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基于STC89C52单片机的智能窗控制系统

作者：徐彬刘绪王宏亮张昌翔宋达

来源：《科技与企业》2013年第18期

【摘要】：本文采用一种基于STC89C52单片机智能窗控制系统，通过温度传感器检测室

内外温度、光强传感器检测室外光强，时钟芯片智能定时，实现单片机智能判断，并于显示屏

上显示，自动控制窗及其窗帘的开启和关闭功能。本设计所采用传感器都是比较常见的，其电

路简单，成本低，维护方便，能够满足智能家居需求，具有良好的市场应用前景。并且本设计

采用标准C语言编制程序，方便程序移植和升级。

【关键词】单片机；STC89C52；智能窗控制系统

、引言1

近年来，随着居民生活水平的提高、环保意识的增强，人们对室内居住环境的舒适度有了

更高的要求。传统的窗及其窗帘必须手动控制其开关，考虑到当前别墅、高档写字楼、展览馆

和大型会议室等窗多、重、长，手动开关窗极其不便，因此我们需要一种智能化的窗户，能够

感知窗外光线强度及室内外温度情况，并自动平衡室内外温度，做出开关窗及其窗帘一系列动

作。

、系统2工作原理及结构

智能窗控制系统以STC89C52单片机为控制核心，加入感光、感温度元件，用单片机逻辑

控制电路自动判断，达到控制一扇或多扇窗子的目的。其主要由单片机最小应用系统模块、按

键模块、传感器模块、时钟模块、电机控制模块及显示模块组成，系统结构框图如图1所示。

、硬件选型3及相关电路搭建

时钟3.1模块

时钟模块采用的DS12C887时钟日历芯片，是由美国DALLAS公司生产的新型时钟日历

芯片，采用CMOS技术制成。芯片采用24引脚双列直插式封装，内部集成晶振、振荡电路、

充电电路和可充电锂电池，在没有外部电源的情况下可工作10年。具有良好的微机接口、精

度高、外围接口简单、工作稳定可靠等优点，与简单按键相结合，能够随时矫正时钟芯片内的

时间。并且利用其闹钟功能能够实现定时开关窗帘的功能。

温度传感器3.2

DS18B20温度传感器为温度采集器件，其具有超小的体积，超低的硬件开消，抗干扰能

力强，精度高，支持“一线总线”接口等特点，检测温度范围为-55°C～+125°C，精度可达土

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0.5摄氏度，满足日常使用的需求，并且温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，单

片机直接可以读出相应温度，并用显示屏输出。

光强传感器3.3

为便于用户根据光强不同决定开窗状态，设置了光强传感器。光强传感器主要使用了光敏

电阻和双电压比较器集成电路LM393。光敏电阻是利用半导体光电效应制成的一种阻值随入

射光强变化而改变的电阻器，入射光变强，电阻减小。使用时将光敏电阻与10kΩ的电阻R构

成测量电桥后接至5V电源，当外界光照变强时，光敏电阻阻值变小，R分压变大，取R上的

电压差值即可判断光强变化，这种设计的优点在于电路简单。模块在无光条件或者光强达不到

设定阈值时，D0口输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模块D0输出低电平；小板

数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强

改变；

步进3.4电机及驱动

采用4相5线步进电24BYJ48，它是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元

件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受

负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，

加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点，使得在速度、位置等控制领域用步进电

机来控制变的非常的简单。

按键3.5模块

由于使用按键较少，按键模块采用独立式按键接口设计。这种按键电路配置灵活，软件实

现简单。软件实现时，可以采用中断方式，反应灵活。因案件在按下和释放地瞬间都将伴随一

连串的抖动，抖动时间由按键的机械特性决定，一般为5～10ms，此处采用软件方法消除抖

动，第一次检查到有键按下时，延时抖动时间后再次检测按键是否仍按下，若按下则认为真正

有键按下，从而消除影响。

显示输出3.6

系统中应