基于单片机的自动窗控制系统设计

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一、摘要

在科学技术不断发展、社会不断发展进步的今天，人民对自己的生活品质的需求也在不断提高，因此，自动控制装置也渐渐受到了大家的青睐。所以，对智能窗系统进行设计就变得很有现实意义。以前的普通窗户在遇到恶劣天气时，不能够自行关闭，必须人工用手去关闭，这样就会造成很多的不便，而且还会造成经济损失。如果在这样的环境中，安装了智慧窗，就可以摆脱这些问题的困扰了，结果会截然不同。以智能窗取代常规窗户已是大势所趋。
本文设计了一种基于STC89C52RC微控制器的窗户自动控制系统。该系统是通过使用光敏电阻来采集光线，使用雨量传感器来采集雨水，使用DS18B20来采集温度，使用霍尔传感器来采集风速，使用RCWL-0515微波感应器来探测有没有人。单片机可以根据温度、光照、雨量、风速以及是否有人等条件，对与窗户相连的电机进行控制，来达到对窗户开闭的自动控制的目的。

二、功能要求

需要设计一个基于单片机的自动窗控制系统，该系统包括控制芯片、温度检测模块、风速检测模块、雨量检测模块和光照检测模块等组件[12]。能够检测根据温度、风速、雨量、光照等参数自动调节窗户开闭。该系统具有以下控制功能。
（1）当室内温度高于设定的最大值时，自动打开窗户。
（2）当风速超过设定的最大数值时，自动关闭窗户。
（3）当雨量超过设定的最大数值时，自动关闭窗户。
（4）当光照低于设定的最小数值时，自动关闭窗户。
（5）用人体热释电感应模块检测窗户外是否有人，如果有，则自动关闭窗户。
（6）利用蓝牙在移动设备上控制窗户开关[13]。

三、系统的设计方案

本次设计所选用的器件有温度传感器DS18B20，LCD1602显示屏，单片机STC89C52，JDY-33蓝牙模块，霍尔传感器，雨滴传感器，光敏电阻，RCWL-0515微波感应模块，直流电机，驱动模块MX1508。系统框图如图2-1所示。

图2-1 基于单片机的自动窗控制系统装置结构图

四、原理图

五 、目录

目 录
第1章 绪论 1
1.1 选题背景、研究目的及意义 1
1.1.1 选题背景 1
1.1.2 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国内研究现状 2
1.2.2 国外研究现状 3
1.3 研究内容 3
1.4 章节安排 3
第2章 方案设计 5
2.1 总体方案设计 5
2.2 主控制模块的选择 5
2.3 传感器模块的选择 6
2.3.1 温度传感器 6
2.3.2 光照传感器 6
2.3.3 雨量传感器 7
2.3.4 风速传感器 7
2.3.5 人体红外传感器 8
2.4 电机的选择 8
2.5 电源模块的选择 8
2.6 显示模块的选择 9
2.7 蓝牙模块的选择 9
2.8 AD转换器的选择 10
2.9 本章小结 10
第3章 系统硬件设计 11
3.1 单片机最小系统的设计 11
3.1.1 STC89C52RC单片机介绍 11
3.1.2 晶振电路 12
3.1.3 复位电路 12
3.1.4 单片机最小系统电路图 12
3.2 电源电路 13
3.3 LCD1602显示电路 13
3.4 A/D转换电路 14
3.5 按键电路设计 14
3.6 电机驱动电路设计 14
3.7 传感器电路设计 15
3.7.1 光照传感器模块设计 15
3.7.2 温度传感器模块设计 15
3.7.3 人体热释电感应模块设计 15
3.7.4 风速传感器模块设计 16
3.7.5 雨量传感器模块设计 16
3.8 PCB板图设计 16
3.9 系统原理图 17
3.10 本章小结 17
第4章 系统软件设计 18
4.1 编译工具简介 18
4.2 主程序设计 18
4.3 蓝牙控制模块程序设计 18
4.4 按键程序设计 18
4.5 LCD1602显示程序设计 18
4.6 传感器程序设计 21
4.7 本章小结 23
第5章 系统硬件调试 24
5.1 硬件调试 24
5.2 软件调试 24
5.3 系统调试 25
5.3.1 系统功能演示 25
5.3.2 调试分析 27
5.4 实验结果 27
5.5 本章小结 27
结论 28
参考文献 29
致谢 30
附录A 程序代码 31