智能家居控制系統(tǒng)畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-23 12:52本頁面
【正文】 不僅使我掌握了基本的科學研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理，這將非常有利于我今后的學習和工作。通過設(shè)計也讓我對電子更加感興趣，增強了學習的興趣。通過本系統(tǒng)的設(shè)計和制作，是我對單片機的控制掌握的更加深刻，并且深化了課堂上學到的知識，培養(yǎng)了運用能力，強化了解決問題的能力。畢業(yè)設(shè)計對任何一個畢業(yè)生來說都應(yīng)該是非常重要的，因為這需要通過自己所學到的知識來解決實際的問題，是對自己綜合能力的一個考驗。且在安防模式中，能夠?qū)崟r檢測家居環(huán)境，如有異常，且會報警提醒。圖22 液晶顯示界面圖23 傳感器模塊本次設(shè)計為了模擬顯示的窗簾，此次選擇細線上掛幾個物體來擔當窗簾的角色，用步進電機來控制窗簾的收縮。在這些傳感器的實時監(jiān)測下，完成了我們的整個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，使主控芯片能夠得到快速且準確的外界信息。整個設(shè)計都在液晶5510下顯示，如圖22。下圖為ICCAVR編譯環(huán)境界面：圖19 ICCAVR編譯環(huán)境 Progisp ISP下載軟件：Progisp ISP具有以下特性：1）支持所有的AVR芯片的編程，支持AT89S51,AT89S52；2）自定義串口的下載編程器的支持；3）USBASP下載器的支持；4）自定義編程熔絲信息的支持；5）支持高壓下載器；6）支持脫機下載器實現(xiàn)脫機下載；7）支持命令行模式，可以直接嵌入其他IDE中使用；綠色軟件，無需安裝，占用資源少；8）支持自定義漢化信息提示；9）支持工程管理可以將所有的配置數(shù)據(jù)與編程數(shù)據(jù)打包為單一文件。圖17 ATmega16原理圖 圖18 ATmega16 PCB圖 程序編譯環(huán)境 ICCAVR軟件ICCAVR軟件是一種符合ANSI標準的C語言來開發(fā)MCU（單片機）程序的一個工具，功能合適、使用方便、技術(shù)支持好，它主要有以下幾個特點：（IDE）；，文檔的編輯和工程的構(gòu)造都是在項目工程中完成的，編譯的錯誤會在在狀態(tài)窗口中顯示，且當你點擊一個編譯錯誤時，光標則會自動跳到該行的錯誤；（大多數(shù)編程器都支持HEX格式的文件，可以直接下載到芯片中使用）和符合 AVRStudio的調(diào)試文件(COFF格式)[17]。由于Altium Designer 6在繼承先前Protel軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了FPGA設(shè)計和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計功能，Altium Designer 6對計算機的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。Altium Designer 6除了全面繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點外，還增加了許多改進和很多高端功能。Altium Designer 6是完全一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)下的一個版本。需要注意的是，在使用ULN2003時，為了讓這個二極管起到續(xù)流作用，必須將COM引腳（pin9）接在負載的供電電源上，只有這樣才能夠形成續(xù)流回路，這是因為ULN2003是集電極開路輸出。在工作電壓為5V時，可直接與TTL和CMOS電路連接，即可直接驅(qū)動繼電器等負載。單四拍、雙四拍與八拍工作模式的電源通電時序與波形分別如圖15所示：圖15 電機工作時序與波形 電機驅(qū)動本設(shè)計的電機驅(qū)動采用ULN2003，ULN2003是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點[15],適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。四相步進電機一般有三種工作模式：單四拍、雙四拍、八拍三種，它們是根據(jù)電流時序的不同來劃分的。但0、3號齒輪與A、B相繞組電磁極就會產(chǎn)生錯位，5號齒輪就與A、D相繞組的電磁極產(chǎn)生錯位。圖14是四相步進電機工作原理圖：圖14 四相步進電機步進原理圖初識時，單刀開關(guān)SB連通電源，而SA、SC、SD斷開，B相電磁和轉(zhuǎn)子0、3號齒輪相對齊，此時，轉(zhuǎn)子的4號齒輪則會與C、D相繞組的電磁極產(chǎn)生錯位，5號齒輪則會與D、A相繞組的電磁極產(chǎn)生錯位。 步進電機模塊本窗簾電機采用四相步進電機，其使用單極性直流電源供電[13]。在確定一個線的位置為低電平后，然后檢測每行的電平狀態(tài)。如果所有的列線都沒有低電平，則鍵盤上無按鍵按下。矩陣鍵盤原理仿真圖如圖13，具體掃描過程如下：1）確定是否有按鍵按下，初始化所有行y0y3為低水平，然后檢測列線的狀態(tài)。當有按鍵按下時，則輸入線就會被拉低。 圖12 Nokia5110液晶 圖13 矩陣鍵盤 鍵盤模塊本次設(shè)計選用的是矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤，其具有四行四列（4*4）[12]，需要8個IO口，我們可以讓行線所接單片機的I/O口作為輸出端，而列線所接的I/O口作為輸入端。3)速度快，是LCD12864的20倍，是LCD1602的40倍。LCD1602一般15元左右，LCD12864一般50~70元。LCD有明顯的優(yōu)點：微功耗、尺寸小，超薄輕巧、顯示信息量大、字跡清晰、美觀、視覺舒適；可以用中文LCD液晶進行菜單顯示，使整個控制系統(tǒng)更加人性化。LED 數(shù)碼管亮度高，醒目，但是其電路復(fù)雜，占用資源較多，顯示信息量較小。如下圖所示：圖11 177。輸出比較穩(wěn)定的177。12V電源，由220V的交流電經(jīng)交流變壓器T降壓，變成12V交流電，低壓交流電再經(jīng)過全橋整流變成脈動直流17V左右為三端穩(wěn)壓提供電源，送到穩(wěn)壓塊輸入端，進行穩(wěn)壓，然后由三端穩(wěn)壓輸出端輸出177。如下圖所示：圖10 5V開關(guān)電源穩(wěn)壓器電路2)其他電源穩(wěn)壓器電路本系統(tǒng)的設(shè)計還涉及到傳感器信號采集與信號放大，其中放大器等部分需要用到177。在本次畢業(yè)設(shè)計中,我們選用了穩(wěn)壓芯片LM2576完成12V向5V的轉(zhuǎn)變,并讓其對ATmega16控制核心和其他5V單元的供電。同時為了方便控制，控制芯片會將采集到的一些數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶屏上顯示出來。若檢測到有異常人員進入，則會通過蜂鳴器報警。住宅周界防護是指在住宅門，房子的窗戶，窗戶上的玻璃等外部環(huán)境上安裝一些傳感
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