本文详细介绍了设计的基于单片机的智能窗户控制系统，包括功能模块、51系列和STM32F103C8T6单片机应用、传感器数据采集、人机交互、自动化控制及软件设计过程，展示了如何通过单片机实现窗户的自动开关和数据监测显示。
最近设计了一个项目基于单片机的智能窗户 | 多功能窗户 | 自动窗户控制系统，与大家分享一下：
一、基本介绍
项目名：基于单片机的智能窗户控制系统设计
基于单片机的多功能窗户控制系统设计
基于单片机的自动窗户控制系统设计
项目编号：mcuclub-jj-008
单片机类型：STC89C52、STM32F103C8T6
具体功能：
1、通过DS18B20获取温度值，当温度小于设置的最小值，自动关窗
2、通过风速传感器获取风速值，当风速大于设置的最大值，自动关窗
3、通过雨量传感器获取雨量值，当雨量大于设置的最大值，自动关窗
4、通过光敏电阻获取光照值，当光照值小于设置的最小值，自动关窗
5、通过人体热释电感应模块检测窗外是否有人，有人，则自动关窗
6、通过四相步进电机模拟开关窗
7、通过按键设置各阈值、手动开关窗、切换模式
8、通过OLED显示测量值、模式、窗户状态
二、51实物图
单片机型号：STC89C52
板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口：TYPE-C
三、51仿真图
仿真软件版本：proteus8.9
电路连线方式：网络标号连线方式
注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样
四、32实物图
单片机型号：STM32F103C8T6
板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口：TYPE-C
五、原理图
软件版本：AD2013
电路连线方式：网络标号连线方式
注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图
六、PCB图
由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，
隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。
两层板，上下覆铜接地。
七、系统框图
本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由七部分组成，第一部分是温度检测模块，通过该模块检测当前环境的温度；第二部分是风速检测模块，通过该模块检测当前环境的风速；第三部分是雨量检测模块，通过该模块检测当前环境的雨量；第四部分是光照强度检测模块，通过该模块检测当前环境的光照；第五部分是人体热释电感应检测模块，通过该模块检测是否有人靠近；第六部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第七部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由两部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是步进电机，通过步进电机模拟开关窗。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。
八、软件设计流程
九、部分程序展示
软件版本：keil5
逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件
/****
*******监测函数
*****/
void Monitor_function(void)
{
char fasong[32];
if(flag_display == 0) //测量界面
{
if(time_num % 2 == 0) //约400ms检测一次
{
temp_value = DS18B20_Get_Temp(); //获取温度
fengsu_value = 27*((Get_Adc_Average(0,3)/4096.0)*3.3); //获取风速
if(fengsu_value >= 1)
fengsu_value -= 1;
yuliang_value = 60*3.3-60*((Get_Adc_Average(1,3)/4096.0)*3.3);//获取雨量
light_value = 30*((Get_Adc_Average(2,3)/4096.0)*3.3); //获取光照
}
}
if(time_num % 20 == 0) //约4s发送一次
{
sprintf(fasong,"温度:%d.%d℃",temp_value/10,temp_value%10);
UsartPrintf(USART1,fasong);
sprintf(fasong,"风速:%dm/s",fengsu_value);
UsartPrintf(USART1,fasong);
sprintf(fasong,"雨量:%dmm",yuliang_value);
UsartPrintf(USART1,fasong);
sprintf(fasong,"光照:%dLx",light_value);
UsartPrintf(USART1,fasong);
}
if(USART1_WaitRecive() == 0)
{
if(strstr((char*)usart1_buf,"A") != NULL) //切换自动模式
{
flag_mode = 0;
}
else if(strstr((char*)usart1_buf,"B") != NULL)//开关窗
{
flag_window = !flag_window;
flag_mode = 1;
}
USART1_Clear();
}
}/****
*******显示函数
*****/
void Display_function(void)
{
switch(flag_display) //根据不同的显示模式标志位，显示不同的界面
