【正文】 圖16 ULN2003等效電路如圖14所示，蜂鳴器的正極接到VCC電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到圖16等效電路的OUTPUT端，單片機(jī)IO 通過控制圖16電路的INPUT 端，當(dāng)IO 輸出低電平時(shí)，三極管截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)IO 輸出高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。圖12 LED電阻計(jì)算公式圖13 LED模塊電路原理圖 根據(jù)原理圖分析可知，當(dāng)由IO 口控制的J13被置低（即連接到LED負(fù)極）時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，被點(diǎn)亮。LED的特點(diǎn)非常明顯，壽命長(zhǎng)、光效高、無輻射與低功耗。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。 （2）帶USB轉(zhuǎn)串口模塊，能為STC系列單片機(jī)編程，能與PC機(jī)進(jìn)行串口通信。MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5v單電源供電。RS485最高傳輸速率可達(dá)到10Mbps。RS485傳輸距離要比RS232大很多。SBUF為串行口的收發(fā)緩沖器，它是一個(gè)可尋址的專用寄存器，其中包含了接收器和發(fā)送器寄存器，可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。 （4） 停止位：用邏輯1（mark）表示。數(shù)據(jù)位中低位在前，高位在后。異步通信中，接收器和發(fā)送器有各自的時(shí)鐘，它們的工作是非同步的，異步通信用一幀來表示一個(gè)字符，其內(nèi)容如下：一個(gè)起始位，僅接著是若干個(gè)數(shù)據(jù)位，圖4中傳輸45H的數(shù)據(jù)格式。串行通信又分同步和異步兩種方式。 通過手動(dòng)控制開發(fā)板上的K1開關(guān)來打開和斷開系統(tǒng)供電，當(dāng)K1開關(guān)撥至“ON”位置，發(fā)光二極管點(diǎn)亮指示系統(tǒng)上電。小型智能家居系統(tǒng)要求能夠?qū)崟r(shí)控制并通過串口傳輸數(shù)據(jù)，根據(jù)上述的要求，系統(tǒng)選用STC公司的以STC12C5A60S2芯片為主芯片的51核心板單片機(jī)，該核心板支持DIP40封裝的STC系列單片機(jī)、AT89S5X系列單片機(jī)，帶USB轉(zhuǎn)串口模塊，能為STC系列單片機(jī)編程，能與PC進(jìn)行串口通信。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)提供了包括了核心控制模塊，串口通信模塊，花樣燈模塊等等。（4）火災(zāi)報(bào)警，利用單片機(jī)上的熱敏、光敏傳感器，實(shí)時(shí)采集周圍的溫度以及光的強(qiáng)度，按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序，若周圍的溫度升高且同時(shí)光強(qiáng)下降，則認(rèn)為發(fā)生火災(zāi)，發(fā)出警報(bào)。智能家居的目標(biāo)是用各種方法或設(shè)備使家居生活實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化，使家居變得更加舒適、安全和有效，從而提高人們的生活質(zhì)量[4]。關(guān)鍵詞：智能家居；Keil uVision2；單片機(jī)；STC12C5A60S2；串口通信1 引言 課題研究背景進(jìn)入21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)力水平進(jìn)入加速發(fā)展階段，隨之而來的是人類物質(zhì)文化生活的極大提高?；趩纹瑱C(jī)的小型智能家居系統(tǒng)是以STC12C5A60S2芯片為控制核心，用單片機(jī)上不同的器件及PC機(jī)與單片機(jī)之間的通訊，將智能家居中的相應(yīng)模塊模擬展示出來。光敏傳感器模塊 144 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 keil uVision2簡(jiǎn)介 15 keil uVision2新建項(xiàng)目、編輯、編譯以及調(diào)試運(yùn)行 15 205 系統(tǒng)平臺(tái)搭建 22 系統(tǒng)組成 22 系統(tǒng)硬件連接 22 PC機(jī)與單片機(jī)的連接 22 226 系統(tǒng)功能介紹 22 整體功能介紹 22 詳細(xì)功能介紹 24 音樂播放 24 花樣燈 25 窗簾 26 火災(zāi)報(bào)警 27 串口通信模塊 277 系統(tǒng)測(cè)試 28 系統(tǒng)基本性能驗(yàn)證 28 整體驗(yàn)證 288 總結(jié)與展望 29 總結(jié) 29 展望 29致謝 29參考文獻(xiàn) 2931基于單片機(jī)的小型智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程 常盼盼指導(dǎo)教師 趙艷紅摘要：智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線、網(wǎng)絡(luò)通信、音視頻等技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的家庭日程事務(wù)管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。論文詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的開發(fā)及實(shí)現(xiàn)過程。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間，還將原來被動(dòng)靜止的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具[2]，提供全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交換暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金[3]。