【正文】 ..............................28 測(cè)試過程 .............................................................................................................28V 產(chǎn)生的誤差 ........................................................................................................28 調(diào)試錯(cuò)誤及處理情況 ............................................................................................285 結(jié)論與展望 ..............................................................................................................29 結(jié)論 .......................................................................................................................29 展望 .......................................................................................................................29參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................31致 謝 ............................................................................................................................32附 錄 ............................................................................................................................33 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 33 頁1 緒論 課題背景隨著電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)家居信息化、網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)前智能家居系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢(shì)。目前，智能化已經(jīng)成為自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和顯著標(biāo)志，并且推動(dòng)智能功能迅速擴(kuò)展到儀器、儀表等設(shè)備中去，使設(shè)備智能化。智能家居以其安全舒適、服務(wù)完善而深受住戶的喜愛。 “據(jù)世界銀行估計(jì)，中國每年因室內(nèi)空氣污染所造成的經(jīng)濟(jì)損失約 32 億美元。這些有害氣體已經(jīng)引起全球性的人口發(fā)病率和死亡的增加。 ”因此，對(duì)室內(nèi)環(huán)境的檢測(cè)有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)映射出本設(shè)計(jì)有著極其廣闊的市場(chǎng)前景。 課題研究的意義；國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 課題研究的意義 隨著人們對(duì)居住環(huán)境要求的不斷提高，家居智能化已經(jīng)成為住宅發(fā)展的必然趨勢(shì)。在我國智能家居也在逐漸升溫，但智能家居始終沒有真正的走進(jìn)人們的生活，主要是因?yàn)槟壳八趦r(jià)格、實(shí)用性和功能的豐富程度上存在著一定的問題。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)智能家居的發(fā)展分為三個(gè)階段： 首先是家庭電子化階段，這個(gè)時(shí)期主要是面向單個(gè)的電器，家庭電器之間并沒有形成網(wǎng)絡(luò)，亦沒有大的聯(lián)系。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 共 33 頁最后是家居智能化階段，這個(gè)時(shí)期是面向系統(tǒng)設(shè)計(jì)的階段，系統(tǒng)通過家庭分布總線把住宅各種與信息相關(guān)的通信設(shè)備、家用電器、報(bào)警裝置并到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行集中的控制、管理，保持家電與環(huán)境的協(xié)調(diào)，提供生活、工作、學(xué)習(xí)以及娛樂的各種優(yōu)質(zhì)服務(wù)，營造一種溫馨舒適的家庭氛圍。（1）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀20 世紀(jì) 90 年代后期，我國的智能小區(qū)日益興起。在 97香港回歸之際，在建設(shè)部“97 跨世紀(jì)住宅小區(qū)案競(jìng)賽活動(dòng)”中，上海中皇廣場(chǎng)被建設(shè)部科技委員會(huì)列為全國首家“智能住宅示范工程” ，揭開了全國智能小區(qū)發(fā)展的序幕。隨后信息化走進(jìn)了千家萬戶，由國家經(jīng)貿(mào)委牽頭成立了家庭信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)，而信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系研究及產(chǎn)品開發(fā)被列為了國家技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)專項(xiàng)計(jì)劃。（2）國外發(fā)展現(xiàn)狀1984 年，世界上第一幢智能建筑在美國康涅迪格洲落成，這棟意義非凡的建筑只是對(duì)一座舊式大樓的一定程度的改造而完成的。2022 年，新加坡有近 30 個(gè)社區(qū)的約 5000 戶家庭采用了這種家庭智能化系統(tǒng)，而美國的安裝住戶高達(dá) 4 萬戶。在智能家居系統(tǒng)研發(fā)方面，美國及一些歐洲國家一直處于領(lǐng)先地位。例如：微軟公司開發(fā)的“夢(mèng)幻之家” 。此外，日韓新等國的龍頭企業(yè)紛紛致力于家居智能化的開發(fā)，對(duì)家居市場(chǎng)更是躍躍欲試。作為 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 33 頁智能家居的核心系統(tǒng)的智能家居控制系統(tǒng)，它的設(shè)計(jì)功能的完善必將推動(dòng)住宅智能化的發(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。具體實(shí)現(xiàn)內(nèi)容如下：（1）通過液晶實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前時(shí)間，并可以通過鍵盤設(shè)定時(shí)間；（2）使用熱釋電紅外傳感器感應(yīng)是否有人通過，有人時(shí)點(diǎn)亮照明燈（LED） ；（3）使用溫度傳感器監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫度并顯示在液晶顯示器上，當(dāng)溫度超過一定范圍時(shí)蜂鳴器響，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。主要特性如下：? 增強(qiáng)型8051單片機(jī)，6時(shí)鐘/機(jī)器周期和12時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.? 工作電壓：～（5V單片機(jī)）/～（3V 單片機(jī)）? 工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz ，實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz? 用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)? 片上集成512字節(jié)RAM? 通用I/O 口（32個(gè)），復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O口用時(shí)，需加上拉電阻。