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1、 基于51單片機(jī)的智能窗戶(hù)設(shè)計(jì)【摘 要】 隨著電子技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，智能窗已經(jīng)越來(lái)越多地被用到了現(xiàn)代智能化建筑中，提供住戶(hù)一個(gè)安全、方便的環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在未來(lái)的幾年內(nèi)，安裝智能窗的用戶(hù)將不斷增加。本次設(shè)計(jì)的智能窗戶(hù)系統(tǒng)能通過(guò)其數(shù)據(jù)檢測(cè)傳感電路不斷循環(huán)檢測(cè)室外濕度及溫度，當(dāng)室外濕度達(dá)到一定時(shí)（下雨時(shí)）窗戶(hù)自動(dòng)關(guān)閉，防止潮濕空氣或雨水進(jìn)入房間；另外可設(shè)置自動(dòng)關(guān)閉窗戶(hù)或開(kāi)啟窗戶(hù)時(shí)間，到了設(shè)定時(shí)間會(huì)自動(dòng)關(guān)閉或開(kāi)啟窗戶(hù)；可設(shè)置是否自動(dòng)根據(jù)濕度變化自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉窗戶(hù)或者根據(jù)設(shè)置時(shí)間自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉窗戶(hù)?！娟P(guān)鍵詞】智能窗戶(hù)； 單片機(jī)； 溫度檢測(cè)；濕度檢測(cè)；【Abstract】 With th

2、e development of electronic technology and the continuous improvement of peoples living standard, the intelligent window has been increasingly used in modern intelligent building, to provide a safe, convenient resident environment. According to statistics, in the next few years, the installation of

3、smart windows users will continue to increase. The design of intelligent window system through the data detecting sensing circuit continuous detection of circulating outside humidity and temperature, when the outside humidity reaches a certain time ( when it rains ) close the window automatically, p

4、revent the moist air or water into the room; also can be set to automatically close the windows or window opening time, to set the time automatically open or close the window; you can set whether to automatically according to the changes of temperature and humidity automatically open and close the w

5、indows or according to the set time automatically open or close the window; when the window outside the person near infrared alarm to be generated when the anti-theft function. Also can control the keyboard, directly control window switch, select the display parameter types.【Key words】 intelligent w

6、indow single chip microcomputer temperature detection humidity detection 目錄第1章 緒論21.1 智能窗戶(hù)綜述21.2 智能窗戶(hù)研究現(xiàn)狀2第2章 設(shè)計(jì)的目標(biāo)任務(wù)42.1 本文主要工作設(shè)計(jì)42.2論文的要求與數(shù)據(jù)4第3章設(shè)計(jì)方案論證53.1 溫濕度檢測(cè)方案53.2 窗戶(hù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案63.3 限位開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案7第4章 硬件電路設(shè)計(jì)84.1 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)84.2溫濕度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)84.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)114.4 顯示電路設(shè)計(jì)114.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)124.6 光電開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)134.7按鍵電路的設(shè)計(jì)14第5章

7、軟件設(shè)計(jì)145.1 主程序流程圖145.2 各部分子程序15第6章 系統(tǒng)組裝與調(diào)試196.1 基本電路板檢查196.2 主控模塊調(diào)試196.3 軟件調(diào)試196.4數(shù)據(jù)整理19結(jié)束語(yǔ)和致謝語(yǔ)21參考文獻(xiàn)22附（一）：原理圖23附（二）：PCB板24附（三）：程序25第1章 緒論1.1 智能窗戶(hù)綜述智能窗戶(hù)一般是指安裝了先進(jìn)的防盜、防劫、防雨系統(tǒng)技術(shù)的門(mén)窗。 起初智能窗戶(hù)在一些公共場(chǎng)所、高檔商品房、商場(chǎng)中運(yùn)用廣泛，但隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，生活水平的不斷提高，人們對(duì)安全、舒適、健康的生活需求變得日益迫切。而近年來(lái)，智能家居概念已經(jīng)逐漸深入到國(guó)民的生活之中，且不斷地影響著人們的思維。因此，眾多有能力

8、的小區(qū)、別墅用戶(hù)已經(jīng)開(kāi)始安裝使用智能家居系統(tǒng)，并嘗試智能化為家居生活帶來(lái)的安全、舒適和便利。智能窗戶(hù)提供住戶(hù)一個(gè)安全、方便的環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在未來(lái)的幾年內(nèi)，安裝智能窗的用戶(hù)將不斷增加。全自動(dòng)智能窗戶(hù)要求遇刮風(fēng)或飄雨，窗戶(hù)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉；窗戶(hù)就自動(dòng)打開(kāi)；高高在上的天窗，也乖乖聽(tīng)從指揮開(kāi)啟閉合，免去攀高之累。最新科技的智能窗戶(hù)控制系統(tǒng)它由智能主控器、門(mén)窗控制器、門(mén)窗驅(qū)動(dòng)器等組成，是智能居家的理想選擇。要求具備以下功能：安全 在工作日，上下班時(shí)間基本都是固定的。你可以設(shè)定窗戶(hù)開(kāi)關(guān)的時(shí)間，上班時(shí)窗戶(hù)自動(dòng)關(guān)閉下班時(shí)自動(dòng)打開(kāi)，方便安全。自動(dòng)防風(fēng)防雨 居家過(guò)日子，忘記關(guān)窗是常有的事，每逢刮風(fēng)下雨身在外邊便叫苦不已

