基于單片機的智能家居控制新版系統(tǒng)

單片機原理與應用技術課程設計報告題目基于單片機智能家居控制系統(tǒng)設計專業(yè)班級：__姓名：______時間：_指引教師：單片機課程設計項目系列：基于單片機智能家居控制系統(tǒng)設計一．設計規(guī)定（一）基本功能(1)家居內無人時，切斷所有家電220V電源，既消除了各種電器待機能耗，又避免了因供電異常、屋內漏水等不可預知事件損壞電器危險。(2)通過預設時間和時長控制娛樂性家電，避免了孩子在家因過度娛樂而延誤學習。(3)所有電器電源都直接通過系統(tǒng)控制進行供電/斷電,在使用電器時無需插拔電源插頭，避免了因經常插拔電源插頭而導致接觸不良及觸電危險。(4)依照預設室內溫度和濕度對空調和加濕器自動進行啟/?？刂?，以達到最佳舒服度。(5)各電器工作狀態(tài)在主控面板上以LED直觀顯示，并通過鍵盤集中控制電器，例如在觀看電視時可隨手打開/關閉廚房電灶。(6)遠程控制家電啟動操作。(7)設定/顯示日期、時間、星期及定期叫醒服務。(8)為避免煤氣中毒設立了一氧化碳及燃氣報警。(9)煙感和水感可及時發(fā)現(xiàn)家居內水、火災并報警。(10)通過門磁和窗戶紅外線完畢防盜報警。（二）擴展功能加入住宅配房安全防盜報警功能和住宅門禁系統(tǒng)功能。二．籌劃完畢時間三周1．第一周完畢軟件和硬件整體設計，同步按規(guī)定上交設計報告一份。2．第二周完畢軟件詳細設計和硬件制作。3．第三周完畢軟件和硬件聯(lián)合調試。目錄1引言 12總體設計方案 12.1設計思路 12.1.1方案確立 12.2總體設計框圖 13設計原理分析 23.1傳感器模塊設計 23.1.1煙感傳感器 23.1.2門磁、紅外探測器 23.1.3熱釋電傳感器 23.2矩陣鍵盤模塊 23.3單片機最小系統(tǒng) 33.4顯示模塊 33.5輸出某些 44總結與體會 4參照文獻 4附錄一程序流程圖 5附錄二程序列表 6基于單片機智能家居控制系統(tǒng)設計摘要：簡介了以單片機為核心，并加以熱釋電傳感器、煙感傳感器、振動傳感器、門磁和紅外報警系統(tǒng)，共同構成了智能家居控制系統(tǒng)。制作簡樸、以便、價格低廉，適當廣大顧客消費。核心詞：智能家居報警傳感器矩陣鍵盤1引言隨著中華人民共和國信息化發(fā)展水平逐漸提高，智能化系統(tǒng)越來越受人們注重。智能家居系統(tǒng)將當代高科技控制手段運用于家居設計，通過一套專用控制系統(tǒng)將室內家居，家居環(huán)境，家用電器，室外場合（車庫、花園等），防盜報警（門磁探測器、玻璃探測器、紅外探測器）、安檢系統(tǒng)（煙感探測器、煤氣泄露探測器）和智能設備有機融為一種整體，統(tǒng)一控制起來，并通過電話網絡對所有家電進行異地或遠程啟動、關閉控制。2總體設計方案2.1設計思路依照設計規(guī)定可以分為如下幾種模塊：傳感器模塊、矩陣鍵盤、單片機最小系統(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、門磁探測器、紅外探測器和熱釋電傳感器。用于室內安檢系統(tǒng)（煙感探測器、振動探測器）、防盜報警（門磁探測器、紅外探測器）、省電模式（熱釋電傳感器）。矩陣鍵盤和單片機最小系統(tǒng)是實現(xiàn)該設計基本某些。矩陣鍵盤選用單片機P1口，晶振選用6MHz。顯示模塊和輸出某些用于顯示時間、啟動（停止）家用電器、安檢報警，并以批示。2.2總體設計框圖單片機單片機鍵盤輸入數(shù)碼顯示傳感器電器工作報警輸出復位、振蕩圖1總體設計框圖3設計原理分析3.1傳感器模塊設計當傳感器檢測到信號（煙霧、人體發(fā)射紅外線）時，會輸出一組高低變化電平，送往單片機I/O口。3.1.1煙感傳感器煙感傳感器是檢測室內煙霧量，當室內煙霧量超過一定值時，傳感器發(fā)出信號，即有高電平輸出，使報警電路報警。3.1.2門磁、紅外探測器門磁、紅外探測器也用于防盜報警系統(tǒng)。門在關閉狀態(tài)下，門磁處在斷開狀態(tài)，此時無輸出；當門被打開時，門磁吸合，此時有高電平輸出。3.1.3熱釋電傳感器熱釋電傳感器用于檢測室內與否有人。在無人時，讓系統(tǒng)處在省電模式；有人時，跳出省電模式。3.2矩陣鍵盤模塊該系統(tǒng)采用矩陣式鍵盤，外觀美觀，便于擴展。