客厅空调智能开关设计

客厅空调智能开关设计客厅空调智能开关设计摘 要本设计利用红外遥感发送/接收器建立两个单片机之间的通信桥梁，主机模是一款与时俱进的时代产品。关键词：单片机;红外；通信；主机；从机；红外编码；显示器；红外感应；DesignofintelligentswitchforlivingroomconditioningAbstractThisdesignusesinfraredremotesensingtransmitter/receiverbuildacommunicationbridgebetweentwosingle-chipcomputers.Themaincomputersimulatesremotecontrolandtheslavecomputersimulatesconditioningsystem.Thewholesystemusesinfraredcodingtocontroltheairconditionerwirelessly,usestemperaturesensortodetectthetemperatureinrealtime,anddisplaysthetemperaturedataontheinrealtime.Inaddition,infraredsensingtechnologyisusedtothesensinginformationastheenablingsignaloftheintelligentswitchsystemofthelivingroomairconditioner.Thesystemrealizesthefunctionsofintelligentsensing,digitaldisplay,wirelesscontrol,etcItisaproductofthetimesthatkeepspacewiththetimes.Keywords:singlechipmicrocomputer;infrared;communication;host;slave;infraredcoding;display;infraredinduction;目录引言 1本设计的目的、意义及应达到的技术要求 1本设计在国内外的发展概况及存在的问题 1本设计应解决的主要问题 2总体解决方案 3客厅空调智能开关系统基本设计要求 3客厅空调智能开关系统组成及设计思路 3客厅空调智能开关系统方框图 4硬件方案及设计 5主、从控机 5主、从控机的方案选择 5主、从控芯片 6STC89C52单片机的结构 6STC89C52单片机的管脚说明 7STC89C52单片机最小系统 8温度传感器 9温度传感器选择方案 93.2.2DS18B02原理 113.2.3DS18B20电路连接 12显示器模块 12显示器模块选择方案 12LCD1602液晶显示器 13LCD1602显示工作原理 14LCD1602电路设计 15图3.5.1 LCD1602电路设计 15人体红外传感器 16HC-SR501RD-624人体红外感应电子模块原理 16人体红外电路 16红外收发系统 16红外收发系统原理 16红外收发系统仿真电路设计 18晶振电路 18复位电路 20软件设计及程序流程 21编程环境 21编程环境选择 21软件开发环境介绍 21编程语言选择 22HC-SR501程序设计 22HC-SR501程序设计流程 224.2.1HC-SR501程序设计流程图 22DS18B20程序设计 23DS18B20程序设计流程 23温度传感器程序实现流程图 23红外收发系统程序设计 24系统程序设计流程 25系统的仿真 26调试步骤 26软件调试 266总结 27谢 辞 错误未定义书签。参考文献 28附 录 29附 录1主程序代码 29附 录2原理图 31PAGEPAGE15引言本设计的目的、意义及应达到的技术要求低[1]。1、平台级生态系统基本形成智能插头、开关、窗帘、智能空调、智能冰箱和智能电视等基本要素，在市场上拥有非常大的发展潜力。在上述资源中，任何资源均可利用，其整合构AI业可以做的事情，大型企业，如小米生态链和阿里·巴巴·台湾平台等，可以20182、老一代智能家居系统基本退出市场已基本退出市场。它们的共同特点是入会费高、价格高、稳定性差、靠欺骗赚3、服务落地市场起步当一个聪明家庭的生态系统形成时，相应的服务必须齐头并进，也就是说，AI装和维持等的服务。