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1、摘要 随着国民经济和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使家庭实现了现代化、居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，智能家居就是在这种形势下应运而生。而且随着作为智能家居控制器的电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已经成为电子产品研制和开发中首先选择的控制器。 基于以上思路，使用ATMEL公司的AT89S52实现基于单片机的智能家居的设计，其主要具有如下功能：（1） 红外遥控选择功能，按下相应的按键选择进入相应的功能。（2） 密码锁设置有6位密码，密码通过矩阵键盘输入，输入过
2、程中发现错误可进行逐个删除的操作。若密码正确，则LED液晶屏显示锁开，否则会有错误提示，三次输入错误则锁关且伴随蜂鸣器发出警告。此外，在密码正确的情况下可以进行更改密码操作。（3） 步进电机实现正转和反转运行，并延时3秒。（4） 温度感应装置，可以在数码管显示当前温度。当超过一定温度时，蜂鸣器发出声响予以警告。本次设计以ATMEL公司的单片机AT89S52为核心控制器件，选用上海浩豚电子科技公司开发的MINI80开发板模拟智能家居环境。同时使用Kevil uVision3软件来编写单片机的C语言程序，继而完成软件调试，然后下载到开发板进行硬件调试。最后联合软、硬件调试电路板，完成本次毕业设计。
3、关键词：智能家居，单片机，AT89S52，红外遥控ABSTRACTAs the national economy and raise the level of science and technology, especially the rapid development of the computer technology, communication technology, network technology, control technology and the improvement of the family to realize the modernization, to liv
4、ing environment comfortable change, secure. These high-tech has affect all aspects of peoples lives, changed people living habits, improved people life quality, Smart Home is also this situation arises at the historic moment. And as intelligent household controller electronic products to intelligent
5、 and the continuous development of miniaturization, micro control unit(MCU) have become the first choice for controllers in the development of electronic products.Base on the thinking of Smart Home, this design uses AT89S52 of ATMEL company. to carry out the design of the Smart Home, its main functi
6、on as follow: 1. The corresponding function of IR remote control. when press the button can enter relevant function respectively. 2. Code lock is set six passwords, and passwords are input through the keyboard. When found errors in the process of iuputing,you can run a operation of deleting each pas
7、sword. If the correct password, then LCD screen display the lock open, otherwise there will be error.And three times relisted and input errors are locked with buzzer warned. In addition, in the correct, it can change the password . 3. Step motor can undertake are turning and reverse, and delay three
8、 seconds. 4. Temperature sensing device, can be in digital tube display the current temperature. When more than a certain temperature ,it alarms to buzzer tips. This design selects AT89S52 of ATMEL company and use MINI80 development board of Shanghai HaoTun electronic technology development company
9、as environment simulation of the Smart Home and compile with software of keil uVision3. And then dowanload the program to the development board. Last, test the circuit board withed the software and hardware to finish the design.KEY WORDS：Smart Home, MCU,AT89S52, IR Remote1目 录第1章 绪论1第2章 智能家居系统总体设计22.
10、1 系统设计任务和要求22.2 课题分析22.3 系统可行性分析22.4 设计原理42.5 系统组成5第3章 智能家居系统的硬件电路设计63.1 单片机AT89S52简介63.2 红外遥控简介83.3 44矩阵键盘103.4 步进电机113.5 LCD1602显示器133.6 DS18B20 数字温度传感器163.7 数码管显示电路193.8 复位电路203.9 振荡电路213.10 蜂鸣器21第4章 软件程序设计234.1 软件设计234.2 C语言的特点234.3 具体软件模块实现244.4软件抗干扰技术29第5章 系统调试315.1部分模块电路调试315.2 调试分析325.3 故障分析
11、32结 论33致 谢34参考文献35附录1：部分系统程序清单36附录2：系统实物照片43第1章 绪论20世纪八十年代初，20世纪八十年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，住宅电子化出现，80年代中期，将家用电器、通信设备与安全防范设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动化概念。80年代末，通信与信息技术的发展，出现了通过总线技术对住宅中各种通信、家电、安防设备进行监控与管理的商用系统，这在美国称为Smart Home，也就是现在智能家居的原型。智能家居最初的定义是这样的，将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家庭安防装置，通过家庭总线技术HBS(Home Bus System
12、)连接到一个家庭智能系统上，进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调，HBS是智能住宅的基本单元也是智能住宅的核心。目前通常把智能家居被定义为利用电脑、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地结合的一个系统。也就是说，首先，它们都要在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络的操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的媒介平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制监测和交换信息的需求。最后，它们的
13、最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。由此可见，智能家居是一个系统层次概念，它涵盖了在建筑环境层次能够影响人们生活的诸多方面，就实际应用而言往往有以下系统：可视对讲系统，家庭安防系统，网络通讯系统，家电控制系统等等。目前，虽然智能家居有一定的发展，出现了一定数量的研究机构和公司，尤其是经历了2000年的智能家居概念炒作之后，智能家居得到空前的发展。但智能家居在中国还处于初始阶段，缺乏统一的标准和权威的产品。本人想设计一款基于MCS-51单片机的智能家居系统。该系统由密码锁模块、红外线遥控系统、步进电机，温控系统构成。该系统的安装无需改变家庭原有的布线，只对原有布线稍
14、加修改即可，可有效的解决单个家庭对智能家居产品的需求，且成本小、安装周期短，在国内有很大的市场潜能。但是由于本人能力，时间以及芯片内存的限制，要做整个系统显然是不可能的。对整个分系统而言，可以发现有很明显的相似性，只是在某些细节上需要做不同的分析。故而做好其中一个便可触类旁推。基于此，本设计仅对仅对一部分智能控制系统做简要设计。该智能家电可以进一步进行拓展，可以通过GSM网络完成手机与控制系统间的信息交换，进而传递控制信息；可以再室内安装光控系统自动控制窗帘的开闭；也可以通过ARM嵌入式的控制实现一键遥控多个电器的功能等等。本设计第二章介绍了本系统的设计原理，第三章为系统硬件设计，第四章系统软
15、件设计。第2章 智能家居系统总体设计2.1 系统设计任务和要求本系统由单片机控制，使用无线红外遥控技术进行一定距离的数据传输，电子密码锁的键盘输入及LCD显示，步进电机的定时转动，温度传感器数码管显示实时温度并高温警告。测量温度范围：-40+125；传输距离：大约为1-3米。2.2 课题分析首先，对于智能家居系统，基础的功能是必须满足的，同时还要满足易于控制的条件，但单片机的内存是有一定的限度的。因此选择合适的内存的单片机控制成为本次设计的重中之重。再次，对于每一个独立的功能，都需要做到最大可能的精确定时，这就要求用到定时器。每一个功能选用合适的定时器而且不会和其他功能的定时器产生冲突，也是一个需要认真考虑的地方。2.3 系统可行性分析2.3.1 两种设计方案方案一：以AT89S52为核心的单片机控制方案。利用单片机灵活的编程设计和丰富的I/O端口，及其控制的准确性，来设计实现基本的密码锁功能。在单片机的外围电路上接输入键盘用于密码的输入和一些功能的控制，可以使用红外进行短距离的无线遥控，接LCD1602显示器用于显示作用，以及接其他设备。方案二：以74LS112双JK触发器构成的数字逻辑电路控制方案。由两块74LS112双JK触发器组成的逻辑电路，采用分立元件组成电
