【正文】 1，電路導(dǎo)通，通過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)程序決定單片機(jī)傳給LCD1602高/低電平，從而切換到寫(xiě)數(shù)據(jù)過(guò)程。讀時(shí)序與寫(xiě)時(shí)序是相同的，只是R/W中間是高電平而已。另外,使能信號(hào)上升時(shí)間tR要小于25ns.圖39 LCD1602寫(xiě)程序時(shí)序圖 第四步，使能信號(hào)要保持Tpw=150ns以上，51單片機(jī)不用考慮,其他高速的MCU什么的就要做延時(shí)了。第三步是將使用信號(hào)E置高,這里有三個(gè)時(shí)序要求，第一個(gè)是tsp2，這個(gè)是這個(gè)看表，可以看到叫做”寫(xiě)操作的數(shù)據(jù)建立時(shí)間”。雙線表示可能高也可能低，視數(shù)據(jù)而定。顯示開(kāi)及光標(biāo)設(shè)置 LCD1602時(shí)序圖簡(jiǎn)介 首先來(lái)說(shuō)一下操作時(shí)序時(shí)間，操作時(shí)序時(shí)間是啟動(dòng)該讀寫(xiě)功能必需得保持電平的時(shí)間長(zhǎng)度，不過(guò)對(duì)單片機(jī)操作沒(méi)什么影響，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的指令周期周期大約為1us（例如晶振為12M時(shí),機(jī)器周期為12X1/12M=1us），而1602時(shí)序里都是ns級(jí)，所以只對(duì)高速類控制芯片如FPGA/CPLD等有影響。光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置顯示清屏關(guān)閉顯示延時(shí)5ms延時(shí)15msu 其他設(shè)置：數(shù)據(jù)指針設(shè)置：S=0N=101NSD顯示(1有效)、C光標(biāo)顯示(1有效)、B光標(biāo)閃爍(1有效)1000：若想LCD1602能正常工作，必須準(zhǔn)確掌握知道其工作的指令集。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)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)。4） 功耗低 相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其他顯示器要少得多。而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。 LCD12864屏幕為64行，每行顯示128個(gè)字符，為點(diǎn)陣型顯示器，可根據(jù)需求任意顯示字符，數(shù)字，漢字和圖形。圖36 時(shí)鐘模塊電路連接圖 以DS1302為關(guān)鍵芯片的時(shí)鐘電路工作原理在上文中已經(jīng)作了詳細(xì)介紹，在此便不贅述，但仍有幾點(diǎn)需要說(shuō)明。如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。X1和X2是振蕩源，外接32768Hz晶振。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。采用三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)或RAM數(shù)據(jù)。因此，在本系統(tǒng)中引入時(shí)鐘電路，芯片選擇為DS1302，則能很好地解決這個(gè)問(wèn)題。時(shí)鐘電路可以簡(jiǎn)單定義如下：1).就是產(chǎn)生象時(shí)鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。 光敏電阻特性是在不同光照強(qiáng)度下，其阻值發(fā)生變化（只要是人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化）。圖33 溫度檢測(cè)電路 溫度檢測(cè)電路工作原理：~，所以5V電源足矣保證其正常工作。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。 溫度傳感器器件介紹DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器四大部分構(gòu)成。同理，當(dāng)經(jīng)過(guò)整流橋的電流流經(jīng)LM7812時(shí)，最終經(jīng)過(guò)濾波和穩(wěn)壓，得到一個(gè)穩(wěn)定的+12V電壓輸出。本設(shè)計(jì)中選用LM78xx系列，由于本設(shè)計(jì)中需用到兩個(gè)不同的直流電源，即+5V和+12V，則電路原理圖如下：圖31 電源轉(zhuǎn)換電路 電源電路工作原理：由于LM78xx系列的三端穩(wěn)壓器都有一個(gè)所謂的“壓損”問(wèn)題，也就是穩(wěn)壓時(shí)所導(dǎo)致的輸入電壓與輸出電壓的落差值（穩(wěn)壓損耗），所以要想得到想要的穩(wěn)壓值，必須使輸入端高于所需值+壓損值，綜合LM7805和LM7812的輸入電壓范圍，變壓器變壓后所得的電壓分別為9V和15V。 硬件選取后，接下來(lái)的工作就是模塊電路的連接及整合，根據(jù)所選硬件和關(guān)鍵芯片的工作原理和接線方式，進(jìn)行相關(guān)模塊電路的設(shè)計(jì)，在充分考慮可行性的同時(shí)還要注重功能實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)便快捷和準(zhǔn)確性。