基于單片機(jī)的智能空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)目錄TOC\o"1-2"\h\u35471緒論 摘要：20世紀(jì)90年代以來，我國的整體經(jīng)濟(jì)由于全球化、現(xiàn)代化發(fā)展使我國國民整體生活質(zhì)量有所提高，同時國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，同時國民物質(zhì)需求加大，對于生活水平要求越來越高。為了滿足人民的生活品質(zhì)需求，本文設(shè)計了一種基于單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等現(xiàn)代科技技術(shù)的簡易智能空調(diào)系統(tǒng)。整個系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分。其中，以STC89C52為主要器件，DHT11為主要器件。軟件方面主要由溫濕度編程，WiFi通訊編程，屏幕編程，按鍵編程等組成。本軟件采用C語言設(shè)計，實現(xiàn)了溫度、濕度測量、空調(diào)控制、按鍵操作、Wi-Fi連接、顯示、報警等功能。在溫度、濕度等參數(shù)達(dá)到一定范圍后，采用傳感器對溫度、濕度進(jìn)行實時監(jiān)測。當(dāng)溫度、濕度測量結(jié)果超出設(shè)定閾值時，報警系統(tǒng)會自動報警，同時按下按鈕調(diào)整數(shù)值到達(dá)合適的區(qū)間，以此來消除警告。該系統(tǒng)采用單片機(jī)作為操作芯片，具有功耗低、性能高、穩(wěn)定性強(qiáng)、整體成本低等特點，以此深受該領(lǐng)域的企業(yè)喜愛。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；空調(diào)控制；傳感器；WIFI通信1緒論1.1研究背景傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品，在滿足居住環(huán)境的舒適性、便利性、安全性等基本需求的同時，其基本的功能還不足以引起年輕人的注意，而室內(nèi)溫度、濕度、亮度的人工控制、自動調(diào)整、門禁、門窗的安防、監(jiān)控，都將是未來智能家居的主要應(yīng)用。所以，在信息化的時代，開發(fā)智能化的報警系統(tǒng)是一項高技術(shù)的要求。從2000年起，隨著智能產(chǎn)品的引入，就形成了今天的智能家庭。隨著智能家居的發(fā)展，各大廠商紛紛推出了各種功能齊全的智能家居，隨著信息化的普及和信息的對稱，智能家居產(chǎn)品逐漸走向低價格、高性能、質(zhì)量趨勢。人們想要更好的生活質(zhì)量，這一點要求往往體現(xiàn)在家庭的電氣設(shè)備、房屋裝修、家用電器、通訊設(shè)備和其他安全設(shè)施等方面可以體現(xiàn)而出。隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信等信息和電子技術(shù)的迅速發(fā)展，我國現(xiàn)代人民的家庭變得越來越智能化。人們也更加期待更加智能化的家用電器。同時，人們可以遠(yuǎn)程實時監(jiān)控智能家居環(huán)境和附近的安全狀態(tài)，體驗智能家居下的生活和工作是如何的便利以及安全。該項目還設(shè)計了一套智能空調(diào)的溫控系統(tǒng)，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)交互技術(shù)，將自動化與傳感器相結(jié)合，打造一個基于現(xiàn)代智能家居信息的平臺。不同的家庭系統(tǒng)相互集成，如房間電源控制、安全報警、家用電器自動控制等。智能家居信息源管理系統(tǒng)對信息進(jìn)行全面的管理，使喜歡智能家居的用戶可以輕松地從家居設(shè)備中獲取自己需要的信息，體現(xiàn)了家居信息源的通用性。然而，目前傳統(tǒng)的家庭溫控系統(tǒng)存在很多缺點，比如，只有當(dāng)使用者回到家后，空調(diào)面板才會打開，要想讓使用者感覺舒服，需要很長一段時間。也有，例如，常規(guī)電熱器的加熱時間較長，當(dāng)使用者需要時，無法確保熱水供應(yīng)，用戶體驗顯著降低。