客廳空調智能開關設計客廳空調智能開關設計摘 要本設計利用紅外遙感發送/接收器建立兩個單片機之間的通信橋梁，主機模是一款與時俱進的時代產品。關鍵詞：單片機;紅外；通信；主機；從機；紅外編碼；顯示器；紅外感應；DesignofintelligentswitchforlivingroomconditioningAbstractThisdesignusesinfraredremotesensingtransmitter/receiverbuildacommunicationbridgebetweentwosingle-chipcomputers.Themaincomputersimulatesremotecontrolandtheslavecomputersimulatesconditioningsystem.Thewholesystemusesinfraredcodingtocontroltheairconditionerwirelessly,usestemperaturesensortodetectthetemperatureinrealtime,anddisplaysthetemperaturedataontheinrealtime.Inaddition,infraredsensingtechnologyisusedtothesensinginformationastheenablingsignaloftheintelligentswitchsystemofthelivingroomairconditioner.Thesystemrealizesthefunctionsofintelligentsensing,digitaldisplay,wirelesscontrol,etcItisaproductofthetimesthatkeepspacewiththetimes.Keywords:singlechipmicrocomputer;infrared;communication;host;slave;infraredcoding;display;infraredinduction;目錄引言 1本設計的目的、意義及應達到的技術要求 1本設計在國內外的發展概況及存在的問題 1本設計應解決的主要問題 2總體解決方案 3客廳空調智能開關系統基本設計要求 3客廳空調智能開關系統組成及設計思路 3客廳空調智能開關系統方框圖 4硬件方案及設計 5主、從控機 5主、從控機的方案選擇 5主、從控芯片 6STC89C52單片機的結構 6STC89C52單片機的管腳說明 7STC89C52單片機最小系統 8溫度傳感器 9溫度傳感器選擇方案 93.2.2DS18B02原理 113.2.3DS18B20電路連接 12顯示器模塊 12顯示器模塊選擇方案 12LCD1602液晶顯示器 13LCD1602顯示工作原理 14LCD1602電路設計 15圖3.5.1 LCD1602電路設計 15人體紅外傳感器 16HC-SR501RD-624人體紅外感應電子模塊原理 16人體紅外電路 16紅外收發系統 16紅外收發系統原理 16紅外收發系統仿真電路設計 18晶振電路 18復位電路 20軟件設計及程序流程 21編程環境 21編程環境選擇 21軟件開發環境介紹 21編程語言選擇 22HC-SR501程序設計 22HC-SR501程序設計流程 224.2.1HC-SR501程序設計流程圖 22DS18B20程序設計 23DS18B20程序設計流程 23溫度傳感器程序實現流程圖 23紅外收發系統程序設計 24系統程序設計流程 25系統的仿真 26調試步驟 26軟件調試 266總結 27謝 辭 錯誤未定義書簽。參考文獻 28附 錄 29附 錄1主程序代碼 29附 錄2原理圖 31PAGEPAGE15引言本設計的目的、意義及應達到的技術要求低[1]。1、平臺級生態系統基本形成智能插頭、開關、窗簾、智能空調、智能冰箱和智能電視等基本要素，在市場上擁有非常大的發展潛力。在上述資源中，任何資源均可利用，其整合構AI業可以做的事情，大型企業，如小米生態鏈和阿里·巴巴·臺灣平臺等，可以20182、老一代智能家居系統基本退出市場已基本退出市場。它們的共同特點是入會費高、價格高、穩定性差、靠欺騙賺3、服務落地市場起步當一個聰明家庭的生態系統形成時，相應的服務必須齊頭并進，也就是說，AI裝和維持等的服務。只要你在家中需要服務，就會有一個適當的服務設備來調4、語音入口已經成熟AIAI另外價格非常低，非常適合家庭語音使用。