只要你在家中需要服务，就会有一个适当的服务设备来调4、语音入口已经成熟AIAI另外价格非常低，非常适合家庭语音使用。正如我前面我涉及的内容，自然语言是现阶段用户与智能家居之间最理想的接口。现在，界面已经足够实用了。对于用户来说，无论年龄多大，只要能正常讲普通话或标准方言，就可以通过语音入口轻松控制智能家居系统。5、AI开始渗入智能家居2018AI“无所事事”的智能家居系统很快就会出现。6、组件和系统的价格基本稳定2018SMART2018其中大多数将花费数百美元或更少。几年前，对用户来说，如果他们掌握一些基本知识，就可以以非常低的成本建立起一个运作良好的智能家庭系统，如果他们不理解，他们可以找到一个服务提供者。总的来说，尽管技术成熟，有可用性，容易操作和直接控制，家里没有多AI口线，但我们必须承认，为整个家庭的福利而建立的福利市场。本设计应解决的主要问题本设计开发了一款实现远程操控的客厅空调智能开关系统，主要采用STC89C52RCDS1302总体解决方案客厅空调智能开关系统基本设计要求STC89C52RCDS18B20节温度LCD1602用普通的感应器模拟，都是输出开关信号可用于实物)开关操作客厅空调智能开关系统组成及设计思路客厅空调智能开关系统组成：该系统由单片机（主、从，显示器模块，温动电路组成。设计思路：单片机（主、从51STC89C52RCDS1302编码。DS18B2012HC-SR501发送低电平。LCD1602如时、分，也能显示正在修改的温度值数值下限。DS1302钟计数，并向从即提供时钟信息。红外遥感无线发射/接收器：主要负责从机向从机发送编码信号从而控制从机状态。空调驱动系统：主要采用电机起振电路与三级放大电路以及步进电机组成，模拟空调的制冷工作原理。要负责主机向从机发送信号。下文将对上述模块的信息进行详细介绍，并对部分模块选择作出说明。客厅空调智能开关系统方框图客厅空调智能开关系统方框图，如图2.1温度传感器人体红外传感器温度传感器人体红外传感器单片机按键模块主从空调驱动系统红外收发系统显示器模块时钟芯片纽扣电池图2.1客厅空调智能开关系统方框图硬件方案及设计主、从控机主、从控机的方案选择方案一：采用DSPDSPDPS由于其特殊的处理结构，导致其研发周期较长[2]。DSP适合较低采样速率下其制作材料对环境污染较大。方案二：利用8051系列单片机作为系统主要控制器，该单片机属于是低功ROMramSTM32ARMARM和很高利用率的一系列优点[3]STM32F103CPUSTM32F103ADC0V36VADC16TM32F103I/O21I/O16STMF1032.0V~3.6V，5V从其几乎所有的端口进行输入[4]I/O8051stm32的过程对环境污染较大[5]。MSP4305112STC89C52MSP430MSP430设计要求[6]。stm32DSPMSP430系统的主控机显然不符合设计要求，因此选择方案二更符合设计的要求主、从控芯片方案一：选择STC89C52STC89C52内存区的容量足以满足平时开发需要。另外，值得一提的是，STC89C52STC8279,8255,81558279,8255,8155制造对环境较大。综合考虑，本设计采用方案一更具有可行性。STC89C52ATMELregisterregister,89c5280c51stc89c52flash应用程序运行和储存。STC89C52Flash同时也适用常规编程器的应用[7]。在片上内存方面，STC89C52CPUSTC89C52为很多嵌入式控制系统的应用提供有效、便捷的解决方法。STC89C528189C52Flash,更不用说25630016632(I/O)有两个数据和看门狗定时器和指针的手表与串行堵漏全双工,也非晶振电路。此外，STC89C520hz，STC89C52这两种软件的替代模型状态[8]RAMRAMSTC89C52等待下一个中断的产生，又或者直接硬件复位为止[9]。因为89C52得到广泛的使得，从而他的市面价格与8279、8255、8155相比89c524032I/O（输入输出口）同时也拥有两个读写口线，支持烧写的反复擦除[10]。因为这个原因，能够降低开发成本。它的引脚构图如图3.1图3.1STC89C52的引脚图STC89C52P0P0/1P0强度输入，此外，P088FIASH，P0FIASH，P0[11]。