基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 12:53 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 rom取指令控制器，電源+5V。圖4 最小系統(tǒng) 串口模塊 串口采用MAX3232芯片，MAX232芯片是美信公司專(zhuān)門(mén)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。主要特點(diǎn)有：符合所有的RS232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只需要單一 +5V電源供電 片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和10V電壓V+、V 功耗低，典型供電電流5mA 內(nèi)部集成2個(gè)RS232C驅(qū)動(dòng)器 內(nèi)部集成兩個(gè)RS232C接收器圖5 串口模塊 MAX3232 濕度傳感器模塊濕度采集選用了th100hum濕度傳感器，其特點(diǎn)如下：（1）在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與th100hum的雙向通訊。（2）測(cè)濕范圍 0%～100%，%。（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)th100hum可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。（4）工作電源: 3~5V/DC。（5）在使用中不需要任何外圍元件。（6）測(cè)量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送。圖7 濕度度傳感器模塊 溫度傳感器模塊溫度采集選用了DS18B20溫度傳感器，其特點(diǎn)如下：（1）在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線(xiàn)即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。（2）測(cè)溫范圍 －55℃～＋125℃，℃。（3）支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線(xiàn)上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。（4）工作電源: 3~5V/DC。（5）在使用中不需要任何外圍元件。（6）測(cè)量結(jié)果以9~12位數(shù)字量方式串行傳送。圖7 溫度傳感器模塊 LCD模塊顯示模塊采用LCD1602，它能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。（16列2行）在本次設(shè)計(jì)中，第一行為提示信息，第二行為數(shù)據(jù)信息其引腳功能如下：第1腳：VSS為電源地。第2腳：VDD接5V電源正極。第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。第5腳：RW為讀寫(xiě)信號(hào)線(xiàn)，高電平(1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平(0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。第6腳：E(或EN)端為使能(enable)端。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第15～16腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。圖8 LCD模塊 鍵盤(pán)模塊鍵盤(pán)采用4*3矩陣鍵盤(pán),鍵值讀取方法采用掃描法，端口使用P1口，~，~，在對(duì)行、列掃描之前，先會(huì)掃描整個(gè)P1口，當(dāng)讀到有鍵按下才，會(huì)去具體掃描行與列。圖9 鍵盤(pán)模塊 繼電器模塊繼電器作為一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。本次設(shè)計(jì)中選用了4個(gè)繼電器來(lái)控制4個(gè)對(duì)應(yīng)的電器。圖10 繼電器模塊 AD模塊因?yàn)镾TC89C52芯片沒(méi)有AD轉(zhuǎn)換模塊，故而采用PCF8591T芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)AD與DA轉(zhuǎn)換功能的，它有4路模擬輸入，1路模擬輸出，一個(gè)I2CBUS接口，3個(gè)給硬件地址編程的腳。通過(guò)I2C總線(xiàn)與處理器通信，其價(jià)格低廉，接口簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其引腳定義如下：AIN0~AIN3：模擬輸入（A/D 轉(zhuǎn)換）。 AOUT：模擬輸出（D/A轉(zhuǎn)換）。 A0A2：硬件設(shè)備地址。 GND：電源負(fù)極地。 VREF：參考電壓輸入。 EXT:振蕩器輸入時(shí)，內(nèi)部/外部的切換開(kāi)關(guān)。 OSC: 振蕩器輸入/輸出。 SCL: I2C BUS 時(shí)鐘輸入。 SDA:I2C BUS 數(shù)據(jù)輸入/輸出。 AGND:模擬地,摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地。 圖11 AD轉(zhuǎn)換模塊 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊因?yàn)镽S232串口通信的距離就只有15M，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足智能家居的布線(xiàn)、組網(wǎng)要求，考慮到成本與技術(shù)問(wèn)題，本設(shè)計(jì)中選用了一款RS232 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊，將單片機(jī)中的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)頁(yè)后臺(tái)程序。該模塊具體的功能如下： （1）10M以太網(wǎng)接口； （2）；（3）串口波特率300~115200bps；（4）支持TCP/IP協(xié)議包括：ARP、IP、ICMP、IGMP、UDP、TCP、HTTP、DHCP；（5）工作方式：TCP Server, TCP Client, UDP, 虛擬串口、socket控件；（6）工作端口、目標(biāo) IP和端口均可設(shè)定；（7）提供虛擬串口管理軟件；（8）提供通用配置函數(shù)庫(kù)，方便用戶(hù)使用開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序；（9）可使用配置工具XVCOM進(jìn)行配置；（10）可使用網(wǎng)頁(yè)瀏覽器進(jìn)行配置；（11）輸入電壓：5V；（12）功耗低最大工作電流：80mA；（13）工作溫度：0～65℃；圖12 串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)模塊第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) MCGS組態(tài)軟件介紹MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測(cè)、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。，它具有以下特點(diǎn)： 良好的結(jié)構(gòu)：先進(jìn)的C/S（客戶(hù)端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單的操作：客戶(hù)端只需要使用標(biāo)準(zhǔn)的IE瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的瀏覽和控制良好性?xún)r(jià)比：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只需一套網(wǎng)絡(luò)版軟件（包括通用版所有功能），客戶(hù)端不需裝MCGS的任何
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