基于单片机的室内电器自动控制系统的设计与实现

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基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计随着科技的不断发展,智能家居控制系统已经成为了现代家庭的一项必备设施。

基于单片机的智能家居控制系统设计,可以将家庭电器、照明、安防等设备进行智能化管理和控制,给人们带来更为便利、节能、安全的居住环境。

本文将介绍基于单片机的智能家居控制系统设计的原理、功能和实施方法。

一、系统原理基于单片机的智能家居控制系统设计,首先需要选择一款合适的单片机作为控制核心,如常见的Arduino、STM32等。

其次需要编写相应的控制程序,通过传感器采集环境信息,然后对家居设备进行控制。

将控制程序烧录到单片机中,实现智能家居设备的远程控制和自动化管理。

二、系统功能1. 远程控制:用户可以通过手机、电脑等终端设备远程对家居设备进行控制,实现随时随地的智能化管理。

2. 环境监测:系统可以通过温度、湿度、光照传感器等监测环境信息,并根据用户的设定进行自动调节,提高居住舒适度。

3. 安防监控:系统可以接入摄像头、门禁、烟雾报警器等设备,实现对家庭安全的实时监控和报警功能。

4. 节能管理:系统可以对家庭的用电情况进行监测和智能调节,实现节能效果,降低能源浪费。

5. 智能照明:系统可以根据光线强度和用户需求,自动调节照明设备的亮度和颜色,提升居住体验。

三、实施方法1. 硬件搭建:根据系统需求选择合适的单片机、传感器、执行器等硬件设备,并进行连线和组装。

2. 控制程序编写:使用C、C++等编程语言编写控制程序,实现环境监测、远程控制、安防监控等功能。

3. 控制程序烧录:将编写好的控制程序烧录到单片机中,使其完成相应的智能控制功能。

4. 系统调试:对系统进行调试和联调,确保各个功能正常运行,并与手机、电脑等终端设备进行联动。

5. 用户体验优化:根据用户的反馈和需求,不断对系统进行优化和改进,提升系统的智能化水平和用户体验。

基于单片机的智能家居控制系统设计

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基于单片机的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是指利用各种先进的技术手段,通过智能化的方式对居家环境进行全面管理和控制,从而为居住者提供更加便捷、舒适和安全的生活体验。

基于单片机的智能家居控制系统是目前比较常见的一种应用方案。

本文将就基于单片机的智能家居控制系统进行介绍和设计。

在智能家居控制系统中,单片机作为智能控制主体,扮演着至关重要的角色。

它通过自身的输入输出接口和相应的程序算法,能够实现与各种传感器、执行器及通信模块的连接和数据交换,从而实现对家居设备的智能化控制。

具体来说,基于单片机的智能家居控制系统设计一般包括以下几个方面:1. 传感器模块:用于感知家居环境的温度、湿度、光照、烟雾等信息,并将这些信息通过单片机进行处理和分析。

2. 执行器模块:包括控制灯光、空调、窗帘、插座等各种家居设备的开关状态,实现对这些设备的远程控制。

3. 通信模块:通过网络通信技术,实现家居控制系统与用户手机、电脑等智能终端设备之间的无线连接和数据传输。

4. 控制算法:基于单片机的智能家居控制系统需要设计相应的控制算法,用于处理传感器模块采集到的数据,并实现对执行器模块的智能控制。

1. 硬件设计:基于单片机的智能家居控制系统的硬件设计方案,可以采用常见的单片机开发板作为控制核心,再通过扩展模块来实现各种传感器和执行器的连接。

比较常见的单片机型号包括STM32系列、Arduino系列、ESP8266系列等。

传感器模块可以选择温湿度传感器、光敏传感器、烟雾传感器等,执行器模块可以包括继电器、电机驱动模块、智能插座等。

通信模块可以选择WiFi模块、蓝牙模块或者LoRa模块,用于实现家居控制系统与用户终端设备的无线连接。

2. 软件设计:基于单片机的智能家居控制系统的软件设计主要包括单片机程序的编写和控制算法的实现。

单片机程序需要能够实现与传感器和执行器模块的通信、数据采集和控制指令发送。

控制算法可以通过采集到的传感器数据进行温度控制、湿度控制、照明控制等功能,也可以实现定时控制、远程控制、自动化控制等高级功能。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计随着科技的不断发展,智能家居系统已经逐渐成为人们生活中的一部分。