9、?，F(xiàn)在，這款產(chǎn)品可以消除您的這個(gè)顧慮了,它外側(cè)裝有濕度傳感器，當(dāng)空氣里的濕度達(dá)到80%時(shí)濕度傳感器上就會(huì)有感應(yīng)，窗戶(hù)立即自行關(guān)閉，令您從此大膽出門(mén)無(wú)憂(yōu)無(wú)慮。 節(jié)約能源當(dāng)室外的溫度超過(guò)30時(shí)能關(guān)閉窗戶(hù)并把空調(diào)打開(kāi)，保持室內(nèi)室溫適宜。當(dāng)室外溫度下降到20時(shí)，窗戶(hù)自動(dòng)打開(kāi)并把空調(diào)關(guān)閉，保持室內(nèi)空氣清新，當(dāng)然這一動(dòng)作是以外界沒(méi)有下雨為前提的。人性化增加手動(dòng)開(kāi)窗、關(guān)窗功能，是產(chǎn)品更人性化。1.2 智能窗戶(hù)研究現(xiàn)狀由于我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了我國(guó)門(mén)窗幕墻行業(yè)的迅速發(fā)展，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)建筑物按面積推算，有10%是窗，15%是門(mén)，全國(guó)每年新建為20億平方米，門(mén)窗的需求量為5億多平方米。如再考慮到原有

10、城鄉(xiāng)建筑的窗戶(hù)改制，每年窗戶(hù)的安裝量至少達(dá)到10億平方米。以每平方米窗戶(hù)50元計(jì)算，全國(guó)窗戶(hù)消費(fèi)需求空間為500億元，并且還有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)。如下圖所示： 圖1.1 2006年2009年我國(guó)窗戶(hù)需求量門(mén)窗是家庭智能化安全防范系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是一種智能化的控制系統(tǒng)，它由現(xiàn)代微型機(jī)、先進(jìn)傳感器（溫度傳感器、濕度傳感器等）、等一系列機(jī)械傳動(dòng)裝置組成，是具有智能化、人性化、網(wǎng)絡(luò)化的高科技產(chǎn)品?？梢詫?duì)窗戶(hù)進(jìn)行隨心所欲的控制和安全措施，它具有時(shí)尚、方便、安全等特點(diǎn)，使人們的家居環(huán)境得到較大的改善。再者通過(guò)我們的調(diào)查發(fā)現(xiàn)目前整個(gè)市場(chǎng)上存在許多不足之處。當(dāng)前智能窗戶(hù)的功能還不是很完善，雖然市場(chǎng)上有下雨

11、時(shí)能自動(dòng)關(guān)窗的裝置，但在雨過(guò)天晴后并不能適時(shí)自動(dòng)開(kāi)窗。這就會(huì)讓主人在下班回家后覺(jué)得屋內(nèi)空氣不流通、不清新等。因此，我以這次畢業(yè)設(shè)計(jì)為契機(jī)，改進(jìn)了部分功能實(shí)現(xiàn)的方法，并增加了適時(shí)開(kāi)窗的新功能，還把窗戶(hù)和空調(diào)相結(jié)合。力求整個(gè)裝置高效、簡(jiǎn)潔、易實(shí)現(xiàn)并突出節(jié)能環(huán)保的理念。窗戶(hù)之所以能自動(dòng)開(kāi)閉，關(guān)鍵是長(zhǎng)條形裝置內(nèi)的一些元件、溫濕度傳感器組成了一套智能控制系統(tǒng)，發(fā)揮著自動(dòng)控制功能?！叭藗?cè)绯砍鲩T(mén)上班時(shí)還是晴空萬(wàn)里，所以沒(méi)有關(guān)窗，下午突然下雨了，窗戶(hù)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，不用擔(dān)心家中淋雨。”除了自動(dòng)開(kāi)閉窗戶(hù)外，還可以通過(guò)遙控器來(lái)控制智能窗戶(hù)的開(kāi)閉大小，不用走到窗前去關(guān)窗。智能窗戶(hù)的應(yīng)用越來(lái)越受廣大人民的歡迎，在許多大

12、城市中，很多小區(qū)都實(shí)現(xiàn)智能化管理，其中智能窗戶(hù)的應(yīng)用相當(dāng)?shù)闹匾徊糠?。所以我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)選了這個(gè)我比較感興趣也很有現(xiàn)實(shí)意義的題目。第2章 設(shè)計(jì)的目標(biāo)任務(wù)2.1 本文主要工作設(shè)計(jì)2.1.1本設(shè)計(jì)的總體介紹(1) 智能窗戶(hù):基于單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)出溫濕度檢測(cè)電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、時(shí)鐘電路、單片機(jī)、晶振和復(fù)位電路和控制電路等。（2)設(shè)計(jì)智能窗戶(hù)的數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。2.1.2設(shè)計(jì)的具體任務(wù)對(duì)智能窗戶(hù)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)，相應(yīng)的硬件電路和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，并做出控制系統(tǒng)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的目的：溫度升高到超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉窗戶(hù)并把空調(diào)打開(kāi)；若下雨窗外的濕度傳感器會(huì)感應(yīng)到并把窗戶(hù)關(guān)閉；通過(guò)按鍵可以設(shè)置自動(dòng)開(kāi)啟窗

13、戶(hù)時(shí)間及自動(dòng)關(guān)閉窗戶(hù)時(shí)間，到設(shè)定時(shí)間會(huì)自動(dòng)關(guān)閉或開(kāi)啟窗戶(hù)；可以設(shè)置根據(jù)溫濕度控制窗戶(hù)開(kāi)關(guān)及根據(jù)時(shí)間開(kāi)啟、關(guān)閉窗戶(hù)功能。2.2論文的要求與數(shù)據(jù)（1)完成該課題必須重點(diǎn)研究單片機(jī)控制、溫濕度采集、晶振和復(fù)位電路等關(guān)鍵問(wèn)題和理論。（2)研究方案的設(shè)計(jì)、研究方法和手段要合理，符合理論與實(shí)踐的要求。第3章 設(shè)計(jì)方案論證智能窗戶(hù)的模型如下圖3.1，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由皮帶、電機(jī)和定滑輪組成。當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，可移動(dòng)窗扇向右移動(dòng)至限位開(kāi)關(guān)處電機(jī)停止。當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，可移動(dòng)窗戶(hù)向左移動(dòng)至限位開(kāi)關(guān)處電機(jī)停止。圖3.1 智能窗戶(hù)的模型整個(gè)智能窗戶(hù)控制系統(tǒng)包括微處理器、溫濕度檢測(cè)電路、報(bào)警電路、 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等模塊組成。整個(gè)系統(tǒng)框