例如，在一天的繁忙工作即將結(jié)束，當(dāng)使用者獨自一人時，就可以發(fā)送特定指令讓數(shù)據(jù)處理模塊計算室溫和估計時間用戶回家，然后發(fā)送一個開關(guān)信號空間終端傳感器，讓智能家居在用戶到家前徹底完成運(yùn)轉(zhuǎn)，以此滿足人們在家里享受舒適的體驗，同時又能達(dá)到省時、節(jié)能的效果。隨著我國移動終端的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的不斷完善，物聯(lián)網(wǎng)時代正式來臨，對此的需求也日益迫切。大力開展移動互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)工業(yè)的培育與發(fā)展，將其作為一項重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)外大型家電廠商，以及幾家生產(chǎn)工藝主機(jī)廠自主研發(fā)的高品質(zhì)智能家電，已逐步開始預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，用于管控物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全，為信息快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)時代做好準(zhǔn)備。智能家居也是家國物聯(lián)網(wǎng)時代當(dāng)今行業(yè)不可或缺的一部分，也是家國移動物聯(lián)網(wǎng)家居應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分。另外，近幾年，我國的房地產(chǎn)市場發(fā)展很快，智能家居正逐漸呈現(xiàn)出人們熟悉的應(yīng)用形式所展開相應(yīng)的發(fā)展，以此滿足人民的生活高品質(zhì)需求。1.2研究意義隨著移動通訊基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展，高科技的迅猛進(jìn)步，以及相關(guān)的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，使得智能家庭對傳統(tǒng)的產(chǎn)品產(chǎn)生了巨大的沖擊。智能家居是生活中最重要的一種，它基于自動化控制，解放雙手，享受家居生活，從而提升了人們對家居生活的滿意度。同時，它還具有監(jiān)控功能，為家庭提供實時數(shù)據(jù)傳送，保證了家庭的安全性；可以通過預(yù)先啟動智能家居的控制，調(diào)整室內(nèi)的整體舒適程度，從而實現(xiàn)最佳的居住體驗。家庭中的各類家電設(shè)備，都是由網(wǎng)路聯(lián)結(jié)而成，以提供更便捷的控制，并使維修作業(yè)變得簡單。智能家庭系統(tǒng)的基本架構(gòu)就是建立一個能夠覆蓋整個家庭的電子設(shè)備、信息設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，通過合理的規(guī)劃，進(jìn)行個性化的配置和控制，使整個家庭的生活環(huán)境變得更加安全、舒適、科技、溫馨。目前市場上的智能家居產(chǎn)品，都是對傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品進(jìn)行了升級，比如：自動調(diào)整燈光的亮度，自動打開和折疊窗簾，視頻監(jiān)控，智能控制等。雖然在滿足基本需要的情況下，可以在一定程度上提高家庭居住的整體體驗，但是，相對于人們?nèi)找嬖黾拥娜诵曰?、自動化和智能化的要求來說，它還需要進(jìn)一步的發(fā)展。因此，本文基于單片機(jī)的智能空調(diào)控制系統(tǒng)的設(shè)計，通過提供更為方便的智能終端，增強(qiáng)了整個系統(tǒng)的適應(yīng)性和高度集成的智能化水平。對于空調(diào)產(chǎn)品在實現(xiàn)更便捷。1.3研究現(xiàn)狀一批由美國及歐洲開發(fā)的產(chǎn)品已進(jìn)入市場，典型的是IBM公司“家居主任”，摩托羅拉公司“居所之門”。在亞洲，如日本和韓國等國家，很多公司都將大量的精力放在了智能家庭系統(tǒng)的研發(fā)和產(chǎn)品的推廣上?；裟犴f爾是其中一個比較典型的跨國企業(yè)，它的市場占有率最大的兩個領(lǐng)域就是系統(tǒng)研發(fā)和安全裝備，在行業(yè)中，它的智能家庭操作系統(tǒng)是行業(yè)中的佼佼者。目前已經(jīng)研制成功的智能家庭系統(tǒng)包括：安防報警、實時視頻監(jiān)控、智能燈光感應(yīng)控制、窗簾感應(yīng)控制、多媒體交互等。