1、QQ交流群230912353行業(yè)人士歡迎交流,我是菜鳥一個洛 陽 理 工 學 院課 程 設 計 報 告 課程名稱 物聯(lián)網應用系統(tǒng)開發(fā) 設計題目 智能家具之家電控制系統(tǒng) 專 業(yè) 計算機應用技術 班 級 Z120554 學 號 Z12055429 姓 名 宋衛(wèi)青 完成日期 2015-1-8 課 程 設 計 任 務 書設計題目：智能家具之家電控制系統(tǒng)基于單片機的燈光智能控制以及煤氣泄漏報警的設計 設計內容與要求：基于STC89C52單片機的智能家電的設計，用紅外發(fā)射模塊和遙控器實現(xiàn)智能燈光的模擬控制設計，控制的燈有：臥室燈、客廳燈，廁所燈，庭院燈以及煤氣報警燈，MQ-2氣體傳感器模塊用于檢測煤氣是否

2、泄漏等。要求如下：（1） 能夠用遙控器通過紅外模塊實現(xiàn)各個燈的開關。（2） 能夠實現(xiàn)多個以及單個燈的開關。（3） 能夠檢測氣體的濃度，當氣體濃度過高時實現(xiàn)蜂鳴器的報警以及實現(xiàn)報警燈的閃爍 指導教師：_ 年 月 日課 程 設 計 評 語 成績： 指導教師：_ 年 月 日洛 陽 理 工 學 院 課 程 設 計 報 告一 實訓目的1、了解物聯(lián)網的概念2、通過實訓對智能家居有一個簡單的認識 3、鍛煉學生的操作能力與動手能力4、培養(yǎng)小組成員的合作精神二 實訓內容 基于STC89C52單片機的智能家電的設計，用紅外發(fā)射模塊和遙控器實現(xiàn)智能燈光的模擬控制設計，控制的燈有：臥室燈、客廳燈，廁所燈，庭院燈以及煤

3、氣報警燈，MQ-2氣體傳感器模塊用于檢測煤氣是否泄漏等。邏輯總框圖:臥室燈客廳燈廁所燈庭院燈煤氣報警燈STC89C52紅外發(fā)射模塊MQ-2氣體傳感器模塊 圖 1 家電系統(tǒng)控制總框圖遙控器按鍵模塊如下圖所示：012345678 圖 2遙控器按鍵模擬燈光顯示功能如下：燈（標志）模擬的燈實物數(shù)字控制L0臥室1L1廁所2L2客廳3L3庭院4L0、L1臥室燈和廁所燈5L0、L1、L2臥室燈和廁所燈、客廳燈6L0、L2臥室燈和客廳燈7L0、L1、L2、L3臥室燈和廁所燈、客廳燈、庭院燈8 燈滅燈滅0/9圖3設計所需的元件：元件名稱 型號 數(shù)量/個單片機 STC89C52 1 晶振 12MHz 1按鍵遙控器

4、 1電阻 10K 9電源 5V 1導線 若干氣體傳感器 MQ-2 1蜂鳴器 1Led燈 5三、單元電路設計：1、主控制系統(tǒng)單片機中央處理系統(tǒng)的方案設計，選用STC2單片機作為中央處理器，如下圖所示：該單片機除了擁有MCS-51系列單片機的所有優(yōu)點外，內部還具有8K的在系統(tǒng)可編程FLASH存儲器，低功耗的空閑和掉電模式，極大的降低了電路的功耗，還包含了定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器等硬件，其硬件能符合整個控制系統(tǒng)的要求，不需要外接其他存儲器芯片和定時器件，方便地構成一個最小系統(tǒng)。整個系統(tǒng)結構緊湊，抗干擾能力強，性價比高。圖4 STC89C52引腳圖2、紅外線發(fā)射模塊圖 4圖5 碼值3、紅外發(fā)射原

5、理/*- 名稱：紅外發(fā)射原理 修改：無 內容：通過紅外發(fā)射接收閃爍LED，同普通LED顯示程序相同。 由于主板集成了紅外38K調制，所以只需發(fā)送需要發(fā)送的碼即可-*/#include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義sbit IRSend=P12; /定義紅外發(fā)射sbit IRRev =P32; /接收接口sbit LED = P16; /演示LEDvoid Init_Timer0(void);/定時器初始化/ 主函數(shù)void main (void)Init_Timer0();while (1) /主循環(huán) LED = IRRev; /接收值反應到LED /*-