通过智能家居系统,我们可以实现对家居设备的远程控制、自动化管理,提高生活的便利性和舒适度。

基于单片机的智能家居控制系统是目前较为常见的一种实现方案。

本文将针对基于单片机的智能家居控制系统进行设计和实现的相关内容进行详细的介绍。

一、智能家居系统的设计思路智能家居系统的设计思路是通过传感器采集家居环境的相关信息,然后经过单片机进行处理并控制相关设备,从而实现对家居环境的自动化控制。

基于单片机的智能家居系统主要包括三个部分:传感器模块、控制模块和执行模块。

传感器模块用于采集环境信息,控制模块用于处理并执行控制逻辑,执行模块用于控制家居设备的开关、调节等功能。

具体来说,传感器模块可以包括温湿度传感器、光照传感器、气体传感器、人体红外传感器等,用于实时监测家居环境的温度、湿度、光照强度、空气质量、人员活动等信息。

控制模块主要由单片机组成,负责对传感器采集的数据进行分析处理,并根据预设的控制策略进行决策,最终控制执行模块对家居设备进行相应的控制操作。

1. 硬件设计在基于单片机的智能家居系统的实现过程中,硬件设计是重中之重。

需要选择适合的单片机作为控制核心。

目前市面上常用的单片机包括STC、STM32、Arduino等,选择时需要考虑其性能、功能、价格等因素,以及与传感器和执行模块的兼容性。

需要设计传感器模块和执行模块的接口电路。

传感器模块通常会输出模拟信号或数字信号,需要设计模拟信号采集电路或数字信号输入电路,并保证其与单片机的接口兼容。

执行模块通常会采用继电器、智能开关等电路,需要设计相应的接口电路,并根据不同的执行需求设计相应的执行逻辑。

还需设计供电电路和外围元件连接电路,保证整个系统的稳定、可靠工作。

软件设计是基于单片机的智能家居系统实现的另一个重要方面。

需要编写单片机的控制程序。

控制程序的功能包括:采集传感器数据、处理数据、根据控制策略进行决策、控制执行模块进行相应的控制操作。

基于单片机的室内电器自动控制系统的设计与实现

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1 引言如今已是信息时代,智能家居已经越来越多地出现在人们的生活之中,改变了人们传统的生活方式,提高了生活质量。

一个真正意义上的智能家居应该具备以下要素:网络高速接入功能;家居办公功能;家居娱乐功能;家居安全监控功能;家居管理功能;家居商务功能。

随着经济的发展,社会信息化程度不断加快,人类对智能家居的功能将会提出更高层次的要求,今后智能家居会更加偏向环保和节能的方向发展。

在我国,从近些年来的市场所反映的情况来看,智能家居正被越来越多的人所接受。

发展飞速,此行业的认知度一直在不断的上升,但就目前来看各地区间发展不平衡,主要集中于东部沿海城市,而中西部城市相对空白,大部分普通消费者对智能家居的概念还是很模糊。

因此需要培养消费者消费者智能化装修的意识,响应国家“节能减排、绿色建筑、智能建筑”住宅建设的要求,让更多的消费者了解智能家居,争取更多的市场和更多的客户,促进产业发展。

目前家中的照明、窗帘、空调、音响、调温度、防盗、网络家电等都已经实现了智能化。

本次设计主要是实现照明、背景音乐、窗帘的智能化。

由于目前节能规划极为欠缺,并且缺乏科学管理,灯光控制主要是手工代替,而且人们的自觉节能意识普遍薄弱,其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。

在光线足够强时也开灯,有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时,整个房间内也是灯火通明,据测算,这种现象的耗电占其单位所有耗电的40%左右[1]。

因此,有必要在保证照明质量的前提下,实施照明节能措施。

这不仅可以节约能源,而且会产生明显的经济效益。

基于单片机实现智能照明的设计,适用于学校、商场,家庭室内场所的照明控制,可以有效地对照明设备进行自动控制,达到科学管理与节能的目的。

实验证明,该系统结构简单、安装方便、工作稳定、可靠性高。

若在该系统中增加报警装置,也可实现自动报警功能。

电动窗帘、音乐背景的自动控制系统在我国刚刚兴起,但其发展前景广阔,其推广应用具有重要的现实意义。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计一、本文概述随着科技的不断发展,智能家居系统正逐渐成为人们关注的热点。

