基于单片机的家电远程控制系统设计

II摘要随着科技技术的快速发展，网络普及越来越广，5G时代的出现，对于人们对智能家居生活的品质需求有了更加明显得增长，智能控制家居生活成为人们更高更好的追求。在进入21世纪，在网络信息化时代的推动下，网络，手机，家电家居的智能化出现，对于人们的生活越来越重要，也更加丰富了生活品质及其生活乐趣，让这个世界生活更好控制并掌握家电控制。当然要控制并智能化命令一些家电控制芯片处理系统也悄悄产生了，并大量应用在实际中，利用单片机芯片技术的成熟控制，快速，远程处理家庭一些事务，能更快的降低了劳动时间，提高了劳动效率，让人们的生活与网络与智能控制越来越密不可分。本文主要介绍比阐述了设计的基于单片机远程网络控制家电设计的方案方面，从最开始的开关发展历程介绍，分析其中的不足和随着时代的发展，对于传统的开关，满足不了需求，随着科技进步，继电器，单片机，编程软件的及越来越多的家用产品的出现，人们对于开关的研究和探索，人们对于智能开关，也有更高的要求。进而对单片机智能控制家电系统设计的要求来看，改设计可以通过网络型号，登录特定的软件编程系统，就可以实现手机登录特定的网络信号端，进入系统，就可以实现单片机控制整个家电系统的设计，让人们摆脱的传统的开关控制，让人们更加方便，便捷，定时定量的实现对家电的控制关键词：单片机；智能控制系统AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,moreandmorewidespreadnetwork,theemergenceofthe5Gera,people'sdemandforthequalityofsmarthomelifehasbeenmoreobviousgrowth,intelligentcontrolofhomelifehasbecomeahigherandbetterpursuitofpeople.Inthe21stcentury,drivenbythenetworkinformationage,theintelligentappearanceofthenetwork,mobilephones,householdappliancesandhouseholdappliancesisbecomingmoreandmoreimportanttopeople'slife,andalsoenrichingthequalityoflifeandthejoyoflife,sothattheworldlifeisbettercontrolledandmasterthecontrolofhouseholdappliances.Ofcoursetocontrolandintelligentcommandsomehomeappliancescontrolchipprocessingsystemisalsoquietlyproduced,andalargenumberofapplicationsinpractice,usingthematurecontrolofsingle-chipchiptechnology,fast,remoteprocessingofsomehomeaffairs,canreducethelabortimefaster,improvelaborefficiency,sothatpeople'slifeandnetworkandintelligentcontrolmoreandmoreinseparable.Thispapermainlyintroducesthedesignofremotenetworkcontrolofhouseholdappliancesbasedonthesinglechipmicrocomputerdesignscheme,firstlydiscussestheintelligentcontrolsystembasedonthesinglechipmicrocomputer,withthehelpofpublicnetwork,theoperatorcanrealizethereliablecontrolofremoteequipmentunderthevoiceprompt.Thedevicehashighreliability,isnotlimitedbytransmissiondistance,usingorfixingcanrealizethecontrolofelectricalequipmentandrunningstatequery.Andcarriedonthedetailedanalysis,onthisbasisformedasetofscheme,andthisschemeproposedaseriesofsoftwareandhardwaredesignmethods.Finally,theproblemsandapplicationprospectsofthisschemeareanalyzed.Keywords:MCU;Intelligentcontrolsystem;目录第1章绪论 