畢業(yè)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-19 12:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 16,17:WR寫(xiě)控制RD讀控制輸出端) ,18,19腳:晶振諧振器，20腳接地線，21~28 p2接口高8位地址總線29: psen 片外rom選通端，單片機(jī)對(duì)片外rom操作時(shí) 29腳(psen)輸出低電平30:ALE/PROG 地址鎖存器31:EA rom取指令控制器，電源+5V。圖4 最小系統(tǒng)格式 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6 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。 LCD模塊 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符。（16列2行） 注：為了表示的方便 ，后文皆以1表示高電平，0表示低電平。 1602液晶也叫1602字符型液晶它是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊它有若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒茱@示圖形 ?。ㄓ米远xCGRAM，顯示效果也不好） n1602LCD是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字）。 n目前市面上字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于HD44780寫(xiě)的控制程序可以很方便地應(yīng)用于市面上大部分的字符型液晶。 格式 管腳功能 LCD1602引腳圖 1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中： 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)可以通過(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，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。 底紋 1602LCD的特性 n+5V電壓，對(duì)比度可調(diào) n內(nèi)含復(fù)位電路 n提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能 n有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM n內(nèi)建有192個(gè)5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM n8個(gè)可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM 1602LCD特征及應(yīng)用 微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 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，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)不能滿足智能家居的布線、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）；
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