舶上實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)向功能，由于可以通過程序連控制其轉(zhuǎn)角，因而被廣泛應(yīng)用智能風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向以及機(jī)器人各類關(guān)節(jié)運(yùn)動中。舵機(jī)由一般是由直流電機(jī)、減速齒輪組、傳感器和控制電路組成的一套自動控制系統(tǒng)10。通過發(fā)送信號，指定輸出軸旋轉(zhuǎn)角度。舵機(jī)一

46、般而言都有最大旋轉(zhuǎn)角度（比如180度）。舵機(jī)與普通直流電機(jī)的區(qū)別主要是直流電機(jī)是一圈圈轉(zhuǎn)動的，舵機(jī)只能在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動，不能一圈圈轉(zhuǎn)（數(shù)字舵機(jī)可以在舵機(jī)模式和電機(jī)模式中切換）。普通直流電機(jī)無法反饋轉(zhuǎn)動的角度信息，而舵機(jī)可以。舵機(jī)與普通直流電機(jī)的用途也不同，普通直流電機(jī)一般是整圈轉(zhuǎn)動做動力用，舵機(jī)是控制某物體轉(zhuǎn)動一定角度用（比如風(fēng)扇的轉(zhuǎn)向）。舵機(jī)的控制一般需要一個(gè)20ms左右的時(shí)基脈沖，該脈沖的高電平部分一般為0.5ms-2.5ms范圍內(nèi)的角度控制脈沖部分，總間隔為2ms。以180度角度伺服為例，那么對應(yīng)的舵機(jī)時(shí)間與角度的控制關(guān)系見表3.2:表3.2舵機(jī)時(shí)間與角度的控制關(guān)系表時(shí)間（ms）0.50

47、1.0451.5902.01352.51803.7.1舵機(jī)的特性假設(shè)現(xiàn)在舵機(jī)穩(wěn)定在A點(diǎn)，這時(shí)候CPU發(fā)出一個(gè)PWM信號，舵機(jī)全速由A點(diǎn)轉(zhuǎn)向B點(diǎn)，在這個(gè)過程中需要一段時(shí)間，舵機(jī)才能運(yùn)動到B點(diǎn)。假設(shè)舵機(jī)的彳持時(shí)間為Tw,當(dāng)Tw呈AT時(shí)，舵機(jī)能夠到達(dá)目標(biāo)，并有剩余時(shí)間；當(dāng)Tw&AT時(shí)，舵機(jī)不能到達(dá)目標(biāo)；理論上：當(dāng)Tw=4T時(shí)，系統(tǒng)最連貫，而且舵機(jī)運(yùn)動的最快。實(shí)際過程中w不盡相同，連貫運(yùn)動時(shí)的極限T比較難以計(jì)算出來。假如我16們的舵機(jī)1DIV=8us,當(dāng)PWM信號以最小變化量即（1DIV=8依次變化時(shí),舵機(jī)的分辨率最高，但是速度會減慢113.7.2舵機(jī)控制模塊工作原理采用單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器用來

48、控制舵機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對舵機(jī)輸出轉(zhuǎn)角的控制，必須首先完成兩個(gè)任務(wù)：首先是產(chǎn)生基本的PWM周期信號，本設(shè)計(jì)是產(chǎn)生20ms的周期信號；其次是脈寬的調(diào)整，即單片機(jī)模擬PWM信號的輸出，并且調(diào)整占空比。舵機(jī)控制模塊電路如圖7所示：Header2123GNDVCC圖7舵機(jī)控制模塊電路圖3.8 ESP8266WIFI控制模塊ESP8266WIFI控制模塊是一款超低功耗的UART-WIFI透傳模塊，擁有業(yè)內(nèi)極富競爭力的封裝尺寸和超低能耗技術(shù)，專為移動設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)，可將用戶的物理設(shè)備連接到無線網(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。ESP8266WIFI控制模塊封裝方式多樣，天線可支持板載PC

49、B天線，IPEX接口和郵票孔接口三種形式。ESP8266WIFI控制模塊可以實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：串口透明傳輸，PWM調(diào)控，GPIO控制12。其中，用口透傳主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，最大的傳輸速率為可達(dá)到460800bpsPWM調(diào)控主要負(fù)責(zé)燈光調(diào)節(jié)，三色LED調(diào)節(jié)，電機(jī)調(diào)速等。GPIO控制用來控制開關(guān)，繼電器等。ESP8266WIFI控制模塊支持三種天線接口形式：板載PCB天線、IPEX接口和郵票孔接口，板載PCB天線和IPEX接口天線客戶可直接使用，無需添加任何匹配電路。如果客戶需要在大板上設(shè)計(jì)天線部分，可使用ESP8266郵票孔天線接口，這種設(shè)計(jì)時(shí)大板需要預(yù)留匹配電路13。ESP8266WIFI控制

50、模塊可廣泛應(yīng)用于串口CH340轉(zhuǎn)WI-FI;工業(yè)透明傳輸DTU;WI-FI遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制；玩具領(lǐng)域；LED控制；消防、安防智能一體化管理；智能卡終端，無線POS機(jī)，WI-FI攝像頭，手持設(shè)備等眾多領(lǐng)域。ESP826617WIFI控制模塊電路如圖8所示:GNDR2Header4X2A圖8ESP8266WIFI控制模塊電路圖3.8.1 ESP8266WIFI控制模塊特性ESP8266WIFI硬件接口豐富，可支持UART,IIC,PWM,GPIO,ADC等,適用于各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場合。ESP8266WIFI控制模塊具有如下特性：(a)支持無線802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)(b)支持STA/AP/STA+A