6、定時器初始化子程序-*/void Init_Timer0(void) TMOD |= 0x01; /使用模式1，16位定時器，使用|符號可以在使用多個定時器時不受影響 EA=1; /總中斷打開 ET0=1; /定時器中斷打開 TR0=1; /定時器開關打開/*- 定時器中斷子程序-*/void Timer0_isr(void) interrupt 1 TH0=0; /重新賦值 65.536ms TL0=0; IRSend=!IRSend;/發(fā)射管電平取反，表明以周期 65.536x2 ms時間閃爍4、紅外接收原理/*- 名稱：從紅外接收讀取電平信息 修改：無 內容：從紅外接收頭接收到信息反映到

7、LED上-*/#include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義sbit LED=P10;/ 用sbit 關鍵字 定義 LED到P1.0端口，LED是自己任意定義且容易記憶的符號sbit IR_IN=P32;/主函數(shù)void main (void)while (1) /主循環(huán) LED=IR_IN; /主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序 3、MQ-2氣體傳感器原理MQ-2/MQ-2S氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環(huán)境中存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的

8、變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。MQ-2/MQ-2S氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器部件材料1氣體敏感層二氧化錫2電極金（Au）3測量電極引線鉑（Pt）4加熱器鎳鉻合金（Ni-Cr）5陶瓷管三氧化二鋁6防爆網100目雙層不銹鋼（SUB316）7卡環(huán)鍍鎳銅材（Ni-Cu）8基座膠木或尼龍9針狀管腳鍍鎳銅材（Ni-Cu）圖6圖 7自感應器件MQ2參數(shù)A. 標準工作條件符號參數(shù)名稱技術條件備注 Vc回路電壓15VAC or DC VH加熱電壓5.0V0.2 VAC or DC RL

9、負載電阻可調 RH加熱電阻313室溫 PH加熱功耗900mW B. 環(huán)境條件符號參數(shù)名稱技術條件備注 Tao使用溫度-10-50 Tas儲存溫度-20-70 RH相對濕度小于95%RH O2氧氣濃度21%(標準條件)氧氣濃度會影響靈敏度特性最小值大于C. 靈敏度特性符號參數(shù)名稱 技術參數(shù)備注Rs敏感體表面電阻 3K-30K (1000ppm 異丁烷 )探測濃度范圍100ppm-10000ppm液化氣和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-20000ppm 甲烷300ppm-5000ppm 氫氣100ppm-2000ppm 酒精 (3000/1000) 異丁烷濃度斜率 0.6標準

10、工作條件 溫度： 202 Vc:5.0V0.1V 相對濕度： 65%5% Vh: 5.0V0.1V預熱時間 不超過1小時MQ-2氣敏元件的結構和外形如圖所示(結構 A or B), 由微型AL2O3陶瓷管、SnO2 敏感層,測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。4、蜂鳴器模塊原理 圖8蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，本文介紹如何用單片機驅動蜂鳴器，他廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電話機等電子產品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。

11、接通電源后，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成，當接通電源后（1.515V直流工作電壓），多諧振蕩器起振,輸出1.52.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。電磁式蜂鳴器內部構成： 1. 防水貼紙 2. 線軸 3. 線圈4. 磁鐵 5. 底座6. 引腳7. 外殼8. 鐵芯 9. 封膠10. 小鐵片11. 振動膜12. 電路板 蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場來驅動振動膜發(fā)聲的，

12、因此需要一定的電流才能驅動它，單片機IO引腳輸出的電流較小，單片機輸出的TTL電平基本上驅動不了蜂鳴器，因此需要增加一個電流放大的電路。S52增強型單片機實驗板通過一個三極管C8550來放大驅動蜂鳴器，原理圖如下圖9： 圖 95、電路實物設計圖 10四、軟件設計設計遙控器控制燈光的開關，蜂鳴器報警以及燈光閃爍，程序如下：#include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文件包含特殊功能寄存器的定義#include intrins.h#define uchar unsigned char/宏定義無符號字符型#define uint unsigned int /宏定義無符號整型sbit IR=