14、圖如圖3.1所示。STC89C52溫濕度傳感器器電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路按鍵LCD顯示電路時(shí)鐘顯示電路光電傳感器圖3.2 系統(tǒng)框圖3.1 溫濕度檢測(cè)方案方案一：溫度檢測(cè)采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件；現(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻；其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。濕度檢測(cè)使用濕敏電阻。方案二：我們采用數(shù)字溫濕度傳感器DHT11。DHT11 數(shù)字溫濕度 傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信 號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳器 。 它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù) ，確保產(chǎn)品具有極 高可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)NTC測(cè)元

15、件，并與一個(gè)高性能 8 位單片機(jī)相 連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)DHT11 傳感器都在極為精確的度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng)集變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20 米以上，使成為各類(lèi)應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品 為 4 針單排引腳裝，連接方便。綜合來(lái)看DHT11集溫濕度檢測(cè)于一體，反應(yīng)快，單片機(jī)數(shù)字讀取數(shù)劇，利于數(shù)據(jù)采集，而起體積小，利于本次設(shè)計(jì)，所以選用第二種方案。3.2 窗戶(hù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案窗戶(hù)的開(kāi)關(guān)

16、主要通過(guò)直流電機(jī)控制。方案一：直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路使用最廣泛的就是H型全橋式電路，這種驅(qū)動(dòng)電路可以很方便實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的四象限運(yùn)行，分別對(duì)應(yīng)正轉(zhuǎn)、正轉(zhuǎn)制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)制動(dòng)。它的基本原理圖如圖2.1所示。 圖3.3 H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路全橋式驅(qū)動(dòng)電路的4只開(kāi)關(guān)管都工作在斬波狀態(tài)，S1、S2為一組，S3、S4 為另一組，兩組的狀態(tài)互補(bǔ)，一組導(dǎo)通則 另一組必須關(guān)斷。當(dāng)S1、S2導(dǎo)通時(shí)，S3、 S4關(guān)斷，電機(jī)兩端加正向電壓，可以實(shí) 現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)制動(dòng)；當(dāng)S3、S4導(dǎo) 通時(shí)，S1、S2關(guān)斷，電機(jī)兩端為反向電壓，電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)制動(dòng)。在窗戶(hù)動(dòng)作的過(guò)程中，我們要不斷地使電機(jī)在四個(gè)象限之間切換，即在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)之間切換

17、，也就是在S1、S2導(dǎo)通且S3、Q4關(guān)斷，到S1、S2關(guān)斷且S3、 S4導(dǎo)通，這兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。在這種 情況下，理論上要求兩組控制信號(hào)完全互補(bǔ)，但是，由于實(shí)際的開(kāi)關(guān)器件都存在開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間，絕對(duì)的互補(bǔ)控制邏輯必然導(dǎo)致上下橋臂直通短路，比如在上橋臂關(guān)斷的過(guò)程中，下橋臂導(dǎo)通了。這個(gè)過(guò)程可用圖2.2說(shuō)明。圖3.4 窗戶(hù)橋臂導(dǎo)通示意圖因此，為了避免直通短路且保證各個(gè)開(kāi)關(guān)管動(dòng)作之間的協(xié)同性和同步性，兩組控制信號(hào)在理論上要 求互為倒相的邏輯關(guān)系，而實(shí)際上卻必須相差一個(gè)足夠的死區(qū)時(shí)間，這個(gè)矯正過(guò)程既可以通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，即在上下橋臂的兩組控制信號(hào)之間增加延時(shí)，也可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。方案二：通過(guò)L6203集成塊控

18、制直流電機(jī)。L6203是專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)集成電路，屬于 H橋集成電路，其輸出電流為2A，最高電流4A，最高工作電壓50V，可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機(jī)直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機(jī)控制。當(dāng)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)時(shí)，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。利用單片機(jī)輸入PWM波形控制使能端很容易改變直流電機(jī)速度，調(diào)速及控制方向容易，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。綜合來(lái)看L6203具有強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力，體積小，電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，故選用方案二。3.3 限位開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案限位開(kāi)關(guān)就是用以限定機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)極限位置的電氣開(kāi)關(guān)。這種開(kāi)關(guān)有接

19、觸式的和非接觸式的。方案一：接觸式的比較直觀，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部件上，安裝上行程開(kāi)關(guān)，和其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固定點(diǎn)上安裝極限位置的擋塊，或者是相反安裝位置。當(dāng)行程開(kāi)關(guān)的機(jī)械觸頭碰上擋塊時(shí)，切斷了（或改變了）控制電路，機(jī)械就停止運(yùn)行或改變運(yùn)行。由于機(jī)械的慣性運(yùn)動(dòng)，這種行程開(kāi)關(guān)有一定的“超行程”以保護(hù)開(kāi)關(guān)不受損壞。方案二：非接觸式的形式很多，常見(jiàn)的有干簧管、光電式、感應(yīng)式等，這幾種形式在電梯中都能夠見(jiàn)到。我這里選擇光電式，光電傳感器(ST178)是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無(wú)，其物體不限于金屬，對(duì)所有能反射光線(xiàn)的物體均可檢測(cè)。綜合來(lái)看光電式傳感器具有體積小，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，

20、而且檢測(cè)的第4章 硬件電路設(shè)計(jì)4.1 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)最小系統(tǒng)主要有震蕩電路、復(fù)位電路、單片機(jī)和電源構(gòu)成。其中震蕩電路使用11.0592MHz的晶振配合兩個(gè)22p的諧振電容構(gòu)成，為單片機(jī)提供必要的系統(tǒng)時(shí)鐘。復(fù)位電路即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，也可實(shí)現(xiàn)人工手動(dòng)復(fù)位。當(dāng)剛開(kāi)始打開(kāi)電源時(shí)，電容C1相當(dāng)于短路，單片機(jī)RST腳短時(shí)間內(nèi)處于高電平，從而使單片機(jī)復(fù)位；同樣，當(dāng)SW鍵按下時(shí)，RST腳同樣為高電平，可以使單片機(jī)正常復(fù)位。以上三部分電路構(gòu)成了一個(gè)最小的單片機(jī)系統(tǒng)。圖4.1 最小系統(tǒng)電路4.2溫濕度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)4.2.1數(shù)字溫濕度傳感器DHT11簡(jiǎn)介DHT11 數(shù)字溫濕度 傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信 號(hào)輸出