51、P三種工作模式(c)內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧，支持多路TCPClient連接(d)支持豐富的SocketAT指令(e)支寸IUART/GPIO數(shù)據(jù)通信接口支持SmartLink智能聯(lián)網(wǎng)功能(g)支持遠(yuǎn)程固件升級(OTA)(h)內(nèi)置32位MCU,可兼作應(yīng)用處理器(i)超低能耗，適合電池供電應(yīng)用(j)3.3V單電源供電3.8.2 ESP8266WIFI控制III塊AT指令若ESP8266WIFI控制模塊正常使用，服務(wù)器和客戶端需搭載在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，則需要以下常用指令：當(dāng)前可用接入點(diǎn)指令：AT+CWLAP,如表3.3、表3.4、表3.5所示：加入接入點(diǎn)：AT+CWJAP,如表3.6、表3.7所示：退出

52、接入點(diǎn)：AT+CWQAP,如表3.8所示：設(shè)置AP模式下的指令，如表3.9、表3.10所示：18表3.3ESP8266WIFI控制模塊AT指令表命令類型語法返回和說明OK設(shè)置命令A(yù)T+CWMODE=<mode>此指令需重啟后生效(AT+RST)+CWMODE:<mode>查詢命令A(yù)T+CWMODE?OK當(dāng)前處于哪種模式？+CWMODE:(<mode>取值列表)測試命令A(yù)T+CWMODE?0K當(dāng)前可支持哪些模式？表3.4當(dāng)前可用接入點(diǎn)指令表命令類型語法返回和說明+CWLAP:<ecn>,<ssid>,<rssi>,<m

53、ode>OK執(zhí)行命令A(yù)T+CWLAP此指令返回AP列表表3.5當(dāng)前可用接入點(diǎn)參數(shù)定義表參數(shù)定義取值對取值的說明0OPEN1WEP<ecn>加餡'力式2WPA_PSK3WPA2_PSK4WPA_WPA2_PSK<ssid>接入點(diǎn)名稱字符串參數(shù)0手動連接<mode>連接模式1自動連接19表3.6加入接入點(diǎn)指令表命令類型語法返回和說明OK或ERRORAT+CWJAP=<ssid>,<pwd>設(shè)置命令加入該AP成功則返回OK,失敗則返回ERROR+CWJAP:<ssid>OK杳詢命令A(yù)T+CWJAP?一返回當(dāng)前選擇的

54、AP表3.7加入接入點(diǎn)參數(shù)表參數(shù)定義取值對取值的說明<ssid><pwd>接入點(diǎn)名稱密碼字符串型字符串型，«64W,ASCII05表3.8退出接入點(diǎn)指令表命令類型語法返回和說明執(zhí)行命令測試命令A(yù)T+CWQAPAT+CWQAP=?OK表小成功退出該APOK查詢該命令是否支持表3.9設(shè)置AP模式下的指令表命令類型語法返回和說明OK設(shè)置命令A(yù)T+CWSAP=<ssid>,<pwd>,<chl>,<ecn>設(shè)置參數(shù)成功OK杳詢命令A(yù)T+CWSAP=?一查詢當(dāng)前AP參數(shù)20表3.10設(shè)置AP模式下的參數(shù)表參數(shù)定義取值01&

55、lt;ecn>加密方式234<ssid>接入點(diǎn)名稱<pwd>密碼<chl>通道號對取值的說明OPENWEPWPA_PSKWPA2_PSKWPA_WPA2_PSK字符串參數(shù)字符串型，最長64字節(jié)，ASCII編碼3.9 系統(tǒng)其它電路3.9.1 復(fù)位電路復(fù)位電路和晶振電路是單片機(jī)中最重要的兩個(gè)電路，復(fù)位電路中的EA管腳與單片機(jī)第29管腳的EA相互連接。該電路中串聯(lián)一個(gè)4.7k的電阻，然后直接連接VCC,EA的功能是給該管腳置高電平，則與該電路相連的芯片就可以選擇片內(nèi)的內(nèi)存地址開始執(zhí)行這些代碼，如果EA是低電平的話，STC89C51RC單片機(jī)就選擇外部的內(nèi)存地

56、址執(zhí)行代碼。如果選用該芯片的話，必須置為高電平。電路中C4和R5,C4為10微法的電容，R5為10k的電阻。REST為連接到該芯片內(nèi)的復(fù)位管腳。該芯片如果為低電平的話，則正常工作。若該芯片為高電平，將自動復(fù)位。若將開關(guān)按下，則該芯片置高電平，電容將會充電。若放開，電容將會放電。R4和D2一端連接VCC一端接地，若電源可以接通的話，指示燈將會亮，D2為電源指示燈。復(fù)位電路如圖9所示：21EAR3C4中R4R5GND圖9復(fù)位電路圖3.9.2 晶振電路STC89C51RC單片機(jī)若正常工作，則必須有脈沖信號，所以需要用到12M的晶振電路。STC89C51RC單片機(jī)為12分頻的，即就是晶振震動12次，STC89-C51RC單片機(jī)執(zhí)行一條指