1第2章家电控制方案设计 22.1家电控制方法介绍 22.1.1早期开关的控制方法 22.1.2继电器控制家电方法 22.1.3声控系统控制方法 32.2单片机介绍 52.3单片机控制家电方案设计 72.1.1单片机控制芯片的选择 72.1.2控制家电方案的选择 72.1.3软件程序的设定 8第3章控制系统的硬件电路设计 93.1系统硬件电路设计 93.2硬件电路芯片介绍 93.2.1单片机STC89C52介绍 93.2.2STC89C52引脚介绍 103.3互联网模块设计的基本组成 133.3.1晶振电路 143.3.2复位电路 143.3.3继电器电路 163.4控制系统的硬件电路的选用 16第4章控制系统的软件设计 184.1软件主要功能设计 184.2主程序的设计 184.3串行A/D转换芯片的驱动设计 20第5章总结 24参考文献 25致谢 26附录 27第1章绪论在21世纪的今天，随着科学技术的不断发展，网络普及率越来越广5G时代的到来，智能手机，人工智能化等的出现等多个方面的共同作用下，尤其是对于人们生活方面中的最常见电器的不断更新，家电的种类也越来越多对于生活来说，如何智能控制，远程方式的实现智能定时控制能多个方面提高我们的生活品质有着更大作用，要实现这种智能化，单片机芯片就是整个控制的硬件核心，而网络技术是基础条件，软件可以设计指令来完成具体操作。按照目前的科技和编程系统的完善，随着单片机技术的不断完善和更新，人们对于其利用的场景和地方越来越多了。本文中主要研究的是现代家居生活中，整体单片机控制家电控制设计，通过对于理论的系统和设想，选择单片机并介绍，再到对于整套系统的硬件部分，软件部分的设计。目前家用的控制系统还是主要已传统的控制开关的方法控制家电，对于新时代来说，已经不能满足现代人们对于家电的要求，而随着家电的多样性，及其智能化，早期的控制方法对于现在的家电来说，已经不能满足生活，随着出现的智能开关，遥控器等方式的出现，可以对家电实现短距离的无线控制。让人们摆脱了传统电线开关的束缚，也就是直接手动方式控制。而随着单片机芯片的技术越来越完善，其端口的多样式，网络，编程软件技术的日渐完善下，而本文设计主要还是想借用单片机芯片的作为整个家电控制系统设计的大脑，从而实现在单片机环境下智能的控制与其相连的所有设备，而为了实现方便智能安全智能的控制，就需要给芯片连接上互联网，网络普及率越来越广，5G时代的到来，不必考虑信号方面的传播问题，它可以通过手机实现对家用电器的控制。而现在手机几乎是每个人不离身的必须设备，不像传统的遥控开关只能近距离或者是手动控制。现在手机上通过安装上特定的APP软件，然后服务器账号密码方式，连接单片机（由STC89C52芯片组成）控制的程序，对其发送指令。单片机芯片接收到软件上的指令后就可以就可以通过控制继电器吸合或者断开就实现对家电的智能控制。第2章家电控制方案设计2.1家电控制方法介绍随着工业革命的创新，电力的发现，最开始的电灯的成为家电生活中最开始的控制对象，在经过长达一个多世纪的大力发展，家电产品也迈向了新的发展时代，而家电生活的方面应用，随着越来越多的家电出现，比如冰箱，电视，电饭煲，微波炉，洗衣机，空调，智能音响等等这些家用电器彻底改变了人们的生活方式，极大的提高了，我们的生活方式，而如何实现对于越来越多的智能家电实现控制。也经历了一个长时间的摸索。2.1.1早期开关的控制家电方法。最开始对家电控制是开关具体如下图（2.2）：1.在最开始的时候，为了方便对电灯实现开光，采用的是拉线（绳）开关（图2.1），也就是拉登开关；其原理是将开关固定在一个地方，只需要将一个电源接入，另一端的输出，内部通过一个线连接的一个电负荷，中间是一个金属轴，内孔是便于穿线，这样通过线绳开闭合就实现对电路的传统控制。外圆是一个盖子通过螺纹起到对电路的保护。图2.1拉线（绳）开关2.拨动开关：取消传统的绳子形式，是拨动开关的形式来实现电路的接通和闭合，也是安装在固定的位置，如到床头或墙壁上，也就是伸手即可关到灯的地方，按照当时来说拨动开关在墙壁有时会有电火花不太安全，目前也是家庭中最常见的一种方式。