正如我前面我涉及的內容，自然語言是現階段用戶與智能家居之間最理想的接口。現在，界面已經足夠實用了。對于用戶來說，無論年齡多大，只要能正常講普通話或標準方言，就可以通過語音入口輕松控制智能家居系統。5、AI開始滲入智能家居2018AI“無所事事”的智能家居系統很快就會出現。6、組件和系統的價格基本穩定2018SMART2018其中大多數將花費數百美元或更少。幾年前，對用戶來說，如果他們掌握一些基本知識，就可以以非常低的成本建立起一個運作良好的智能家庭系統，如果他們不理解，他們可以找到一個服務提供者。總的來說，盡管技術成熟，有可用性，容易操作和直接控制，家里沒有多AI口線，但我們必須承認，為整個家庭的福利而建立的福利市場。本設計應解決的主要問題本設計開發了一款實現遠程操控的客廳空調智能開關系統，主要采用STC89C52RCDS1302總體解決方案客廳空調智能開關系統基本設計要求STC89C52RCDS18B20節溫度LCD1602用普通的感應器模擬，都是輸出開關信號可用于實物)開關操作客廳空調智能開關系統組成及設計思路客廳空調智能開關系統組成：該系統由單片機（主、從，顯示器模塊，溫動電路組成。設計思路：單片機（主、從51STC89C52RCDS1302編碼。DS18B2012HC-SR501發送低電平。LCD1602如時、分，也能顯示正在修改的溫度值數值下限。DS1302鐘計數，并向從即提供時鐘信息。紅外遙感無線發射/接收器：主要負責從機向從機發送編碼信號從而控制從機狀態。空調驅動系統：主要采用電機起振電路與三級放大電路以及步進電機組成，模擬空調的制冷工作原理。要負責主機向從機發送信號。下文將對上述模塊的信息進行詳細介紹，并對部分模塊選擇作出說明。客廳空調智能開關系統方框圖客廳空調智能開關系統方框圖，如圖2.1溫度傳感器人體紅外傳感器溫度傳感器人體紅外傳感器單片機按鍵模塊主從空調驅動系統紅外收發系統顯示器模塊時鐘芯片紐扣電池圖2.1客廳空調智能開關系統方框圖硬件方案及設計主、從控機主、從控機的方案選擇方案一：采用DSPDSPDPS由于其特殊的處理結構，導致其研發周期較長[2]。DSP適合較低采樣速率下其制作材料對環境污染較大。方案二：利用8051系列單片機作為系統主要控制器，該單片機屬于是低功ROMramSTM32ARMARM和很高利用率的一系列優點[3]STM32F103CPUSTM32F103ADC0V36VADC16TM32F103I/O21I/O16STMF1032.0V~3.6V，5V從其幾乎所有的端口進行輸入[4]I/O8051stm32的過程對環境污染較大[5]。MSP4305112STC89C52MSP430MSP430設計要求[6]。stm32DSPMSP430系統的主控機顯然不符合設計要求，因此選擇方案二更符合設計的要求主、從控芯片方案一：選擇STC89C52STC89C52內存區的容量足以滿足平時開發需要。另外，值得一提的是，STC89C52STC8279,8255,81558279,8255,8155制造對環境較大。綜合考慮，本設計采用方案一更具有可行性。STC89C52ATMELregisterregister,89c5280c51stc89c52flash應用程序運行和儲存。STC89C52Flash同時也適用常規編程器的應用[7]。在片上內存方面，STC89C52CPUSTC89C52為很多嵌入式控制系統的應用提供有效、便捷的解決方法。STC89C528189C52Flash,更不用說25630016632(I/O)有兩個數據和看門狗定時器和指針的手表與串行堵漏全雙工,也非晶振電路。此外，STC89C520hz，STC89C52這兩種軟件的替代模型狀態[8]RAMRAMSTC89C52等待下一個中斷的產生，又或者直接硬件復位為止[9]。因為89C52得到廣泛的使得，從而他的市面價格與8279、8255、8155相比89c524032I/O（輸入輸出口）同時也擁有兩個讀寫口線，支持燒寫的反復擦除[10]。因為這個原因，能夠降低開發成本。它的引腳構圖如圖3.1圖3.1STC89C52的引腳圖STC89C52P0P0/1P0強度輸入，此外，P088FIASH，P0FIASH，P0[11]。P1:P1STC89C528雙軌點組成，提供了更高的拉伸強度。在用“1”P1二管腳功能如定時器，計數器等等，這里就不再一一贅述了。P2P2I/OP3P3P3P3(IILP3口一個特殊的功能(第二個功能中。在編程和FLASH到一些控制信號。stc89c52rxdp3.0txdp3.1,0(/int0)的管腳,即p3.21(/int1)rxdp3.3,0外部存儲器輸入(t0rxdp3.4RXD,TXD和控制編程校驗管腳閃爍等方面的功能，在此就不再做過多說明了[12]。STC89C52rstxtale/prog、psen、ea/vpp、xtal2STC89C52STC89C523.2

