完整的单片机智能家居系统(程序+原理图+实物图+仿真图)

江苏科技大学毕业论文1智能家居控制系统通信与信息工程学院电信1202班苏伟、杨博、张波波江苏科技大学毕业论文2摘要——————————————————一．方案论证与设计———————————1.1方案来源------------------------------------------------------------------1.2系统设计-------------------------------------------------------------------1.3主要器件及型号---------------------------------------------------------二．系统实现——————————————2.1原理分析与硬件电路图-----------------------------------------------2.2测量模块---------------------------------------------------2.3感应模块-------------------------------------------------------------------2.4显示模块--------------------------------------------------------------------2.5控制模块--------------------------------------------------------------------2.6软件调试--------------------------------------------------------------------2.7性能分析--------------------------------------------------------------------三.系统设计与误差分析——————————四.总结—————————————————4.1系统功能--------------------------------------------------------------------4.2资料来源--------------------------------------------------------------------4.3单片机控制总程序代码----------------------------------------------------------4.4单片机仿真原理图----------------------------------------------------------------4.5单片机系统实物图----------------------------------------------------------------4.6实验设计总结心得----------------------------------------------------------------江苏科技大学毕业论文3摘要：（简要总结）当今世界，随着科技的不断发展，智能家居成了人类关注的话题。智能家居是在物联网的影响之下物联化体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统，报警控制等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、红外遥感以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，而且提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。本文首先介绍了智能家居的发展前景，接着介绍了该课题设计构想，各模块电路的选择及其电路工作原理，最后对该课题的设计过程进行了总结与展望并附带各个模块的电路原理图，和本设计实物图，以及C语言思想。一、方案论证与设计1.1方案来源设计背景：智能家居实验是为智能家居系统实验做准备的，是实验的基础，智能家居是为了提高学生的动手能力，配合各类电子设计大赛，科技活动等而开发的设计模型。在此模型上我们可以进行多种实验，如测量，感应，报警，控制，自动控制等等。为了能更好的控制模拟家居，实现手动与自动控制相结合，进行各种功能实现，并且这个实验对现实生活也有一定的意义，所以我们就需要对这个实验进行一定的研究。江苏科技大学毕业论文4理论来源：本次设计主要分五个个功能，分别为测温湿度，烟雾及红外感应和报警，显示信息和报警信息、自动与手动风扇控制以及键盘控制。将这几个个功能巧妙的与家居结合，我们已经知道五个单独功能如何实现，现在要将五个功能通过单片机系统化反馈，以达到能实现综合五种功能的智能家居。设计涉及主硬件：STC89C52RC单片机，DHT11温室度传感器，DS1302时钟芯片，人体红外感应器，烟雾传感器，智能风扇及其驱动器，按键设置与调控，LCD1602液晶显示模块，光电效应电路，蜂鸣器报警电路，以及超标指示显示模块组成。系统功能介绍：智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动及部分手动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、安全防御、显示完备、控制及数据采集。(1)通过DHT11温湿度采集数据将信息显示于LCD1602上面，如果温湿度超出设定的预警值，那么风扇会自动开启，并且显示器有显示，指示灯有提示；待到坏境温湿度降到低于预警值的时候，风扇自动关闭指示也关闭；同时我们也可以手动按键开启风扇，不需要时则可手动关闭。(2)通过DS1302时钟芯片可以及时准确的显示时间（年月日，时分秒，及周期）于显示器，非常容易知道查看我们的日常所需时间，并且该时钟芯片带有备用的电池，以便在断电情况下持续备电，以避免时间的不连续。(3)采用烟雾探头传感器来检测我们周围环境的烟雾，可对煤气甲烷，以及我们周围着火的烟雾，或是抽烟的浓度等实时监测，如有超标，蜂鸣器报警，并有指示灯动作来提醒你解决当前的问题，解决之后，这些显示和指示指标自动关闭，所以能给您带来一定的安全感。(4)光电感应电路能够根据外界环境光照强度大小来显示是否自动开启光敏电路灯，晚上灯照自动开启，白天则自动关闭，我们可以通过调节其灵敏度来达江苏科技大学毕业论文5到我们的日常需求，此外该系统也可以手动开启led灯，来更进一步全方位的满足您的需求(5)该设计的许多功能可以通过调节其灵敏度或是按键等来更进一步实现需求。1.2简易方案设计测温湿度：测温湿度功能采用了DHT11传感器，该传感器能同时测出环境的温湿度，减少了外部硬件电路，具有低成本和易使用的特点。感应方案：感应分为烟雾传感器感测，红外距离感测，光电感测，其中烟雾传感器采用MQ—2探头，红外传感器采用人体感测效应，光电感测采用根据外界光照强度大小效应。显示方案：显示功能分别采用1602液晶显示器，1602内部集成有显示芯片，可以识别英文字母、阿拉伯数字和日语片假名，功能比较齐全；另外含有DS1302时钟芯片能显示完整的时间，基本可以满足本系统的要求。控制方案：控制分为手动和自动两种，其中自动控制有光敏电阻（代表日光灯），风扇和蜂鸣器报警，而同时也可以手动控制风扇和灯的开关，体现出人性化以及易操作性的特性。1.3主要器件型号a.单片机STC89C52RCb.温湿度传感器（DHT11）掌柜档c.显示器（LCD1602液晶）d.烟雾测试（MQ-2探头）e.红外传感器:（人体红外探头）f.时钟模块：（DS1302芯片）g.电机驱动模块：（LM298驱动）H.光电感应模块（LM393驱动）江苏科技大学毕业论文6二．系统实现2.1原理分析与硬件电路图系统总体设计框图:总电路图:智能家居系统光控灯万年历风扇测量温湿度烟雾感测红外报警蜂鸣器显示器按键控制江苏科技大学毕业论文7总实物图:江苏科技大学毕业论文8简易的PCB图（STC89C52单片机最小系统图）：江苏科技大学毕业论文92.2单片机最小系统模块：ACCGNDGNDXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51234567891RP1RESPACK-8X1CRYSTALC133pFC233pFR2200C31nFR31k复位电路上拉电阻VCC晶振电路STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。其主要功能特性：①兼容MCS-51指令系统②1000次擦写周期③32个可编程I/O口④8K字节在系统可编程Flash存储器⑤3个16位可编程定时/计数器⑥时钟频率0-33MHz⑦六个中断源⑧看门狗定时器⑨低功耗空闲和掉电模式⑩掉电标识符⑾全双工UART串行通道⑿3级加密程序存储器⒀双数据指针⒁掉电后中断可唤醒STC89C52引脚简介说明VCC：电源电压GND：地P0口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。江苏科技大学毕业论文10P1口、P2口和P3口：都是具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，它们的输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。EA/VPP：外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。简述电路：该电路模块含有电路所需要的晶振起振电路，上电自动或是手动复位电路2.3光电感应模块：VCC12LDR1TORCH_LDR32184U2:ALM393R210kC10.1ufR11kC20.1uf74%RV11kR310kR41kD3LED-YELLOW+88.8Volts该电路采用LM393运放芯片来将光敏电阻采集到的模拟数据放大后给予单片机处理，从而达到在白天光照灯亮，而到了晚上则自动熄灭的要求，同时可通过滑动变阻器来调节其灵敏度来满足不同需求。江苏科技大学毕业论文112.4显示模块：图.1602引脚图图.1602实物图本系统显示采用1602显示器：引脚：1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对