即定時(shí)器T0、T T2? 外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒? 通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè) UART? 工作溫度范圍：40～+85℃ （工業(yè)級(jí)）/0～75℃（商業(yè)級(jí)）? PDIP封裝STC89C52RC單片機(jī)的工作模式? 掉電模式：典型功耗,可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續(xù)執(zhí)行原程序? 空閑模式：典型功耗2mA? 正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA? 掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于水表、氣表等電池供電系統(tǒng)及便攜設(shè)備 89C52 引腳VCC（40引腳）：電源電壓 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 33 頁VSS（20引腳）：接地P0端口（～，39～32引腳）：P0口是一個(gè)漏極開路的 8位雙向I/O 口。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0 口也可以提供低8位地址和8位數(shù)據(jù)的復(fù)用總線。在Flash ROM編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。P1端口（～，1～8引腳）：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。此外， 和 還可以作為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的外部技術(shù)輸入（ ）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（）。表 和 引腳復(fù)用功能引腳號(hào) 功能特性 T2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出 T2EX（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器2捕獲/重裝觸發(fā)和方向控制）P2端口（～，21～28引腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O端口。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時(shí)可用作輸入口。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行“MOVX DPTR”指令）時(shí)， P2送出高8位地址。P3端口（～，10～17引腳）：P3是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O端口。對(duì)端口寫入1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3口除作為一般I/O口外，還有其他一些復(fù)用功能,。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。如果需要，通過將地址位8EH的SFR的第0位置“ 1”，ALE操作將無效。否則， ALE將被微弱拉高。（29引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。VPP（31引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。注意加密方式 1時(shí)，將內(nèi)部鎖定位RESET。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 DS1302時(shí)鐘芯片 DS1302 簡介 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 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)和 RAM 數(shù)據(jù)。工作電壓寬達(dá) ～。DS1302 的外部引腳分配如圖 所示，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 DS1302 的外部引腳分配 圖 DS1302 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 各引腳的功能為： Vcc1：主電源；Vcc2：備份電源。SCLK：串行時(shí)鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線； CE：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。 DS18B20 溫度傳感器溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用于高精度、高可靠性的場(chǎng)合時(shí) DALLAS 公 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁 共 33 頁司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當(dāng)仁不讓。了解其工作原理和應(yīng)用可以拓寬我們對(duì)單片機(jī)開發(fā)的思路。 先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信。 攝氏度 12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為 750 毫秒。 檢測(cè)溫度范圍為55℃～+125℃（67176。F） 內(nèi)置 EEPROM，限溫報(bào)警功能。 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。其一個(gè)工作周期可分為兩個(gè)部分，即溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時(shí)設(shè)置不由用戶更改。RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20 共 9 個(gè)字節(jié) RAM,每個(gè)字節(jié)為 8 位。在上電復(fù)位使其值將被刷新。第 8 個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換，計(jì)算的暫存單元。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)。 1602LCD顯示器液晶顯示器件在中國已有二十余年的發(fā)展歷史?，F(xiàn)在，液晶顯示幾 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁 共 33 頁乎已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)，生活的各個(gè)領(lǐng)域，人們幾乎時(shí)時(shí)處處都要與這一神奇而又普通的面孔打交道 [5]。由于液晶顯示器具有低壓低功耗，顯示信息量大易于彩色化，無電磁輻射，長壽命，無污染等特點(diǎn)。LCD與CRT顯示器在主要參數(shù)方面有許多不同點(diǎn)。大屏幕顯示的應(yīng)用范圍極廣，隨著社會(huì)發(fā)展，公眾生活的加強(qiáng)，人們對(duì)能夠面向廣大公眾傳遞信息的顯示裝置越來越感到必需。它可以用一個(gè)體積很小的系統(tǒng)裝置，實(shí)現(xiàn) 100 英寸以上的非常漂亮的大屏幕電視顯示。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子通信技術(shù)的發(fā)展，LCD 顯示屏作為一種新的傳媒工具，現(xiàn)已經(jīng)應(yīng)用到商業(yè)、軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運(yùn)輸?shù)仍S多行業(yè)，大到幾十平方米的大屏幕，小到家庭影院用的圖文顯示屏，以及政府部門應(yīng)用的電子黑板，證券、銀行等部門用的信息數(shù)字混合屏。 1602 簡介主要技術(shù)參數(shù):顯示容量：16X2 個(gè)字符芯片工作電壓：~工作電流：（）模塊最佳工作電壓：字符尺寸：（WXH）mm接口信號(hào)說明如表 所示。 表 狀態(tài)字說明STA7 STA6 STA5 STA4 STA3 STA2 STA1 STA0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 STA06:當(dāng)前數(shù)據(jù)地址指針的數(shù)值S