智能家具设计与总结报告

目录

一．摘要……………………………………………

二．引言……………………………………………

要求……………………………………

难点……………………………………

重点……………………………………

指导思想………………………………

三．设计方案与论证……………………………………

单片机芯片的选择方案与论证………………………………

显示的选择方案与论证………………………………………

时钟芯片的选择方案与论证…………………………………

温度传感器的选择方案与论证………………………………四．硬件电路设计……………………………………五．系统原理…………………………………………六．系统流程…………………………………………七．软件测试……………………………………………

测试元件…………………………

测试内容……………………………

八．心得体会………………………………………………九．参考文献………………………………………………十．附录…………………………………………………

智能家居设计与总结报告

一. 摘要

随着社会生产力的不断提高，单片机技术已广泛应用于各种领域，成为一种比较成熟的技术。本设计基于AT89S52单片机设计了集万年历、温度传感器与烟雾传感器为一起的小型小型室内环境检测系统。电路分为LM016 LCD显示、DS1302时钟芯片，DS18B20 温度传感器、湿度传感器和MAX232。该设计主要通过数个按键、一个LCD1602、一个DS1302时钟芯片、一个DS18B20温度模块等器件完成时间、日期的显示、声音提示、液晶显示、灯光警告、复位等功能。

关键词：单片机、LCD1602、DS1302、DS18B20、MAX232

二．引言

要求：使用单片机设计一个简易的室内监测环境系统，实现下述功能：

（1）自动更新时间与日期及温度，且能够显示在LCD液晶屏上。

（2）烟雾报警，并且使用发光二极管、蜂鸣器等进行警告提示、正确提示的声光报警功能。统的主要控制芯片

（3）光控开关，通过光敏二极管实现。

重点：对各主要模块进行讲解及对程序的论述，了解全局电路原理图及显示原理。

难点：

具有万年历功能，能够调节时间及日期；

（2）在超过温度范围时，发出温度报警提示。

本论文的指导思想

本论文先对系统指定的主要芯片进行选择和论证，确定了选定A T89S52作为系统的主要控制芯片，时钟芯片DS1302提供时钟，数字时温度传感器实现温度显示，显示部分采用LCD显示屏。

三、方案设计与论证

（1）单片机芯片的选择方案与论证

方案1：采用89S52作为主要的核心芯片，采用flashROM，内部具有4KB的存储空间，能在3V的超低压工作，而且与MCS-51单片机完全兼容。但是运用于电路设计中不具有ISP 在线编程功能，当对电路进行调试时，由于程序的错误修改或新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插可能对芯片造成一定的损坏。

方案2：采用89S52，片内ROM全部采用FlashROM能在3V的超低压下工作，同时也与MCS-51单片机兼容，该芯片内部为8KB ROM的存储空间，也具有89C51的功能，切具有在线编程可擦除技术，当对电路进行调试时，由于程序的错误修改或新增功能需要烧入程序时，不需对芯片的进行多次拔插，所以不会对芯片造成损坏。

（2）显示模块选择方案与论证

方案1：采用LED数码管进行动态扫描，虽然LED数码管价格适中，对于显示数字也较合适，然而在需要多为狮子与字幕显示时编程较复杂，占用单片机口线多。

方案2：采用点阵式数码管显示，点正事数码管由四行四列发光二极管组成，对于显示文字比较适合，但用在显示数字时比较浪费，而且价格也较高，所以不采用此方式作为显示。

方案3：采用LCD液晶屏显示，LCD液晶屏显示虽然价格较高，但其显示功能强大，可以显示字符，且需要的接口线少。

所以采用LCD液晶屏作为显示。

（3）时钟芯片的选择方案与论证

方案1：直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、星期、时、分、秒的计数，采用此种方案虽然可以减少芯片的使用，节约成本，但是实现时间误差较大。方案2：采用DS1302作为时钟芯片，DS1302是一种高性能时钟芯片，可自动对时间日期进行计数，且精度高，位的RAM作为数据暂存区，工作电压在2.5V-5.5V

，2.5V时耗电小于300mA。

因而采用DS1302提供时钟。

（4）温度传感器的选择方案与论证

方案1：使用热敏电阻作为传感器，并与一相应电阻进行串联分压，利用热敏电阻的温度特性，采集量电阻变化的分压值，进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本，而且热敏电阻的温度特性曲线并不是严格线性的，会产生较大误差。

方案2：采用数字时温度传感器DS18B20，此类传感器位数字传感器，而且仅需要一条数据线进行传输，易于与单片机进行连接，可以去除Ａ／Ｄ转换模块，降低硬件成本，简化系统模型。且数字时温度传感器还具有测量精度高，范围广等优点。

所以采用数字式温度传感器DS18B20测量温度。

电路设计最终方案

综上各方案论证，对此次作品的方案决定：采用AT89S52作为主控制系统，DS1302提供时钟，DS18B20数字温度传感器测量温度，LCD液晶屏作为显示模块。

四、硬件电路设计

系统总体框图如下：

图1.1 系统硬件模块图

模块说明：DS1302时钟模块可以显示当前时间、日期及星期；

键盘输入电路可以调整日期及时间；

DS18B20温度模块可以测量当前室内温度；

蜂鸣器模块可以提供烟雾警示；

显示电路显示当前系统运行情况。

DS1302时钟电路的设计

单片机必须在时钟的驱动下才能工作.在单片机内部有一个时钟振荡电路,只需要外接一个振荡源就能产生一定的时钟信号送到单片机内部的各个单元,决定单片机的工作速度。