基于單片機(jī)的智能家居控制新版系統(tǒng)

單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目基于單片機(jī)智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí)：__姓名：______時(shí)間：_指引教師：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目系列：基于單片機(jī)智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一．設(shè)計(jì)規(guī)定（一）基本功能(1)家居內(nèi)無(wú)人時(shí)，切斷所有家電220V電源，既消除了各種電器待機(jī)能耗，又避免了因供電異常、屋內(nèi)漏水等不可預(yù)知事件損壞電器危險(xiǎn)。(2)通過(guò)預(yù)設(shè)時(shí)間和時(shí)長(zhǎng)控制娛樂(lè)性家電，避免了孩子在家因過(guò)度娛樂(lè)而延誤學(xué)習(xí)。(3)所有電器電源都直接通過(guò)系統(tǒng)控制進(jìn)行供電/斷電,在使用電器時(shí)無(wú)需插拔電源插頭，避免了因經(jīng)常插拔電源插頭而導(dǎo)致接觸不良及觸電危險(xiǎn)。(4)依照預(yù)設(shè)室內(nèi)溫度和濕度對(duì)空調(diào)和加濕器自動(dòng)進(jìn)行啟/?？刂疲赃_(dá)到最佳舒服度。(5)各電器工作狀態(tài)在主控面板上以LED直觀顯示，并通過(guò)鍵盤(pán)集中控制電器，例如在觀看電視時(shí)可隨手打開(kāi)/關(guān)閉廚房電灶。(6)遠(yuǎn)程控制家電啟動(dòng)操作。(7)設(shè)定/顯示日期、時(shí)間、星期及定期叫醒服務(wù)。(8)為避免煤氣中毒設(shè)立了一氧化碳及燃?xì)鈭?bào)警。(9)煙感和水感可及時(shí)發(fā)現(xiàn)家居內(nèi)水、火災(zāi)并報(bào)警。(10)通過(guò)門(mén)磁和窗戶紅外線完畢防盜報(bào)警。（二）擴(kuò)展功能加入住宅配房安全防盜報(bào)警功能和住宅門(mén)禁系統(tǒng)功能。二．籌劃完畢時(shí)間三周1．第一周完畢軟件和硬件整體設(shè)計(jì)，同步按規(guī)定上交設(shè)計(jì)報(bào)告一份。2．第二周完畢軟件詳細(xì)設(shè)計(jì)和硬件制作。3．第三周完畢軟件和硬件聯(lián)合調(diào)試。目錄1引言 12總體設(shè)計(jì)方案 12.1設(shè)計(jì)思路 12.1.1方案確立 12.2總體設(shè)計(jì)框圖 13設(shè)計(jì)原理分析 23.1傳感器模塊設(shè)計(jì) 23.1.1煙感傳感器 23.1.2門(mén)磁、紅外探測(cè)器 23.1.3熱釋電傳感器 23.2矩陣鍵盤(pán)模塊 23.3單片機(jī)最小系統(tǒng) 33.4顯示模塊 33.5輸出某些 44總結(jié)與體會(huì) 4參照文獻(xiàn) 4附錄一程序流程圖 5附錄二程序列表 6基于單片機(jī)智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：簡(jiǎn)介了以單片機(jī)為核心，并加以熱釋電傳感器、煙感傳感器、振動(dòng)傳感器、門(mén)磁和紅外報(bào)警系統(tǒng)，共同構(gòu)成了智能家居控制系統(tǒng)。制作簡(jiǎn)樸、以便、價(jià)格低廉，適當(dāng)廣大顧客消費(fèi)。核心詞：智能家居報(bào)警傳感器矩陣鍵盤(pán)1引言隨著中華人民共和國(guó)信息化發(fā)展水平逐漸提高，智能化系統(tǒng)越來(lái)越受人們注重。智能家居系統(tǒng)將當(dāng)代高科技控制手段運(yùn)用于家居設(shè)計(jì)，通過(guò)一套專用控制系統(tǒng)將室內(nèi)家居，家居環(huán)境，家用電器，室外場(chǎng)合（車(chē)庫(kù)、花園等），防盜報(bào)警（門(mén)磁探測(cè)器、玻璃探測(cè)器、紅外探測(cè)器）、安檢系統(tǒng)（煙感探測(cè)器、煤氣泄露探測(cè)器）和智能設(shè)備有機(jī)融為一種整體，統(tǒng)一控制起來(lái)，并通過(guò)電話網(wǎng)絡(luò)對(duì)所有家電進(jìn)行異地或遠(yuǎn)程啟動(dòng)、關(guān)閉控制。2總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)思路依照設(shè)計(jì)規(guī)定可以分為如下幾種模塊：傳感器模塊、矩陣鍵盤(pán)、單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示模塊和輸出某些。2.1.1方案確立傳感器模塊重要有煙感傳感器、門(mén)磁探測(cè)器、紅外探測(cè)器和熱釋電傳感器。