圖22 STC12C5A60S2引腳圖 STC12C5A60S2單片機(jī)的主要特性①Flash工藝程序存儲(chǔ)器，可以用電的方式瞬間擦擦、改寫(xiě)，而且支持串口程序燒寫(xiě)；②工作頻率范圍：0~35MHz，相當(dāng)于普通8051的0~420MHz；③片上集成1280字節(jié)RAM；④2個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由T0/；⑤4個(gè)16位定時(shí)器；⑥如ALE、NA端口有第二功能，可以作為普通的I/O口接入元器件；⑦36可編程I/O線；⑧低功耗的閑置和外部掉電檢測(cè)電路；⑨內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻 接地）； 單片機(jī)STC12C5A60S2成為本設(shè)計(jì)中智能家居系統(tǒng)的主控元件，多端口的輸入/輸出，增強(qiáng)型的51單片機(jī)等特點(diǎn)，都使得此單片機(jī)有更大的優(yōu)勢(shì)，來(lái)控制整個(gè)家居系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊的協(xié)調(diào)運(yùn)作。~75℃(商業(yè)級(jí))；：PDIP40,LQFP44,LQFP48； 當(dāng)I/O端口口不夠時(shí)，可通過(guò)74HC164/165/595進(jìn)行端口的擴(kuò)展，還可用A/D做按鍵掃描來(lái)節(jié)省I/O口，或用雙CPU，三線通信，還多了串口。~每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過(guò)55mA； 7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），不需要特定的編程器，也不用專用的仿真器，可直接經(jīng)過(guò)端口（）進(jìn)行程序的下載，速度極快； 8. 有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無(wú)內(nèi)部EEPROM)；9. 內(nèi)部自帶看門狗； 10. 內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）； 11. 外部掉電檢測(cè)電路：，誤差為+/5%，誤差為+/3%； 12. 內(nèi)部自帶時(shí)鐘電路：外部高精度晶振時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/5%到+/10%以內(nèi))。是一款高性價(jià)比的單片機(jī)。而且STC系列單片機(jī)支持串口程序燒寫(xiě)。 STC12C5A60S2單片機(jī)簡(jiǎn)介在眾多的51系列單片機(jī)中，要算國(guó)內(nèi)STC然后根據(jù)各信號(hào)采集模塊傳送給單片機(jī)的數(shù)據(jù)，作出應(yīng)對(duì)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的智能控制。與此同時(shí)，通過(guò)手機(jī)短信向主人報(bào)警。因此，將智能家居作為這次研究的主要內(nèi)容具有很大的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。 隨著人們生活水平的不斷提高，生活節(jié)奏的加快，人們不斷的對(duì)居住環(huán)境提出更高的要求，越來(lái)越注重家庭生活中每個(gè)成員的舒適、安全和便利，因此從市場(chǎng)需求的角度來(lái)說(shuō)，智能家居必然是前景廣闊。在住宅實(shí)現(xiàn)了基本的智能化后，營(yíng)造綠色生態(tài)的住宅，提高生活環(huán)境質(zhì)量，必然成為未來(lái)智能家居的追求目標(biāo)。因此，家居的智能化也必然向智能化方向發(fā)展。智能家居控制系統(tǒng)應(yīng)該提供高效、舒適的家居環(huán)境，確保住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全；隨時(shí)監(jiān)測(cè)并可以遠(yuǎn)程遙控家居室內(nèi)的溫度、亮度及風(fēng)速等多個(gè)環(huán)境因素，保證最適宜的家居環(huán)境。再加上，有的系統(tǒng)成本過(guò)高，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的普及。智能家居廠家多集中在發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)，且沒(méi)有形成規(guī)模化生產(chǎn)，與國(guó)外的產(chǎn)品相比而言，無(wú)論從品牌影響力還是功能實(shí)效上，都存在很大的差距。8．家庭信息服務(wù)：通過(guò)形式各樣的信息資源，提供給業(yè)主最周到的信息服務(wù)，讓主人在居家的同時(shí)，能夠全方位、多層面的了解各方面的有價(jià)值的信息，讓家庭信息服務(wù)不再形同虛設(shè)。通過(guò)各種傳感器的感知，并啟動(dòng)響應(yīng)機(jī)制，保證家居室內(nèi)環(huán)境的適宜。假如意外情況發(fā)生，系統(tǒng)能自行控制住異常情況的進(jìn)一步惡化，并及時(shí)通知主人或相關(guān)部門，最大程度的保證主人的家居和財(cái)產(chǎn)安全。