本文将探讨基于单片机的智能家居控制系统设计。

智能家居系统是一种集成了家庭自动化与绿色节能等功能的智能化系统,旨在为人们提供更加便捷、舒适和高效的生活方式。

该系统主要由控制器、网络连接设备、传感器和执行器组成。

单片机作为控制器的核心,通过连接网络和传感器,实现对各种数据的收集和处理,并根据数据执行相应的操作。

本文将详细介绍智能家居系统的组成、单片机在其中的应用,以及基于单片机的智能家居系统设计原理和实现方法。

通过本文的研究,旨在为智能家居系统的设计和开发提供有益的参考和指导。

二、单片机基础知识单片机是一种集成电路芯片,它包含了微处理器、存储器、输入输出接口等功能模块。

在智能家居控制系统中,单片机扮演着至关重要的角色,负责实现各种控制与管理任务。

硬件结构及串并行扩展:单片机的硬件结构包括中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时器计数器、串行通信接口等。

通过串并行扩展,单片机可以连接更多的外部设备,如传感器、执行器等。

指令系统和汇编语言程序设计:单片机有自己的指令系统,可以通过编写汇编语言程序来控制其运行。

掌握单片机的指令系统和汇编语言编程是设计智能家居控制系统的基础。

单片机的发展和应用:随着技术的进步,单片机的性能和功能不断提升,应用领域也越来越广泛。

在智能家居领域,单片机被用于实现安全监控、智能照明、温湿度控制、能源管理等功能。

通过学习单片机基础知识,可以为设计基于单片机的智能家居控制系统打下坚实的基础。

三、智能家居系统需求分析需要对智能家居系统的目标用户群体进行分析,了解他们的生活习惯、偏好和需求。

例如,用户可能需要远程控制家中的电器设备,或者希望系统能够根据他们的生活习惯自动调整家庭环境(如温度、湿度、照明等)。

基于用户需求,进一步明确智能家居系统应具备的功能。

基于单片机的智能家居控制系统设计

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基于单片机的智能家居控制系统设计摘要“智能家居控制系统”是以单片机为控制核心,通过红外遥控模块遥控单片机实现室温实时测量、时间日期显示、以及控制家庭用电器开关通断来实现家用电器自动控制的功能。

其中温度测量是通过DS18B20芯片实现,日期时间是通过DS1302实现,家用电器开关通断是通过继电器实现,各项数据通过LCD1602液晶显示屏显示。

该系统可以远程方便地控制家用电器的工作状况,既可以提升家居安全性、便利性、舒适性,又能实现环保节能的居住环境。

是未来家电控制发展的主要趋势。

本文首先针对课题背景设计了一套总体的系统框图与方案,然后根据系统框图将系统分为控制、红外、时钟、温度、继电器和显示六个模块。

分别针对后五个模块进行电路介绍、原理分析及软件设计,并用控制模块将这五个模块整理、整合到一个系统中成为最终的智能家居控制系统。

本课题借助Proteus软件进行电路仿真,Keil软件进行程序设计编译,使用STC-ISP软件将程序烧录至单片机中,最终成果是使用MX-51开发板,外加SRD-05VDC型号继电器实现的。

最终成果现象为开机后液晶显示屏上显示当前日期、时间、环境温度以及当前工作的继电器编号,遥控器按“1”、“2”、“3”键分别控制继电器1、2、3的通断,按奇数次为通电,按偶数次为断电,继电器之间工作独立。

