基于单片机的智能魔方.doc

单片机协会英码杯暨第五届电子设计大赛 智能魔方 -------队伍：魔鬼的步伐 项目名称 智能魔方 二．概要 “智能魔方”是一款集成多种智能家居功能与一体的智能小盒，其功能包含智能环境监测和智能安防以及智能开关三种，通过独立自制的手机app“智能魔方”，我们可以更加方便的实时实行我们的指令来控制智能小盒，从而实现以下功能①实时监测出该地的温度.湿度以及PM2.5数值，更加精准的应对环境变化以做出调整。②手机终端app通过触摸发出开关指令，从而实现灯的开关，门的开关等多数开关功能。③智能安防如夜间将智能小盒放置与合适位置，当有可疑人物出现时变发出报警信号。本系统的设计包含硬件设计以及app设计两部分。硬件部分，我们以STC89C52加强型单片机为控制核心，自行设计了一套智能家居系统。该系统分为温湿度传感器，PM2.5传感器，红外检测模块，蓝牙模块，蜂鸣器，小灯等模块的制作，通过电路设计以及算法设计，将硬件部分的功能整合至一起，同时外观设计形成该智能小盒，使系统更加多元化和智能化。App设计部分：基于Android和Java的独立设计，我们通过两个月的时间自主学习并且独立研发了app“智能魔方”，通过该app，更加智能的操控智能小盒，实现“软硬结合”，更加智能地进行环境质量的监测和智能安防的控制以及智能遥控。 三．设计原理 1.硬件设计 （1）STC单片机电路及原理介绍 中央处理器CPU采用的是STC89增强型系列单片机，具有低功耗、超低价；高速、高可靠；强抗静电、强抗干扰的特点，这有利于该项目基本功能的实现同时节省成本便于推广。 电源部分 以12V对智能魔方进行供电，并用7805芯片稳压至5V给单片机供电，1117芯片稳压至3.3V给蓝牙模块供电。 温湿度电路部分 该电路实现监测温湿度功能。 PM2.5电路部分 该电路实现监测PM2.5功能。 蓝牙电路部分 蓝牙为智能小盒实现无线数据传输。 智能安防电路部分 利用红外模块，当可疑人员经过我们的智能小盒便会立即报警，发出响声。 智能开关电路部分（以开关灯为例） 实现手机APP操控的智能开关。 程序储存电路部分 存储温湿度数据的电路。 （9）程序 ①#includereg52.h #includeintrins.h #includedefines.h void nop() { _nop_(); _nop_(); } void delay20ms() //20ms 误差 -0.000000000003us { unsigned char a,b,c; for(c=5;c0;c--) for(b=89;b0;b--) for(a=247;a0;a--); } void delay1(uint m) { uint n; for(n=0;nm;n++); } void delay(uchar n) //2n+1 us { uchar i; for(i=0;in;i++) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } } void startdht() { dht=1; dht=0; delay20ms(); dht=1; delay(15); } uchar read_dht() { uchar i,temp; dat=0; while(dht); for(i=0;i8;i++) { while(!dht); delay(25); if(dht) { temp=1; while(dht); } else temp=0; dat=dat1; dat=dat|temp; } return dat; } void start() //启动I2C总线 { sda=1; nop(); scl=1; nop(); sda=0; nop(); scl=0; nop(); } void stop() //停止I2C总线 { sda=0; nop(); scl=1; nop(); sda=1; nop(); } void writebyte(uchar j) //写一个字节 { uchar i,temp; temp=j; for (i=0;i8;i++) { temp=temp