经过多年的对拨动式开关的的研究来看，技术含量最高的莫属于智能墙壁开关。使用寿命高达10万次，还可以实现对灯具的使用寿命提高的使用寿命。其外观上教传统来看也有很大的提高，也是非常有艺术感；3.目前还有其它的开关，如智能的延时开关、遥控器控制开关、触摸板连接开关、还有一种是免布线开关。图2.2家电最开始的控制发展历程2.1.2继电器家电控制方法按照继电器原理来看，继电器是智能电路中一个控制原件，如图2.2所示。它具有能智能的控制输入电路的回路板块和被控制系统的输出回路板块，通俗来讲也就会它可以实习对任何闭合电路自动控制的闭合和断开，而且它具体有体积小，也能对电路起到保护左右，在特定的环境下，可以实现小的继电器对大的电流系统起到缓冲作用，也就是在电路中超负荷工作下，对其用断开智能的控制较大电流的一种“自动开关”形式设定在特定的电路下。有有着自动调节电路安全、保护及转化等作用，在现代电路中是不可或缺的一部分。图2.3继电器工作原理图电磁式继电器主要是铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。通过在两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。2.1.3声控系统控制方法随着科技的进步，控制方式越来越多样化，随着声控开关的出现，其工作方式是在特定声响，在给定一定声音影响下或者声音和环境场所下，声响效果在声接受传声器BM进行放大处理，进而实现特定的转换来用特定的控制器的开启和关闭对其特定的组件进行控制。通常来看声控开关（图2.4）主要是有声音通过安装带的传声器BM，可以实现将声响信号进行放大、然后输出的半波整流、通过光感原件和电子开关、及其延时和对其交流开关电路组成。例如声控灯（图2.5）：其工作原理是特定的环境下才可以进行工作，也就是在白天的或者光线比较亮的时候，光感原件的电阻变大，其给定的就是当给出一定声响也不会亮，其电路处于关闭状态；而只有在夜晚或光线不明亮的时候才会出现光感电阻才会出现，这时声控电路才会处于预备工作状态。这时只有当给定一定音响的大小，如脚步声、说话声、拍手声都可以将声音信号接收放大，就可以实现对声控电路的接通启动（灯亮），在声音过的特定时间段后，声控电路会自动断开即实现如灯灭等场景。图2.4声控开关图2.5声控灯声控开关就是运用声音或声响来控制电路的开起或者闭合。声控系统中对其工作的组件进行分析：声控电路系统中内部有接收声音组件BM、对光线较敏感的电阻（光敏电阻）、三极管、电容器等电子元件。工作原理：在光线较强的时候，由于光敏电阻的阻值较小。就会屏蔽掉麦克风的信号输入。这样即使给定的声音信号很大的情况下。也会在光敏电阻的阻值太大情况下，导致信号无法继续传送，所以白天或者光线较强的时候不亮。在光线较弱的时候，光敏电阻阻值会变小。声音会通过声音信号转换器转化为电信号。然后放大电路将此小信号放大。电容值的大小和电阻值的大小都会影响到延时量的变化。当电容器中的电荷放尽的时候，在其晶闸管中的时候交流过零后自动关闭，此时电路就没有电流通过，实现的整个过程的控制。光敏部分:从电路原理图中可以看出，当白天或者亮度大于一定程度的时候，光敏电阻的阻值非常的小，声控部分：当有足够信号的声音传入的时候，声控部位将声音信号转化为电信号，通过三极管将其信号放大，使的其信号的大小能够触发三极管2.2单片机介绍单片机是21世纪的产物，随着现代电子科学的不断发展与进步，手机智能化普及的出现。越来越方便快捷的智能化出现让我们通过智能化程序，通过网络传递信号来系统的控制家电。单片机芯片随着时间的推移，技术的不断更新完善下，在实际的生产生活中，随着科技时代的不断进步，人们对于高新能要要求的条件下，在创新可持续发展和创新的引导下，单片机芯片技术运用的场景越来越广，截止到目前为止，现在单片机被广泛应用于各个领域如医疗设备，家用电器上，工业制造，航用航天，计算机网络通讯等。由于智能电器的的普及，人们对于芯片的电子技术方面的开发和应用和发展进入到新的时期，无论是搭载智能程序和连接I/o端口对于其它仪器的配合使用技术的成熟标致着智能控制系统的成熟的实践，都能看到单片机技术的身影。单片机又称为单片形式下的微控制中心，属于一种集成式电路芯片。在单片机芯片里面中包含CPU大脑、读存储器ROM和随机存储器RAM处理中心等，其复杂多变的数据中心，能对给定的指令进行处理，和数据的采集与控制系统形式下让单片机完成各项复杂的运算，所以单片机CPU通过计算处理后对符号进行控制，还是对系统下达运算指令都能通过单片机内部处理完成。单片机是一款高效率处理计算的电子产品元件，其强大的数据处理技术和计算功能在在智能电子仪器产品中得到了充分应用。通俗一点单片机其实就是一块芯片，而这芯片组成了是一个独立的大脑系统，采用了集成电路技术的手段，将数据处理运算集成到芯片中，然后实现对数据的高速化处理的一个场所。