通過控制電視、新風(fēng)機(jī)、空調(diào)、投影儀等，并利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)，對智能燈光、電動窗簾、清掃機(jī)器人、燃?xì)鉄崴?、電水壺等電器進(jìn)行智能控制，并使用RGB燈泡，實現(xiàn)多種燈光操作，并在不同的環(huán)境中進(jìn)行模式切換，例如休閑模式、學(xué)習(xí)模式、瑜伽模式等。施耐德智能家庭管理系統(tǒng)采用現(xiàn)場總線，實現(xiàn)了所有設(shè)備的直接控制和有序的操作，實現(xiàn)了溫度、濕度、新風(fēng)、燈光、窗簾等對象的自動控制。采用最簡單的操控方式，提供最豐富的操控經(jīng)驗，讓智能家庭的操控感更加舒適。國內(nèi)的智能家庭系統(tǒng)和相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)起步較晚，其技術(shù)發(fā)展路徑也相對滯后。目前，我國的技術(shù)研發(fā)仍處于磨礪階段，與高新技術(shù)不斷地結(jié)合、演化，并沒有形成一套完整的技術(shù)規(guī)范。2000年可以說是國內(nèi)智能家居概念的元年，在媒體宣傳下，部分民眾對智能家居這個概念有了了解。在國內(nèi)智能化產(chǎn)品企業(yè)快速發(fā)展的背景下，各大企業(yè)都步入了智能家居的發(fā)展隊伍。海爾智能家電，智能家居是我國智能家居研究與開發(fā)領(lǐng)域中最早開展的一家公司，它通過計算機(jī)對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制，實現(xiàn)了各電器的集成，一開始，從控制協(xié)議、交互式應(yīng)用到現(xiàn)在通過利用手機(jī)App遠(yuǎn)程操控家庭智能設(shè)備乃至將來人工智能。清華同方發(fā)布的“e-home”數(shù)字化家園產(chǎn)品，基于嵌入式技術(shù)，設(shè)計并集成了以智能家居為目標(biāo)的系統(tǒng)集成方案。然而當(dāng)前國內(nèi)在智能家居領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品中，多為針對家電類系統(tǒng)方案，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各家系統(tǒng)所能支持家電設(shè)備有限，所以在用戶眼里缺少人性化和購買欲望，產(chǎn)品發(fā)展緩慢。2系統(tǒng)方案設(shè)計2.1系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)基于智能氣候環(huán)境的應(yīng)用背景，實現(xiàn)對空調(diào)的無線遙控。根據(jù)功能設(shè)計目標(biāo)，主要要點如下：1、隨時可以檢測環(huán)境中的濕度指標(biāo)；2、可以通過液晶顯示屏隨時觀看當(dāng)前環(huán)境濕度檢測數(shù)值；3、當(dāng)出現(xiàn)溫度異常時，可隨時進(jìn)行警告處理，以此來解決異?，F(xiàn)象的發(fā)生；4、可以隨時利用APP功能對此類設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操控；5、能夠以繼電器的形勢控制常用的幾類電器，并對外圍電路的開關(guān)驅(qū)動。2.2硬件架構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。本系統(tǒng)具有溫度、濕度測量、開關(guān)控制、按鍵控制、Wi-Fi連接、顯示、報警、指示燈等多種功能。本系統(tǒng)可對溫度、濕度進(jìn)行實時采集。在選擇各個功能系統(tǒng)之前，通過對各功能間的相互關(guān)系進(jìn)行分析，搜集與控制功能不符的數(shù)據(jù)，對整個體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計，并對各功能間的邏輯關(guān)系進(jìn)行設(shè)計。這兩大部分所有的工作均由主控制來完成，在實現(xiàn)了功能模塊化后，使得后期設(shè)計更加方便。如果溫度和濕度的測量值超出設(shè)定的臨界值，會產(chǎn)生告警。報警值可通過按下按鈕進(jìn)行調(diào)整。