基于STC89S52單片機的窗戶控制系統

韋翰棟

一、硬件構成和介紹

（一）單片機的選擇

本系統所選取的單片機是經典的STC89S52，該單片機帶8K字節閃爍可編程可擦除，具有價格低廉、速度快的特點，支持ISP下載的功能，在各個領域應用比較廣泛。本單片機芯片工作電壓為+5V，體積小，運行穩定。圖1是該芯片的引腳圖。

其中VCC接5V電源正極，GND接地，這是單片機工作的基本條件。XTAL1和XTATL2外接12M的晶振，同時在晶振兩端與地之間并聯兩個大小相同的諧振電容C1和C2，該電路能為單片機提供基本的工作頻率。

（二）液晶顯示模塊簡介

本系統選取的溫度顯示模塊為1602字符型液晶.可以用來顯示中文、數字、標點符號，它是由若干個點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每行之間都有間隔，使顯示的字符樣式更加美觀。如圖2所示，和單片機類似，VCC是液晶屏的+5供電腳、GND是接地腳、VCC和GND可以并聯一個濾波電容，保證供電的穩定。BG VCC和BGGND是背光供電的供電腳，4腳RS是命令/數據選擇引腳，連接到單片機的P15腳：5腳RW為讀/寫模式選擇引腳，連接到單片機的P16腳：6腳執行命令的使能信號，連接到單片機的P17腳。DBO～DB7是數據引腳。分別連接到單片的P00～P07腳。

（三）溫度傳感器介紹

DS18820是常用的數字溫度傳感器，具有體積小，硬件功耗低，抗干擾能力強，準確性高的特點。如圖3所示，這是DS18820的引腳圖，GND是接地端，VDD是電源端，I/O直接連接到單片機的P20腳，同時外接一個4.7K歐的上拉電阻。當測溫元件感知到外界溫度以后，會向總線傳遞數據。通過單片機采集數據，再進行轉換，就可以反映出外界的溫度。

（四）雨滴傳感器介紹

這里選用一款常用的雨滴傳感器，型號是YL-83。圖4是該元器件的引腳圖。總共有四個引腳，其中A0腳是模擬信號輸出引腳，能輸出感應板沾了雨后的模擬電壓值：D0腳是數字信號輸出引腳，該傳感器有一個可調電阻，這個可調電阻可以限定一個固定的值，當模擬電壓超出該值時輸出1，低于該值時輸出0：GND腳接電源負極;VCC腳接電源正極。本系統不采用A0腳而采用DO腳。當外界有雨滴時，D0腳會輸出信號，傳遞到單片機的P21腳。

（五）窗戶、窗簾電機和限位開關

該系統窗戶的開啟是由窗戶電機的正轉來控制，窗戶的關閉是由窗戶電機的反轉來控制，如果開窗到位或者關窗到位以后，電機繼續轉的話可能會燒壞電機。為了防止損壞電機，所以要加限位開關：開到位的限位開關和關到位的限位開關。同理，窗簾的開關也要加限位開關加以控制。窗戶系統的開到位開關接P22腳，關到位開關接P23腳，窗簾的開到位開關接P24腳，關到位開關接P25腳。

二、本系統控制邏輯框圖

本系統采用模塊化編程的方法，初始化后，通過DS18820感知外界溫度，按照不同的時序，從測溫模塊的引腳讀取信號，并轉換為數字在液晶顯示出來。當溫度超過臨界溫度值時，單片機會發出信號，去驅動窗戶、窗簾的繼電器開關控制窗戶、窗簾的關閉。雨滴傳感器能監測是否有雨水，當檢測到有雨水時，會輸出數字信號。單片機接收到雨滴傳感器的數字信號后會控制繼電器啟動窗戶。系統的控制邏輯圖如圖5所示。

三、系統實現

系統的實現包括硬件設計和軟件編寫兩部分。本系統選取C語言作為開發語言。首先，在Keil uVision5軟件中選擇新建工程，選擇好對應的芯片型號，然后新建一個后綴為.C的文件，并把這個c語言文件導人到工程中。然后在編輯區寫好代碼，經過編譯后，會生成一個后綴名稱為.hex的二進制文件，這就為單片機的燒錄做好了準備。

單片機的下載方式主要有三種：ISP下載（也就是所說的串口下載）、JTAG下載、SW下載。本系統采用ISP下載方式。單片機程序燒寫接口為RXD腳和TXD腳，這兩個腳是通信口，可以和不同的下載芯片進行通信。本系統選取了CH340G芯片。如圖6所示，該芯片的RXD腳連接單片機的TXD腳，芯片的TXD腳連接單片機的RXD腳，也就是下載芯片的TXD/RXD和單片機芯片的TXD/RXD腳要交叉使用才能實現下載功能。下載所選取的軟件為STC-ISP，打開該軟件，選取上一步編譯好的.hex文件，選取好單片機型號，選擇好串口號，連接USB數據線，點擊“下載/編程”即可完成程序的燒錄。

四、結語

本文設計了基于單片機的窗戶控制系統.在實踐運用中，實現了溫度測量，下雨時自動關窗、自動關閉窗簾的功能。迎合了家居智能化的要求，有效解決了傳統窗戶控制的一些控制缺陷。