用于室內(nèi)安檢系統(tǒng)（煙感探測(cè)器、振動(dòng)探測(cè)器）、防盜報(bào)警（門(mén)磁探測(cè)器、紅外探測(cè)器）、省電模式（熱釋電傳感器）。矩陣鍵盤(pán)和單片機(jī)最小系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)基本某些。矩陣鍵盤(pán)選用單片機(jī)P1口，晶振選用6MHz。顯示模塊和輸出某些用于顯示時(shí)間、啟動(dòng)（停止）家用電器、安檢報(bào)警，并以批示。2.2總體設(shè)計(jì)框圖單片機(jī)單片機(jī)鍵盤(pán)輸入數(shù)碼顯示傳感器電器工作報(bào)警輸出復(fù)位、振蕩圖1總體設(shè)計(jì)框圖3設(shè)計(jì)原理分析3.1傳感器模塊設(shè)計(jì)當(dāng)傳感器檢測(cè)到信號(hào)（煙霧、人體發(fā)射紅外線）時(shí)，會(huì)輸出一組高低變化電平，送往單片機(jī)I/O口。3.1.1煙感傳感器煙感傳感器是檢測(cè)室內(nèi)煙霧量，當(dāng)室內(nèi)煙霧量超過(guò)一定值時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)，即有高電平輸出，使報(bào)警電路報(bào)警。3.1.2門(mén)磁、紅外探測(cè)器門(mén)磁、紅外探測(cè)器也用于防盜報(bào)警系統(tǒng)。門(mén)在關(guān)閉狀態(tài)下，門(mén)磁處在斷開(kāi)狀態(tài)，此時(shí)無(wú)輸出；當(dāng)門(mén)被打開(kāi)時(shí)，門(mén)磁吸合，此時(shí)有高電平輸出。3.1.3熱釋電傳感器熱釋電傳感器用于檢測(cè)室內(nèi)與否有人。在無(wú)人時(shí)，讓系統(tǒng)處在省電模式；有人時(shí)，跳出省電模式。3.2矩陣鍵盤(pán)模塊該系統(tǒng)采用矩陣式鍵盤(pán)，外觀美觀，便于擴(kuò)展。重要用于時(shí)間調(diào)節(jié)和家用電器啟停操作。每一水平線（行線）與垂直線（列線）交叉處不相通，而是通過(guò)一種按鍵來(lái)連通。在這種行列矩陣式非編碼鍵盤(pán)單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤(pán)解決程序一方面執(zhí)行有無(wú)鍵按下程序段，當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要辨認(rèn)哪一種按鍵被按下。對(duì)鍵辨認(rèn)慣用逐行掃描查詢法。如圖2所示。圖2矩陣鍵盤(pán)電路圖3.3單片機(jī)最小系統(tǒng)該系統(tǒng)采用AT89S51單片機(jī)，采用串口顯示電路以節(jié)約端口，采用4*4矩陣試鍵盤(pán)，用來(lái)控制以及調(diào)試電路，采用固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器強(qiáng)電控制和隔離強(qiáng)電干擾。AT89C51主電路如圖。圖3單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖3.4顯示模塊顯示電路采用動(dòng)態(tài)數(shù)碼顯示技術(shù)，由于一次只能讓一種數(shù)碼管顯示，然而要顯示6位數(shù)據(jù)，必要由數(shù)碼管一種一種輪流顯示才可以實(shí)現(xiàn)，人視覺(jué)暫留時(shí)間為0.1秒，因此每位顯示間隔不必超過(guò)20ms，為了保證對(duì)的顯示，必要每隔2ms，就要刷新一種數(shù)碼管。本電路使得每個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)間大概在2ms，而這刷新時(shí)間咱們采用軟件延時(shí)程序.每隔12ms對(duì)數(shù)碼管刷新一次。電路如圖4所示。圖4顯示電路3.5輸出某些輸出某些是智能家居控制一種重要環(huán)節(jié)，是控制系統(tǒng)終端。選用單片機(jī)P2口。其中P2.7用于控制室內(nèi)電源使用狀況，即普通模式和省電模式轉(zhuǎn)換。用一種三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器控制220V電源；P2.6是煙感傳感器輸出批示；P2.5是控制娛樂(lè)性家電使用狀況，用一種計(jì)時(shí)器來(lái)控制娛樂(lè)性家電工作時(shí)長(zhǎng)，到一定期間后自動(dòng)斷開(kāi)電源。P2.4—P2.1是控制室內(nèi)其她家電通斷及擴(kuò)展。P2.0是用于安檢系統(tǒng)報(bào)警。詳細(xì)電路如圖5所示。圖5輸出某些電路圖4總結(jié)與體會(huì)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)提高了對(duì)簡(jiǎn)樸單片機(jī)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)能力。