21、的溫濕度復(fù)合傳器 。 它應(yīng)用專(zhuān)用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù) ，確保產(chǎn)品具有極高可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電 阻 式 感 濕元件和一 個(gè) NTC 測(cè)元件，并與一個(gè) 高性能 8 位單片機(jī)相 連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性?xún)r(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè) DHT11 傳感器都在極為精確的度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在 OTP 內(nèi)存中，傳感器內(nèi)在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。 單線(xiàn)制串行接口，使系統(tǒng) 集變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗， 信號(hào)傳輸距離可達(dá) 20 米以上， 使成為各類(lèi)應(yīng)用甚至最為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選則。產(chǎn)品 為 4 針單排

22、引腳裝。 連接方便。4.2.2 DHT11工作原理由于采用DHT數(shù)字溫濕度傳感器，電路不用考慮A/D轉(zhuǎn)換，只需設(shè)計(jì)指定P1.4與數(shù)字傳感器相連，電路原理圖如圖4.3。圖4.2 DHT11與單片機(jī)的連接DHT11溫濕度傳感器性能說(shuō)明：表4.1 DHT11溫濕度傳感器性能DHT11的數(shù)據(jù)讀?。?DATA 用于微處理器與DHT11之間的通訊和同步，采用單總線(xiàn)數(shù)據(jù)格式，一次通訊時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說(shuō)明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。操作流程如下：一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。 數(shù)據(jù)格式：8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bi溫度整數(shù)

23、數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗(yàn)和。數(shù)據(jù)傳送正確時(shí)校驗(yàn)和數(shù)據(jù)等于8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)所得結(jié)果的末8位。 用戶(hù)MCU發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后，DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，送出40bit的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采集,用戶(hù)可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。從模式下，DHT11接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集，如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，DHT11不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集，采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。 總線(xiàn)空閑狀態(tài)為高電平，主機(jī)把總線(xiàn)拉低等待DHT11響應(yīng)，主機(jī)把總線(xiàn)拉低必須大于18毫秒，保證

24、DHT11能檢測(cè)到起始信號(hào)。DHT11接收到主機(jī)的開(kāi)始信號(hào)后，等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束,然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，延時(shí)等待20-40us后，讀取DHT11的響應(yīng)信號(hào),主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)后，可以切換到輸入模式，或者輸出高電平均可，總線(xiàn)由上拉電阻拉高。圖4.3 總信號(hào)表示方法總線(xiàn)為低電平，說(shuō)明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)，DHT11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后，再把總線(xiàn)拉高80us，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時(shí)隙開(kāi)始，高電平的長(zhǎng)短定了數(shù)據(jù)位是0還是1。格式見(jiàn)下面圖示。如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平，則DHT11沒(méi)有響應(yīng)，請(qǐng)檢查線(xiàn)路是否連接正常。當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT

25、11拉低總線(xiàn)50us，隨后總線(xiàn)由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。圖4.4 數(shù)字0信號(hào)表示方法 圖4.5 數(shù)字1信號(hào)表示方法4.3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)L6203是專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)集成電路，屬于 H橋集成電路，其輸出電流為2A，最高電流5A，最高工作電壓48V，最高頻率100KHZ，可以驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如大功率直流電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，電磁閥等，特別是其輸入端可以與單片機(jī)直接相聯(lián)，從而很方便地受單片機(jī)控制。當(dāng)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)時(shí)，可以直接控制步進(jìn)電機(jī)，并可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)此功能只需改變輸入端的邏輯電平。為了避免電機(jī)對(duì)單片機(jī)的干擾，可對(duì)模塊加入光耦，進(jìn)行光電隔離，從而使系統(tǒng)能穩(wěn)定可靠的工作。圖4.6 L6203的管腳圖圖

26、4.7 L6203的內(nèi)部框圖圖4.8 電機(jī)驅(qū)動(dòng)的原理圖4.4 顯示電路設(shè)計(jì)顯示部分采用LCD12864作為顯示器件。LCD12864采用標(biāo)準(zhǔn)的20腳（有背光帶字庫(kù)），各引腳接口說(shuō)明如表4-1所示。表4-1 LCD12864引腳說(shuō)明128X64HZ 引腳說(shuō)明引腳號(hào)引腳名稱(chēng)方向功能說(shuō)明1VSS-模塊的電源地2VDD-模塊的電源正端3V0-LCD驅(qū)動(dòng)電壓輸入端4RS(CS)H/L并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào)；串行的片選信號(hào)5R/W(SID)H/L并行的讀寫(xiě)選擇信號(hào)；串行的數(shù)據(jù)口6E(CLK)H/L并行的使能信號(hào)；串行的同步時(shí)鐘714DB0DB7H/L數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)715PSBH/L并/串行接口選擇：H-并行

27、；L-串行16NC空腳17/RETH/L復(fù)位 低電平有效18NC空腳19LED_A（LED+5V）背光源正極20LED_K（LED-OV）背光源負(fù)極邏輯工作電壓(VDD)：4.55.5V電源地(GND)：0V工作溫度(Ta)：-10 60(常溫) / -2070（寬溫）其中，VL為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。R/W為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)

28、RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)。LCD12864與單片機(jī)的連接如圖3.11所示，其中，RT1電位器用來(lái)調(diào)節(jié)LCD的對(duì)比度，該對(duì)比度必須在LCD正常工作的時(shí)候調(diào)節(jié)到一個(gè)合適值。圖4.9 LCD12864電路原理圖4.5時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是利用單片機(jī)STC89C52控制串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302構(gòu)成的，實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)的功能。時(shí)鐘芯片DS1302帶有后備電池，具備對(duì)后備電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力，保證電路斷電后仍保存時(shí)間和數(shù)據(jù)信息，這些優(yōu)點(diǎn)解決了目前常用實(shí)時(shí)時(shí)鐘