圖3.2最小系統溫度傳感器選擇方案系統的設計。感器（RTD）IC[13]。方案一：在溫度升高的環境下其阻值會增大或者見效的特點將熱敏電阻分為正溫度系數致其電阻率較大，溫度的升高導致其導電率增加、電阻率降低[14]。熱敏電阻型溫度傳感器的原理是某些阻值隨溫度顯著變化的金屬氧化物由于其制造工藝的不同導致其阻值被測量后可以當作被測物體的溫度來進行處理。方案二：所以即使材料很細也能將其制成溫度傳感器，而且由于其材料的延展性比較好，數情況的使用。電阻式溫度傳感器是最好品質的電阻式溫度傳感器，會對測量結果產生較大影響[15]。電阻式溫度傳感器由于其精度高、穩定性好的泛的應用于氣象、環保等部門。方案四：ICCMOS字信號。ICICDALLASDS18b20DS18b209能分別是電源電壓、數據傳輸總線、系統地[16]。其最為突出的特點就是使用單部工作。DS18b20I/O及簡單的控制模式給系統提供了很大的便利。DS18B02DS18B20DS18B20DS18B20不銹鋼裝飾式、ltm8877、ltm874DS18B209-123.3：圖3.3ds18b20樣式圖表3.1:DS18b20參數外圍電路數據傳輸位數及方式DS18B20

－55℃～+125℃，測溫的誤差在1℃左右；3.0~5.5V/DC（源；在使用中不需要任何外圍元件；9~12行傳送。DS18B203.4

圖3.4具體的電路接線顯示器模塊選擇方案方案一：采用LED數碼管動態掃描LED方案二：使用點陣式數碼管顯示是此方式更偏向于顯示文字，另外價格相對較高，因此不適合本次設計。方案三：LCD液晶顯示此方式由單片機驅動，它主要用于顯示大量的數據，顯示多樣，效果清晰可見，同時編寫程序也比較簡單，價格低廉，十分契合本設計，因此采用此種方案作為顯示方案。本設計需要顯示多種信息，如時間日期，時鐘，物體重量等多種信息，綜合考慮采用方案三更符合實驗設計要求。LCD1602LCD160216*2LCD1602的主要參數如下：顯示容量：16×2芯片工作電壓：4.5~5.5V。（3）工作電流：2.0mA（5.0V。（4）模塊最佳的工作電壓：5.0V。（5）字符尺寸：2.95mm×4.35mm（寬×高3.5：LCD16023.5LCD1602各引腳的功能介紹如下。1：VSS2：VDD5V3：VL4：RS擇指令寄存器。rLCD1602LCD1602LCD1602LCD16026：EE7~14：LCD1602D0D7815：背光源正極。16：背光源負極。LCD1602LCD1602經過查閱相關資料得知，我們需要對LCD1602LCD1602LCD16023.2所示。表3.2LCD1602顯示地址123456700H01H02H03H04H05H06H40H41H42H43H44H45H46H字符位置第一行字符位置第一行第二行字符位置第一行第二行8910111213……07H08H09H0AH0BH47H48H49H4AH4BH圖3.6指令圖它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。(說明:103.3指令1指令12345678910功能01H,00H00H光標和顯示模式設置顯示開關控制。光標或顯示移位功能設置命令RAMDDRAM讀忙信號和光標地址寫數據LCD1602電路設計LCD1602電路設計如圖圖3.5.1 LCD1602電路設計人體紅外傳感器HC-SR501RD-624產品型號靜態電流感應角度工作溫度感應透鏡尺寸