关键词:STC89C52单片机;继电器;DS18B20;DS1302;红外模块;LCD1602AbstractThe kernel control of IHCS(Intelligent Home Control System) is STC89C52. It can measure the current temperature, calculate Date and Time, control electrical components’switching to realize long-distance dominating the electrical components by using the infrared module controlling the STC89C52. Current temperature measuring is realized by DS18B20, while date and time displaying is realized by DS1302. Electrical components’ switching is decided by electromagnetic relay, when all of the information and data is displayed by LCD1602. The system may have a long-distance control of electrical components. It not only will improve the safety, convenience, comfort of our living condition, but also can it save the energy to be an environmental friendly living style. It is the main tendency of the future electricity control.It was firstly introduced in this essay that the IHCS block diagram and program. It dividing the system into controlling module, infrared, timing, temperature, electromagnetic relay and display module. And introducing the circuit, analyzing the theory, designing the software of them except controlling module one by one. After that, controlling module connects this five modules into a system, then births the IHCS. In this essay, it project background of the production and the concept and sense of IHCS. In the essay, it is simulated by Proteus, the program is designed by using Keil, the last but not the least is that it downloads the software by STC-ISP into MX-51development board and debugs.The final result is when it is starting up, the LCD1602 displays the current time date, time, environment temperature and the current working electromagnetic relays’number. The remote control button ’1’,’2’,’3’separately controls number’1’,’2’,’3’electromagnetic relay. When pushing odd times, the electromagnetic relay connects, when pushing even times, the electromagnetic relay breaks. Different electromagnetic relays work separately.The key words:STC89C52 singlechip; Electromagnetic relay;DS18B20;DS1302;analyze module;LCD1602目录第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.2 智能家居控制系统的定义分析及应用价值 (2)1.2.1 智能家居控制系统的定义及分析 (2)1.2.2 应用价值的SWOT分析 (2)1.3 本文的主要工作和内容 (3)1.3.1 本文主要工作归纳 (3)1.3.2 本文内容分布 (4)第2章智能家居控制系统的总体设计 (1)2.1系统的总体设计及系统框图 (1)2.2方案选择 (1)2.2.1智能家居控制模块方案选择 (1)2.2.2红外模块方案选择 (1)2.2.3时钟模块方案选择 (2)2.2.4温度模块方案选择 (2)2.2.5电磁继电模块方案选择 (2)2.2.6显示模块方案选择 (2)2.3本章小结 (3)第3章智能家居控制系统的硬件电路设计 (4)3.1红外模块电路设计 (4)3.2时钟模块电路设计 (5)3.3温度模块电路设计 (7)3.4电磁继电模块电路设计 (9)3.5液晶模块电路设计 (10)3.6本章小结 (12)第4章智能家居控制系统的软件设计 (13)4.1系统整体设计思想及主程序流程图 (13)4.2程序子模块说明 (15)4.2.1红外模块程序 (15)4.2.2DS1302时钟模块程序 (18)4.2.3DS18B20温度模块程序 (21)4.2.4LCD1602液晶模块程序 (23)4.3本章小结 (24)第5章系统的方案实现与调试 (26)5.1程序编写与仿真 (26)5.1.1程序编写软件Keil (26)5.1.2仿真软件Proteus (26)5.1.3仿真结果 (27)5.2程序下载 (27)5.2.1程序下载软件 (27)5.2.2程序下载过程 (27)5.3 调试结果 (29)结论 (31)附录 ................................................................................... 错误!未定义书签。

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计

基于单片机的智能家居控制系统设计智能家居控制系统是指通过技术手段使家庭设备能够智能化自主控制的系统。

其中单片机是其中最常用的控制器之一,控制电器的运行状态。

本文将探讨基于单片机的智能家居控制系统的设计原理和实现方法,以及它将会对家庭生活带来的好处。

一、设计原理智能家居控制系统的设计原理包括传感器、执行器、控制器和通信模块。

传感器将家庭环境中的物理量转化为电信号,比如温度、湿度、烟雾等;执行器则是家庭设备(比如电视、灯光、窗帘等)的开关控制器;控制器就是负责收集和处理传感器信息,通过执行器对家庭设备进行控制;通信模块则起到连接智能设备的作用。