（3）電機(jī)模擬窗簾，利用單片機(jī)上的步進(jìn)電機(jī)模擬窗簾的開關(guān)，根據(jù)指令，按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序，步進(jìn)電機(jī)模擬完成窗簾的拉開、關(guān)閉。此外在本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用了多種傳感器相結(jié)合，根據(jù)各傳感器采集的數(shù)值進(jìn)行火災(zāi)報(bào)警自動(dòng)化控制。單片機(jī)具有高集成度、體積小、高可靠性、控制功能強(qiáng)、低功耗、易擴(kuò)展、優(yōu)異的性價(jià)比等特點(diǎn)，在機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)過程控制、辦公自動(dòng)化設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信、航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[5]。 （2） 外部712V（最好使用9V）直流穩(wěn)壓電源適配器供電，通過電源接口JP1輸入電源。并行傳送具有傳送速度快，效率高等優(yōu)點(diǎn)，但傳送多少數(shù)據(jù)位就需要多少根數(shù)據(jù)線，傳送成本高；串行傳送是按位順序進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，最少僅需要一根傳輸線即可完成，傳送距離遠(yuǎn)，但傳送速度慢[8]。這種傳送方式對(duì)硬件結(jié)構(gòu)要求較高。 （2） 數(shù)據(jù)位：起始位之后傳送數(shù)據(jù)位。奇偶校驗(yàn)位的設(shè)置與否及校驗(yàn)方式（奇校驗(yàn)還是偶校驗(yàn)）由用戶需要確定。u MCS51單片機(jī)的串行接口MCS51單片機(jī)串行口寄存器結(jié)構(gòu)如5圖所示。圖5 MCS51單片機(jī)串行口寄存器結(jié)構(gòu)圖u 串行通信標(biāo)準(zhǔn)RS232和RS485是兩種典型的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，兩種標(biāo)準(zhǔn)的主要區(qū)別有： （1）傳輸距離。 （3）傳輸速率。進(jìn)行串行通訊時(shí)要滿足一定的條件，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，本系統(tǒng)采用了專用芯片MAX3232進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖8 串口原理圖圖9 串口模塊實(shí)物圖 核心板模塊圖10 核心板結(jié)構(gòu)圖u 功能描述：（1）51核心板支持DIP40封裝的STC系列單片機(jī)、AT89S5X系列單片機(jī)。圖11 核心板電路原理圖 LED模塊 LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。對(duì)于貼片LED，參考?jí)航等缦拢?，而壓降是通過電阻獲得的，電阻大小由圖12中的公式來決定。單片機(jī)IO 引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的TTL電平基本上驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，因此需要增加一個(gè)電流放大的電路，圖14為蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，使用的是ULN2003芯片來放大電流，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。另外，改變IO 口輸出電平的高低電平占空比，則可以控制蜂鳴器的聲音大小。圖17是該四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)工作原理示意圖。依次類推，A、B、C、D四相繞組輪流供電，則轉(zhuǎn)子會(huì)沿著A、B、C、D方向轉(zhuǎn)動(dòng)。給LED 數(shù)碼管的七個(gè)條形發(fā)光二極管加不同的電平，二極管顯示不同亮滅的組合就可以形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼。圖24 LCD實(shí)物圖 熱敏amp。NTC熱敏電阻與普通電阻不同，它具有負(fù)的電阻溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值減少，其特性曲線如圖25所示。使用熱敏電阻是為了感知溫度，給熱敏電阻通以恒定的電流，電阻兩端就可以測(cè)到一個(gè)電壓，通過下面的公式就可以計(jì)算出溫度值： T=T0KXVT其中 T被測(cè)溫度 T0與熱敏電阻特性有關(guān)的溫度參數(shù) KX與熱敏電阻特性有關(guān)的系數(shù)VT熱敏電阻兩端的電壓根據(jù)這一公式，如果測(cè)得熱敏電阻兩端的電壓，再知道參數(shù)T0和系數(shù)KX，則可計(jì)算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，也就是被測(cè)的溫度。光敏傳感器電路原理圖 如圖26所示為開發(fā)板上的原理圖，R39為熱敏電阻,AD轉(zhuǎn)換器采集RT處的電壓值，再通過軟件處理得到溫度值。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見光（ ～）的響應(yīng)很接近，只要是人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期。C51已被完全集成到uVision2的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器、匯編器、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、項(xiàng)目管理器和調(diào)試器，uVision2 IDE可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。點(diǎn)擊file菜單下的NEW，或單擊左上角的New File快捷鍵，如下圖：圖33 新建C51文件頁(yè)面 （8）保存新建的文件。單擊快捷鍵或單擊ProjectRebuild all the files，如果在錯(cuò)誤與警告欄看到 “0 Error(s)” 表示編譯通過：圖38 添