重要用于時間調節(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，而是通過一種按鍵來連通。在這種行列矩陣式非編碼鍵盤單片機系統(tǒng)中，鍵盤解決程序一方面執(zhí)行有無鍵按下程序段，當確認有按鍵按下后，下一步就要辨認哪一種按鍵被按下。對鍵辨認慣用逐行掃描查詢法。如圖2所示。圖2矩陣鍵盤電路圖3.3單片機最小系統(tǒng)該系統(tǒng)采用AT89S51單片機，采用串口顯示電路以節(jié)約端口，采用4*4矩陣試鍵盤，用來控制以及調試電路，采用固態(tài)繼電器實現(xiàn)對家用電器強電控制和隔離強電干擾。AT89C51主電路如圖。圖3單片機最小系統(tǒng)電路圖3.4顯示模塊顯示電路采用動態(tài)數(shù)碼顯示技術，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現(xiàn)，人視覺暫留時間為0.1秒，因此每位顯示間隔不必超過20ms，為了保證對的顯示，必要每隔2ms，就要刷新一種數(shù)碼管。本電路使得每個數(shù)碼管顯示時間大概在2ms，而這刷新時間咱們采用軟件延時程序.每隔12ms對數(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P2口。其中P2.7用于控制室內電源使用狀況，即普通模式和省電模式轉換。用一種三極管來驅動繼電器控制220V電源；P2.6是煙感傳感器輸出批示；P2.5是控制娛樂性家電使用狀況，用一種計時器來控制娛樂性家電工作時長，到一定期間后自動斷開電源。P2.4—P2.1是控制室內其她家電通斷及擴展。P2.0是用于安檢系統(tǒng)報警。詳細電路如圖5所示。圖5輸出某些電路圖4總結與體會通過這次課程設計提高了對簡樸單片機應用電路設計能力。設計時應當先完全領略規(guī)定再去動手，不能暴躁。懂得了有科學態(tài)度才干完畢科學實驗。該系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)技術具備接口電路簡樸、可靠性高、成本低、靈活性強長處。由于設計經驗不是很豐富，該次設計沒有完全實現(xiàn)。總之，通過這次實習，我真正學到了諸多東西，真正體會到了理論聯(lián)系實際重要性。我想如果在平時多搞幾次這樣實習，多提供某些好條件，那咱們知識會掌握更多，更牢固。參照文獻[1]李朝青.單片機原理及接口技術［Ｍ］.北京：北京航空航天大學出版社，.9[2]鐘睿.MCS-51單片機原理及應用開發(fā)技術［Ｍ］.北京：中華人民共和國鐵道出版社，.4[3]沙占友，孟志永，王彥朋，等.單片機外圍電路設計［Ｍ］.北京：電子工業(yè)出版社，.6[4]陳杰，黃鴻.傳感器與檢測技術［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)初始化時鐘顯示判斷鍵盤與否按下-鍵盤掃描判斷判斷是何鍵按下-調時電路家居控制報警顯示圖6程序流程圖附錄二程序列表;*******************LED1EQU20H;存秒單元LED2EQU21H;存分單元LED3EQU22H;存時單元COMEQU23H;調時間轉換標志單元COM1EQU24H;定期轉換標志單元;*******************ORG0000HAJMPSTARTORG01BHLJMPT1ZHONGORG000BH;T0中斷入口地址AJMPSERVE;轉向中斷服務程序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T0工作于模式1MOVIE,#82H;容許CPU,T0中斷MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H;賦計數(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;標志位置1SETBTR0;啟動定期器T0,開始計時MOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0HSETBET1SETBEAMOVR3,#50MOVA,#0F0HMOVP2,#0FFHMAIN:JNBP0.0,K16JNBP0.1,K12;判斷傳感器與否