同時，可通過將手機(jī)連接到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來調(diào)整告警值，并可操作空調(diào)開關(guān)。圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計圖2.3主要部件方案2.3.1主控制器方案單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的核心，其加密算法具有較高的運(yùn)算速度，不能以任何技術(shù)方式讀取單片機(jī)中的用戶代碼，保護(hù)了產(chǎn)品的技術(shù)。所有的功能都需要單片機(jī)的支持才能完成。本設(shè)計的微處理器運(yùn)算能力強(qiáng)、軟件設(shè)計靈活、自由度高。該系統(tǒng)采用軟件編程實現(xiàn)多種邏輯功能，并配有定時器、計數(shù)器，可以進(jìn)行定時、運(yùn)算。使用STC89C52實現(xiàn)系統(tǒng)功能。單片機(jī)電路有不同的配置，如數(shù)據(jù)存儲、代碼存儲、定時功能、中斷功能、串行通信功能等。該單片機(jī)兼容MCS-51指令，單片機(jī)采用51芯，軟件采用C語言設(shè)計。STC89C52具有功耗低、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點。該核心是系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心，開發(fā)和操作簡單方便。STC89C52是每個工程師都要學(xué)習(xí)的一種單片機(jī)，因此，許多產(chǎn)品均采用此微處理器進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計。在微處理器上，用戶程序是8K的。當(dāng)使用者程式碼數(shù)目達(dá)到8K時，可以加入一個外存儲器，儲存8K或更多的使用者程式碼。該單片機(jī)算法性能強(qiáng)，工作速度快，在惡劣的工作條件下仍能很好地繼續(xù)工作。STC89C52的價格低，開發(fā)周期成本低，這也是為什么很多工程師都安排它，所以很明顯很多產(chǎn)品都選擇了這種單片機(jī)作為技術(shù)解決方案。因此，STC89C52無論在成本、性能還是開發(fā)難度上都是一種非常實惠的技術(shù)解決方案。基于以上分析，根據(jù)圖2.2，本文介紹了以STC89C52單片機(jī)為控制器的設(shè)計思路。圖2.2STC89C52單片機(jī)2.3.2溫濕度采集方案實際情況如圖2.3所示。在設(shè)計智能室內(nèi)氣候控制系統(tǒng)時，對環(huán)境溫度、濕度進(jìn)行采集，選用DHT11型傳感器。DHT11是一種溫度、濕度的數(shù)字傳感器。數(shù)字溫度和濕度數(shù)據(jù)是數(shù)字輸出的校準(zhǔn)數(shù)字。通過測量傳感器的溫度，可以繪制出NTC的溫度曲線，并將其應(yīng)用到濕度傳感器設(shè)備中。本發(fā)明具有測量精度高、溫度、濕度測量快速等優(yōu)點。通過向微處理器傳輸輸出的溫度和濕度信息，可以實現(xiàn)溫度和濕度的測量。單片機(jī)與傳感器僅用一條數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，其功率消耗非常小，信號電纜的長度可達(dá)到20米以上，對應(yīng)不同的業(yè)務(wù)場景。圖2.34DHT11傳感器實物圖2.3.3顯示模塊方案系統(tǒng)要求顯示環(huán)境溫度、濕度等信息，LCD1602采用串行輸入和并行數(shù)據(jù)的操作系統(tǒng)。盡管串行輸入控制系統(tǒng)所采用的界面很少，但是該軟件設(shè)計代碼較為復(fù)雜，要用很多代碼才能控制。并行數(shù)據(jù)錄入操作系統(tǒng)能夠更快實現(xiàn)對液晶的控制，且軟件操作方便，所以，使用并行數(shù)據(jù)輸入操作系統(tǒng)。工作電壓液晶屏芯片：4.5~5.5V。工作電流：2.0uA(5.0V).模塊的最優(yōu)工作電壓：5.0V，字體大?。?.95mm×4.35mm(寬×高)。實際情況如圖2.4所示。圖2.4LCD1602液晶實物圖2.3.4WIFI通信方案系統(tǒng)的WiFi通信選擇WiFi模塊ESP8266。本模塊是安欣科研究開發(fā)的一款具有WiFi功能的WiFi模塊。開發(fā)者們可以使用WiFi模塊來增加網(wǎng)絡(luò)，從而完成網(wǎng)絡(luò)通信。