{
case 0: //界面0：测量界面，显示各测量值、模式
Oled_ShowCHinese(1, 0, "温度");
sprintf(display_buf,":%d.%dC ",temp_value/10,temp_value%10);
Oled_ShowString(1, 4, display_buf);
Oled_ShowCHinese(2, 0, "风速");
sprintf(display_buf,":%dm/s ",fengsu_value);
Oled_ShowString(2, 4, display_buf);
Oled_ShowCHinese(3, 0, "雨量");
sprintf(display_buf,":%dmm ",yuliang_value);
Oled_ShowString(3, 4, display_buf);
Oled_ShowCHinese(4, 0, "光照");
sprintf(display_buf,":%dLx ",light_value);
Oled_ShowString(4, 4, display_buf);
if(MAN == 0)
Oled_ShowCHinese(2,6,"有人");
else
Oled_ShowCHinese(2,6,"无人");
// Oled_ShowCHinese(4, 0, "模式：");
if(flag_mode == 0)
Oled_ShowCHinese(3,6,"自动");
else
Oled_ShowCHinese(3,6,"手动");if(flag_window == 0) //窗户状态
Oled_ShowCHinese(4,6,"打开");
else
Oled_ShowCHinese(4,6,"关闭");
break;case 1: //界面1：显示设置温度最小值
Oled_ShowCHinese(1,0,"设置温度最小值");
if(time_num % 5 == 0)
{
sprintf(display_buf,"%d ",temp_min);
Oled_ShowString(2, 6, display_buf);
}
if(time_num % 10 == 0)
{
Oled_ShowString(2, 6, " ");
}
break;
case 2: //界面2：显示设置风速最大值
Oled_ShowCHinese(1,0,"设置风速最大值");
if(time_num % 5 == 0)
{
sprintf(display_buf,"%d ",fengsu_max);
Oled_ShowString(2, 6, display_buf);
}
if(time_num % 10 == 0)
{
Oled_ShowString(2, 6, " ");
}
break;case 3: //界面3：显示设置雨量最大值
Oled_ShowCHinese(1,0,"设置雨量最大值");
if(time_num % 5 == 0)
{
sprintf(display_buf,"%d ",yuliang_max);
Oled_ShowString(2, 6, display_buf);
}
if(time_num % 10 == 0)
{
Oled_ShowString(2, 6, " ");
}
break;case 4: //界面4：显示设置光照最小值
Oled_ShowCHinese(1,0,"设置光照最小值");
if(time_num % 5 == 0)
{
sprintf(display_buf,"%d ",light_min);
Oled_ShowString(2, 6, display_buf);
}
if(time_num % 10 == 0)
{
Oled_ShowString(2, 6, " ");
}
break;
default:
break;
}
}/****
*******处理函数
*****/
void Manage_function(void)
{
if(flag_display == 0) //测量界面
{
if(flag_mode == 0) //如果处于自动模式
{
if( temp_value < temp_min*10|| //温度/光照小于最小值或风速/雨量大于最大值，关闭窗户
fengsu_value > fengsu_max ||
yuliang_value > yuliang_max ||
light_value < light_min || MAN == 0 )
{
if(flag_window_status == 0)
{
Motor_Reversal();
flag_window_status = 1;
flag_window = 1;
}
}
else
{
if(flag_window_status == 1) //否则，开窗
{
flag_window_status = 0;
flag_window = 0;
Motor_Foreward();
}
}
}
else //手动模式根据按键按下控制电机
{
switch(flag_window)
{
case 0: //0:电机正转，开窗
if(flag_window_status == 1)
Motor_Foreward();
flag_window_status = 0;
break;
case 1: //1：电机反转，关窗
if(flag_window_status == 0)
Motor_Reversal();
flag_window_status = 1;
break;
default:
break;
}
}
}
}
http://资料点击该链接到官网下载：www.mcubee.com
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2008
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