在基于单片机的智能家居控制系统中,控制器即为单片机。

它具有集成电路、省电、小尺寸、廉价等特点。

二、实现方法基于单片机的智能家居控制系统的实现方法可以分为以下几个步骤:1. 选择单片机首先要在市场上寻找并购买一个可以满足控制需求的单片机控制器。

比如我们可以选用AT89S52单片机模块。

2. 设计电路接下来,我们需要设计智能家居控制系统的电路,主要包括电源模块、数据采集模块、控制模块和通信模块。

整个电路设计应该比较精致,在合适的位置添加保护电路,保障系统安全运行。

3. 编写程序然后我们需要编写程序,用代码实现整个智能家居控制系统的功能。

这里,我们可以使用C语言或者汇编语言进行编程。

在程序中,我们需要先对通信模块进行配置,实现数据的传输和接收;然后在控制模块中读取传感器信息,将数据转换为物理量,并根据控制指令进行家庭设备的控制。

4. 测试和修改最后,我们需要对系统进行测试和修改。

在测试中,需要检查系统在各种情况下的运行状态和问题,如遇到错误需要修复程序或校正电路,以确保系统的正常运行。

三、实现效果有了智能家居控制系统的控制,我们不再需要手工操作来控制设备开关,而是可以通过手机等远程控制设备,完成自动化控制。

同时,智能家居控制系统还可以对家庭设备的电力消耗和状态进行监控。

单片机控制的智能家电系统设计与实现

单片机控制的智能家电系统设计与实现

单片机控制的智能家电系统设计与实现摘要:智能家居作为当今社会智能化发展的重要组成部分,已经得到了广泛的应用与推广。

在本文中,我们将介绍一种基于单片机控制的智能家电系统的设计与实现。

通过使用单片机作为核心控制器,配合传感器和执行器等硬件设备,实现了对家居环境的实时感知和智能调控。

我们将详细介绍系统的硬件架构设计、软件编程实现以及系统的功能特点和应用场景。

1. 引言随着人们生活水平的不断提高和科技的快速发展,智能家居系统已经成为现代家庭的一个重要组成部分。

智能家电系统能够通过智能化控制和自动化管理,提升家庭的舒适性、安全性和能源效率。

单片机作为一种灵活、强大且成本低廉的控制器,被广泛应用于智能家电领域。

本文将介绍一种基于单片机控制的智能家电系统的设计与实现,为读者提供一个可参考的智能家电开发方案。

2. 硬件设计(1)系统架构设计本系统的硬件架构主要包括单片机、传感器、执行器和通信模块。

单片机作为核心控制器负责接收传感器采集的数据,并根据预设的逻辑和算法进行控制决策,然后通过执行器实现对家电设备的控制。

通信模块用于实现系统与用户手机或其他外部设备的远程通信。

(2)传感器与执行器选择根据家庭环境的需求,我们需要选择适合的传感器和执行器。

例如,温湿度传感器可以用于实时监测室内的温度和湿度,光照传感器可以用于实时感知室内光照强度,人体红外传感器可以用于检测人体的活动。

执行器可以根据具体需求选择,例如,电灯、窗帘和空调等。

3. 软件编程实现(1)单片机控制程序设计通过编写单片机控制程序,我们可以实现对传感器数据的采集与处理,以及对执行器的控制。

可以使用编程语言如C或汇编语言来实现程序逻辑,具体的编程实现取决于所选择的单片机型号和开发环境。

(2)通信模块的实现为了实现系统与用户手机或其他外部设备的远程通信,我们可以选择使用无线通信模块,如Wi-Fi或蓝牙模块。

通过编程实现与通信模块的交互,可以实现远程控制智能家电的功能。

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1 引言如今已是信息时代,智能家居已经越来越多地出现在人们的生活之中,改变了人们传统的生活方式,提高了生活质量。

一个真正意义上的智能家居应该具备以下要素:网络高速接入功能;家居办公功能;家居娱乐功能;家居安全监控功能;家居管理功能;家居商务功能。

随着经济的发展,社会信息化程度不断加快,人类对智能家居的功能将会提出更高层次的要求,今后智能家居会更加偏向环保和节能的方向发展。

在我国,从近些年来的市场所反映的情况来看,智能家居正被越来越多的人所接受。

发展飞速,此行业的认知度一直在不断的上升,但就目前来看各地区间发展不平衡,主要集中于东部沿海城市,而中西部城市相对空白,大部分普通消费者对智能家居的概念还是很模糊。

因此需要培养消费者消费者智能化装修的意识,响应国家“节能减排、绿色建筑、智能建筑”住宅建设的要求,让更多的消费者了解智能家居,争取更多的市场和更多的客户,促进产业发展。

目前家中的照明、窗帘、空调、音响、调温度、防盗、网络家电等都已经实现了智能化。

本次设计主要是实现照明、背景音乐、窗帘的智能化。

由于目前节能规划极为欠缺,并且缺乏科学管理,灯光控制主要是手工代替,而且人们的自觉节能意识普遍薄弱,其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。

在光线足够强时也开灯,有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时,整个房间内也是灯火通明,据测算,这种现象的耗电占其单位所有耗电的40%左右[1]。

