基于STC89S52单片机的窗户控制系统

韦翰栋

一、硬件构成和介绍

（一）单片机的选择

本系统所选取的单片机是经典的STC89S52，该单片机带8K字节闪烁可编程可擦除，具有价格低廉、速度快的特点，支持ISP下载的功能，在各个领域应用比较广泛。本单片机芯片工作电压为+5V，体积小，运行稳定。图1是该芯片的引脚图。

其中VCC接5V电源正极，GND接地，这是单片机工作的基本条件。XTAL1和XTATL2外接12M的晶振，同时在晶振两端与地之间并联两个大小相同的谐振电容C1和C2，该电路能为单片机提供基本的工作频率。

（二）液晶显示模块简介

本系统选取的温度显示模块为1602字符型液晶.可以用来显示中文、数字、标点符号，它是由若干个点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每行之间都有间隔，使显示的字符样式更加美观。如图2所示，和单片机类似，VCC是液晶屏的+5供电脚、GND是接地脚、VCC和GND可以并联一个滤波电容，保证供电的稳定。BG VCC和BGGND是背光供电的供电脚，4脚RS是命令/数据选择引脚，连接到单片机的P15脚：5脚RW为读/写模式选择引脚，连接到单片机的P16脚：6脚执行命令的使能信号，连接到单片机的P17脚。DBO～DB7是数据引脚。分别连接到单片的P00～P07脚。

（三）温度传感器介绍

DS18820是常用的数字温度传感器，具有体积小，硬件功耗低，抗干扰能力强，准确性高的特点。如图3所示，这是DS18820的引脚图，GND是接地端，VDD是电源端，I/O直接连接到单片机的P20脚，同时外接一个4.7K欧的上拉电阻。当测温元件感知到外界温度以后，会向总线传递数据。通过单片机采集数据，再进行转换，就可以反映出外界的温度。

（四）雨滴传感器介绍

这里选用一款常用的雨滴传感器，型号是YL-83。图4是该元器件的引脚图。总共有四个引脚，其中A0脚是模拟信号输出引脚，能输出感应板沾了雨后的模拟电压值：D0脚是数字信号输出引脚，该传感器有一个可调电阻，这个可调电阻可以限定一个固定的值，当模拟电压超出該值时输出1，低于该值时输出0：GND脚接电源负极;VCC脚接电源正极。本系统不采用A0脚而采用DO脚。当外界有雨滴时，D0脚会输出信号，传递到单片机的P21脚。

（五）窗户、窗帘电机和限位开关

该系统窗户的开启是由窗户电机的正转来控制，窗户的关闭是由窗户电机的反转来控制，如果开窗到位或者关窗到位以后，电机继续转的话可能会烧坏电机。为了防止损坏电机，所以要加限位开关：开到位的限位开关和关到位的限位开关。同理，窗帘的开关也要加限位开关加以控制。窗户系统的开到位开关接P22脚，关到位开关接P23脚，窗帘的开到位开关接P24脚，关到位开关接P25脚。

二、本系统控制逻辑框图

本系统采用模块化编程的方法，初始化后，通过DS18820感知外界温度，按照不同的时序，从测温模块的引脚读取信号，并转换为数字在液晶显示出来。当温度超过临界温度值时，单片机会发出信号，去驱动窗户、窗帘的继电器开关控制窗户、窗帘的关闭。雨滴传感器能监测是否有雨水，当检测到有雨水时，会输出数字信号。单片机接收到雨滴传感器的数字信号后会控制继电器启动窗户。系统的控制逻辑图如图5所示。

三、系统实现

系统的实现包括硬件设计和软件编写两部分。本系统选取C语言作为开发语言。首先，在Keil uVision5软件中选择新建工程，选择好对应的芯片型号，然后新建一个后缀为.C的文件，并把这个c语言文件导人到工程中。然后在编辑区写好代码，经过编译后，会生成一个后缀名称为.hex的二进制文件，这就为单片机的烧录做好了准备。

单片机的下载方式主要有三种：ISP下载（也就是所说的串口下载）、JTAG下载、SW下载。本系统采用ISP下载方式。单片机程序烧写接口为RXD脚和TXD脚，这两个脚是通信口，可以和不同的下载芯片进行通信。本系统选取了CH340G芯片。如图6所示，该芯片的RXD脚连接单片机的TXD脚，芯片的TXD脚连接单片机的RXD脚，也就是下载芯片的TXD/RXD和单片机芯片的TXD/RXD脚要交叉使用才能实现下载功能。下载所选取的软件为STC-ISP，打开该软件，选取上一步编译好的.hex文件，选取好单片机型号，选择好串口号，连接USB数据线，点击“下载/编程”即可完成程序的烧录。

四、结语

本文设计了基于单片机的窗户控制系统.在实践运用中，实现了温度测量，下雨时自动关窗、自动关闭窗帘的功能。迎合了家居智能化的要求，有效解决了传统窗户控制的一些控制缺陷。