基于STC89C52的智能窗戶設計

鄧圓 李佳佳 何秋元

摘要：為了提供一個方便、舒適的住宅環境，本文設計了一種基于STC89C52的窗戶智能控制系統。該系統以STC89C52單片機作為核心控制單元，利用溫濕度傳感器DHTll實時監測環境的溫濕度，LCDl602液晶顯示屏實時顯示環境溫濕度值。當環境溫度或濕度超過預設值時，窗戶自動關閉，并啟動相應設備進行環境調節。系統也可實現窗戶的定時開啟和關閉。

關鍵詞：智能窗戶;單片機;傳感器

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）13-0206-02

窗戶是每個住宅環境中必不可少的組成部分，傳統窗戶只能手動關閉或者打開，給用戶帶來了諸多不便。本設計智能窗戶可以手動打開或關閉，也可根據用戶需求自動打開或關閉。當處于自動工作模式，窗戶可定時開、關;當環境溫度或濕度不滿足用戶需求時，窗戶可自動打開或關閉。本設計為人們的生活提供了便利，為人們創造了更為舒適的生活環境。

1系統設計思路

本系統主要包括單片機控制模塊、傳感器模塊、電機驅動模塊、顯示模塊、按鍵模塊等。利用溫濕度傳感器模塊DHT對所處環境的相關信號進行采集，同時將采集到的數據傳遞給STC89C52單片機;單片機將接收到的數據與工作門限值對比分析，驅動液晶顯示模塊顯示實時溫濕度值，并控制電機驅動模塊驅動電機正轉或反轉，打開或關閉窗戶;工作門限值用戶可通過按鍵模塊自行設置;單片機最小系統中的定時電路可設置窗戶定時開啟和關閉。系統總體設計方案如圖1所示。

2系統硬件設計

2.1單片機控制模塊

本系統選用STC89C52單片機作為核心控制單元，其最小系統主要是由復位電路、時鐘電路以及電源所組成。圖2所示為STC89C52單片機芯片引腳圖。

復位電路：與單片機的RST端口連接，主要完成STC89C52初始化操作，使其復位至初始工作狀態。本設計采用手動按鍵方式進行系統復位。

時鐘電路：為STC89C52提供所必需的系統時鐘信號，由兩個33pF的電容和晶振頻率為11.0952MHz的晶體組成，連接到XTALl和XTAL2這兩個端口，此電路與單片機的電路是相結合的。

2.2溫濕度采集模塊

溫濕度采集模塊嘲主要負責采集環境溫濕度信號，同時將采集到的溫濕度信號轉換成電信號傳遞給單片機。

本設計使用數字式溫濕度傳感器DHT實時采集環境中的溫濕度信號，并傳輸至STC89C52單片機控制模塊。單片機將接收到的溫濕度信號與預先設置的門限值進行分析，從而控制電機模塊進行相應動作。

2.3電機驅動模塊

本設計選用L91 10Sts]控制直流電機正反轉，從而實現窗戶的關閉或開啟。L9110S芯片的兩個輸出端分別連接STC89C52的P2.1端口和P3.7端口。其中，P3.7端口控制直流電機逆時針轉動，P2.1端口控制直流電機順時針轉動。

2.4液晶顯示模塊

選用LCD602液晶顯示器實時顯示環境中的溫濕度值，該模塊工作電壓5V，工作電流2.0mA，能夠顯示16x2行字符。模塊的D0-D7引腳連接在STC89C52單片機的P0.0～P0.7引腳，RS引腳與STC89C52的P2.6引腳連接，當P2.6引腳輸出高電平，表示LCDl602液晶顯示器接收數據，當P2.6引腳輸出低電平，表示LCDl602液晶顯示器接收的是指令。

2.5按鍵模塊

考慮到系統設計要求，本設計的按鍵模塊選用矩陣鍵盤。矩陣鍵盤與獨立式的按鍵相比結構要復雜一些，由四條輸.L/輸出線I/O作為行線，四條I/O線作為列線結合而成。同時，每一行每一列的交點上都設置有按鍵，從而構成了按鍵數為16的4x4矩陣鍵盤。

3系統軟件設計

系統通電后，首先進行初始化操作。初始化完成后，系統對環境溫濕度進行采集、處理、分析，若實時溫濕度值超出預設值，則會進行關窗動作;同時在環境溫度超出預設值時，系統會驅動相應設備工作。系統采用c語言進行軟件編程。系統主流程圖如圖3所示。

4結論與展望

基于STC89C52單片機的智能窗戶設計，可以實現窗戶的定時開啟和關閉，同時，在設定為開窗的時間段內，若外界溫度或濕度超過設定的臨界值時，窗戶自動關閉，并啟動相應設備調節環境;當外界溫濕度小于臨界值時，窗戶開啟且關閉相應設備。否則，窗戶保持工作狀態。隨著智能家居技術的不斷發展，未來窗戶的控制會更加智能化、多樣化。