模塊內(nèi)有一個32位的處理器，同時其還具有模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，當(dāng)作控制器來使用。另外，模塊的備用模式分為多種，在最長的待機(jī)模式下，模塊電流為20uA。并且單片機(jī)也能夠通過AT命令，對WiFi模塊進(jìn)行控制。ESP8266模塊的體積較小，能夠控制AT命令，可用來研制WiFi模塊。如圖2.5所示。圖2.5ESP8266WiFi芯片實物圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1主控制器設(shè)計該系統(tǒng)采用了一種由STC科技公司生產(chǎn)的單片機(jī)作為控制芯片。單片機(jī)STC89C52具有以下兩種優(yōu)點：一是功耗低；二是性能好。其有32位I/O端口，8K字節(jié)的閃存以及WDT看門狗定時器。微控制器內(nèi)還有一個內(nèi)置的4KBEEPROM。型號STC89C52單片機(jī)的末端編號為2，程序存儲空間為2×4K。就該設(shè)計而言，首先選用了STC89C52單片機(jī)、STC89C51單片機(jī)和STC89C52AT89S51單片機(jī)單片機(jī)，由于STC89C51和51單片機(jī)AT89S51單片機(jī)微處理器的設(shè)計原理完全一致，但只有4k記錄空間，具有相同的功能。基于此，最后選擇了STC89C52單片機(jī)。單片機(jī)STC89C52內(nèi)置8K容量的可編程flash存儲器。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源、復(fù)位、振動電路及擴(kuò)展元件。圖3.1是系統(tǒng)的最小示意圖。圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.2溫濕度檢測電路3.2.1DHT11溫濕度傳感器由廣州奧松電子有限公司生產(chǎn)的DHT11型傳感元件，其可靠性高、耐用性強(qiáng)。利用溫度、濕度和數(shù)碼信號的傳感器數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，又稱混合溫濕型Anur。DHT11傳感器具有產(chǎn)品質(zhì)量高、響應(yīng)速度快、抗戶外故障能力強(qiáng)、價格實惠的特點，數(shù)字信號內(nèi)部校準(zhǔn)，信號傳輸準(zhǔn)確，并能結(jié)合性能優(yōu)越的單片機(jī)，它包括溫度測量元件和電阻式濕度傳感器元件。因校準(zhǔn)室的校準(zhǔn)是按照極其精確的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，采用單線串行接口，使傳感器系統(tǒng)的操作更加簡單。信號處理能力大于20m。與此同時，它體積小、功耗極低等特點，保證了這種傳感器在許多復(fù)雜和極端環(huán)境下都能良好工作。傳感器的引腳有四個，包裝比較簡單，界面操作簡便，也能夠按照用戶計劃的要求進(jìn)行調(diào)整。3.2.2電氣特性VDD=5V，T=25℃，除非特殊標(biāo)注。表3.1電氣特性表3.2.3串行接口該系統(tǒng)采用單總線形式，實現(xiàn)了單片機(jī)與傳感器的同步與通訊。4ms是發(fā)送一次數(shù)據(jù)所需要的時間，數(shù)據(jù)可以分為正整數(shù)和小數(shù)點，階位優(yōu)先，40位是整個數(shù)據(jù)量的結(jié)果。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式是：8比特的總濕度+8比特十進(jìn)制的濕度+八比特的十進(jìn)制溫度+八比比特的溫度表。如果傳輸數(shù)據(jù)正確，則檢查和數(shù)據(jù)為：8比特的總濕度+8比特濕度的十進(jìn)制+8比特總溫度的十進(jìn)制+8比特溫度的十進(jìn)制的最后八位。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出第一個訊號時，感應(yīng)器就會由低功率狀態(tài)轉(zhuǎn)換為高功率狀態(tài)。在該信號的末尾，該傳感器傳輸40比特的數(shù)據(jù)應(yīng)答信號，同時激活傳感器采集信號。收集相關(guān)信息的任務(wù)。此時，如果需要，用戶可以讀取一些信息。當(dāng)傳感器處于從屬模式時，當(dāng)接收到啟動信號時，溫度和濕度傳感器功能被激活。