单片机芯片通常来说是为了完成某一个逻辑功能的芯片的多形式处理的芯片，是把一个特定的计算机系统集成到一个芯片上。可以这样说单片机就想比就是一个小型计算机，想当于少了一个显示器，即是单片机缺少了I/O的设备端。在目前来说，单片机在实际生产生活过程控制中、其自动检测、数据采集与处理、科技计算、商业管理和办公室自动化。还广泛在于卫星定位、汽车智能控制系统、交通信号灯等方面中得到使用，随着越来越多行业智能化，对于单片机芯片技术也会有更多发展。为了让家电控制系统中的每一个板块能实现，单片机想要的功能情况下，要实现电器控制的实时性并稳定可靠的执行下、可对单片机进特定编程的优点。同单片机体积小、价格低，能源消耗也更低等。随着机电产品对负载精度要求的提高，原有的常规式的开关控制方式或者语音声家电控制系统已很难满足不断发展的人们对于高品质生活的要求。为解决此问题，随着软件编程控制单片机研制了一种能代替常规的控制系统的新的控制系统基于单片机软件控制系统。单片机作为整个系统的中心，其控制下可进行特定程序系统编写系统，智能控制程度高、相比之下成本低、体积小、控制更加精准等优点。单片机的系统的可编写也更加灵活，其控制系统的应用，可以让人们的生活方式发生质的变化，可以定时，定量，随时随地控制你生活的家电的一切，你可以感受到你上班时候就可以设定程序，还能查看检测是否有灯或者连接电路电器忘记关闭，远程操控家电非常方便快捷。2.3单片机控制家电方案设计随着时代科技的进步，智能手机的普及，5G网络的出现，家电对于生活也有很大的要求，本设计要求实现通过手机软件登陆账号进入设定的软件程序即可实现手机控制继电器吸合断开。2.3.1单片机控制芯片的选择目前市面上比较流行的单片机有以下几个类型①.51形式的单片机②MSP430单片机③STM32单片机④PIC单片机⑤AVR单片机⑥Freescale单片机；STC89C51式单片机是目前应用最广泛一种8位至的，是Intel最早推出的产品，内部拥有比较完善的结构和总线是对数据的集中管理，多样形式的的逻辑位操作作为经典的一类芯片，而选择STC89C52芯片作为STC89C51式单片机的升级款，其使用领域很广了，其容易操作，安全可靠，功能齐全，性价比高的优势在生产生活中占据着一席之地。考虑到控制家电的系统设计，对于芯片系统对芯片处理速度要求不是很大，考虑到主机程序稍微大一些，故选择STC89C52单片机作为整个系统的主控芯片。2.2.2控制家电方案的选择方案一：手动开关控制方式，结合语音控制随着科技时代的进步，单片机接上智能AI语音控制，可以在单片机芯片上连接一个AI智能音箱，通过语音的方式控制家电系统，也就是只需要对着AI音箱说话发出命令，即可实现对开关的控制，并正常的开关结合使用。方案二：无线遥控方式在智能电器或者单片机智能开关里加入射频接收头信号器，通过遥控器来实线，通过信号接收，固定无线遥控器信号来，即可实现对开关的遥控，。方案三：编写软件-互联网（WiFi模块组合使用）通过电脑对单片机设计固定的程序，在串联ESP接口是一种嵌入式的串联WIFI模块使用。Wifi模板是基于接入无线网络的模块，能够实现用户通过网络登录信号的接入端口形式。通传输到单片机芯片上的软件程序，单片机通过软件给定的指令程序进行控制。在通过网络的IP地址，连接到互联网上，手机通过登录软件输入固定的IP地址和密码进入特定的软件，然后进入软件，进行对家电内部控制，其原理跟家里的光猫连接的网线上，在将网络线连接在单片机上，然后就可以控制系统就有一个特定的地址。由上面的介绍来看方案一控制过程比较简单，但是安全系数不好，使用的方式跟传统来看，对于单片机比较简单，没有对其合理使用，其次的原因就是，其音响的好坏音响对于指令的正确执行对于使用者来说不是很方便，对其声音的把握要求比较严格。然方案二比较方便，能更好的接利用单片机性能等要求，对其串口通信进行指令的获取，传输距离有限，满足不了现有要求。方案三，通过对软件的编写，网络方式传输，实线的远距离传输然后结合WIFI，程序更加简单，方便容易操作，可靠更高，故选择方案三。2.2.3软件程序的设定在整个系统设计中，单片机芯片中编写特定的软件程序，在特定的软件指令下是指能完成各功能的一个平台，例如对整个电流的操作、动作指令的监控、软件程序的计算和对整个电路的诊断和自检等。