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)先完全領(lǐng)略規(guī)定再去動(dòng)手，不能暴躁。懂得了有科學(xué)態(tài)度才干完畢科學(xué)實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)軟硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)具備接口電路簡(jiǎn)樸、可靠性高、成本低、靈活性強(qiáng)長(zhǎng)處。由于設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不是很豐富，該次設(shè)計(jì)沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)?？傊?，通過(guò)這次實(shí)習(xí)，我真正學(xué)到了諸多東西，真正體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際重要性。我想如果在平時(shí)多搞幾次這樣實(shí)習(xí)，多提供某些好條件，那咱們知識(shí)會(huì)掌握更多，更牢固。參照文獻(xiàn)[1]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)［Ｍ］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，.9[2]鐘睿.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)［Ｍ］.北京：中華人民共和國(guó)鐵道出版社，.4[3]沙占友，孟志永，王彥朋，等.單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)［Ｍ］.北京：電子工業(yè)出版社，.6[4]陳杰，黃鴻.傳感器與檢測(cè)技術(shù)［Ｍ］.北京：高等教誨出版社，.8附錄一程序流程圖系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化時(shí)鐘顯示判斷鍵盤(pán)與否按下-鍵盤(pán)掃描判斷判斷是何鍵按下-調(diào)時(shí)電路家居控制報(bào)警顯示圖6程序流程圖附錄二程序列表;*******************LED1EQU20H;存秒單元LED2EQU21H;存分單元LED3EQU22H;存時(shí)單元COMEQU23H;調(diào)時(shí)間轉(zhuǎn)換標(biāo)志單元COM1EQU24H;定期轉(zhuǎn)換標(biāo)志單元;*******************ORG0000HAJMPSTARTORG01BHLJMPT1ZHONGORG000BH;T0中斷入口地址AJMPSERVE;轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序ORG0030HSTART：MOVR0,#20H;秒單元存入首地址MOVR1,#30H;秒單元發(fā)送首地址MOVR2,#6;各單元清零循環(huán)次數(shù)MOVR3,#5MOVDPTR,#TAB;字型碼首地址MOV25H,#0AH;裝入中斷次數(shù)MOVTMOD,#11H;設(shè)T0工作于模式1MOVIE,#82H;容許CPU,T0中斷MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H;賦計(jì)數(shù)初值BK：MOV@R0,#00HINCR0DJNZR3,BKMOVLED3,#12MOV40H,#00HMOV41H,#00HMOV42H,#06H;定期單元初始化6:00:00ACALLDIS;賦初值12:00:00SETB30H;標(biāo)志位置1SETBTR0;啟動(dòng)定期器T0,開(kāi)始計(jì)時(shí)MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HSETBET1SETBEAMOVR3,#50MOVA,#0F0HMOVP2,#0FFHMAIN:JNBP0.0,K16JNBP0.1,K12;判斷傳感器與否動(dòng)作JNBP0.2,K16JNBP0.3,K13MOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,DELAYAJMPKEYDELAY：ACALLDL10MSMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H，KEYJAJMPKEYRETKEYJ：MOVP1,#0FEHMOVA,P1L1：CJNEA,#07EH，L2MOVR5,#20A10：ACALLDL10MSDJNZR5,A10CLRTR0;關(guān)閉定期器T0INCCOM;標(biāo)志單元加1MOVA,COMSETB30H;調(diào)時(shí)間標(biāo)志位CJNEA,#4,KEY;K1，如果K1鍵未按四下進(jìn)入調(diào)時(shí)間閃爍狀態(tài)SETBTR0;啟動(dòng)定期器MOVCOM,#00H;如果K