P1:P1STC89C528双轨点组成，提供了更高的拉伸强度。在用“1”P1二管脚功能如定时器，计数器等等，这里就不再一一赘述了。P2P2I/OP3P3P3P3(IILP3口一个特殊的功能(第二个功能中。在编程和FLASH到一些控制信号。stc89c52rxdp3.0txdp3.1,0(/int0)的管脚,即p3.21(/int1)rxdp3.3,0外部存储器输入(t0rxdp3.4RXD,TXD和控制编程校验管脚闪烁等方面的功能，在此就不再做过多说明了[12]。STC89C52rstxtale/prog、psen、ea/vpp、xtal2STC89C52STC89C523.2

图3.2最小系统温度传感器选择方案系统的设计。感器（RTD）IC[13]。方案一：在温度升高的环境下其阻值会增大或者见效的特点将热敏电阻分为正温度系数致其电阻率较大，温度的升高导致其导电率增加、电阻率降低[14]。热敏电阻型温度传感器的原理是某些阻值随温度显著变化的金属氧化物由于其制造工艺的不同导致其阻值被测量后可以当作被测物体的温度来进行处理。方案二：所以即使材料很细也能将其制成温度传感器，而且由于其材料的延展性比较好，数情况的使用。电阻式温度传感器是最好品质的电阻式温度传感器，会对测量结果产生较大影响[15]。电阻式温度传感器由于其精度高、稳定性好的泛的应用于气象、环保等部门。方案四：ICCMOS字信号。ICICDALLASDS18b20DS18b209能分别是电源电压、数据传输总线、系统地[16]。其最为突出的特点就是使用单部工作。DS18b20I/O及简单的控制模式给系统提供了很大的便利。DS18B02DS18B20DS18B20DS18B20不锈钢装饰式、ltm8877、ltm874DS18B209-123.3：图3.3ds18b20样式图表3.1:DS18b20参数外围电路数据传输位数及方式DS18B20

－55℃～+125℃，测温的误差在1℃左右；3.0~5.5V/DC（源；在使用中不需要任何外围元件；9~12行传送。DS18B203.4

图3.4具体的电路接线显示器模块选择方案方案一：采用LED数码管动态扫描LED方案二：使用点阵式数码管显示是此方式更偏向于显示文字，另外价格相对较高，因此不适合本次设计。方案三：LCD液晶显示此方式由单片机驱动，它主要用于显示大量的数据，显示多样，效果清晰可见，同时编写程序也比较简单，价格低廉，十分契合本设计，因此采用此种方案作为显示方案。本设计需要显示多种信息，如时间日期，时钟，物体重量等多种信息，综合考虑采用方案三更符合实验设计要求。LCD1602LCD160216*2LCD1602的主要参数如下：显示容量：16×2芯片工作电压：4.5~5.5V。（3）工作电流：2.0mA（5.0V。（4）模块最佳的工作电压：5.0V。（5）字符尺寸：2.95mm×4.35mm（宽×高3.5：LCD16023.5LCD1602各引脚的功能介绍如下。1：VSS2：VDD5V3：VL4：RS择指令寄存器。rLCD1602LCD1602LCD1602LCD16026：EE7~14：LCD1602D0D7815：背光源正极。16：背光源负极。LCD1602LCD1602经过查阅相关资料得知，我们需要对LCD1602LCD1602LCD16023.2所示。表3.2LCD1602显示地址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图3.6指令图它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:103.3指令1指令12345678910功能01H,00H00H光标和显示模式设置显示开关控制。光标或显示移位功能设置命令RAMDDRAM读忙信号和光标地址写数据LCD1602电路设计LCD1602电路设计如图图3.5.1 LCD1602电路设计人体红外传感器HC-SR501RD-624产品型号静态电流感应角度工作温度感应透镜尺寸