而对编程软件种类也比较多哦，对于特定的应用指令来看，整个系统软件就语言分类中机器语言、汇编语言和高级语;就功能来分，可以分为系统软件、应用软件及数据库。系统软件专门用来使用管理计算机本身的程序;应用软件是面向用户本身的程序;数据库及数据库管理系统主要用于大量的数据管理及资料检索系统。第3章控制系统的硬件电路设计3.1系统硬件电路设计硬件电路的设计原理在整个家电系统设计的，选择硬件电路板块，主要是由晶振电路组件、复位电路组件、信号指示、外接显示端接口电路，继电器电路组件、软件模块、wifi形式电路组成，设定音响时钟电路等。本套设计主要采用的是STC89C52单片机来控制整个系统。用户可以通过手机端来实现对软件联网设置操作界面登陆账号，软件模块时单片机联入网络，实现互联网传输命令，通过登录软件实现对控制系统设计。其系统的主要设计框图如图3.1所示。时钟，音响提示网络IP服务器STC89C52时钟，音响提示网络IP服务器STC89C52工作指示灯工作指示灯设定软件程序(WiFi模块)设定软件程序(WiFi模块)通过控制继电器闭合来控制开关手机端软件通过网络登录手机端软件通过网络登录-即可控制图3.1硬件设计的系统框图该系统由主控芯片模块STC89C52、WIFI模块等组成。下面分别对各个模块作具体介绍。3.2硬件电路的芯片介绍3.2.1单片机STC89C52介绍选用的STC89C-52型芯片是能耗低，简单，高效的CMOS8位微控制器的芯片其特点是以下特性。单片机芯片是拥有4K在系统可编程Flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、高效解决形式的办法其下是有4个8位并行I/O端口P0-P3,每个端口既可连接一个输出的外接显示屏。内部还拥有16位的定时器/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式。具有5个中断源、两个中断优先级的中断控制系统。全双工串行口的UART的串行I/O用于实现单片机之间或单片机与PC机之间的串行通信。机片内还可以连接振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。STC89C52主要功能如表1所示，其DIP封装如图2所示表3.1：STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系统4K可反复擦写FlashROM32个双向I/O口256x8bit内部RAM2个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能3.2.2STC89C52引脚介绍1.电源引脚端VCC和GND（共2根）VCC（40脚）：接电源。GND（20脚）：接地端口2.外接晶体引脚XTAL1和XTAL2（共2根）XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接连到内部时钟发生器的输入端。原理图中，XTAL2接振荡信号，3.RST（9脚）：是复位电路，当振荡器工作时，4.P0口（39～32脚）：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。作为显示电路的输出端口，每个端口都能驱动8个LS型TTL负载。5.P3口（10～17脚）：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O多功能口。P3口能持续输出缓冲器并能可驱动4个TTL逻辑门电路。图3.2STC89C52DIP封装图表3.2P3口与第二功能表端口引脚第二功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD(串行输出口)P3.2INT0（外中断0）P3.3INT1（外中断1）P3.4T0（定时器/计数器0）P3.5T1（定时器/计数器1）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）整个家电设计硬件系统中，选择中单片机芯片及其所需电源电路，声音音响等信号来看，还有复位电路等部件，为了单片机芯片始终处于正常的运行状态其必要的电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，其进行存储器扩展、A/D扩展等，都需要单片机内部处理完成，STC89C52我们选择的这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，结构如图3-3所示，图3.3单片机最小系统原理框图(1)时钟电路我们选用的STC89C52单片机芯片内部的时钟信号通常有两种方式：第一种是通过内部的性质即使是内部时钟方式，第二种是是外部时钟方式。