基于A(yíng)T89S52單片機(jī)的智能窗戶(hù)的設(shè)計(jì)

安娜　李萌

摘要：以AT89S52為控制核心的智能車(chē)窗控制系統(tǒng)具有自動(dòng)檢測(cè)溫度、濕度、亮度和降雨量、定時(shí)設(shè)、紅外遙控和人機(jī)對(duì)話(huà)等功能。該窗口可以根據(jù)外部條件的變化自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉。該系統(tǒng)具有人性化的智能照明控制、雨控和風(fēng)控三大特點(diǎn)，適用于任何建筑工地的窗戶(hù)，為人們的生活提供了極大的便利。

關(guān)鍵詞：AT89S52;單片機(jī);智能窗戶(hù);設(shè)計(jì)

一、引言

智能窗戶(hù)采用單片機(jī)控制系統(tǒng)和自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)，在原有窗戶(hù)的基礎(chǔ)上采用集成布線(xiàn)的方法，實(shí)現(xiàn)了具有人文特色的窗戶(hù)的自動(dòng)開(kāi)合。這種設(shè)計(jì)具有讀取預(yù)設(shè)值的能力，并可以通過(guò)電路將各種條件傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，以響應(yīng)外部溫度和濕度、降雨等的變化。它還具有語(yǔ)音識(shí)別、人機(jī)對(duì)話(huà)界面、并基于功能強(qiáng)大且便捷的傳統(tǒng)單功能智能窗口同時(shí)使用多種傳感器技術(shù)。

二、智能窗戶(hù)系統(tǒng)組成部分

（一）單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊

單片機(jī)的主芯片采用高性能處理器，這種芯片核的節(jié)能效果非常明顯，并提供了業(yè)界最佳的EMC性能。晶體振蕩器電路的組成非常簡(jiǎn)單，由一個(gè)4 MHz晶體振蕩器和兩個(gè)電容器以及相應(yīng)的電阻組成。在復(fù)位電路設(shè)計(jì)的鏈接中，將RC抗干擾電路和復(fù)位按鈕結(jié)合在一起，當(dāng)您按下該按鈕時(shí)，微控制器的引腳將變?yōu)榈碗娖?，從而可以?fù)位系統(tǒng)。電源引腳與2個(gè)電容器組合在一起，其中一個(gè)是為系統(tǒng)供電的大容量電容器。其他電容器是陶瓷電容器，具有抑制噪聲的作用。 在供電過(guò)程中，兩個(gè)電源引腳分別作用，并且陶瓷電容器起著非常重要的作用，寫(xiě)接口還經(jīng)過(guò)大量調(diào)試，以確保寫(xiě)接口操作的標(biāo)準(zhǔn)化，可以配置多級(jí)下載，已建立完整的程序，并借助MCU和Flash進(jìn)行了完成，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行了修改。

（二）溫度傳感器的電路

溫度傳感器可以將收集的溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并將其輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，這種類(lèi)型的系統(tǒng)使用數(shù)字積分方法。電路結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，并且5V電壓連接到溫度傳感器的正極。也就是說(shuō)，確保陰極接地，并在輸出引腳DQ和陽(yáng)極之間安裝一個(gè)4.7K電阻器。在溫度傳感器工作期間，DQ引腳連接到微控制器，DQ引腳逐漸改變溫度以獲得溫度。在確定溫度存儲(chǔ)值的過(guò)程中，可以使用8位存儲(chǔ)器及時(shí)讀取引腳值，然后使用十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換以非常準(zhǔn)確地獲取初始測(cè)得的溫度值。

（三）電源電路模塊

在本設(shè)計(jì)中，使用直流穩(wěn)壓電源電路為每個(gè)電路模塊供電，選擇集成穩(wěn)壓器CW317，輸出電壓范圍為1.2～36V，最大輸出電流約為2A。 電路原理如圖1所示，具有可調(diào)的輸出電壓和簡(jiǎn)單的電路特性。

（四）光度檢測(cè)電路模塊

（1）光傳感器是一種使用光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，該電信號(hào)對(duì)周?chē)h(huán)境的光度最敏感，通常用于檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度。輸出狀態(tài)靈敏度是可調(diào)的，由半導(dǎo)體光電效應(yīng)確定，該半導(dǎo)體光電效應(yīng)是由半導(dǎo)體光電效應(yīng)制成的一種電阻，并且電阻值根據(jù)入射光的強(qiáng)度而變化。當(dāng)入射光強(qiáng)時(shí)，電阻減小，而當(dāng)入射光弱時(shí)，電阻增大。光刻膠通常用于光測(cè)量、光控制和光電轉(zhuǎn)換（將光變化轉(zhuǎn)換為電變化）。

（2）LM393電壓比較器。 LM393是雙電壓比較器，LM393系列具有兩個(gè)失調(diào)電壓指示器。 它由獨(dú)立的精密電壓比較器組成，用于比較兩個(gè)電壓的幅度。如果“ +”輸入端子的電壓高于“-”輸入端子，則電壓比較器的輸出為高。如果“ +”輸入端子上的電壓低于“-”輸入端子，則電壓比較器的輸出為低。引腳圖如圖2所示。每個(gè)引腳的功能如下。8針電源+，4針電源-，1針比較器A輸出，2針比較器A反相輸入，3針比較器A沿相同方向，5針比較器B沿相同方向，6針比較器B反相輸入，7引腳比較器B輸出。

三、軟件結(jié)構(gòu)組成

智能窗口的設(shè)計(jì)不僅必須滿(mǎn)足已建立的功能和完成要求（例如計(jì)算程序），而且還必須滿(mǎn)足分析傳感器收集的環(huán)境數(shù)據(jù)的程序的要求。傳感器采集程序的主要功能是實(shí)時(shí)響應(yīng)外部環(huán)境中的各種信息，并根據(jù)信息的類(lèi)別和優(yōu)先級(jí)對(duì)其進(jìn)行處理。但是，在接收到傳感器收集的環(huán)境數(shù)據(jù)后，窗口本身不起作用，因此有必要設(shè)計(jì)一組控制窗口操作的電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序模塊編寫(xiě)該程序。它也是系統(tǒng)中唯一帶有顯示模塊LCD屏幕的程序，該程序可以在屏幕上顯示時(shí)間、溫度、濕度和季節(jié)。

四、結(jié)論

綜上所述可以分析得到，該智能窗實(shí)用、穩(wěn)定、具有人性化的特點(diǎn)。該系統(tǒng)通過(guò)各種傳感器收集信號(hào)，將其發(fā)送到單片機(jī)進(jìn)行處理，最后控制電動(dòng)機(jī)在各種環(huán)境條件下自動(dòng)打開(kāi)和關(guān)閉窗戶(hù)。該裝置可用于住宅、倉(cāng)庫(kù)、旅館等場(chǎng)所，避免了人們?cè)谕蝗坏奶鞖鈼l件下無(wú)法打開(kāi)或關(guān)閉窗戶(hù)的問(wèn)題，為生活提供了極大的便利。

基金項(xiàng)目

陜西省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目：19JK058 防盜報(bào)警智能窗控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。