摘 要本课题选用了“基于AT89C51单片机的智能家电控制器控制系统”作为研究对象，选用了ATMEL公司推出的AT89C51单片机作为核心部件，设计了一个能够实现人体检测、无人时自动关闭空调以及液晶显示等功能的智能家电控制系统。这款控制系统的实现主要依靠了51单片机强大的控制作用，通过输入输出各种形式的电平信号来对热释电传感器、液晶屏等模块的控制，从而将各模块的功能融为一体。本文在硬件和软件两个层面上对智能家电控制器控制系统进行了分别设计，在软件上通过原理图以及在软件上通过流程图的形式对整个控制系统的设计思路以及设计过程进行了阐述。经过了大量的测试和验证，本文所设计的系统能够达到很高的性能指标，非常适合将其推向智能家电控制器系统的市场之中，并且具有取代现有相关产品的实力。摘 要 3
目 录
一、 引言 5
（一） 热释电红外检测器的发展背景 5
（二） 热释电红外检测器系统的国内外发展现状 5
（三） 本文主要研究内容 6
二、 方案选择及元器件介绍 7
（一） 主控单片机的对比与选择 7
（二） AT89C51单片机简要概述 8
（三） 热释电红外传感器简介 9
（四） LCD1602显示器介绍 9
（五） HK4100FDC5V继电器介绍 10
三、 硬件系统设计 12
（一） 智能家电控制器系统的硬件结构框图设计 12
（二） 单片机最小系统设计 12
（三） 热释电红外传感器电路设计 14
（四） 显示器电路设计 14
（五） 空调启闭电路设计 15
四、 软件系统设计 17
（一） 智能家电控制器系统的软件工作流程设计 17
（二） 热释电红外传感器工作流程设计 18
（三） 显示器工作流程设计 19
五、 实物制作与问题 21
（一） 实物制作 21
（二） 问题总结 22
总 结 23
参考文献 24
致 谢 25
附录一 原理图 26
附录二
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
元件列表 27
附录三 程序 28
引言
热释电红外检测器的发展背景
本文将要介绍一种通过AT89C51单片机作为主要控制器来实现的一款节能型家电控制系统，这款系统的实现将突破目前市面上相关产品的节能性能，并且在功能上将得到较大的扩展。家电控制器系统已经在人们的生产生活中出现了较长一段时间，起初在单片机技术还未成熟并推向使用前，逻辑电路以及cpld等一些具有逻辑运算功能的芯片在控制届大行其道，是大多数控制系统的首要选择，通过这些具有简单运算功能的芯片能够实现一些常见的按键检测、报警器驱动以及数码管显示等功能，这一时期的家电控制器系统已经具有了一些简单的电子开关控制、红外遥控器控制以及定时开关等基本功能，但是离今天以单片机等微处理器作为主控器的家电控制器系统还具有相当大的一段距离，无论是在功能还是用户使用体验上，都不能最大满足用户的需求。在这一现状下，家电控制器系统的设计师们意识到只有采用更高性能并且集成度更高的控制器芯片才能够设计出具有突破意义的产品来，因此在二十世纪九十年代当单片机生产技术和使用方法得到大规模的普及之后，各行各业的电子设计师们开始了对单片机系统的开发，其中在家电控制器系统领域，设计师们将以往的逻辑门电路或者cpld等一些主控器进行剔除，接着将微处理器芯片进行嵌入，通过程序代码的编写和编译并烧写，这样就使得家电控制器系统具有了一定程度的智能意义，得益于GSM技术以及射频无线通信技术的发展，家电控制实现了短信控制以及无线远程控制等，使用者在单位或者在室外就可以通过以发送手机短信的形式实现对家中空调、电视或者微波炉等电器的远程遥控，大大节省了人们的时间，方便了人们的生活。在这些智能家电控制系统发展成熟后，传感器技术的飞速成熟使得智能家电控制器的功能更加丰富，其中用于实习人体红外线检测的热释电传感器的高度集成并推向市场，将其嵌入到家电控制系统中，为家电控制系统带来了高效的节能效果，这是由于微处理器通过热释电传感器可以“感知”周围环境是否有人存在从而快速启闭家用电视，大大节省了电能的浪费，另外通过单片机等微处理器的嵌入，能够更好的实现智能家电控制器系统与用户之间的交互，由于单片机等芯片具有几十个甚至上百个管脚，因此能够实现更多模块的驱动。本次毕业设计就将以C51单片机来作为主控器，设计一款能够突破现有产品性能，改进目前相关产品所存在的普遍缺点，并且能够通过软硬件的不断优化，将控制系统的功耗降到最低。
热释电红外检测器系统的国内外发展现状
随着智能家居概念的深入人心，国内外大多数企业已经普遍掌握了生产制造中高以上性能的智能家电控制器系统产品，但一些具有高端性能的智能家电控制器产品只占有很少的比例，这些顶尖技术只有世界上一些少有国家或者研究团队掌握，因此生产成本非常高，导致这些高端产品并不能够在市面上进行普及。许多科研单位和研究小组为了打破这种局面，开始着重开始对智能家电控制器系统进行研究，不但在硬件上更在软件上寻找突破口，使用更高性能的传感器和更先进的处理器来构建智能家电控制器系统的整体框架，相信这种少有高端技术垄断的局面在不久的将来很快会被打破。
本文主要研究内容
本次论文结构安排如下：
第一节为论文设计的绪论部分，对热释电检测器系统的发展背景以及发展现状做了简要介绍，并通过将国内外相关企业、研究小组对该系统的实现程度进行了对比，最终确立了本文的研究目标和指标。
第二节为对控制系统的总体设计方案进行了设计，主要对控制系统所使用的控制器、液晶屏、传感器以及其他一些所需器件进行了简要介绍，为下文的软硬件电路设计做了铺垫。
第三节为家电控制器控制系统的硬件电路设计，对51单片机最小系统以及外围电路的详细原理图进行了设计。
第四节为家电控制器控制系统的软件部分设计，通过对主程序以及子程序的流程图分析来描述系统的设计思路。
本次论文将对系统实现如下指标：
1、能够实现对周围环境是否有人进行快速准确检测，并将检测结果发送给AT89C51单片机。
2、当周围环境无人时，单片机将立即关闭空调以达到节省电能的效果；
3、系统具有较高清晰度的液晶显示效果，实现对系统运行参数的显示；
方案选择及元器件介绍
主控单片机的对比与选择
在进行系统的硬件和软件系统设计之前，首先要对系统所使用的主控单片机进行选取，在选取时主要应该对单片机的内部资源丰富度、成本高低、开发语言、使用熟练程度以及能够胜任本系统的功能指标等方面进行考核，经过三年的大学学习，我主要从以下两款单片机中进行对比和最终选取，第一是ATMEL公司生产的AT89C51单片机，第二个是德州仪器公司生产的MSP430系列单片机。
第一个方案是AT89C51单片机，该单片机是ATMEL公司在上世纪九十年代左右推出的一款数据宽度为8的高性能单片机，无论在成本还是内部资源上，都能够在如今低端单片机市场中独占鳌头，这主要归功于其4Kb大小的内部FLASH搭配着128字节的RAM，虽然ROM和RAM的存储容量不是很大，但是足够应用于一些中小型单片机系统中，此外AT89C51能够通过琦20根地址线对外部扩展的存储器进行寻址，这使得它也经常出现在一些大型系统中。在成本方面，目前市面上AT89C51单片机的平均成本位3元/PCS，这非常适合我们的学生实验，不会给系统带来高昂的成本负担。

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