内部时钟方式如图3-4所示。图3.4STC89C52内部时钟电路(2)复位电路当在STC89C52单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作(若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态)。最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充放电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST(9)端与电源Vcc接通而实现的。图3.5STC89C52复位电路（3）STC89C52中断技术概述单片机的内部中断技术主要用于实时监测与控制整个系统电路的设计技术，选定的要求单片机应能并有效的响应并作出中断请求源提出的服务请求，合理快速响应并及时处理错误指令。其中断系统功能的特定要求来来实现的。当硬件出现故障或者其它意外情况下中断请求源发出中断请求时，如果中断请求被允许，单片机中断技术将得到暂时中止当前正在执行的主程序，将处理复位并停止工作状态，处理中断服务请求。中断服务处理程序处理完中断服务请求后，再回到原来被中止的程序之处（断点），继续执行被中断的主程序，很大程度上提高了此系统的安全，稳定高效性也大程度上提高了单片机的工作效率和实时性。图3-6为整个中断响应和处理过程。 图3.6中断响应和处理过程3.3互联网模块设计的基本组成在整个硬件设计板块种连接的ESP8266模块是基于UART接口的WIFI无线网络总端模块是整个系统的传递中枢信号接收中心，能够实现用户串口数据到无线网络之间的交换。通过串口Wifi模块，传统的串口设备就能接入无线网络并生成固定的信号带。此模块与手机之间通信，使用的是ASCII码，手机把编码变为ASCII码进行发射，UART-WIFI会接收ASCII码并产生中断给单片机。此WIFI模块可以通过终端像普通路由器一样设置和修改密码，也可以通过配置软件进行修改和设置，有比较不错的安全性能。图3.11wifi模块电路3.3.1晶振电路在系统硬件中晶振振荡器组件是，在单片机系统里晶振的作用非常大，是非常重要的一部分，它是连接结合单片机内部的电路，单片机产生的所必须的时钟频率和一切指令的执行都是建立在这个基础上的建立的，晶振可以供很大时钟原件的频率越高，那单片机的运行速度也就越快，。通常来说在以单片机系统中使用的是一个固定的晶振，是为了保持同步的组件。还可以而通过电子调整频率的方法保持同步。电路图如图3.8所示。图3.8晶振原理图3.3.2复位电路复位电路的操作完成单片机芯片内部的电路的初始化，并检查单片机从而确定一个确定的状态开始运行。当AT89S52单片机的复位引脚RST出现5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，则单片机就处于循环复位状态w无法执行程序。因此要求复位后能够脱离复位状态。复位方式。上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电凭的时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择电容值10～10μF，电阻值2kΩ。电路图如图3.9所示。图3.9复位电路图3.3.3继电器电路为了使当单片机内部进行自检是信号的传递指令没有问题，都必须要配备，一个高电容的一个继电器，当检测到信号输入时。让其是吸合还是断开其原理是继电器的线圈就会得到电压，而继电器内部线圈中就会产生一定的电流，产生电磁效应，对于衔铁是在电磁力吸引的作用下克服其弹簧上的拉力，从而吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合还是断开，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。电路如图3.11所示。图3.10继电器电路图3.4控制系统硬件电路选用设计整个电路系统主要是由的选择如下电源接口。