【正文】 ....IIntroduction ......................................III1 緒論 .....................................................................................................................................1 課題設(shè)計(jì)背景 ...................................1 多功能智能窗發(fā)展前景 ...........................1 課題內(nèi)容及章節(jié)安排 .............................12 總體方案設(shè)計(jì) .....................................................................................................................3 整體方案設(shè)計(jì) ...................................3 多功能智能窗主體構(gòu)成 ...........................33 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .....................................................................................................................5 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) ...................................8 復(fù)位電路設(shè)計(jì) ...................................8 防盜報(bào)警電路設(shè)計(jì) ...............................9 防盜報(bào)警設(shè)計(jì)思路 .......................................................................................9 常見紅外傳感器介紹 .....................................................................................9 RE200B 工作原理 ......................................................................................11 放大電路設(shè)計(jì) .............................................................................................14 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì) .....................................................................................14 濕度檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ..............................15 濕度檢測(cè)電路設(shè)計(jì)思路 .............................................................................15 常見濕度傳感器介紹 .................................................................................16 DHT11 工作原理 ........................................................................................18基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì) 風(fēng)速檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ..............................21 風(fēng)速檢測(cè)電路設(shè)計(jì)思路 .............................................................................22 常見風(fēng)速傳感器介紹 .................................................................................22 SM5551001D 工作原理 ............................................................................24 放大電路設(shè)計(jì) .............................................................................................24 AD 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) ......................................................................................26 有毒氣體檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ..........................29 有毒氣體檢測(cè)電路設(shè)計(jì)思路 ...............................................................29 常見煙霧傳感器介紹 ...........................................................................30 MQ2 工作原理 ....................................................................................31 LCD1602介紹 ...................................34 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ..............................364 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...............................................................................................................395 系統(tǒng)仿真 .......................................................................................................................42 Proteus簡(jiǎn)介 ...................................42 Keil 簡(jiǎn)介 .....................................42 電路仿真 ......................................426 總結(jié)與展望 ................................................................................................................46 總結(jié) ..........................................46 展望 ..........................................46參考文獻(xiàn) ...........................................................................................................................47致謝 ...................................................................................................................................48附錄 ...................................................................................................................................49附錄 A 部分程序 ....................................49附錄 B 系統(tǒng)總原理圖 ................................60華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄 C 系統(tǒng)總仿真圖 ................................61華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）I基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總說(shuō)明在人們生活水平逐漸提高的今天，智能化控制已經(jīng)逐步走進(jìn)了人們的生活中。本設(shè)計(jì)提出了一個(gè)以 AT89S51單片機(jī)為主的多功能智能窗系統(tǒng)。本系統(tǒng)的主要器件即為控制器件單片機(jī)和各種不同類型、不同功能的傳感器，單片機(jī)根據(jù)接收傳感器檢測(cè)模塊的信號(hào)，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)開、關(guān)窗，聲光報(bào)警，通風(fēng)等功能，實(shí)現(xiàn)窗戶開、關(guān)的智能化。當(dāng)室外刮風(fēng)時(shí)，風(fēng)速傳感器將此信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)使窗戶自動(dòng)關(guān)閉，避免大風(fēng)損壞室內(nèi)物品。多功能智能窗戶系統(tǒng)在我國(guó)還剛剛興起，但其發(fā)展前景廣闊，推廣和應(yīng)用多功能窗戶系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。單片機(jī)控制的多功能智能窗有豐富的智能化功能，為家庭用戶營(yíng)造了一個(gè)高效、舒適、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。本設(shè)計(jì)希望開發(fā)一種在普通窗的基礎(chǔ)上改進(jìn)的智能關(guān)窗裝置，該裝置裝有傳感器，能夠根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)窗。所有模塊軟件都編寫完成之后，再把各個(gè)模塊的程序綜合到一塊，進(jìn)行總程序的編寫。此功能特別適合高樓住戶。根據(jù)室內(nèi)外環(huán)境的不同，綜合考慮，把紅外防盜模塊、防雨檢測(cè)模塊、防風(fēng)檢測(cè)模塊優(yōu)先級(jí)依次順序降低。其片內(nèi)含 4K bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用 ATMEL 公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳。 程 序 校 驗(yàn) 時(shí) ， 需 要 外 部 上 拉 電 阻 。 作 為 輸 入 使 用 時(shí) ， 被 外 部 拉 低 的 引 腳 由 于 內(nèi) 部 電 阻 的 原 因 ，將 輸 出 電 流 （ IIL） 。 P3 口 亦 作 為 AT89S52 特 殊 功 能 （ 第 二 功 能 ） 使 用 。 基于單片機(jī)的多功能智能窗的設(shè)計(jì)第 8 頁(yè) 共 61 頁(yè)對(duì) FLASH 存 儲(chǔ) 器 編 程 期 間 ， 該 引 腳 還 用 于 輸 入 編 程 脈 沖 （ PROG） 。 FLASH 存 儲(chǔ) 器 編 程 時(shí) ， 該 引 腳 加 上 +12V 的 編 程 允 許 電 源 Vpp， 當(dāng) 然 這 必 須 是 該器 件 是 使 用 12V 編 程 電 壓 Vpp。復(fù)位方法一般有上電復(fù)位和外部手動(dòng)復(fù)位兩種方式。從而避免造成財(cái)產(chǎn)及安全損失。HEITRONICS 系列產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于冶金、玻璃、造紙、紡織、橡膠、木材、制陶、塑料、涂層、瀝青、建筑、電子、 食品、石化、水泥等工業(yè)制造、科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。（7）無(wú)線紅外傳感器華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 11 頁(yè) 共 61 頁(yè)無(wú)線紅外傳感器又名無(wú)線紅外探測(cè)器，無(wú)線智能幕簾/廣角紅外探測(cè)器采用美國(guó)軍用紅外傳感器進(jìn)行信號(hào)采集探測(cè)與摩托羅拉芯片組合集成單片機(jī)智能技術(shù)控制，自動(dòng)溫度補(bǔ)償、微電流省耗、無(wú)誤報(bào)、無(wú)漏報(bào)、探測(cè)距離遠(yuǎn)、工作穩(wěn)定、性能可靠、外形精巧、美觀大方。熱釋電紅外線(PIR)傳感器是 80 年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)元件，是一種能檢測(cè)人體發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器，它能組成防入侵報(bào)警器或各種自動(dòng)化節(jié)能裝置。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾 ，該傳感器在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測(cè)出物體放出的紅外線能量變化 ，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。本設(shè)計(jì)傳感器采用雙元熱釋電紅外傳感器 RE200B，該傳感器翻用熱釋電材料極化隨溫度變化的特殊探測(cè)紅外輻射，并采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制干擾，以提高傳感器的工作溫度。放大后的信號(hào)由 C3 耦合至反相器 74LS04 輸入端。電路中按鍵S2 鍵作為中止 /暫停鍵, 按下 S2 按鍵時(shí)，模擬的是當(dāng)聲光報(bào)警電路開始工作時(shí)，室內(nèi)主人通過(guò)聲光報(bào)警電路得知有人入侵偷盜，得知此情況后，主人就可以關(guān)閉聲光報(bào)警了。 常見濕度傳感器介紹濕度傳感器，基本形式都為利用濕敏材料對(duì)水分子的吸附能力或?qū)λ肿赢a(chǎn)生物理效應(yīng)的方法測(cè)量濕度。這類元件在應(yīng)用時(shí)附著或浸入被測(cè)的水蒸氣分子，與材料發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化物，或一經(jīng)浸入就有一部分殘留在元件上而難以全部脫出，使重復(fù)使用時(shí)元件的特性不穩(wěn)定，測(cè)量時(shí)有較大的滯后誤差和較慢的反應(yīng)速度。結(jié)構(gòu)形式有頓蒙式和含浸式。吸濕后電阻值改變的高分子材料，可做成電阻變化式濕敏元件。它是一種價(jià)廉物美，較早投入批量生產(chǎn)的濕敏元件，在濕度測(cè)量和濕度控制方面都有大量應(yīng)用。（6）熱敏電阻式濕度傳感器利用熱敏電阻作濕敏元件。在本系統(tǒng)中考慮到用數(shù)字型濕度傳感器較用模擬型濕度傳感器電路簡(jiǎn)單，可以省去 A/D 轉(zhuǎn)化模塊，所以這里采用的濕度傳感器為電阻式數(shù)字溫濕度傳感器 DHT11。 單線制串行接口，使系統(tǒng) 集變得簡(jiǎn)易快捷。1 %RH 長(zhǎng)期穩(wěn)定性 典型值 177。 用戶 MCU 發(fā)送一次開始信號(hào)后，DHT11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式，等待主機(jī)開