基于at89s52单片机

摘摘 要：要：介绍了智能客房控制系统的结构、功能和特点。给出了以 At89S52单片机为主控制器的客房控制 器输入、输出硬件接口电路的设计，并对其特点做出阐述。结合控制系统的功能要求，对软件设计的程序 流程及实现的基本过程进行了说明。 关键词：关键词：At89S52 智能客房 单片机 楼宇自动化 随着智能建筑和楼宇自动化的飞速发展，出现了与传统家居有着本质差别的智能家居，给住户提供了 高品质的生活环境。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适、安全、高品位、宜 人的家庭环境，而且将原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交换功能，帮 助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效的安排时间，增强家居生活的安全 性，并实现有效的节能管理。因此，智能家居在人们生活中获得了越来越广泛的应用。 本文以宾馆客房的智能控制和管理为例，介绍基于 At 89S52单片机的智能客房控制系统的设计。 1 1 客房控制器的系统结构客房控制器的系统结构 与传统客房相比，现代客房在室内装备上已经有了很大的改进，主要体现了智能、舒适、高效、节能 和便利的特点。客房控制系统的总体结构如图1所示，主控制器需要对客房内的廊灯、夜灯、房灯、吧灯 以及清理、勿扰、门铃等开关进行控制和管理。而总制开关、节电开关用于客房的节能控制，求救按钮、 门磁开关等则是基于安全方面的考虑。主控制器通过对风机和电磁阀的控制，可以调节客房的温度。温度 控制器主要用于时钟、日历、风机状态的显示和客房温度的设定。主控制器通过 RS485总线与温控器进行 通信，通过现场总线与酒店的服务台及工程部的管理服务器进行通信。 智能客房控制器在安全、舒适、节能和强化功能方面具有以下特点： (1) 不仅实现了对客房内的灯具、背景音乐、空调、服务等常规设施的控制，还有紧急救助、防盗 报警等监控功能。此外，客房控制器通过现场总线将客房状态传送到楼层服务台、总台等，从而实现了客 房的远程控制和管理。 (2) 强弱电分开，所有的强电控制都是由12V 弱电继电器的控制来实现，安全性好。 (3) 用插卡节电开关控制客房总电源，客人进入宾馆客房时插卡取电，客人离开时拔卡断电；设置 “总制”键，客人入睡前，按此键后系统便进入低能耗状态；客房室内温度控制采用模糊控制，大大降低 宾馆中央空调的能耗。 (4) 客房有人时，客房温度由客人通过温度控制器设定，由主控制器通过对风机、电磁阀的控制来 完成；而无人或待租时，总台向主控制器发送命令，使空调处于节能状态。 2 2 控制器硬件电路设计控制器硬件电路设计 为降低成本、小体积和满足控制功能，主控制器选用技术成熟、性价比高的 AT89S52单片机。 AT89S52内置在线可擦除编程8KB FLASH，不需要扩展存储器；具有32个可编程 I/O 口；而且采用了 ISP 在 线编程，提高了调试效率, 减少了传统烧写器烧写芯片时对芯片造成的损耗。 2.12.1 I/OI/O 输入电路设计输入电路设计 客房控制系统的最大特点是输入、输出开关量多，主控制器单片机已有的 I/O 口不能满足使用需求， 需要进行扩展。为降低成本，采用简单的 TTL 电路扩展 I/O 口，即单片机的 P2.0、P2.1口地址信号作为 译码器74LS139的输入信号，74LS139的输出信号作为总线驱动器74LS244的片选信号，74LS244的8个输出 脚分别接单片机 P0口的8位，通过片选74LS244单片机即可把74LS244输入脚上的数据读入，其 I/O 输入接 口电路如图2所示。IG01IG08是一组弱电端子输入信号线，它们分别和8个弱电开关相连。由于系统有24 个开关输入量，因此，电路共用了3个74LS244，当片选信号 CS1CS3中有一个有效时，其对应74LS244上 的数据就被读入到单片机中。 图2 I/O 输入接口电路原理 2.2 I/O 输出电路设计 图3 I/O 输出接口电路原理图 为保证用电安全，智能客房控制系统的输出电路采用了弱电控制强电的方式，即用12V 继电器控制 220V 交流电。输出接口电路也采用 TTL 电路扩展 I/O 口，即单片机的 P2.2、P2.3口地址信号作为译码器 74LS139的输入信号，74LS139的输出信号作为74LS273锁存器的片选信号；74LS273锁存器的8个输入脚分 别接单片机 P0口的8位，其输出经达林顿功率驱动芯片 ULN2803，即可控制继电器；I/O 输出接口电路如 图3所示。由于系统有24个开关输出量，因此，电路共用了3个74LS273和3个 ULN2803，当片选信号 CS4CS6中有一个有效时，其对应74LS273上的数据即可输出到继电器。 控制器的其它电路主要还有，为了在系统出现故障或程序跑飞的情况下，控制器能够自动恢复正常工 作，采用 MAX813L 芯片设计了看门狗监测和系统复位电路；为了实现主控制器与总台及温控器的通信，采 用 MAX1487E 芯片设计了 RS485通信接口电路。 3 3 控制系统软件设计控制系统软件设计 控制系统软件主要由主程序、中断处理子程序、命令处理子程序、通信子程序等模块组成，其程序流 程如图4、图5所示。 图4 主程序流程图 图5 RS485接收中断程序流程图 主程序首先对 CPU 进行初始化，然后进入主循环。在主循环中，主要是根据控制要求调用读卡、读键、 串口发送、命令处理、输入输出等各个子程序。为防止程序跑飞，在主循环中采用打狗命令对程序的运行 进行实时监测。程序设计中用到了定时中断和接收中断。定时中断用于设备中的一些定时处理，如门铃、 门磁、定时发送客房状态信息等，它由定时器0实现。接收中断即当服务台或温控器向主控制器发送命令 时，对信息进行接收。当接收到新信息时即进入命令处理子程序，从而对新命令进行处理。命令处理子程 序中，服务台的命令主要是对客房的状态进行查询和转换，在无人或待租时对空调进行远程设定等。而温 控器的命令则是客户设置房间温度或向主控制器发送当前的客房温度。当有开关动作时，程序就进入消抖 子程序和键处理子程序；消抖子程序是为防止按键抖动而引起灯光闪动，而键处理子程序则是将开关当前 的状态和原来的状态进行比较，若发生变化则使相应的灯光、清理、求救等动作。通信子程序用于主控制 器与服务器、温控器的通信，包括接收和发送信号。接收时只要有接收中断即可接收，而发送时必须把向 服务器和向温控器的通信分开。控制器一经上电，无论客房内是有人还是无人，都将是不断的进行循环扫 描，以使各种命令能够得到及时的处理，达到了自动控制的目的。 在宾馆酒店的客房控制与管理中，通过对客房的智能化、人性化管理，使客房环境更舒适、安全、便 利和节能，同时也使宾馆酒店的管理更高效、科学和现代化，极大地促进了宾馆酒店的服务和管理水平的 提高。本文所设计的智能客房控制器已在国内多家宾馆酒店的客房控制和管理中获得了成功的应用。 参考文献：参考文献： 1 马