HC-SR5014.5-20V<50uA高3.3v/低0vL/H（重復觸發）5-200s（可調）可制作范圍0.1秒-幾十分鐘2.5（默認）可制作范圍0.1秒-幾十秒32mm*24mm小于100度錐角-15-+70度直徑:23mm(默認)人體紅外電路HC-SR5013.7：圖3.7電路連接圖紅外收發系統紅外收發系統原理紅外信號收發系統的典型電路如圖 3.7所示，紅外接收電路通常被家集成在一個元件中，成為一體化紅外接收頭。內部電路包括紅外監測二極管，放大器，限幅器，帶通濾波器，積分電路，比較器等。紅外監測二極管監測到紅外信號，然后把信號送到放大器和限幅器，限幅器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發射器和接收器的距離遠近。交流信號進入帶通濾波器，帶通濾波器可以通過 30khz到60khz的負載波，通過調電路和積分電路進入比較器，比較器輸出高低電平，還原出發射端的信號波形。注意輸出的高低電平和發射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳。根據發射端調制載波的不同應選用相應解調頻率的接收頭。紅外接收頭內部放大器的增益很大，很容易引起干擾，因此在接收頭的電壓）PIN地線）pin經專家測試試驗一般在47uf（注意：電容加到100uf20UF電壓）PIN輸出之間串入一個10K外發射器可從遙控器廠家定制，也可以自己用單片機的PWML5IR4-45）的可產生37.91KHzPWM，PWM比設置為1/3PWM，即可產生發射波形。圖3.8紅外信號收發系統典型電路紅外收發系統仿真電路設計圖3.9紅外收發系統仿真電路晶振電路Y1C1C230pf3.10圖3.10電路連接圖復位電路10uf10k3.11圖3.11電路連接圖軟件設計及程序流程編程環境編程環境選擇要選擇一款便于開發與程序下載的軟件來進行系統總體軟件的實現。STCKEIL4KEIL4KEILCSTCKEIL4KEIL軟件開發環境介紹keilSTC89C52Keil于一體的單片機綜合開發環境。它有許多優點：1、Windows界面操作模式，操作簡單，使用方便。2、支持匯編語言、C語言和混合編程。3、它可以實現整個51系列單片機及其兼容型單片機的程序編程和下載仿真。4、它具有a/D、D/a、定時器、串行口、并行口、計算器和中斷等硬件仿真功能，大大縮短了開發周期。5、能夠與外部模擬器連接，具有較強的在線仿真和調試能力。6、在一個開發接口中支持多個項目的程序設計。CPU同一任務。編程語言選擇CCCCCCCCHC-SR501HC-SR501HC-SR501器程序設計流程步驟如下：同時將數字脈沖輸出至從機。脈沖。步驟三：使能從機開啟紅外接收信號管腳4.2.1HC-SR501程序設計流程圖人體紅外傳感器程序設計流程步驟框圖如圖4.1：人體紅外傳感器人體紅外傳感器等待人阻擋光束使能從機接收主機信號圖4.1人體紅外傳感器程序設計流程步驟框圖DS18B20DS18B20DS18B20ds18b20ds18b2016初始化：在進行初始化的過程中，我們首先將DS18b20480us，I/ODS18b2060us操作，置高并保持60us15usFOR8DS18b200x44FOR8I/O15us1us120.0628溫度傳感器程序實現流程圖溫度傳感器程序實現流程圖如圖4.2：圖4.2程序流程圖紅外收發系統程序設計紅外收發系統程序設計流程1PWM機來完成相應的控制功能。紅外收發系統程序設計流程圖圖4.3紅外收發系統程序設計流程系統程序設計流程系統程序設計流程圖如圖4.4圖4.4系統程序設計流程圖系統的仿真調試步驟5.1圖5.1 調試總流程圖實現測試和整機調試。在這些測試之前，電源需要單獨調試。軟件調試設計只涉及單片機的仿真，因此在實際設計不需要考慮硬件設計的問題。總結STC89C52該系統由單片機（主、從，顯示器模塊，溫度傳感器模塊，人體紅外傳感器，另外，在程序的編輯和修改過程中，問題也比較為嚴重。首先，程序編輯器LCD1602keilHC06keil中無法瀏覽定義名稱或者找不到.HEXBrowseinformation，Create.hexfileProtuesKEILAltiumDesigerKEILprotuesprotues心。參考文獻成祥.家庭安防報警產品分析與展望.安防科技.2003，(4):3?3CAD.2002，(7》1?6MobisleCommunicationsLtd.InternetoverGPRSUsingIRPortforWindows2000.V1.0,MobisleCommunicationsLtd.2004:3-20冉海潮.火災煙氣特征的實驗研究.傳感技術學報.2002,(3):94?961998,⑵?8[7]2002,21(6》754?755[8][孫麗華，劉力輝，冉海潮.火災探測技術的發展.河北科技大學學報.2002,2:36-39學，2010．卓成軍．[D]．南京：南京理工大學，2007．C[M]