HC-SR5014.5-20V<50uA高3.3v/低0vL/H（重复触发）5-200s（可调）可制作范围0.1秒-几十分钟2.5（默认）可制作范围0.1秒-几十秒32mm*24mm小于100度锥角-15-+70度直径:23mm(默认)人体红外电路HC-SR5013.7：图3.7电路连接图红外收发系统红外收发系统原理红外信号收发系统的典型电路如图 3.7所示，红外接收电路通常被家集成在一个元件中，成为一体化红外接收头。内部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过 30khz到60khz的负载波，通过调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的，这样的目的是为了提高接收的灵敏度。红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的电压）PIN地线）pin经专家测试试验一般在47uf（注意：电容加到100uf20UF电压）PIN输出之间串入一个10K外发射器可从遥控器厂家定制，也可以自己用单片机的PWML5IR4-45）的可产生37.91KHzPWM，PWM比设置为1/3PWM，即可产生发射波形。图3.8红外信号收发系统典型电路红外收发系统仿真电路设计图3.9红外收发系统仿真电路晶振电路Y1C1C230pf3.10图3.10电路连接图复位电路10uf10k3.11图3.11电路连接图软件设计及程序流程编程环境编程环境选择要选择一款便于开发与程序下载的软件来进行系统总体软件的实现。STCKEIL4KEIL4KEILCSTCKEIL4KEIL软件开发环境介绍keilSTC89C52Keil于一体的单片机综合开发环境。它有许多优点：1、Windows界面操作模式，操作简单，使用方便。2、支持汇编语言、C语言和混合编程。3、它可以实现整个51系列单片机及其兼容型单片机的程序编程和下载仿真。4、它具有a/D、D/a、定时器、串行口、并行口、计算器和中断等硬件仿真功能，大大缩短了开发周期。5、能够与外部模拟器连接，具有较强的在线仿真和调试能力。6、在一个开发接口中支持多个项目的程序设计。CPU同一任务。编程语言选择CCCCCCCCHC-SR501HC-SR501HC-SR501器程序设计流程步骤如下：同时将数字脉冲输出至从机。脉冲。步骤三：使能从机开启红外接收信号管脚4.2.1HC-SR501程序设计流程图人体红外传感器程序设计流程步骤框图如图4.1：人体红外传感器人体红外传感器等待人阻挡光束使能从机接收主机信号图4.1人体红外传感器程序设计流程步骤框图DS18B20DS18B20DS18B20ds18b20ds18b2016初始化：在进行初始化的过程中，我们首先将DS18b20480us，I/ODS18b2060us操作，置高并保持60us15usFOR8DS18b200x44FOR8I/O15us1us120.0628温度传感器程序实现流程图温度传感器程序实现流程图如图4.2：图4.2程序流程图红外收发系统程序设计红外收发系统程序设计流程1PWM机来完成相应的控制功能。红外收发系统程序设计流程图图4.3红外收发系统程序设计流程系统程序设计流程系统程序设计流程图如图4.4图4.4系统程序设计流程图系统的仿真调试步骤5.1图5.1 调试总流程图实现测试和整机调试。在这些测试之前，电源需要单独调试。软件调试设计只涉及单片机的仿真，因此在实际设计不需要考虑硬件设计的问题。总结STC89C52该系统由单片机（主、从，显示器模块，温度传感器模块，人体红外传感器，另外，在程序的编辑和修改过程中，问题也比较为严重。首先，程序编辑器LCD1602keilHC06keil中无法浏览定义名称或者找不到.HEXBrowseinformation，Create.hexfileProtuesKEILAltiumDesigerKEILprotuesprotues心。参考文献成祥.家庭安防报警产品分析与展望.安防科技.2003，(4):3〜3CAD.2002，(7》1〜6MobisleCommunicationsLtd.InternetoverGPRSUsingIRPortforWindows2000.V1.0,MobisleCommunicationsLtd.2004:3-20冉海潮.火灾烟气特征的实验研究.传感技术学报.2002,(3):94〜961998,⑵〜8[7]2002,21(6》754〜755[8][孙丽华，刘力辉，冉海潮.火灾探测技术的发展.河北科技大学学报.2002,2:36-39学，2010．卓成军．[D]．南京：南京理工大学，2007．C[M]