若傳感器未收到從單片機(jī)發(fā)出的啟動信號就不會采集數(shù)據(jù)，從而使傳感器處于節(jié)電模式。3.2.4溫濕度檢測模塊電路在智能空調(diào)控制系統(tǒng)中，溫度和濕度測量設(shè)計選擇DHT11-sensor進(jìn)行。這種傳感器具有以下性能和特點：采用DALLAS方法，只要一條線就可以和計算機(jī)雙向通信。DHT11傳感器可以封裝為各種不同的形式，該系統(tǒng)具有信號的特點，具有體積小、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、硬件成本低等優(yōu)點。供電方式便捷，供電電壓不超過5.5V，溫度測量范圍-55-125度，通常來說，溫濕度測量的誤差不能高于0.5度，精度需要保證為0.1度。當(dāng)電源的電壓極性反轉(zhuǎn)時，具有負(fù)電壓特性的設(shè)備可以保護(hù)設(shè)備不被燒壞。9-12位數(shù)字讀數(shù)可通過軟件實現(xiàn)，轉(zhuǎn)換速度高，溫度和濕度的9位轉(zhuǎn)換時間僅需93.75ms。該傳感器對各種微處理器或者系統(tǒng)都有廣泛的應(yīng)用，甚至還能隨著實際的變化而變換外觀，能夠較好地滿足不同條件的使用要求。圖3.2是溫濕度測量電路。圖3.2溫濕度檢測接口電路圖3.3顯示電路LCD1602的LCD顯示屏是由16x02或者32個字母組成的工業(yè)字符組成。LCD數(shù)控系統(tǒng)在很多高檔消費(fèi)電子設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，比如智能微處理器、智能無人機(jī)、特殊的數(shù)字電子計算器、通用電能表、電能表等。LCD是一種輸出設(shè)備，其優(yōu)勢在于：因為每一次熒光信號接收端接收到一種發(fā)光信號，LCD的各熒光發(fā)光節(jié)點都要始終維持同一熒光色彩及發(fā)光結(jié)點的亮度，故其彩色發(fā)光節(jié)點的亮度要恒定、光照穩(wěn)定、LCD的影像品質(zhì)好且不會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象。字符型液晶顯示器采用LCD1602作為顯示單元。本裝置采用5V電源作為供電源，顯示電路容易構(gòu)建，顯示的信息量大。由于其價格低廉而被廣泛采用。LCD是一種體積小、重量輕、功耗低的顯示器。3.3.1液晶顯示模塊電路在圖3.3中，可以看到LCD模塊的接線線路。1號和2號引腳作為輸入電平，為LCD顯示供電，電路的接地線連接到LCD模塊的引腳1上。電路的電源線連接到LCD模塊的2引腳上。一電阻10k的電位計被連接到該電路的質(zhì)量磁頭與管腳3之間。若要調(diào)節(jié)LCD的反差，可以通過電位器進(jìn)行調(diào)整。即LCD4。此針與單片機(jī)和P27管腳相連。讀取控制器，即4腳LCD顯示屏，必須連接到p26腳MCU上。LCD顯示屏的6pin與單片機(jī)的P25引腳相連。8比特總線，也就是LCD管腳7、8，與MCUP0端口相連。所述背光電源插頭，也就是LCD插針15和LCD插針16，它們分別連接到MCU電源端口，和接地線相連。液晶顯示電路如圖3.3所示。圖3.3液晶接口電路圖3.3.2液晶引腳說明LCD1602的字符顯示屏腳注如下：3.4WIFI通信電路無線網(wǎng)絡(luò)模塊ESP8266與MCU串行通訊，通過移動電話進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，所以系統(tǒng)必須開啟Wi-Fi通信。STATE是一個無線狀態(tài)信號輸出接口，不使用藍(lán)牙功能的話，界面會產(chǎn)生低電平。藍(lán)牙連接后，該界面輸出高電平，所以你可以設(shè)計一個LED電路表示藍(lán)牙連接狀態(tài)。RXD是一個無線模塊的串口接收接口，它與P31TXD連接器相連，通過MCU的串行數(shù)據(jù)傳送。TXD是一種以RXD為核心的無線模塊，它與P30的接收串口通過RXD接口連接。GND是該組件的供電接口，該組件的供電需求為3.2-6V，而該系統(tǒng)選用的電壓為3.3V。Wi-Fi模塊的電源設(shè)計需要具有塊切換功能，該模塊實現(xiàn)反向供電過程中的自我保護(hù)，Wi-Fi模塊串口可以直接接入單片機(jī)串口，不需要處理電平移位問題。Wi-Fi連接如圖3.4所示。