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基于单片机的智能家居系统-家用电器远程控制 (2)(三)
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毕业论文范文题目:
基于单片机的智能家居系统-家用电器远程控制 (2)(三)
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基于单片机的智能家居系统-家用电器远程控制 (2)(三)
基于单片机的智能家居系统-家用电器远程控制 (2)(三)毕业论文范文介绍开始:
本章对智能家居系统的硬件设计进行详细的介绍,包括基本芯片的选择以及详细的电路设计
(一)电源电路的设计
系统的主控和核心单元STC12C5A60S2的工作电压为5V直流,而常用家居电源电压均为220V交流,因此若要整个家居系统正常工作,必须提供合理的电源电压,所以需要进行必要的电压转换。
常见的三端稳压集成电路有正电压输出的LM78xx 系列和负电压输出的LM79xx系列。由此我们我们知道,三端IC是指分别由输入端、接地端和输出端这三条引脚输出的一种稳压用的集成电路。本设计中选用LM78xx系列,由于本设计中需用到两个不同的直流电源,即+5V和+12V,则电路原理图如图3.1所示:
图3.1 电源转换电路
其中5V电源的获得方式如下:首先220V交流电经过一个变压比约为1:24的小型变压器变为9V交流电压,然后通过4个二极管组成的桥式整流器进行整流,滤去大部分纹波电压,输出信号通过电容再次进行滤波,防止产生自激振荡。然后通过一个三段集成器LM7805得到一个5V直流电源,在输出端再接入电容来滤除输出端的高频信号,改善电路的暂态效应。最后得到一个稳定的+5V直流电源输出。同理,当经过整流桥的电流流经LM7812时,最终经过滤波和稳压,得到一个稳定的+12V电压输出。
(二)温度检测电路设计
智能家居的一个主要控制对象就是住户室内温度,适宜的温度为主人提供良好的家居环境,这样一来,温度检测与控制模块就成了首先应该实现的功能。在测温电路中选取了数字温度传感器DS18B20。它独特的一线接口,耐磨耐碰,体积小,并能直接输出温度的数字信号,便于单片机控制。其中温度检测电路图如图3.2所示。
图3.2 温度检测电路
温度检测电路工作原理:DS18B20工作电压为3.0~5.5V,所以5V电源足矣保证其正常工作。数据总线可以对其进行供电,但完成温度测量时间较长,为使其达到迅速测温的要求,采用外部供电。首先,DS18B20把直接读出的被测室温根据实际要求通过简单编程实现9~12位的数字量,然后通过DQ接口由导线进入单片机的P1.1端口,单片机根据所得数字量进行读取,并通过导线传给接在其他端口的LCD,并显示。完成温度的测量和显示。
(三)液晶显示电路
LCD1602屏幕为2行,每行显示16个字符,为字符型显示器,只能显示数字和字符,不可以显示汉字。 LCD12864屏幕为64行,每行显示128个字符,为点阵型显示器,可根据需求任意显示字符,数字,汉字和图形。综合价格因素和实际应用的需要,选用LCD1602为改家居系统的显示器。其中液晶显示电路图如图3.3所示。
图3.3 LCD液晶显示电路
液晶显示电路工作原理:液晶显示器LCD1602通过7~14管脚的数据总线与单片机进行数据传送,单片机通过输出高地电平来控制液晶显示器LCD1602的4~6管脚配合传送的数据决定读/写数据,并通过LCD显示屏显示出来。期间单片机是控制元件,而LCD1602为显示和执行元件。
(四)相关用电器工作电路
不管是光敏电阻模块还是温度检测模块,还是智能家居的另一辅助功能(自动启动电饭锅,饮水机等),要想对其引起的变化做出相应的应对机制,必须有一个电路在接收对应的信号后做出相应的处理措施。
根据温度检测模块传来的温度高低,系统应该智能的判断是否符合主人所需的适宜温度,并作出相应变化,决定是否启动空调或在接收主人短信后是否启动自动做饭开关,而这些开关的开合需要有专门的芯片进行驱动。这次我们选取了ULN2003A芯片来实现应对电路的启动。其对电器的控制电路如图3.4所示。
图3.4 相关器件控制电路图
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