29、計(jì)時(shí)不可靠等缺點(diǎn)。時(shí)鐘芯片DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過(guò)串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的信息，每個(gè)月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整，時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM標(biāo)志位決定采用24或12小時(shí)時(shí)間格式。DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需三根I/O線(xiàn)：復(fù)位（RST）、I/O數(shù)據(jù)線(xiàn)、串行時(shí)鐘（SCLK）。時(shí)鐘/RAM的讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)以一字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的字符組方式通信。DS1302工作時(shí)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)，功耗小于1mW。 圖4.10 DS1302

30、的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖4.11 時(shí)鐘電路4.6 光電開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì) 光電開(kāi)關(guān)電路是利用光電反射傳感器ST178來(lái)控制的。當(dāng)檢測(cè)到黑色帶時(shí)，輸出低電平電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)即窗戶(hù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)檢測(cè)到白色帶時(shí)，輸出高電平電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)即窗戶(hù)停止運(yùn)動(dòng)。4.6.1、ST178的底視圖和內(nèi)部電路如下圖：圖4.12 ST178的底視圖和內(nèi)部電路4.6.2、ST178的特點(diǎn)1采用高發(fā)射功率紅外光電二極管和高靈敏度光電晶體管組成。 2檢測(cè)距離可調(diào)整范圍大，4-10mm可用。3采用非接觸檢測(cè)方式。4.7按鍵電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的按鍵主要是用來(lái)設(shè)定開(kāi)關(guān)窗的時(shí)間和是否要根據(jù)溫濕度情況和設(shè)定時(shí)間的情況來(lái)開(kāi)關(guān)窗。圖4.13按鍵電路的原理圖第5章 軟件設(shè)計(jì)

31、5.1 主程序流程圖本系統(tǒng)的MCU使用了ATMEL公司的低功耗單片機(jī)STC89C52。主程序中僅完成了系統(tǒng)的初始化和開(kāi)始的顯示部分，然后就進(jìn)入待機(jī)模式。其他功能模塊都在中斷服務(wù)子程序中完成。當(dāng)產(chǎn)生中斷時(shí)，MCU被喚醒并執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)子程序，從中斷子程序返回后，系統(tǒng)又進(jìn)入到待機(jī)模式，并關(guān)閉顯示設(shè)備，節(jié)省電量。整個(gè)程序的設(shè)計(jì)使系統(tǒng)在絕大多數(shù)時(shí)間都處于最低功耗狀態(tài)。整個(gè)程序用全部用C 語(yǔ)言編寫(xiě)，使用模塊化的設(shè)計(jì)方法，把各個(gè)模塊相關(guān)的程序放在一個(gè)文件中，便于分塊調(diào)試和管理，縮短了調(diào)試周期，增加了程序的可移植性和可剪裁性。在主程序中，首先關(guān)閉了看門(mén)狗和總中斷，避免了在初始化過(guò)程中看門(mén)狗或其他中斷導(dǎo)致

32、單片機(jī)復(fù)位，使初始化無(wú)法完成。初始化過(guò)程分模塊進(jìn)行，增加了程序的可讀性，而已便于分塊調(diào)試，縮短了調(diào)試周期。整個(gè)系統(tǒng)軟件需要對(duì)溫度傳感器DHT11、報(bào)警器、窗戶(hù)控制系統(tǒng)進(jìn)行管理。溫度傳感器DHT11為數(shù)字式溫度傳感器，直接與單片機(jī)的串口連接來(lái)讀取溫度。以上所有模塊均在主程序中完成初始化過(guò)程，系統(tǒng)流程圖如圖5-1所示。系統(tǒng)初始化中斷初始化溫濕度數(shù)據(jù)讀取有異常？處理N開(kāi)始結(jié)束圖5.1 主程序流程圖5.2 各部分子程序5.2.1溫濕度檢測(cè)程序DHT11子程序是結(jié)合它的用戶(hù)使用資料編寫(xiě)，主要完成的是初始化DHT11，從DHT11中讀出一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，向DHT11中寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，配置DHT11包括警

33、報(bào)溫度的上限和下限、溫度轉(zhuǎn)換的精度，讀出Scrachpad存儲(chǔ)器中的九個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，讀出Rom中的64位Code值，對(duì)讀出的Scrachpad數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，然后根據(jù)讀出的數(shù)據(jù)得到測(cè)量出的十進(jìn)制溫度值。從DHT11中讀出九個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的流程圖如圖5.2所示。初始化ROM指令讀取溫濕度Y儲(chǔ)存溫度N結(jié)束CRC校驗(yàn)圖5.2溫度讀取流程圖 DHT11數(shù)據(jù)的CRC校驗(yàn)。為了解決單總線(xiàn)串行傳輸數(shù)據(jù)可能引起的錯(cuò)誤，DHT11內(nèi)部具有產(chǎn)生CRC校驗(yàn)碼電路，這樣編程時(shí)可以通過(guò)對(duì)讀出的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)碼，并用這個(gè)校驗(yàn)碼和獲得的數(shù)據(jù)的最后一個(gè)字節(jié)比較，若兩者相同則證明數(shù)據(jù)傳送沒(méi)有錯(cuò)誤，從而驗(yàn)證通信過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸

34、的正確性，使采集溫度信號(hào)的可靠性得到保證。 CRC檢驗(yàn)的求法。M為一個(gè)k位長(zhǎng)的信息幀。P為n+1位預(yù)先確定的用來(lái)生成校驗(yàn)碼的二進(jìn)制序列其最高位和最低位必須為1，DS18B20中使用的序列為：P 1 0011 0001。F為位FCS，即校驗(yàn)碼序列。T為k位被傳輸?shù)膸?。因?yàn)镕是接在M信息幀之后的，因此T=M 2 n (2 n 為2的n次方)中，M 2 相當(dāng)于M左移位，后面添個(gè)零。設(shè)M 2 除以P的商和余數(shù)分別是Q和R，則有M 2 =P Q+R即M 2 /P=Q+R/P若設(shè)T=M 2 +R，則T定能被整除。因?yàn)榘茨?的加減運(yùn)算相當(dāng)于異或運(yùn)算，故有T/P=(M 2 +R)/P=(M 2 )/P+R/P

