基于单片机的无线遥控门铃系统设计

时间:2019-04-14 14:17:34 来源:招贤信息网 作者:匿名
  基于单片机的无线遥控门铃系统设计 作者:未知 摘要:针对传统有线门铃在使用中存在的不足,提出了一种基于红外通信的远程门铃系统设计方案。该系统分为两部分:室外单元和室内单元。访客使用室外单元通过矩阵键盘输入房间号。室内机可通过红外遥控实现钟罩和门开启控制。无线门铃系统利用红外无线通信技术实现门铃的遥控,给用户带来极大的便利。 关键词:无线遥控;红外通讯; STC89C51;门铃 中图分类号:TN219文献标识码:A文章编号:1009-3044(2018)21-0266-03 摘要:阐述了智能家居遥控门铃的发展和应用趋势,提出了红外遥控门铃的系统设计方案。该系统分为两部分:室外机和室内机。访客进入室外机的室门,室内机接收命令环,导演可以通过红外遥控器打开门。无线门铃系统采用红外无线遥控技术实现门铃遥控,给用户带来极大的便利。关键词:无线遥控;红外通讯;门铃; STC89C51 1简介 T Bell是现代家庭中常见的电子设备。它的功能是发出声音提醒房主访问。门铃已成为住宅和办公空间不可或缺的一部分。目前,大多数家用门铃主要基于传统的有线按钮式门铃,操作简单,但难以满足人们对家庭智能的需求。对于传统的有线门铃,当访客按门铃时,房间内的用户经常需要到前门为访客打开门,特别是在别墅,复式房屋和其他建筑物中使用非常不方便。随着人们对生活质量要求的提高,对人身安全和财产安全的重视程度越来越高,家庭安全也在朝着智能化的方向发展。基于以上问题,本文提出了一种无线遥控门铃的设计方案,该方案采用红外无线通信技术[1]来实现门铃在无线控制中的突破和改进[2]和方便性。 2整体计划 该设计由两部分组成,室内单元和室外单元。室外单元主要包括矩阵键盘和液晶显示器。访问者按下所有者的房间号,相应的房间号显示在液晶显示器上,键信号通过串口发送到相应的房间。室内机主要包括振铃模块,红外信号收发模块和控制按钮。用户可以通过手动按钮打开门铃,也可以打开红外遥控器发出的门命令和铃声命令,无需进入门铃安装位置。实现开门和铃声控制。软件部分主要包括红外信号解码,开关门控,矩阵键盘识别,数字显示等模块。该设计使用Altium Designer 16设计硬件原理图,使用Keil C51作为软件开发环境。 Keil C51具有简单的操作界面和高效的编译功能,并广泛应用于各种主流微控制器的软件开发和设计中。 3硬件设计 该设计由两部分组成,室内单元和室外单元。系统框图如图1所示。室内单元和室外单元均基于微控制器,并扩展了外围电路模块,如按钮,红外线,环形,显示屏和矩阵键盘。3.1 MCU控制器模块 系统的室内单元和室外单元均使用STC89C51单片机作为微控制器。 STC89C51性能稳定,开发方便。它有4组8位IO端口,非常适合作为小型嵌入式开发的平台。图2显示了室内机控制模块的最小系统电路图,包括外部12MHz晶体振荡器,5V输入电源和复位电路。 RC电阻电路加入复位电路设计,可有效去除干扰信号,避免误操作。室外单元微控制器的最小系统电路设计类似。 3.2红外接收处理模块 红外遥控是一种广泛使用的通信和控制方法。红外遥控器结构简单,功耗低,抗干扰能力强,首先根据红外标准编码格式对遥控器按键值进行编码,然后红外发射器红外发射编码后的脉冲信号,红外接收头将接收到的红外光信号转换成相应的电信号,然后将其发送到后续电路进行放大和解调处理。该红外控制信号抗干扰能力强,信息传输可靠,功耗低,成本低,易于实现。 在该设计中,红外遥控器主要实现门铃声和门开启操作的消除,不需要复杂的数据传输。 1838T红外接收管用作设计中的红外信号接收装置。 1838T红外接收头具有低功耗的特点,工作电流仅为0.7mA左右。内部集成处理IC可以将接收到的红外信号放大到微控制器。