動作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;關閉定期器T0INCCOM;標志單元加1MOVA,COMSETB30H;調時間標志位CJNEA,#4,KEY;K1，如果K1鍵未按四下進入調時間閃爍狀態(tài)SETBTR0;啟動定期器MOVCOM,#00H;如果K1鍵按四下,標志單元清零;************************************KEY：MOVA,COMCJNEA,#1,PD1ACALLDISACALLDELAY600MOV36H,#10MOV37H,#10MOV38H,32HMOV39H,33HMOV3AH,34HMOV3BH,35HACALLCCCACALLDELAY600;秒閃爍/準備進入調秒狀態(tài)PD1：CJNEA,#2,PD2ACALLDISACALLDELAY600MOV36H,30HMOV37H,31HMOV38H,#10MOV39H,#10MOV3AH,34HMOV3BH,35HACALLCCCACALLDELAY600;分閃爍/準備進入調分狀態(tài)PD2：CJNEA,#3,KEY2MOV36H,30HMOV37H,31HMOV38H,32HMOV39H,33HMOV3AH,#10MOV3BH,#10ACALLCCCACALLDELAY600ACALLDISACALLDELAY600;時閃爍/準備進入調時狀態(tài)KEY2：AJMPMAINL2：CJNEA,#0BEH，L3MOVR5,#20A20：ACALLDL10MSDJNZR5,A20MOVA,COM;調時間標志JB30H,N0;為1調時間/為0定期MOVA,COM1;定期標志N0：CJNEA,#1,N1ACALLTS;轉向調秒/加N1：CJNEA,#2,N2ACALLTM;轉向調分/加N2：CJNEA,#3,KEY3ACALLHOUR;轉向調時/加KEY3：AJMPKEYL3：CJNEA,#0DEH，L4MOVR5,#20A30：ACALLDL10MSDJNZR5,A30MOVA,COMJB30H,M0;為1調時間/為0定期MOVA,COM1;定期標志M0:CJNEA,#1,M1ACALLTS;轉向調秒/減M1:CJNEA,#2,M2ACALLTM1;轉向調分/減M2:CJNEA,#3,CHSACALLHOUR1;轉向調時/減CHS:JB30H,KEY4MOV41H,LED2;分定期存入41H單元MOV42H,LED3;時定期存入42H單元KEY4:AJMPKEYL4:CJNEA,#0EEH，M10MOVR5,#20A40:ACALLDL10MSDJNZR5,A40SETBTR0;啟動定期器SETBP1.4CLR30H;定期標志位INCCOM1MOVA,COM1CJNEA,#4,YYYMOVCOM1,#00HSETB30HMOVLED2,3EH;還原分MOVLED3,3FH;還原時AAA:JNB30H,NNNMOVA,LED3CJNEA,42H,NNN;時比較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;********加時子程序*************HOUR:MOVR3,#13E1:ACALLDELAY100INCLED3MOVA,LED3CJNEA,#13,E2MOVLED3,#1E2:ACALLDISMOVP1,#0F0HMOVA,P1ANLA,#0F0HCJNEA,#0F0H,E33AJMPE3E33:DJNZR3,E1SJMPHOURE3:SETBP1.6RET;*********減時子程序***********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;未計滿60秒,返回MOVLED1,#00H;計滿60秒,秒位清0MOVA,#01HADDA,LED2;分位加1MOVLED2,ACJNEA,#60,RETURN;未計滿60分,返回MOVLED2,#00H;計滿60分,分位清0MOVA,#01HADDA,LED3;時位加1MOVLED3,ACJNEA,#13,RETURN;未計滿13時,返回MOVLED3,#01H;計滿13時,時位清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