电容，电阻，晶振，单片机，4脚集成电路座等具体明细如下表：3.1硬件电路所需具体表名称编号规格数量单位电源插口USB-AUSB-A1个电解电容C1470uf/16V1个瓷片电容C20.1uf1个瓷片电容C3C420pf/30pf2个电解电容C510uf/16V1个电解电容C6220uf/16V1个瓷片电容C70.1uf1个电阻R110K1/4W1个电阻R2R3R4R51K1/4W4个晶振Y111.0529M1个单片机IC1AT89S521片4脚集成电路座DIP40DIP401个发光二极管D2D3D4φ53个WIFI模块WIFIESP8266-011块2.54双排母座JP12*4P1只按键开关K1SW-06061个简易牛角座JP2DC3-10P2.54mm1只3.3伏稳压集成电路IC3AMS11171只PCB板1块细导线若干焊锡若干第4章控制系统软件设计4.1软件主要功能设计系统系统的软件部分以主程序为入口，整个系统软件设计中，整个设计中有主程序指令，中断程序指令，在程序旗下包括有很多种特定的程序，在打开整个电路的时候对初始化之后进入登录页面，管理程序在登录页面之前要对对单片机自身的数据程序扫描，读入键值搭配串联的电路及其继电器控制等，在登录之后并根据相应的选项对齐每个部位，进行各类操作。如果出现错误会提示，搭配的指示灯会亮起故障灯，由在设定一些固定的参数还有时间，可以通过定时器控制，在每一次完成操作完成之后在进行后续控制的时候，会对上次工作进行验证检验是否满足真。4.2主程序的设计本套设计系统设计的控制程序是对语言指令进行编写，编程所使用的软件是基于IAR编程软件下编写的。而IAR软件是目前为止最常用用于单片机类型中最常见的一种编写软件，其使用的类型最广的一款软件了，它几乎支持的市面上最常见的单片机芯片进行编写，而有关于单片机芯片中的C语言软件调试下，对于在设定在语句中出现的语法错误，在该软件下会提示，以便于更正修改，也更安全可靠。因此本次设计的家电控制系统设计是在IAR编程软件，下进行编写，和对软件调试，然后连接端口单片机芯片选择的地址与互联网是否相匹配。然后对该编写的软件指令是否单片机能否正确执行，所以为了实现，要验证并逐个检查改软化程序执行效果，以及程序在单片机的嵌套性是否都能达到设计的要求。在调试的过程中，在手机端操作情况下按键信号，显示抖动，信号指示，反应等不正常。可调整或者修改改程序，消除上述情况基本消失。改软件的主程序的流程图如图4.1所示：开始开始初始化IP互联网登陆方式）中断响应判断软件是否确定开关是否按下中断服务子函数执行相应的指示控制结束Y图4.1主程序流程图主程序流程如图4.1所示。具体程序如下：org50hSTART:MOVSP,#70H;开机后自动检查。LCALLRDNBYT;初使显示登陆会标志、各类设定程序。MOVR1，#SETTEMPLCALLVALUDISPMOVR1，#TEMPHIGHLCALLVALUDISPMOVR1，#TEMPLOWLCALLVALUDISP;单片机复位后，会分别显示各类设定程序MOVTMOD,#11HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HMOVTH1,#3CHMOVTL1,#0B0H;SETBPT1;行SETBEASETBET0SETBET1SETBTR0SETBTR1;开中断和总中断，LCALLKEYOPT;管理程序，完成各类操作用于显示设定和变换的子程序4.3串行A/D转换芯片的驱动设计在整个编程后设定的软件中采用的A/D转换芯片是串行的，在实际的使用中只有在经过一步步指定下进行，具体如图4.2所示4.2串联的AD接口转换数据A/D转换值量化子程序有上面介绍的硬件部分的说明可以得到的是，设计要求为了达到A/D转换结果控制连接并显示控制的关系是：A/D值。其变化的变送器的限制,我们只会将能够表达一个特定的程序来表达一下指令流程图如图4.3具体程序如下：NUMDATADBC0H,F9H,D8H,B0H,99H,92H,82HF8H,80H,98H;0~9的字形码DISPLAY:SETBDISSELEC;选取通显示MOVSCON,#00H;串口方式0MOVR1,#04H;显示四位MOVR3,#0;用于判断是否应加入小数位MOVDPTR,#NUMDATA;数字字型码地MOVR0,#DISPTEMP;输入显示数据的地址LOOPDIS:MOVA,@R0;移入AMOVCA,@A+DPTR;取值MOV24H,A;进入特定一寄存器用于缓冲MOVA,R3CJNEA,#2,NOT2MOVA,24HSETBACC.7;判断密码是否,如是则点亮小数点进入主程序AJMPDDNOT2:MOVA,24HDD:MOVSBUF,A;发送WAITDIS:JNBTI,WAITDIS;等待发送