器件可识别的数字信号为2.7V-5.5V。 3.3 1602 LCD显示屏 该设计使用LCD1602液晶显示模块显示访客按下的房间号。 LCD1602是一个32字符的显示设备,共有16个引脚,包括8个数据引脚和2个控制引脚。其余引脚是电源和偏置电压设置引脚。 在液晶驱动电路中,为了连续照亮使用液晶的背光,LCD 1602的BL背光引脚直接连接到VCC,因此不再需要使用IO端口来单独控制液晶的背光。通过调节VR1,可以设定液晶的偏压。在设定偏压之后,可以调节液晶显示??器的对比度。当电源电压改变时,可以调节电阻以实现所需的显示效果。 3.4矩阵键盘和蜂鸣器设计室外机采用4X4矩阵键盘作为操作员的操作界面。与独立键盘相比,矩阵键盘可以节省大量的IO端口资源,只有16个IO端口可用于扫描和检测16个按键。室内单元选择无源蜂鸣器作为声音提醒装置。蜂鸣器仅占用微控制器的一个IO端口,并通过IO端口输出频率信号并放大信号以驱动蜂鸣器发声。 4软件设计 4.1室内机软件设计 图3是室内机的软件流程图。从图中可以看出,当系统初始化时,首先初始化串口。初始串口主要用于设置串口的波特率,接收的数据格式等,初始化完成后可以调用。串口相关的发送和接收功能。为了实现1838T红外发射管[3]发送的红外信号的处理,系统还需要设置定时计数器。在设置r计数器之后,可以通过定时计数器的特性处理接收的红外数据。每次室外机发送的数据是随机的,为了保证室内机能够很好地响应串口数据,设计需要打开串口接收中断,并打开接收中断,以便响应并实时接收串口数据。 [4] 初始化完成后,系统进入循环,微控制器不断检测是否收到串口数据。收到串口数据后,开始处理并判断收到的串口数据格式,串口发送的数据首先启用蜂鸣器启用命令。然后,调用检测监控程序以检测是否存在红外信号或按钮信号,并且一旦检测到相关信号,就执行特定动作。如果未收到串口数据,则处于等待模式[5]。 4.2户外机软件设计 图4是系统的室外单元处理的流程图。与室内单元类似,当系统初始化时,首先初始化使用过的微控制器资源和外部硬件。主要初始化的微控制器资源具有串行端口,主要是初始化的。具有矩阵键盘和LCD显示屏。 LCD屏幕的初始化首先初始化液晶的IO端口,然后通过操作IO端口来控制液晶显示器的偏置电压,设置温度校正,使液晶显示更好[6],最后调用该命令设置显示模式。在初始化微控制器资源和外围硬件之后,系统开始进入程序循环,不断检测外部矩阵键盘是否有击键。一旦检测到按下按钮,它就会获取键值并在LCD中显示相应的房间号。在屏幕上,然后通过串口向室内机发送控制命令。5结论 这种设计主要针对传统的门铃,即需要户主走到门铃安装位置才能打开门操作,给用户带来不便。设计了基于红外通信的无线远程门铃系统。该系统包括室内单元和室外单元两部分。该设备可用于打开门并关闭蜂鸣器声音。经过测试,系统运行稳定可靠,给用户带来极大的便利。 引用: [1]李红兵。基于STC11L04E的红外空调遥控系统设计[J]。电子世界,2018(11):197-198。 [2]严厚轩,孙建国,张天红。无线红外智能遥控设计[J]。测控技术,2003(3):54-56。 [3]李长禄。无线遥控音乐门铃的原理与应用[J]。大学实验室工作研究,2011(3):94-95 99。 [4]陈明勇。无线红外遥感门铃的研究[J]。电子制作,2017(9):66-67 64。 [5]陈巧莉,冯玉虎。基于AT89C51单片机的定时器控制音乐门铃的仿真与实现[J]。价值工程,2011,30(20):146-148。 [6]孟强,徐辉,万庆淼。基于STM32的数据采集与显示系统设计[J]。计算机知识与技术,2013,9(13):3183-3186。 [通联编辑:梁姝]

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