35、 =Q+R/P+R/P=Q這樣一來(lái)，校驗(yàn)碼序列F就是M 2 除以P的余數(shù)R。通過(guò)計(jì)算可以得到 256個(gè)用于CRC檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)4。在本設(shè)計(jì)中，為了降低處理器的功耗，選用了查表法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。其關(guān)鍵代碼如下：for(i=0;icrc_number;i+)checkdata=(checkdata8)crc_datai);CRC_CCITT_L=(unsigned char)(checkdata%256);CRC_CCITT_H=(unsigned char)(checkdata/256);5.2.2 電機(jī)控制系統(tǒng)窗戶(hù)控制系統(tǒng)主要包括開(kāi)關(guān)窗戶(hù)的控制。夏天當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到室外溫度高于30時(shí)，P1.2=1、

36、P1.1低電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)窗戶(hù)關(guān)閉到限位點(diǎn)時(shí)，電機(jī)停止。溫度傳感器檢測(cè)到室外溫度低于25時(shí)，P1.2=0、P1.1高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)窗戶(hù)開(kāi)啟到限位點(diǎn)時(shí)，電機(jī)停止。電機(jī)反轉(zhuǎn)開(kāi)窗電機(jī)正轉(zhuǎn)關(guān)窗是是開(kāi)始溫度30?圖5.3 窗戶(hù)控制程序流程圖5.2.3LCD12864顯示程序設(shè)計(jì)LCD顯示程序最主要的部分就在發(fā)送命令和發(fā)送數(shù)據(jù)這兩個(gè)基礎(chǔ)程序。通過(guò)LCD的數(shù)據(jù)手冊(cè)，可知LCD時(shí)序圖如下。表5-1 LCD12864基本操作狀態(tài)表1. 讀操作時(shí)序根據(jù)LCD12864控制器的數(shù)據(jù)手冊(cè)，可以通過(guò)流程圖來(lái)得知LCD讀取數(shù)據(jù)和寫(xiě)入數(shù)據(jù)的時(shí)序及流程。如圖5.4所示。圖5.4 LCD12864讀操作時(shí)序2. 寫(xiě)操作時(shí)序如圖圖

37、5.5 LCD12864寫(xiě)操作時(shí)序LCD寫(xiě)操作包括寫(xiě)數(shù)據(jù)和寫(xiě)命令兩個(gè)部分構(gòu)成，當(dāng)RS=0時(shí)，為寫(xiě)命令，當(dāng)RS=1時(shí)為寫(xiě)數(shù)據(jù)。具體程序見(jiàn)附頁(yè)。 第6章 系統(tǒng)組裝與調(diào)試6.1 基本電路板檢查根據(jù)前面的研究完成各個(gè)電路模塊的原理設(shè)計(jì)并生成PCB圖，制作電路板，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)調(diào)試。（1）檢查印制板的印制線(xiàn)是否有斷路，是否有毛刺，是否與其它線(xiàn)或是焊盤(pán)粘連，焊盤(pán)是否有脫落，過(guò)孔是否有未金屬化現(xiàn)象等等。（2）先用萬(wàn)用表復(fù)核目測(cè)中認(rèn)為可疑的連接或是接點(diǎn)，檢查它們的通短狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。再檢查各種電源線(xiàn)與地線(xiàn)之間是否有短路現(xiàn)象，如有再仔細(xì)檢查出并排除。短路現(xiàn)象一定要在器件安裝及加電前檢查出。（3）路接通電源后，

38、用手摸一下芯片是否發(fā)熱，如果發(fā)熱，立即關(guān)掉電源，稍后再進(jìn)行再次檢測(cè)；如果沒(méi)有發(fā)熱，再測(cè)試芯片的VCC端電壓是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，接地端是否都接地。6.2 主控模塊調(diào)試在本次設(shè)計(jì)中，主控模塊是非常重要的部分，它不僅是本次設(shè)計(jì)的核心，在本次硬件調(diào)試中也遇到了問(wèn)題，接上電源的時(shí)候，液晶顯示亮了，但沒(méi)有任何顯示，于是我做了如下的工作：(1)檢查電源是否通電，使用萬(wàn)用表測(cè)試之后，主要測(cè)試各個(gè)芯片和液晶顯示是否正常通電，發(fā)現(xiàn)電壓、電流都是正確的；(2)液晶顯示通電但沒(méi)信號(hào)顯示，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是電位器燒壞了，換了一個(gè)好的。重新通電液晶正常顯示。6.3 軟件調(diào)試當(dāng)硬件制作完成后，軟件制作也是不可輕視的部分，是實(shí)現(xiàn)電路的

39、功能的關(guān)鍵部分，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：（1）先進(jìn)行人工檢查。寫(xiě)好程序后，不要立刻燒入單片機(jī)，先對(duì)紙面上的程序進(jìn)行人工檢查。由于采用C語(yǔ)言編程，所以要特別小心地檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤，如括號(hào)不配對(duì)，漏寫(xiě)分號(hào)等，通過(guò)仔細(xì)的檢查，發(fā)現(xiàn)并排除這些錯(cuò)誤。（2）人工檢查無(wú)誤后，上機(jī)調(diào)試。在編譯時(shí)給出的語(yǔ)法錯(cuò)誤的信息，根據(jù)提示的信息具體找出程序中錯(cuò)誤之處并改之，從上至下逐一改正。應(yīng)當(dāng)注意的是：有的提示出錯(cuò)行并不是真正出錯(cuò)的行，如果在提示出錯(cuò)的行上找不到錯(cuò)誤的話(huà)，則應(yīng)該到上行再找。（3） 當(dāng)確認(rèn)程序無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤時(shí)，通過(guò)直接下載到單片機(jī)來(lái)調(diào)試。采用的是自下到上的調(diào)試方法，即單獨(dú)調(diào)好每一個(gè)模塊，然后再連接

