基于單片機遠程控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)電氣自動化專業(yè)

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1、 基于單片機遠程控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 摘 要 本設計基于單片機和無線通信技術，利用手機APP實現(xiàn)遠程設備的控制，系統(tǒng)包括手機APP端、無線通信模塊。無線通信模塊由單片機控制器、按鍵和無線發(fā)射器、顯示器組成，其功能是通過接受來自手機APP不同的指令來實現(xiàn)不同設備的控制。手機APP通過WiFi或GPRS信號發(fā)送指令，具有較好的人機交互界面，可實現(xiàn)多機交互。系統(tǒng)的控制距離較遠，應用方便，可用于對家庭電器遠程控制，還可以對某些高危操作下的遠程控制，以及戶外遠距離通信。 本設計描述了系統(tǒng)的主要部件組成及功能特性、系統(tǒng)的模塊組成及系統(tǒng)的工作原理，控制程序及設計調試與操作。 關鍵詞：5

2、1單片機；ESP8266無線設置；C語言；遠程控制；手機APP  Abstract This design is based on single-chip computer and wireless communication technology, using mobile phone APP to achieve remote device control, the system includes mobile phone APP, wireless communication module. The wireless communication module is comp

3、osed of a single-chip controller, buttons, a wireless transmitter, and a display. Its function is to realize the control of different devices by receiving different instructions from the mobile phone APP. The mobile phone APP sends commands through WiFi or GPRS signals, and has a good human-computer

4、 interaction interface, which can realize multi-machine interaction. The control distance of the system is relatively long and the application is convenient. It can be used for remote control of home appliances, remote control under certain high-risk operations, and outdoor long-distance communicati

5、on. This design describes the main components of the system and the functional characteristics of the system, the system components and the working principle of the system, control procedures and design debugging and operation. Keywords:51 SCM ;Remote Control; ESP8266 wireless settings; C langua

6、ge; Mobile APP 目 錄 1.課題研究意義 1 1.1課題研究背景 ..1 1.2課題研究的意義 1 1.3本文的研究內容 1 2.主要部件概述 2 2.1 STC89c51單片機 2 2.1.1 STC89C51簡介 2 2.1.2主要功能特性 2 2.1.3引腳結構圖 3 2.2 1602液晶顯示器 …………………3 2.2.1 液晶顯示原理 4 2.2.2液晶顯示器的分類 4 2.2.3液晶顯示器的優(yōu)點 5 2.3 ESP8266概述 5 2.3.1 Esp8266簡介 5 2.3.2 ESP8266特點 5 2.3.4 ESP

7、8266的應用 5 2.4供電方式 6 2.5 DHT11溫度采集模塊 6 2.6手機安卓APP 7 3.設計原理 7 3.1總設計原理 7 3.2 ESP8266無線通信設置 8 3.3 DC電源 9 3.4自鎖開關 10 3.5 按鍵 10 3.6模塊化設計 11 3.6.1用戶人機交互界面 11 3.6.2紅外遙控通信，無線通信 11 3.6.3解析無線數(shù)據(jù)信號，客戶端和服務端的交互 12 3.6.4 多機和界面操作 12 4 設計調試與操作 13 4.1設計調試 13 4.1.1 硬件調試 13 4.1.2 軟件調試 13 4.1.3整機調試 1

8、4 4.2 案例設計操作過程 14 5.設計總結 15 參 考 文 獻 17 附 錄 18 謝 辭 28 38 1.課題研究意義 1.1課題研究背景 這是一個智能化蓬勃發(fā)展的時代，科學技術是第一生產力，科技的力量是人們的生活質量改善的決定因素。高效率，節(jié)省時間，操作方便不僅是我們這個時代的主題，更是科學發(fā)展所追求的方向。隨著科技高速發(fā)展，我們對于智能化生活的追求也隨之增長。電子計算機的出現(xiàn)極大地豐富了這個世界的物質性和精神性，同時也大大的簡化了世界。當然MCU系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)，并大量應用在生產生活之中，利用MCU控制，操作一些事務，勞動時間相對減少，勞動效率和精度隨之