R3R31K12345678JP23V3GNDRXDESP8266TXD圖3.4WiFi通信電路圖4軟件設(shè)計4.1軟件整體設(shè)計首先，該系統(tǒng)初始化了環(huán)境溫濕度的測量界面、空調(diào)控制接口、按鈕控制接口等，并實時采集溫濕度數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)超過設(shè)定的閾值時，系統(tǒng)會發(fā)出告警，并可通過按鍵調(diào)整告警值。同時可通過連接WiFi的手機(jī)調(diào)節(jié)報警值，圖4.1示出了系統(tǒng)的軟件流程。圖4.1軟件設(shè)計流程圖4.2溫濕度檢測軟件設(shè)計本章2.3.3、3.3部分對DHT1溫度、濕度傳感器的基礎(chǔ)資料進(jìn)行了分析。用P3.7單片機(jī)將DHT1溫度和濕度傳感器的數(shù)據(jù)與單片機(jī)相連接，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在此模塊工作時，向P3單片機(jī)傳送信號。當(dāng)單片機(jī)的信號被發(fā)送出去時，感應(yīng)器就會收到起動信號。同時，該傳感器向單片機(jī)發(fā)送40比特的數(shù)據(jù)。該微控制器從該傳感器接收溫度、濕度數(shù)據(jù)，并執(zhí)行一個驗證過程，以確定它們正常與否。如果數(shù)據(jù)正常，則傳輸至LCD進(jìn)行顯示。若數(shù)據(jù)不正常，錯誤數(shù)據(jù)不會被接收，單片機(jī)再發(fā)出信號，傳感器重發(fā)數(shù)據(jù)。最后對數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，對比接收數(shù)據(jù)和報警值，若大于報警值，蜂鳴器不會發(fā)出警報。溫濕度測試系統(tǒng)的設(shè)計過程見圖4.2。圖4.2溫濕度檢測軟件流程圖4.3顯示軟件設(shè)計將編碼后的展示信息進(jìn)行錄入，并通過錄入指令完成系統(tǒng)所需要的展示內(nèi)容。首先通過并口選擇數(shù)據(jù)錄入方式，然后設(shè)置基本指令，擦除LCD屏幕，重置LCD屏幕上的光標(biāo)，轉(zhuǎn)動LCD屏幕顯示功能，設(shè)點無燈光效果。DDRAM內(nèi)存清楚可見。對LCD顯示內(nèi)容的地址進(jìn)行設(shè)置，執(zhí)行地址書寫功能，輸入LCD顯示內(nèi)容，執(zhí)行信息書寫功能。LCD軟件結(jié)構(gòu)如圖4.3所示。圖4.3LCD1602顯示流程圖4.4WIFI通信軟件設(shè)計WiFi模塊ESP8266性價比較高，屬于Wi-FiSOC模塊。Wi-Fi管理單元支持TCP/IP協(xié)議棧，用戶可以通過這組模塊在本地網(wǎng)絡(luò)上部署無線通信。ESP8266模塊有AP、STA和STA+AP三種通信方式。用戶可以通過手機(jī)掃描并登錄相關(guān)的Wi-Fi信號，并設(shè)置密碼登錄連接，以此方便后續(xù)的相關(guān)操作，與此同時，通過串口控制系統(tǒng)實現(xiàn)了WiFi通信功能，單片機(jī)僅需要通過串口對無線模塊進(jìn)行控制。位置數(shù)據(jù)為512字節(jié)，以實現(xiàn)對通信數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離采集，圖4.4顯示了無線網(wǎng)絡(luò)通訊軟件的設(shè)計過程。圖4.4WiFi通信軟件流程圖4.5按鍵控制程序按鍵控制程序的功能是設(shè)置警報值。在設(shè)定的過程中，應(yīng)當(dāng)指出，按鍵實際操作無規(guī)律，所形成的高低電平顯示了導(dǎo)致程序不能正常運(yùn)行的故障。由于人工振動和機(jī)械結(jié)構(gòu)振動在所難免，因此要有平穩(wěn)的旋鈕移動，并進(jìn)行一種抗振動處理。目前應(yīng)用最為廣泛的減振方法為延遲重復(fù)掃頻法。發(fā)現(xiàn)按鈕運(yùn)行后，應(yīng)當(dāng)減緩和檢查首次探測的信號。在幾毫秒的延遲之后，評估函數(shù)是否工作，表示這是一個普通的擊鍵函數(shù)。鍵掃描軟件設(shè)計過程見圖4.5。圖4.5按鍵控制流程圖結(jié)語從現(xiàn)實需求出發(fā)，對智能空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計并對智能空調(diào)用傳感器節(jié)點進(jìn)行研制。研發(fā)核心電路模塊、電子硬件電路、關(guān)鍵