13、P32; /紅外接口標志#define DataPort P1 /定義數(shù)據(jù)端口 程序中遇到DataPort 則用 P1 替換sbit LATCH1=P20; /定義鎖存使能端口 段鎖存sbit LATCH2=P21; /位鎖存sbit BJD=P14;sbit DOUT=P20; /定義單片機P2口的第1位 （即P2.0）為傳感器的輸入端sbit speak=P23;void delay() /延時程序uchar m,n,s;for(m=20;m0;m-)for(n=20;n0;n-)for(s=248;s0;s-);void delaylb() /大概0.5ms左右的延時uchar a;fo

14、r(a=450;a0;a-)_nop_();/*- 全局變量聲明-*/unsigned char code dofly_DuanMa10=0xff,0xfe,0xfd,0xdf,0xbf,0xbe,0xbd,0x9e,0x9c,0xff; / 顯示led燈 L0,L1,L5,L6unsigned char code dofly_DuanMa10=0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x03,0x07,0x05,0x0f,0x00; / 顯示led燈 L0,L1,L5,L6 ,0xbe,0xbd,0x9e,0x9c,0xffunsigned char irtime; /紅外用全局變

15、量bit irpro_ok,irok;unsigned char IRcord4;unsigned char irdata33;/*- 函數(shù)聲明-*/void Ir_work(void);void Ircordpro(void);/*- 定時器0初始化-*/void TIM0init(void)/定時器0初始化 TMOD=0x02; /定時器0工作方式2，TH0是重裝值，TL0是初值 TH0=0x00; /重載值 TL0=0x00; /初始化值 ET0=1; /開中斷 TR0=1; /*- 外部中斷0初始化-*/void EX0init(void) IT0 = 1; /指定外部中斷0下降沿觸發(fā)

16、，INT0 (P3.2) EX0 = 1; /使能外部中斷 EA = 1; /開總中斷/*- 定時器0中斷處理-*/void tim0_isr (void) interrupt 1 using 1 irtime+; /用于計數(shù)2個下降沿之間的時間/*- 外部中斷0中斷處理-*/void EX0_ISR (void) interrupt 0 /外部中斷0服務函數(shù) static unsigned char i; /接收紅外信號處理 static bit startflag; /是否開始處理標志位if(startflag) if(irtime=33)/引導碼 TC9012的頭碼，9ms+4.5ms

17、i=0; irdatai=irtime;/存儲每個電平的持續(xù)時間，用于以后判斷是0還是1 irtime=0; i+; if(i=33) irok=1; i=0; elseirtime=0;startflag=1;/*- 鍵值處理-*/void Ir_work(void) /紅外鍵值散轉程序 switch(IRcord2) /判斷第三個數(shù)碼值 case 0x16:DataPort=dofly_DuanMa0;break;/0 按下遙控器上面0的按鍵燈滅 case 0x0c:DataPort=dofly_DuanMa1;break;/L0 顯示相應的燈亮 case 0x18:DataPort=do

18、fly_DuanMa2;break;/L1 case 0x5e:DataPort=dofly_DuanMa3;break;/L5 case 0x08:DataPort=dofly_DuanMa4;break;/L6 case 0x1c:DataPort=dofly_DuanMa5;break;/L0，L6 case 0x5a:DataPort=dofly_DuanMa6;break;/L1，L6 case 0x42:DataPort=dofly_DuanMa7;break;/L1，L5，L6 case 0x52:DataPort=dofly_DuanMa8;break;/L0，L1，L5，L6

19、 case 0x4a:DataPort=dofly_DuanMa9;break;/燈滅 default:break; irpro_ok=0;/處理完成標志 /*- 紅外碼值處理-*/void Ircordpro(void) /紅外碼值處理函數(shù) unsigned char i, j, k; unsigned char cord,value; k=1; for(i=0;i4;i+) /處理4個字節(jié) for(j=1;j7) /大于某值為1，這個和晶振有絕對關系，這里使用12M計算，此值可以有一定誤差 value|=0x80; if(j=1; k+; IRcordi=value; value=0; irpro_ok=1;/處理完畢標志位置1/*- 主函數(shù)-*/void main(void) int i; EX0init(); /初始化外部中斷 TIM0init(); /初始化定時器/ LCD1602=0;/關閉數(shù)碼管/ cs88=0; /關閉點陣 DataPort=0x00; /取位碼 第一位LED選不通，即二進