1鍵按四下,標(biāo)志單元清零;************************************KEY：MOVA,COMCJNEA,#1,PD1ACALLDISACALLDELAY600MOV36H,#10MOV37H,#10MOV38H,32HMOV39H,33HMOV3AH,34HMOV3BH,35HACALLCCCACALLDELAY600;秒閃爍/準(zhǔn)備進(jìn)入調(diào)秒狀態(tài)PD1：CJNEA,#2,PD2ACALLDISACALLDELAY600MOV36H,30HMOV37H,31HMOV38H,#10MOV39H,#10MOV3AH,34HMOV3BH,35HACALLCCCACALLDELAY600;分閃爍/準(zhǔn)備進(jìn)入調(diào)分狀態(tài)PD2：CJNEA,#3,KEY2MOV36H,30HMOV37H,31HMOV38H,32HMOV39H,33HMOV3AH,#10MOV3BH,#10ACALLCCCACALLDELAY600ACALLDISACALLDELAY600;時(shí)閃爍/準(zhǔn)備進(jìn)入調(diào)時(shí)狀態(tài)KEY2：AJMPMAINL2：CJNEA,#0BEH，L3MOVR5,#20A20：ACALLDL10MSDJNZR5,A20MOVA,COM;調(diào)時(shí)間標(biāo)志JB30H,N0;為1調(diào)時(shí)間/為0定期MOVA,COM1;定期標(biāo)志N0：CJNEA,#1,N1ACALLTS;轉(zhuǎn)向調(diào)秒/加N1：CJNEA,#2,N2ACALLTM;轉(zhuǎn)向調(diào)分/加N2：CJNEA,#3,KEY3ACALLHOUR;轉(zhuǎn)向調(diào)時(shí)/加KEY3：AJMPKEYL3：CJNEA,#0DEH，L4MOVR5,#20A30：ACALLDL10MSDJNZR5,A30MOVA,COMJB30H,M0;為1調(diào)時(shí)間/為0定期MOVA,COM1;定期標(biāo)志M0:CJNEA,#1,M1ACALLTS;轉(zhuǎn)向調(diào)秒/減M1:CJNEA,#2,M2ACALLTM1;轉(zhuǎn)向調(diào)分/減M2:CJNEA,#3,CHSACALLHOUR1;轉(zhuǎn)向調(diào)時(shí)/減CHS:JB30H,KEY4MOV41H,LED2;分定期存入41H單元MOV42H,LED3;時(shí)定期存入42H單元KEY4:AJMPKEYL4:CJNEA,#0EEH，M10MOVR5,#20A40:ACALLDL10MSDJNZR5,A40SETBTR0;啟動(dòng)定期器SETBP1.4CLR30H;定期標(biāo)志位INCCOM1MOVA,COM1CJNEA,#4,YYYMOVCOM1,#00HSETB30HMOVLED2,3EH;還原分MOVLED3,3FH;還原時(shí)AAA:JNB30H,NNNMOVA,LED3CJNEA,42H,NNN;時(shí)比較MOVA,LED2CJNEA,41H,NNN1;分比較ACALLMMMOV43H,41HINC43HNNN1:CJNEA,43H,NNNACALLMMNNN:MOVA,COMJB30H,XXXMOVA,COM1XXX:AJMPZZZYYY:CJNEA,#1,ZZZMOV3EH,LED2;暫存分MOV3FH,LED3;暫存時(shí)ZZZ:AJMPKEYM10:MOVP1,#0FDHMOVA,P1L5:CJNEA,#07DH，L6CPLP2.2MOVR5,#20B10:ACALLDL10MSDJNZR5,B10AJMPMAINL6:CJNEA,#0BDH，L7CPLP2.2MOVR5,#20B20:ACALLDL10MSDJNZR5,B20AJMPMAINL7:CJNEA,#0DDH，L8CPLP2.2MOVR5,#20B30:ACALLDL10MSDJNZR5,B30AJMPMAINL8:CJNEA,#0EDH，M20CPLP2.2MOVR5,#20B40:ACALLDL10MSDJNZR5,B40AJMPMAINM20:MOVP1,#0FBHMOVA,P1L9:CJNEA,#07BH，L10CPLP2.2MOVR5,#20C10:ACALLDL10MSDJNZR5,C10AJMPMAINL10:CJNEA,#0BBH，L11CPLP2.2MOVR5,#20C20:ACALLDL10MSDJNZR5,C20AJMPMAINL11:CJNEA,#0DBH，L12CPLP2.2MOVR5,#20C30:ACALLDL10MSDJNZR5,C30AJMPMAINL12:CJNEA,#0EBH，M30MOVR5,#20C40:ACALLDL10MSDJNZR5,C40AJMPK12M30:MOVP1,#0F7HMOVA,P1L13:CJNEA,#077H，L14MOVR5,#20D10:ACALLDL10MSDJNZR5,D10AJMPK13L14:CJNEA,#0B7H，L15MOVR5,#20D20:ACALLDL10MSDJNZR5,D20AJMPK14L15:CJNEA,#0D7H，L16MOVR5,#20D30:ACALLDL10MSDJNZR5