基于STC89C52單片機的智能窗設計

基于STC89C52單片機的智能窗設計基于STC89C52單片機的智能窗設計全文共4頁，當前為第1頁。

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基于STC89C52單片機的智能窗設計

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基于STC89C52單片機的智能窗設計全文共4頁，當前為第2頁。陳志新師甜甜陳敬廣戴春林摘要：當今社會，大家普遍使用傳統(tǒng)窗戶，采取人工方式閉合，而傳統(tǒng)窗戶不具有自動檢測戶外溫濕度、空氣質(zhì)量的功能，更無法做到根據(jù)外部環(huán)境情況，自動開關窗的人性化功能。所以當人們外出又忘記關閉窗戶，適逢雨雪天氣，家居就要飽受雨水的摧殘，給生活帶來很多麻煩。如今，我們借助STC89C52單片機、傳感技術、自動控制技術等知識，設計出可以監(jiān)測空氣質(zhì)量及外部天氣，并根據(jù)外部天氣情況自動報警并開關的智能窗戶，來解決日常生活中存在的問題。本智能窗的設計本著舒適，便利，智能，節(jié)約的原則進行，用科技提高人們的生活質(zhì)量。關鍵詞：智能窗；傳感器；控制前言作為智能家居的一個重要組成部分，自動窗自然也要跟的上科技的發(fā)展，積極面對當前社會面對的霧霾問題。以智能的方式監(jiān)測霧霾，防止霧霾進入室內(nèi)，適時通風換氣，營造最適宜的室內(nèi)空氣。本設計是基于STC89C52單片機控制的多功能智能窗的系統(tǒng)，通過氣體監(jiān)測模塊，溫濕度檢測模塊，控制模塊以及電機驅動模塊，根據(jù)外界的天氣情況和空氣質(zhì)量來控制窗體的開啟與關閉。1系統(tǒng)硬件設計1.1系統(tǒng)組成該系統(tǒng)是基于STC89C52單片機控制的多功能智能窗的設計，能根據(jù)外界的天氣情況和空氣質(zhì)量以時鐘模塊來控制窗體的開啟與關閉，系統(tǒng)的主要模塊包括：空氣質(zhì)量監(jiān)測模塊，時鐘模塊，溫濕度檢測模塊以及電機驅動模塊。1.2STC89C52單片機簡介STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。8K字節(jié)程序存儲空間；512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間；內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲空間；可直接使用串口下載。1.3溫濕度檢測模塊基于STC89C52單片機的智能窗設計全文共4頁，當前為第3頁。采用DHT11芯片，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。使用AD采集技術和溫濕度傳感技術，可靠性高與穩(wěn)定性強。傳感器由一個電阻式感濕元件和一個NTC測溫元件組成，同時與一個高性能8位單片機相連。每個DHT11傳感器都在極為精確的濕度檢驗室中進行校驗，校準系數(shù)以程序的形式儲存在OTP中，傳感器內(nèi)部在檢測信號的處理過程中要調(diào)用這些校準系數(shù)。而單線制串口連接，使系統(tǒng)集成變得簡易快捷，用最小的體積最低的功耗使信號傳輸距離達20米以上?；赟TC89C52單片機的智能窗設計全文共4頁，當前為第3頁。1.4空氣質(zhì)量檢測模塊LM393運算放大器作為電壓比較器，其主要原理是當輸入電壓V+>V-時，輸出高電平，當輸入電壓V+V+，比較器輸出低電平，指示燈因此開通點亮，單片機就是通過判斷該管腳為低電平時表示檢測到空氣中污染氣體，啟動報警。1.5時鐘電路時鐘芯片采用DS1302，通過引腳與單片機相連，利用程序讀取時鐘芯片發(fā)過來的時間再顯示。使用紐扣電池，即備用電池，因為時間一直需要走，當外界電源沒有關閉時，這里的紐扣電池就直接向時鐘芯片供電，防止時間停止或異常。設置上拉電阻，提高抗干擾能力。晶振提供震蕩信號給芯片，大小為32768Hz。1.6步進電機模塊28BYJ-48步進電機：永磁式步進電機：轉子用永磁材料組成。具有動態(tài)性能好、力矩較大，價格相對較低的特點，廣泛應用在消費性產(chǎn)品中。（1）相數(shù)：是指產(chǎn)生不同對極N、S磁場的激磁線圈對數(shù)。（2）拍數(shù)：完成一個磁場周期性變化所需脈沖數(shù)，以四相電機為例，有單相四拍運行方式即A-B-C-D，有雙相四拍運行方式即AB-BC-CD-DA，四相八拍運行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA。（3）步進角：步進電機的定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，也就對應轉子轉過一定的的角度，這個角度稱步進角。a.轉子磁極數(shù)越多，步進角？茲b越??；b.定子相數(shù)越多，步進角？茲b越?。籧.通電方式的節(jié)拍越多，步進角？茲b越小。2系統(tǒng)設計框圖氣質(zhì)量監(jiān)測模塊，時鐘模塊，溫濕度檢測模塊以及電機驅動模塊。3系統(tǒng)功能測試（1）正常情況下液晶屏顯示日期、時間、模式和溫濕度，溫度范圍在0-50度，濕度20%-90%；（2）啟動步進電機正轉半圈，即模擬開窗狀態(tài)；步進電機反轉半圈，即模擬關窗狀基于STC89C52單片機的智能窗設計全文共4頁，當前為第4頁。態(tài)，同時有不同顏色LED指示燈指示當前屬于開窗或者關窗狀態(tài)；（3）系統(tǒng)有若干個按鍵，可以通過按鍵設置日期時間和定時時間段時間，另外，還可以通過按鍵切換自動/手動模式：a.自動模式：設置時間段功能，比如設置19：00～19：30，在這個時間段中，窗戶在19：00后一直處于開啟狀態(tài)，直到19：30自動關閉，不在定時時間里時，優(yōu)先根據(jù)空氣質(zhì)量情況，如果有有害氣體則關窗戶；若該部分正常，則根據(jù)濕度來開關，當濕度超過設置上限值時，系統(tǒng)自動關窗；若濕度低于設置上限值表示濕度正常，這時則根據(jù)溫度來開關窗戶，當溫度大于設置上限值，溫度過高自動開啟窗戶，如果溫度低于設置下限值，溫度過低則自動關閉窗戶。若不在定時時間內(nèi)，沒有有害氣體，同時溫濕度正常時，窗戶默認處于關閉狀態(tài)；b.手動模式：手動模式打開后，窗戶采用傳統(tǒng)人工方式閉合，該模式下其他控制模塊無效。基于STC89C52單片機的智能窗設計全文共4頁，當前為第4頁。4結束語此智能窗集信號與控制系統(tǒng)于一體，實用性強、可靠性高。其創(chuàng)新之處在于其高度自動化，智能化，通過多種傳感器自動檢測外部信號再經(jīng)過單片機處理輸出，實現(xiàn)自動/手動開關窗、自動防風雨防霧霾等功能，在一定程度上解決了外界環(huán)境變化給人們?nèi)粘Ｉ钪袔淼臒?，以科技的手段給人們更加舒適健康的生活環(huán)境，可應用于各種現(xiàn)代化場所。參考文獻[1]張米雅.傳感器應用技術[M].北京：北京理工大學出版社，2014.[2]劉剛.單片機原理及接口技術[M].