1基于STC89C52單片機的智能家庭環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計本次設(shè)計是一個基于STC89C52單片機的智能家庭環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，本鳴器報警部分。溫度濕度檢測部分通過DHT11溫濕度傳感器監(jiān)控當(dāng)前環(huán)境下的溫度濕度，煙霧檢測部分通過MQ-2氣體傳感器監(jiān)控當(dāng)前環(huán)境下的氣體濃度，紅外人體檢測部分通過HC-SR501模塊監(jiān)控當(dāng)前環(huán)境是否有人，顯示部分通過LCD1602液晶顯示模塊顯示當(dāng)前環(huán)境溫度濕度、氣體濃度等數(shù)據(jù)資料，蜂鳴器 1 Ⅱ 1 1 1 22系統(tǒng)設(shè)計方案 3 3 3 7 7 9 1 11緒論設(shè)施(照明、空調(diào)、安防等等)連接到一起，從而實現(xiàn)對家用電器的控制、燈光筑、信息家電、設(shè)備自動化等功能。還可以讓我們的家庭環(huán)境變得更加的高便利、環(huán)保、安全、舒適，在安排時間上可以更加的方便快速，節(jié)約各種資在日常生活中無論在何處環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)都是重點關(guān)注對象，酒店、電影芯片有著集成度更高、價格更便宜、功能更多更強大的優(yōu)點，通過I/O□進(jìn)行操作簡單易懂。溫度濕度傳感器我經(jīng)過仔細(xì)思考過后決定選擇DHT11溫濕器，它可以同時檢測溫度和濕度，它的精度為濕度±5%RH,溫度±2℃,量程為濕度5-95%RH,溫度0~+50℃。紅外人體感應(yīng)模塊則是只考慮HC-SR501這一2屏(LCD)、控制驅(qū)動主電路HD44780及其擴展驅(qū)動電路HD44100,以及少量電容元件、結(jié)構(gòu)件和電阻等裝配在PCB板上而(1)通過DHT11溫濕度傳感器檢測環(huán)境并且采集數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)傳輸LCD1602之后在LCD1602液晶顯示屏上面顯示，方便人們更加直觀的觀(2)通過煙霧探頭傳感器對環(huán)境中的各類煙霧進(jìn)行檢測，它可以對煤氣、當(dāng)濃度超出設(shè)定閾值時，相對應(yīng)的LED指示燈會(3)紅外人體檢測模塊在開啟防盜模式之后啟動，啟動后會對七米內(nèi)的人以解除報警狀態(tài)。同時STC89C52還具有掉電保存的(4)設(shè)置有4個按鍵，第一個按鍵K1用來進(jìn)入設(shè)置界面，選擇需要設(shè)置的2系統(tǒng)設(shè)計方案設(shè)計涉及主硬件為：蜂鳴器報警電路，LCD1602液晶顯示模塊，按鍵設(shè)置，MQ-2煙霧傳感器，DHT11溫濕度傳感器，人體紅外感應(yīng)器，STC89C52單片機組成。本研究設(shè)計框圖如圖2-1所示。AD轉(zhuǎn)換模塊2.2方案設(shè)計2.2.1單片機的選擇第一個方案：選用單片機AT89C52。AT89C52單片機是ATMEL公司制作的一款擁有非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)、高密度、兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)的單片機，單片機自帶了可以長久保存數(shù)據(jù)的Flash存儲單元和通用8位中央處理器。它是一個高性能，低電壓的CMOS8位單片機，這種單片機不需要太好的開發(fā)設(shè)備，一般不是損壞的設(shè)備都可以使用，并且開發(fā)時不需要太多的時間。AT89C52單片機可以將程序進(jìn)行加密處理，開發(fā)者們可以放心大膽的將程序保存在單片機里面不用擔(dān)心有人從中盜取數(shù)據(jù)。同時，AT89C52非但不貴還相當(dāng)?shù)谋阋?，網(wǎng)絡(luò)市場上面貨物充足完全不擔(dān)心買不到它。AT89C52可以構(gòu)成單片機的最小系統(tǒng)，這樣不僅大大減小了系統(tǒng)的體積還減少了系統(tǒng)的成本，甚至增加了系統(tǒng)的可靠性。只4要是程序長度小于8K,用戶可以自由支配四個I/O□的使用權(quán)。能用5V電壓編程，擦寫的時間很短，只需要10ms,不但如此它是可以反復(fù)擦寫的有效的降低著3個程序加密的位置，可以對芯片當(dāng)中分別為LB1、LB2、LB3的3個加密位進(jìn)行編程(P)或不編程(U)來得到。當(dāng)LB的邏輯電平必須和被鎖存的EA電平值一模一樣。此外，想要清除加密位只有擦(1)STC89C52擁有ISP,可以在線編程，只需要接上相對應(yīng)的線即可。而AT89C52沒有ISP,需要取下來用編程器。(2)STC89C52單片機自身本來就帶有EEPROM,哪怕是關(guān)機之后再次開(3)在執(zhí)行指令的速度上STC89C52比起AT89C52快了很多很多，是它的3-30倍，雖然執(zhí)行速快是好事，但是由于STC89C52和AT8 (3V的單片機),而AT89C52的工作電壓為5V。這樣對比之下STC89C52對于工作環(huán)境的要求并不高，可以應(yīng)用的環(huán)境比AT89C52要多得多。所以在有一個系統(tǒng)使用STC89C52時好用，用AT89C52不好用很有可能是供電的原因。5第一個方案：選用DS18B20作為溫度傳感器模塊用來檢測環(huán)境的溫度。