9、提高。MCU的出現(xiàn)極大的改變了我們生產與生活方式。人們的生活與網(wǎng)絡和智能越來越緊密聯(lián)系在一起。物聯(lián)網(wǎng)大量的應用在各行各業(yè)之中，在智能時尚、智能工農業(yè)、智能交通運輸、智能物流、智能教育教學、智能家居等方面都有著非凡意義。而WiFi無線網(wǎng)絡技術的應用，可以實現(xiàn)手機端對WiFi模塊設備的控制，而且，可以通過手機和電腦對智能設備遠程控制，多種多樣的設備控制方式，操作相對簡單。應用軟件采用安卓系統(tǒng)編程，數(shù)據(jù)信息可視化程度高，應用軟件人機交互良好，改善人機對話技術，可實現(xiàn)多機和界面直接操作，操作方便簡單。同時，遠程控制技術也在現(xiàn)代生活生產中發(fā)揮著無可比擬的作用。大到航空航天，武器設備，小到電器家具，教學設

10、備，都有著遠程控制的身影。 1.2課題研究的意義 隨著現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，電子科技智能化和生活水平不斷進步提高。人們對于生活質量和科技服務的要求與向往也日益提高，不僅在功能上，人們更多開始追求服務，安全，人性化等方面，而科技也在一步步滿足人們的各式各樣的需求。 當我們出門在外，或者各種情況下不方便對被操作對象進行處理時，我們就會需要遠程控制，比如出門在外監(jiān)控家中情況，回家路上提前打開空調、照明；大棚溫度采集并加熱或者制冷，等等，都會需要運用遠程控制技術。遠程控制的優(yōu)點主要在于不受時間和空間地點的約束，從而避免浪費必要資源。 1.3本文的研究內容 本設計是基于單片機的一套遠程控制系

11、統(tǒng)，它可以通過手機實現(xiàn)對溫度進行采集顯示并加以操作加熱或制冷。因為手機幾乎是現(xiàn)代人生活中不可缺少的電子產品，不像遙控一樣專物專用。手機又有連接WIFI網(wǎng)絡的功能，穿透能力比藍牙要好，性能比紅外穩(wěn)定，又不必考慮直線傳播。手機通過安裝APP文件作為上位機控制軟件，登陸服務器賬號，連接主機（由STC89C51芯片組成）控制的ESP8266WIFI模塊對其發(fā)送指令，進行連接。單片機接收到信號控制操作進行加熱或者制冷。系統(tǒng)的主要設計框圖如圖1-1所示： DHT11溫度采集 Esp8266無線模塊 STC89C51單片機 手機APP模塊 LCD1602液晶顯示模塊

12、 USB充電模塊 圖1-1 設計框圖 2.主要部件概述 2.1 STC89c51單片機 單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術將中央處理器CPU、只讀存儲器ROM、隨機存儲器RAM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能集成到一塊硅片上構成的單個微型計算機系統(tǒng)，廣泛應用于工業(yè)控制領域。 8051單片機一般是對和MCS-51兼容的單片機的統(tǒng)稱，題設要求使用8051開發(fā)平臺，而在本設計中，采用8051系列中的STC89C51這一具體型號的單片機為開發(fā)平臺，8951在我國單片機的教育教學，產品設計中使用更為普遍。

13、2.1.1 STC89C51簡介 STC89C51單片機是采用8051核的ISP在線可編程芯片。兼容MCS-51指令集和80C51的引腳結構、支持在線編程功能、串口編程、集成Flash存儲芯片和通用8位中央處理器，是高速度/低功耗的新一代8051單片機。 2.1.2主要功能特性 STC89C51的主要功能特性是：低成本，高性能；原有程序直接使用,硬件無需改動。如表2-1所示： 主要功能特性 兼容MCS51指令系統(tǒng) 4K可反復擦寫Flash ROM 32個雙向I/O口 256x8bit內部RAM 2個16位可編程定時/計數(shù)器中斷 時鐘頻率0-24MHz 2個串行中斷 可