40、成一個(gè)完整的系統(tǒng)調(diào)試。（4） 程序燒入單片機(jī)后，觀察各個(gè)部件的工作是否正常，功能是否實(shí)現(xiàn)。如不能正常工作，則繼續(xù)檢查程序中的相應(yīng)模塊，必要時(shí)從上到下重新檢查程序。 6.4數(shù)據(jù)整理1、當(dāng)外界濕度大于80%時(shí)，窗戶(hù)都是關(guān)閉的；2、當(dāng)外界溫度大于30時(shí)，窗戶(hù)關(guān)閉并開(kāi)啟空調(diào)；3、當(dāng)外界溫度小于20時(shí)，窗戶(hù)開(kāi)啟且關(guān)閉空調(diào)；4、在濕度小于80%且溫度小于30時(shí)，窗戶(hù)的狀態(tài)是保持原來(lái)的狀態(tài)。具體測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：溫度 濕度81%80%78%75%73%70%68%18關(guān)窗關(guān)窗開(kāi)窗開(kāi)窗開(kāi)窗開(kāi)窗開(kāi)窗20關(guān)窗關(guān)窗開(kāi)窗開(kāi)窗開(kāi)窗開(kāi)窗開(kāi)窗21關(guān)窗關(guān)窗保持保持保持保持保持25關(guān)窗關(guān)窗保持保持保持保持保持27關(guān)窗關(guān)窗保持保

41、持保持保持保持30關(guān)窗關(guān)窗保持保持保持保持保持31關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗32關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗關(guān)窗表6.1 相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)束語(yǔ)由于時(shí)間、試驗(yàn)條件以及個(gè)人能力的限制，本系統(tǒng)完成的并不夠理想，但是也已經(jīng)基本達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目的。通過(guò)傳感器發(fā)出信號(hào)從而控制窗戶(hù)的開(kāi)關(guān)達(dá)到空氣流通等實(shí)際效果，代替人為操作為生活提供一定的方便。采用溫濕度傳感器設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，這樣感應(yīng)的距離會(huì)比較理想，為家居安全提供一定的保障?？偟恼f(shuō)畢業(yè)設(shè)計(jì)是考驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn)題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)通過(guò)搜集相關(guān)資料和撰寫(xiě)論文對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次

42、非常難得的鍛煉機(jī)會(huì)，可以說(shuō)已經(jīng)囊括了大學(xué)期間大部分的知識(shí)，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐可以把所學(xué)的專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)充分運(yùn)用起來(lái)解決具體的問(wèn)題，不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí),能夠使所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。對(duì)于我來(lái)說(shuō)這不僅僅是一次畢業(yè)設(shè)計(jì)，更重要的是在過(guò)程中提高了我學(xué)習(xí)的能力、解決問(wèn)題的能力和實(shí)際工作的能力,這些技能和方法都會(huì)對(duì)將來(lái)的工作有很大的幫助?；仡櫰鸫舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西。在設(shè)計(jì)和寫(xiě)論文的過(guò)程中遇到很多問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，發(fā)現(xiàn)了自己還有很多的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，

43、比如說(shuō)三極管PNP管腳不懂怎么放置，不懂分得二極管的正負(fù)極，對(duì)C語(yǔ)言和單片機(jī)匯編語(yǔ)言掌握得不好。這次課程設(shè)計(jì)也讓我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)有了溫故知新。本次設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了對(duì)智能窗戶(hù)的基本功能實(shí)現(xiàn)，完全可以作為一套簡(jiǎn)易系統(tǒng)投入使用，但也存在著一些問(wèn)題，比如溫度、濕度等采集點(diǎn)過(guò)于單一，可能會(huì)有漏報(bào)或誤報(bào)的情況；另外我們也可以在系統(tǒng)中加入防煤氣泄漏檢測(cè)和煙霧檢測(cè)等技術(shù)，以及防盜報(bào)警可以是模擬摘機(jī)報(bào)警系統(tǒng)等等。這些問(wèn)題對(duì)我是一種激勵(lì)，我會(huì)在以后的工作和學(xué)習(xí)中更加努力。在制作的過(guò)程中，學(xué)會(huì)了單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，知道了單片機(jī)系統(tǒng)從需求分析，到方案設(shè)計(jì)，到電路圖，程序設(shè)計(jì)的整個(gè)流程。掌握了protel電路圖設(shè)計(jì)

44、軟件，學(xué)會(huì)了使用溫是度傳感器多種傳感器的使用方法，掌握了電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方法。致謝語(yǔ)畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這段時(shí)間的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)過(guò)程中，我得到了很多人的幫助，學(xué)到了很多東西。首先，感謝我的指導(dǎo)老師張士錢(qián)和其他指導(dǎo)和幫助過(guò)我的老師們。有了老師們的監(jiān)督和指導(dǎo)，讓我能夠很好地學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)自己的動(dòng)手能力，這在畢業(yè)設(shè)計(jì)中發(fā)揮了非常重要的作用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師以自己精專(zhuān)的知識(shí)，不斷地啟發(fā)我，使我的設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行，也使得我自己的專(zhuān)業(yè)水平有很大程度的提高。再次，我要感謝同學(xué)對(duì)我?guī)椭椭笇?dǎo)，在設(shè)計(jì)中不懂的請(qǐng)教同學(xué)時(shí)，總是很熱心的幫我發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，尋找更好的解決辦法。最后，祝你們身體健康, 工作順利。參考文獻(xiàn)1 何立民

45、.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996,35-482 松井邦彥.傳感器實(shí)用電路設(shè)計(jì)與制作M.北京:科學(xué)出版社,2005,107-1103 蘇家健.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)M.高等教育出版社 ,P54 黃繼昌.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例A北京:人民郵電出版社，19985 DALLAS Semiconductor. DS18B20 Data Sheet J. 2002:1-266 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社,2004.6 20-737 童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社,2006, 79-85 8 孫曉云.接口與通信技術(shù)原理與應(yīng)用J.中國(guó)電力出版社，2007