在日常家居生活中，為了使我們對(duì)家庭的控制系統(tǒng)能隨時(shí)掌控、需要的信息隨時(shí)獲取，操作終端的形式非常重要，多種形式的智能操作終端是必不可少如：智能遙控器、移動(dòng)觸摸屏、電腦、手機(jī)、PDA等。這樣的智能家居或許更是現(xiàn)在越來(lái)越多的業(yè)主的追求。在智能家居的交互平臺(tái)里，系統(tǒng)能收錄和存儲(chǔ)各模塊化系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)各模塊的有效運(yùn)行提供有效的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)歷史的運(yùn)行數(shù)據(jù)，總結(jié)出不同業(yè)主的的使用習(xí)慣和某種行事規(guī)律，讓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自學(xué)習(xí)，以便更好的服務(wù)業(yè)主。根據(jù)業(yè)主的需求和產(chǎn)品的更新?lián)Q代及時(shí)填改各種總線接口、硬件連接端口和驅(qū)動(dòng)軟件等，風(fēng)格迥異的連通方式、功能控制端口，為模塊化系統(tǒng)的多種選擇奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，只有智能家居系統(tǒng)不斷擴(kuò)大自身的兼容性和整合性，才能贏得更多不同需求的用戶和業(yè)主。2）品牌各異的產(chǎn)品在各有千秋的傳輸協(xié)議控制下仍能通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行信息交流與數(shù)據(jù)傳輸。智能家居是一個(gè)具有交互能力的平臺(tái)，并且通過(guò)平臺(tái)能夠把各種不同的系統(tǒng)、協(xié)議、信息和內(nèi)容控制在相對(duì)獨(dú)立的模塊單元中中進(jìn)行傳輸、交換。智能家居控制系統(tǒng)的市場(chǎng)不是一般普通的商品買賣，而是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，它涉及到很多技術(shù)，涉及到人們生活的方方面面，智能家居控制系統(tǒng)的終極目標(biāo)是一種理想，更是一種理念，要想智能家居控制系統(tǒng)有很好的發(fā)展，研發(fā)機(jī)構(gòu)必須本著長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的心態(tài)，本著簡(jiǎn)化、實(shí)用、性價(jià)比高、適合市場(chǎng)的理念，虔誠(chéng)研究人們的生活、習(xí)慣、精神文化等需要，并把它看最高目標(biāo)，運(yùn)用各種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)它?；趩纹瑱C(jī)的智能家居畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄第一章 緒論 1 1 4 4 5第二章 智能家居系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 6 6 6 STC12C5A60S2單片機(jī)簡(jiǎn)介 7 STC12C5A60S2單片機(jī)基本特點(diǎn)： 7 STC12C5A60S2單片機(jī)的主要特性 9第三章 系統(tǒng)硬件選擇及模塊電路設(shè)計(jì) 10 10 11 溫度傳感器器件介紹 11 12 12 13 13 14 15 液晶顯示器件的選取 15 LCD1602時(shí)序圖簡(jiǎn)介 18 19 開(kāi)關(guān)電路 19 20 2飲水機(jī)、空調(diào)的應(yīng)對(duì)啟動(dòng)電路模塊 22 24 29 GSM簡(jiǎn)介 29 MAX232芯片簡(jiǎn)介 29 GSM模塊電路設(shè)計(jì) 30第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 C語(yǔ)言簡(jiǎn)介 33 34 34 LCD液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì) 35第五章 總結(jié) 36致 謝 37參考文獻(xiàn) 38附錄1：程序清單 39附錄2：電路原理總圖煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))第一章 緒論隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，智能家居作為一個(gè)新生產(chǎn)業(yè)，目前處于一個(gè)導(dǎo)入期與成長(zhǎng)期的臨界點(diǎn)，市場(chǎng)消費(fèi)觀念還未形成，但隨著智能家居市場(chǎng)推廣普及的進(jìn)一步落實(shí)，培育起消費(fèi)者的使用習(xí)慣，智能家居市場(chǎng)的消費(fèi)潛力必然是巨大的，產(chǎn)業(yè)前景光明。智能家居控制的發(fā)展關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)理念以及經(jīng)營(yíng)者的心態(tài)，市場(chǎng)目標(biāo)客戶真正需要什么東西，如果只注重簽單，不設(shè)身處地的為客戶著想，不兼顧智能解決未來(lái)的發(fā)展，提供片面的智能家居解決方案，而不考慮客戶的適用性，是不可取的，是急功近利的表現(xiàn)，這不僅降低了智能家居的應(yīng)用效果，還不利于整個(gè)智能家居行業(yè)的發(fā)展。