14、編程UART串行通道 2個外部中斷源 共6個中斷源 2個讀寫中斷口線 3級加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設置睡眠和喚醒功能 表2-1 主要功能特性 2.1.3引腳結構圖 STC引腳結構圖如圖2-2所示： 圖2-2引腳結構圖 2.2 1602液晶顯示器 在日常生活中，液晶顯示器對于我們來說極為熟悉。液晶顯示模塊在智能手表、萬年歷、計算器，手機等電子設備中都發(fā)揮極其重要的作用，主要顯示數(shù)字、專用符號和圖形。在單片機的人機交互界面中，一般通過發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器等方式對外輸出。如圖2-3所示： 圖2-3 1602液晶顯示屏 2.2.1 液晶顯示原

15、理 液晶顯示屏的顯示原理是利用它的物理特性，通過電壓控制其顯示區(qū)域，對其通電，從而顯示出圖形。液晶原理如2-2所示： 其引腳簡介：液晶1接GND,液晶2接VCC；3腳是液晶的灰度調整，通常3腳與GND(地)之間的之間的電阻數(shù)值為200Ω~1.5kΩ，3腳和電源之間的阻值大約為10kΩ。液晶的4~14與單片機的I/O口相接。15腳(A)和16腳(K)分別是為背光的電源和地。液晶顯示原理如圖2-2所示： 圖2-2 液晶原理 2.2.2液晶顯示器的分類 液晶顯示器主要按照顯示方式、顯示器色彩度、驅動方式進行分類。 如表2-3所示： 顯示方式 顯示器色彩度 驅

16、動方式 段式 字符式 點陣式 黑白 多灰度 彩度 靜態(tài)驅動 單純矩陣驅動 主動矩陣驅動 表2-3 液晶顯示器的分類 2.2.3液晶顯示器的優(yōu)點 當液晶顯示器作為對外顯示器件應用在單片機系統(tǒng)中時，有下列優(yōu)點：體積小，重量輕，功耗低；畫質高且不會閃爍；數(shù)字式接口，簡單可靠。 2.3 ESP8266概述 2.3.1 Esp8266簡介 ESP8266是一款高性能，低功耗的WiFi 模塊，是專為物聯(lián)網(wǎng)應用和移動設備而設計，可將用戶的設備連接到Wi-Fi網(wǎng)絡上，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)功能。ESP8266如圖2-4所示： 圖2-4 ESP8266 2.3.2 ESP82

17、66特點 （1）32 位 Tensilica 處理器：ESP8266EX 內置超低功耗Tensilica L106 32位RISC 處理器CPU時鐘速度最高可達160 MHz，支持實時操作系統(tǒng) (RTOS)和Wi-Fi協(xié)議棧，可將高達 80% 的處理能力留給應用編程和開發(fā)。 （2）低功耗：ESP8266作為專門為可穿戴電子產品、移動設備和物聯(lián)網(wǎng)應用而設計的產品，擁有多項專有技術，從而實現(xiàn)了超低功耗。 （3）高度集成：ESP8266由 32 位Tensilica處理器、天線開關、功率放大器、射頻balun、低噪放大器、標準數(shù)字外設接口、過濾器和電源管理模塊等組成。只需少量的外圍電路，就可降