因此,有必要在保证照明质量的前提下,实施照明节能措施。

这不仅可以节约能源,而且会产生明显的经济效益。

基于单片机实现智能照明的设计,适用于学校、商场,家庭室内场所的照明控制,可以有效地对照明设备进行自动控制,达到科学管理与节能的目的。

实验证明,该系统结构简单、安装方便、工作稳定、可靠性高。

若在该系统中增加报警装置,也可实现自动报警功能。

电动窗帘、音乐背景的自动控制系统在我国刚刚兴起,但其发展前景广阔,其推广应用具有重要的现实意义。

基于单片机的智能电动窗帘的设计,在实时性要求较低的测控与采集系统的应用中具有很好的发展前景和应用价值。

本文介绍的自动窗帘利用电机实现其控制功能,在设计过程中必须考虑到一些典型的问题:电机停机问题。

单独靠程序来实现电机的停机,对时间控制的要求非常高,且不易实现。

如果通过继电器来实现停机也可以,但由于继电器响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短、可靠性不高,故采用微动开关,通过送单片机低脉冲来实现电机停机,实时性也很好。

单片机控制的自动窗帘、背景音乐、智能照明的设计,给人们生活上带来极大的方便。

2系统的设计原理2.1单片机简介2.1.1单片机的历史及发展单片机作为微型计算机的一个重要的分支,应用面很广,发展也很快,1971年Intel公司首次宣布4004的4位微处理器,1974年12月仙童(Fair Child)公司即推出8位单片机F8(需另加一块3851芯片,还不能真正称的上为单片机)。

随后, Mostek公司和仙童公司一起推出了与F8兼容的3870单片机系列。

Intel 公司在1976年9月推出了MCS-48单片机系列(包括8048/8748/8035等);GI (General Instrument Crop)公司在1977年10月宣布了PIC1650单片机系列;在1978年Rockwell公司也推出了R6500/1系列(与6502微处理器兼容)。

这些单片机都有8位CPU、若干个并行I/O口、8位定时器/计数器、容量有限的RAM 和ROM,以及简单中断处理等功能。

Motorola 公司和Zilog公司的单片机问世稍晚一些,但产品性能较高,单片机还有串行I/O、多极中断处理等功能,片内的RAM和ROM容量较大,有的还带有A/D转换接口。

Motorola公司在1978年下半年宣布了与6800微处理器兼容的6801单片机(在此之前,先推出了双片式的6802);Zilog公司在同年10月也推出了Z8单片机系列(包括8051/8751/8031等)。

到1982年Mostek 公司和Intel公司先后推出了16位单片机MK68200(与68000微处理器兼容)和MCS-96系列。

1987年Intel公司又推出了性能是8096的2.5倍新型单片机80296。

(1)SCM即单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。

“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。

在开创嵌入式系统独立发展道路上,Intel公司功不可没。

(2)MCU即微控制器(Micro Controller Unit)阶段,主要的技术发展方向是:不断扩展满足嵌入式应用时,对象系统要求的各种外围电路与接口电路,突显其对象的智能化控制能力。

它所涉及的领域都与对象系统相关,因此,发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。

从这一角度来看,Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。

在发展MCU方面,最著名的厂家当数Philips 公司。

Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨大优势,将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。

因此,当我们回顾嵌入式系统发展道路时,不要忘记Intel和Philips的历史功绩。

(3)单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。

随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。

因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。

2.1.2单片机的特点单片机之所以能得到广泛支持和快速普及,是因为它具备很多特点。

内部资源比较丰富,性能全面,而且通用性强,可履盖多种应用要求。

所谓资源丰富就是指功能强。

性能全面通用性强就是指可以应用在非常广泛的领域。

通用型单片机的用途很广泛,使用不同的接口电路及编制不同的应用程序就可完成不同的功能。

小到家用电器仪器仪表,大到机器设备和整套生产线都可用单片机来实现自动化控制。

主要特点:(1)受集成度限制,片内存储器容量较小,一般内ROM:8KB 以下;(2)内RAM:256KB以内;(3)可靠性高;(4)易扩展;(5)控制功能强;(6)低功耗;(7)C语言开发环境,友好的人机互交环境。

大多数单片机都提供基于C语言开发平台,并提供大量的函数供使用,这使产品的开发周期、代码可读性、可移植性都大为提高。

2.2室内电器自动控制的设计原理具体设计内容如下:1.电源模块参照设计中使用的单片机及各器件的电压参数,在满足电路能正常工作的同时,并能保证本次设计功能的实现,本设计采用5V电压供电,可以完全满足需求。