近幾年，很多研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠商已經(jīng)意識(shí)到家庭安全的重要性，把智能家居作為一個(gè)重要的方向和項(xiàng)目來(lái)研究，并紛紛投入大量人力財(cái)力，使智能家居真正的走向市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。每個(gè)單獨(dú)的模塊在整體系統(tǒng)的平臺(tái)管理下獨(dú)立運(yùn)行的同時(shí)，平臺(tái)又能能提取各個(gè)模塊化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)家居系統(tǒng)的連動(dòng)機(jī)制。具有樣式各異的主流控制端口，如對(duì)RS48RS23IP等信號(hào)都能實(shí)現(xiàn)控制和管理，并且還可以擴(kuò)充添加國(guó)內(nèi)外時(shí)下較為流行的控制端口，如EIB、Lonwork、CEbus、Canbus，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如：WiFi、GPRS、藍(lán)牙等。而且，平臺(tái)增加了智能終端的實(shí)時(shí)顯示功能，保證其在各模塊系統(tǒng)運(yùn)行的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和結(jié)果進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和相關(guān)顯示，讓業(yè)主對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)一目了然，同時(shí)為系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化提速提供了基礎(chǔ)。在當(dāng)前流行的家居智能控制系統(tǒng)中，信息服務(wù)是一個(gè)特別關(guān)鍵而且無(wú)法取代的重要環(huán)節(jié)，配備了信息服務(wù)后，它讓智能家居系統(tǒng)在越變?cè)铰斆鞯耐瑫r(shí)，更給我們的日常生活帶來(lái)了相當(dāng)一部分的實(shí)時(shí)資訊和新聞資源，使得智能家居更貼近我們的生活，就像一個(gè)勤懇的“大管家”一樣，讓智能家居變得更加真切有形，就像它不是虛擬在呆板的程序控制中，而是和我們進(jìn)行交流。5）多種控制手段。比如外來(lái)人員的非法闖入、煙霧感知等，系統(tǒng)能隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況啟動(dòng)相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)制。5． 環(huán)境自行管理。小到衛(wèi)生間、廚房，大到臥室甚至整個(gè)客廳，都能保證高質(zhì)量的環(huán)境系統(tǒng)，時(shí)時(shí)處處給主人最適宜的居住條件。 現(xiàn)如今中國(guó)的智能家居市場(chǎng)存在參差不齊的現(xiàn)狀，各大、中、小廠家各自為政，種類繁多且互不兼容，使得智能家居市場(chǎng)面臨瓶頸。再者，缺乏對(duì)應(yīng)的第三方產(chǎn)品，各個(gè)接入設(shè)備之間不能兼容，互操作性差，不利于產(chǎn)品的擴(kuò)充，因而進(jìn)一步局限了產(chǎn)品的發(fā)展。最終，我想全人類的夢(mèng)想是智能家居控制系統(tǒng)將囊括所有的家事雜物，讓我們真正的享受舒適溫馨的家庭生活。而智能家居的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)大方向：1）智能化、人性化隨著人工智能的不斷發(fā)展和機(jī)器人的出現(xiàn)，智能化已經(jīng)不再那么遙遠(yuǎn)，毋庸置疑，智能化是智能控制的必然趨勢(shì)。而當(dāng)前人們?nèi)找嬖鰪?qiáng)的環(huán)保意識(shí)，也使得綠色、環(huán)保這兩個(gè)重要指標(biāo)成為考核未來(lái)家居的重要參考標(biāo)準(zhǔn)，甚至是首要考慮因素。4） 成本低廉化如果智能家居想開(kāi)拓更大的市場(chǎng)，走進(jìn)更多的用戶住宅，高昂的投入費(fèi)用會(huì)成為很多家庭選擇的最大阻礙，因此，怎樣從不降低智能化家居質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)最大的低投入，讓更多的消費(fèi)者接受，也是智能化發(fā)展重要考慮方向。而這也推動(dòng)了智能化技術(shù)在家居領(lǐng)域的縱深發(fā)展，并為各類智能化家居新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)增加了動(dòng)力，同時(shí)新產(chǎn)品的出現(xiàn)，也大大豐富了智能家居系統(tǒng)的厚度。在出于報(bào)警狀態(tài)時(shí)，如果監(jiān)測(cè)到人員闖入要出現(xiàn)聲光報(bào)警。首先，主控元件對(duì)接收到的數(shù)據(jù)（如光線強(qiáng)暗，溫度高低）通過(guò)LCD顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，使室內(nèi)情況一目了然。而且此單片機(jī)內(nèi)部自帶A/D轉(zhuǎn)換，這樣，在光敏電阻采集模擬信號(hào)的時(shí)候，可不用轉(zhuǎn)換成數(shù)字量而直接接入單片機(jī)，便于單片機(jī)的控制