DS18B20是一個在單片機制作中經(jīng)常用到的優(yōu)秀的數(shù)字溫度傳感器。輸出的是DS18B20的溫度測量范圍在-55℃~+125℃,-10℃~+85℃,誤差范圍在±0.5℃,最高精度可達(dá)0.0625℃。第二個方案：選用DHT11溫濕度傳感器，它不僅僅可以檢測溫度還可以檢出。DHT11溫濕度傳感器的測量范圍是，濕度5~95%RH,溫度-20~+60℃,而誤差范圍是，濕度±5%RH,溫度±2℃。DHT11擁有著性價比高，功耗低，體對比兩個方案我發(fā)現(xiàn)DHT11的精密度雖然不如DS18B20但是DHT11卻比DS18B20多了一個濕度檢測的功能，而且在溫度檢測的功能上也不算很差，再加上DHT11比較穩(wěn)定以及它的高性價比，所以我選擇來了DHT11。第一個方案：選用12864液晶屏顯示屏。這并不是指某一個型號的液晶顯示屏，而是說明這個顯示屏有什么樣的特性。12864是對于128*64點陣液晶模塊很好地顯示，在它的內(nèi)部自帶了64*256點陣顯示RAM、128個字符、以及8192第二個方案：選用LCD1602液晶顯示屏。它是由M*N個顯示單元組成的點陣圖形式液晶。打個比方LCD顯示屏有64行，128列，每1個字節(jié)的8位對應(yīng)著顯示屏的8列，也就是每行有128位，16個字節(jié)，共128個點組成。顯示RAM區(qū)的1024字節(jié)與顯示屏上1024個顯示單元相互對應(yīng)，每一個顯示單元都和跟他6相對應(yīng)的字節(jié)的內(nèi)容有關(guān)，字節(jié)內(nèi)容控制著顯示單元的亮與暗。LCD1602還有理上也是，都是寫指令、地址、數(shù)據(jù)等等。不過12864液晶顯示屏顯示的東西明顯比LCD1602更多更全面。兩者都滿足本次設(shè)計的要求，但是一塊12864液晶顯示屏最低也要四五十塊錢，而LCD1602液晶顯示屏只需要五六塊錢，從價格上看LCD1602液晶顯示屏完勝12864液晶顯示屏。所以在我的精打細(xì)算之下我選擇了便宜的LCD1602液晶顯示屏。的體溫一般在37度左右，因此人體會發(fā)出一種特定的波長，這種特殊的波長是紅外線，在10UM左右。這種特殊的波長可以被被動式的紅外探頭所檢測到，所以用這種被動式的紅外探頭用來檢測這種特殊的波長就可以確定是否有人進(jìn)入73硬件電路設(shè)計3.1系統(tǒng)硬件原理圖我選用的是STC89C52單片機作為控制器，用DHT11溫濕度傳感器來檢測據(jù)發(fā)送到LCD1602液晶顯示屏上面讓人們方便觀察。在溫度濕度和煙霧濃度超出閾值以及有人進(jìn)入布防范圍時發(fā)送信號到LED燈和蜂存儲部分：主要由ROM和RAM來對數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存。這個是單片機存儲分開設(shè)計的一大特色。我們儲存較小的數(shù)據(jù)時用的是RAM,儲存較大的數(shù)據(jù)時用的是ROM。鍵按下時，RST端經(jīng)過電阻和5V的電源相連，保證能夠擁有足夠的閾值電壓完就是讓程序從頭開始再跑。單片機的初始化也是一樣，本次設(shè)計的是按鍵復(fù)位，在程序運行時通過按鍵使CPU進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位；當(dāng)按鍵按下時，RST端經(jīng)過電阻和5V的電源相連，保證能夠擁有足夠的閾值電壓完成復(fù)位。復(fù)位電路原理圖如圖3-2所示。8且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。存儲器應(yīng)有盡有。P3.1(TXD)ALE/PROGP3.3(INT1)(A15)P2.7XTAL2(A10)P8925二P42l2345978623456f圖3-1STC89C52最小系統(tǒng)原理圖(圖3-2復(fù)位電路原理圖STC89C52是STC公司擁有著低功耗、高性能的CMOS8位的微控制器，STC89C52使用的是MCS-51內(nèi)核，但是在STC公司的改進(jìn)下芯片擁有了更多的傳統(tǒng)的單片機所沒有的功能。他擁有著8K字節(jié)容量的程序儲存空間，512字節(jié)容量的數(shù)據(jù)儲存空間，并且自帶EEPRMO儲存空間能夠容納4K的字節(jié)。不但如此，它還擁有著在線編程的功能和8位的CPU,這就使得STC89C52斷電存儲數(shù)據(jù)的功能可以實現(xiàn)在它的身上，不但如此嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)在單片機列直插式的封裝并且擁有40個引腳。單片機的引腳用于連接單片機與外設(shè)，只P1.2P1.3P1.5P1.6 RD/P3.7123456789圖3-3STC89C52單片機封裝引腳圖下面依據(jù)引腳圖(1)主電源引腳VCC引腳(40號引腳),是輸入電源的正極，輸入電壓為5V(2)時鐘源XTAL1引腳(19號引腳),用來連接晶振，根據(jù)晶振是否為外部震蕩有不同的接法，如果是外部震蕩的晶振此引腳需要接地。XTAL2引腳(18號引腳),用來連接晶振的另一端，和XTAL1引腳(19號引腳)一樣，如果連接外部震蕩的晶振需要接地使用。(3)多功能I/O單片機總共擁有32個I/O引腳并且分為4組，分別是P0,P1,P2,P3□,4個□是漏極開路輸出。P0□(32~39引腳),是漏極雙向I/O□,在作為I/O□在使用時這些引腳P1□(1~8引腳),是準(zhǔn)雙向I/O□,可以在單片機和外設(shè)直接進(jìn)行雙向通P2□(21~28引腳)。這8個引腳是準(zhǔn)雙向I/O□,和