46、9 鄭啟忠.數(shù)字溫度傳感器DS18B20及無(wú)線(xiàn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì).微型機(jī)與應(yīng)用J，200410 李華.MCS-51系列單片機(jī)使用接口技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社，1993,35-4211鄧學(xué)欣.檀潤(rùn)華.智能窗的概念設(shè)計(jì)J .河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，200312侯建華.基于51單片機(jī)的室溫測(cè)試J.電子技術(shù)，2007.0713韓磊 .家居進(jìn)入“智能窗時(shí)代” J .環(huán)境與生活，2008（2）：17-1915李勝多，張還，佟春明，高春風(fēng).基于PLC多功能窗的設(shè)計(jì)J .青島農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（1）84-88附（一）：電路原理圖 電源模塊電路附（二）：PCB板附（三）：程序#include #include #

47、define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit BEEP=P34;uint tnum=0;uchar num10=0123456789;/*/DHT11溫度傳感器程序模塊/*/sbit TRH=P14;/溫濕度傳感器DHT11數(shù)據(jù)接入uint TH_data,TL_data,RH_data,RL_data,CK_data;uint TH_temp,TL_temp,RH_temp,RL_temp,CK_temp;uint com_data,untemp,temp;uint respond,WEN,SHI; / 溫度、濕度、？/*/5

48、us級(jí)延時(shí)程序/*/void delay_us()_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();void delay_ms(unsigned x ) unsigned char i;while(x-)for(i = 0; i250; i+)_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();/*/收發(fā)信號(hào)檢測(cè)，數(shù)據(jù)讀取？/*/char receive() uint i;com_data=0;for(i=0;i=7;i+) respond=2; /?while(!TRH)&respond+); /沒(méi)數(shù)據(jù)接入就延時(shí)delay_us();delay_us

49、();delay_us();if(TRH) /有數(shù)據(jù)接入temp=1;respond=2;while(TRH)&respond+); elsetemp=0;com_data=1;com_data|=temp; return(com_data); /*/濕度讀取子程序 /溫度高8位= TL_data/溫度低8位= TH_data/濕度高8位= RH_data/濕度低8位= RH_data/校驗(yàn) 8位 = CK_data/調(diào)用的程序有 delay_ms();, Delay_5us();,RECEIVE(); /*/void read_TRH()/主機(jī)拉低18ms TRH=0;delay_ms(18

50、);TRH=1;/DATA總線(xiàn)由上拉電阻拉高 主機(jī)延時(shí)20usdelay_us();delay_us();delay_us();delay_us();/主機(jī)設(shè)為輸入 判斷從機(jī)響應(yīng)信號(hào) TRH=1;/判斷DHT11是否有低電平響應(yīng)信號(hào) 如不響應(yīng)則跳出，響應(yīng)則向下運(yùn)行 if(!TRH) respond=2;/判斷DHT11發(fā)出 80us 的低電平響應(yīng)信號(hào)是否結(jié)束 while(!TRH)& respond+);respond=2;/判斷從機(jī)是否發(fā)出 80us 的高電平，如發(fā)出則進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)while(TRH & respond+);/數(shù)據(jù)接收狀態(tài) RH_temp = receive(); RL_

51、temp = receive(); TH_temp = receive(); TL_temp = receive(); CK_temp = receive();TRH=1; /數(shù)據(jù)校驗(yàn) untemp=(RH_temp+RL_temp+TH_temp+TL_temp);if(untemp=CK_temp) RH_data = RH_temp; RL_data = RL_temp; TH_data = TH_temp; TL_data = TL_temp; CK_data = CK_temp;WEN=TH_data;SHI=RH_data;/*/LCD12864液晶顯示程序模塊/*/sbit RS

52、=P20;sbit RW=P21;sbit E=P22;#define LCD_DATA P0/*-寫(xiě)命令到 LCD-*/void LCD_WriteCom(unsigned char command)RS=0;RW=0;/delay_ms(1);E=1;LCD_DATA=command;delay_ms(1);/ 在數(shù)據(jù)寫(xiě)入的時(shí)候加入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)E=0;/delay_ms(1);/*-寫(xiě)數(shù)據(jù)到 LCD-*/void LCD_WriteDat(unsigned char date)RS=1;RW=0;delay_ms(1);E=1;LCD_DATA=date;delay_ms(1);/ 在數(shù)據(jù)寫(xiě)

53、入的時(shí)候加入適當(dāng)?shù)难覧=0;/delay_ms(1);/*-初始化 LCD 屏-*/void LCD_init()delay_ms(5);LCD_WriteCom(0 x30); delay_ms(5); / 選擇基本指令集LCD_WriteCom(0 x30); / 選擇 8bit 數(shù)據(jù)流delay_ms(5);LCD_WriteCom(0 x0c); / 開(kāi)顯示 ( 無(wú)游標(biāo)、不反白 )delay_ms(5);LCD_WriteCom(0 x01); / 清除顯示，并且設(shè)定地址指針為 00Hdelay_ms(5);LCD_WriteCom(0 x06); / 指定在資料的讀取及寫(xiě)入時(shí)，設(shè)定游

54、標(biāo)的移動(dòng)方向及指定顯示的移位delay_ms(5);/*-顯示字符串-*/void LCD_writestring(unsigned char *str)while(*str != 0)LCD_WriteDat(*str+);*str = 0;/*DS1302部分*/sbit DS1302_SCLK= P15; sbit DS1302_IO = P16; sbit DS1302_RST = P17; uchar Year,Month,Day,Week,Hour,Minute,Second;/*函數(shù)名稱(chēng)：uchar DS1302_Readuchar()*函數(shù)功能：從DS1302讀1字節(jié)數(shù)據(jù)*備注說(shuō)明：*/uchar DS1302_Readuchar() uchar i; uchar dat = 0; for (i=0; i= 1; /數(shù)據(jù)右移一位 if (DS1302_IO) dat |= 0 x80; /讀取數(shù)據(jù) DS1302_SCLK = 1; /時(shí)鐘線(xiàn)拉高 _nop_(); /?y _nop_(); return dat;/*