2. 光照检测方式的选择方案一、采用光敏二极管等光传感器件,光敏二极管能把光照亮度转换成相应的能被单片机识别的数字电平,然后直接接入到单片机的P1.1输入引脚。

方案二、采用光敏电阻,光敏电阻具有其阻值随光照亮度的变化而不同的特性,光照越强,阻值越小,可以分担不同的电压,然后通过控制三极管的开关作用后给单片机输入一个标准的数字电平。

由于光敏电阻属纯阻性器件,使用此器件后不会对其它器件及本设计所要实现的功能造成任何干扰,而且连接电路也相当简单,所以采用此种方案比较适宜。

3. 人体检测方式的选择方案一、采用红外发送管和红外接收管(红外对管)进行检测。

红外发送管和红外接收管分别安装在人所经过的通道两侧。

当有人进入的时候,即红外发送管和红外接收管两者之间有遮挡物通过时,红外接收管接收不到信号。

当没人进入的时候,即红外发送管和红外接收管两者之间没有遮挡物通过时,红外接收管能接收到信号。

方案二、采用热释电红外传感器及其处理电路进行检测。

集成电路BIS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。

改集成电路连接热释电红外传感器和少量外接元件就可以构成被动式的热释电红外开关、报警用的人体热释电传感器等。

它能控制自动快速开启各类自动门、蜂鸣器、白炽灯和电风扇等装置,特别适用于自动灯光、照明以及报警系统。

由于方案一要求红外发送管和接收管使用时具有局限性,两者必须相对才行,而且其间距离有限,此方案实现起来较为不便,而方案二虽然需要信号处理电路,但完全可以满足本次设计所要实现的功能,且方便简单,所以本设计适宜采用方案二。

采集电路主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路构成,可分别实现对光照强弱和室内有无人的信息的采集。

4.光电开关检测如果单独靠程序来实现电机的停机,对时间控制的要求非常高,且不易实现。

本设计通过光电开关来使电机停机。

光电开关所能检测到的范围是可调节的,根据需要设置适当的参数。

当窗帘到达光电开关所能检测到的范围内时,光电开关将检测到的信号送入单片机的输入引脚,单片机根据输入信号的状态来控制电机停机。

5.单片机系统本文设计采用单片机作为控制器,一方面监视采集电路的状态,输入引脚读入接收到的信号,另一方面输出引脚将控制信号送到控制电路。

6.控制电路结合实际情况即设计的局限性,本设计用LED灯代表照明灯,用电机的正反转代表电动窗帘的闭合、打开,用蜂鸣器代表音响。

因此控制电路由LED灯、电机、蜂鸣器构成。

输出的控制信号可以控制LED灯的亮灭,电机的正反转及停止,蜂鸣器的响停。

从而完成本设计的目的7.控制电路的驱动电路方案一、采用可控硅整流器控制。

可控硅整流器又名晶闸管,是比较常用的半导体器件。

晶闸管是四层三端器件,有三个PN结,属于大功率器件。

其具有体积较小、功能较强、比较简单等优点,此处可以作为无触点电子开关使用。

方案二、采用继电器控制。

继电器是一种自动控制器件。

具备动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。

在电力保护、自动化、和遥控等设备中应用广泛。

由于电磁继电器简单易用,所以此处应用电磁继电器来做为驱动电路的控制。

本设计的系统结构框图如2-1图所示:图2-1系统结构框图3 硬件电路设计硬件电路由电源部分(5V)、热释电红外线传感器及其信号处理电路、光照检测电路、光电开关检测电路、单片机系统及控制电路组成。

其中电源部分为整个电路的各个部分供电,由于电路中所有芯片及器件均为5V工作电压,故电源部分只产生了5V直流电压;采集电路包括光照采集电路模块、人体红外线采集电路模块、窗帘位置采集电路模块。

人体红外线采集电路模块由热释电红外传感器及其信号处理电路组成;单片机及其外围电路是设计的中心控制部分,单片机的作用是用软件代替硬件(大大简化了硬件部分),单片机是把输入与输出连接起来的重要枢纽部分;控制电路包括灯光控制电路、背景音乐控制电路和窗帘控制电路。

按图2-1构成的系统硬件电路如图3-1所示。

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