,D30AJMPK15L16:CJNEA,#0E7H，CHS0MOVR5,#20D40:ACALLDL10MSDJNZR5,D40AJMPK16CHS0:AJMPCHSK16:CPLP2.6MOVR5,#20E10:ACALLDL10MSDJNZR5,E10AJMPMAINK12:CPLP2.0MOVR5,#20E20:ACALLDL10MSDJNZR5,E20AJMPMAINK13:CPLP2.7MOVR5,#20E30:ACALLDL10MSDJNZR5,E30AJMPMAINK14:CLRP2.5SETBTR1AJMPMAINK15:CPLP2.4MOVR5,#20E4:ACALLDL10MSDJNZR5,E4AJMPMAINMOV41H,LED2;分定期存入41H單元MOV42H,LED3;時(shí)定期存入42H單元RET;*****加秒子程序*********TS:MOVR3,#60A1:ACALLDELAY100INCLED1MOVA,LED1CJNEA,#60,A2MOVLED1,#0A2:ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,A33AJMPA3A33：DJNZR3,A1SJMPTSA3：RET；******減秒子程序**********TS1：MOVR3,#60B1：ACALLDELAY100MOVA,LED1CJNEA,#0FFH,B2MOVLED1,#59B2：ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,B33AJMPB3B33：DECLED1DJNZR3,B1SJMPTS1B3：SETBP1.5RET；*******加分子程序************TM:MOVR3,#60C1:ACALLDELAY100INCLED2MOVA,LED2CJNEA,#60,C2MOVLED2,#0C2:ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,C33AJMPC3C33:DJNZR3,C1SJMPTMC3:SETBP1.6RET;**********減分子程序*************TM1:MOVR3,#60D1:ACALLDELAY100MOVA,LED2CJNEA,#0FFH,D2MOVLED2,#59D2:ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,D33AJMPD3D33:DECLED2DJNZR3,D1SJMPTM1D3:SETBP1.5RET;********加時(shí)子程序*************HOUR:MOVR3,#13E1:ACALLDELAY100INCLED3MOVA,LED3CJNEA,#13,E2MOVLED3,#1E2:ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,E33AJMPE3E33:DJNZR3,E1SJMPHOURE3:SETBP1.6RET;*********減時(shí)子程序***********HOUR1:MOVR3,#12F1:ACALLDELAY100MOVA,LED3CJNEA,#0,F2MOVLED3,#12F2:ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,F33AJMPF3F33:DECLED3DJNZR3,F1SJMPHOUR1F3:SETBP1.5RET;**********中斷子程序************SERVE:PUSHPSWPUSHACCMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H;重新賦計(jì)數(shù)初值DJNZ25H,MT1;1S未到,返回MOV25H,#0AH;重置中斷次數(shù)MOVA,#01HADDA,LED1;秒位加1MOVLED1,ACJNEA,#60,RETURN;未計(jì)滿60秒,返回MOVLED1,#00H;計(jì)滿60秒,秒位清0MOVA,#01HADDA,LED2;分位加1MOVLED2,ACJNEA,#60,RETURN;未計(jì)滿60分,返回MOVLED2,#00H;計(jì)滿60分,分位清0MOVA,#01HADDA,LED3;時(shí)位加1MOVLED3,ACJNEA,#13,RETURN;未計(jì)滿13時(shí),返回MOVLED3,#01H;計(jì)滿13時(shí),時(shí)位清1RETURN:ACALLDISMT1:POPACCPOPPSWRETIDL1MS:MOVR5,#14HDL1:MOVR4,#19HDL2:DJNZR4,DL2DJNZR5,DL1RETDL10MS:MOVR7,#14HLOOP1:MOVR6,#0F9HLOOP2:DJNZR6,LOOP2DJNZR7,LOOP1RETT1ZHONG:MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HDJNZR3,LOOPCLRTR1SETBP2.5MOVR3,#50LOOP：RETI;*********顯示子程序**********DIS:MOVA,LED1MOVB,#10DIVABMOV30H