18、低所占的PCB 空間。 （4）性能穩(wěn)定：ESP8266的工作溫度范圍大，性能保持相對穩(wěn)定，可以在惡劣的操作環(huán)境中使用。 2.3.4 ESP8266的應用 ESP8266主要可以應用在以下設備裝置中：智能電源插頭，智能家居，嬰兒監(jiān)控器，網(wǎng)絡攝像機，可穿戴電子設備產品，工業(yè)無線控制，無線位置感知設備。 如圖2-5所示的嬰兒監(jiān)控器，屬于智能家居的一種，屬于無線安全防護系統(tǒng)。通過ESP8266模塊，家長可通過顯示部分實時監(jiān)視嬰幼兒房間內的具體畫面。 圖2-5 嬰兒監(jiān)控器 2.4供電方式 本設計供電方式選擇USB插口模式。如圖2-6所示： 圖2-6 USB

19、數(shù)據(jù)線 2.5 DHT11溫度采集模塊 DHT11模塊是一種具有標定數(shù)字信號輸出的溫濕度復合傳感器。該傳感器由電阻濕度傳感器和NTC溫度傳感器組成，與高性能8位微控制器連接。因此，該產品的優(yōu)點體現(xiàn)品質卓越、性能穩(wěn)定、可靠性高、反應速度快、抗干擾能力強、性價比高等等方面。每個DHT11傳感器都必須在極其精準的校驗室中進行測試修正。單線制串行接口，從而使系統(tǒng)集成變得方便簡潔。產品封裝模式為 4 針單排引腳，容易連接，而且可根據(jù)用戶需求而提供特殊封裝形式。如圖2-7所示： 圖2-7 DHT模塊 2.6手機安卓APP 通過網(wǎng)上相關論壇查詢，下載了適合本

20、設計作品的“WiFi數(shù)據(jù)傳輸”APP。此軟件可顯示實時溫度數(shù)值，并有加熱制冷按鍵。軟件外觀設計如圖2-8所示： 圖2-8 WiFi數(shù)據(jù)傳輸APP 3.設計原理 3.1總設計原理 本設計基于單片機和無線通信技術，利用手機APP實現(xiàn)遠程設備的控制，系統(tǒng)包括手機APP端、無線通信模塊。無線通信模塊由單片機控制器、按鍵和無線發(fā)射器、顯示器組成，其功能是通過接受來自手機APP不同的指令來實現(xiàn)不同設備的控制。手機APP通過WiFi或GPRS信號發(fā)送指令，具有較好的人機交互界面，可實現(xiàn)多機交互。系統(tǒng)的控制距離較遠，應用方便，可用于對家庭電器遠程控制，還可以對某些高危操作下的遠程控制，以及戶外

21、遠距離通信。 具體原理為：單片機板上的DHT11模塊采集溫度，并將溫度數(shù)值發(fā)送到LCD液晶顯示屏以及手機端APP界面加以顯示。ESP8266發(fā)送WiFi無線數(shù)據(jù)，手機連上之后，APP自動獲取IP地址，接收溫度數(shù)值，手機APP端發(fā)送加熱或者制冷指令，單片板上接收數(shù)據(jù)，進行對應操作，從而完成遠程控制的應用。其原理圖、微控制單元mcu、操作分別如圖3-1、3-2、3-3所示： 圖3-1 原理圖 圖3-2微控制單元mcu圖 圖3-3 操作展示圖 3.2 ESP8266無線通信設置 本設計使用ESP8266WIFI模塊實現(xiàn)單片機超聲波測量數(shù)據(jù)向手機無線傳輸，讓

22、手機實時顯示測量結果。 ESP8266模塊供電采用3.3V電壓。將CH-PD引腳接VCC或者接上拉，其余三個引腳可選擇懸空,模塊便可從FLASH啟動進入AT系統(tǒng)。不同的測試系統(tǒng)，接線方法也不盡相同，例如一種值得推薦的接法：CH-PD引腳接VCC后，將UTXD,GND,VCC,URXD與USB-TTL連接之后便可以進行測試。 在本設計中，我們將單片機的串口中斷的波特率設為9600，記得在將ESP8266模塊與單片機硬件連接之前，先用USB模塊與ESP8266模塊連接好，再將ESP8266模塊用AT命令改為9600的波特率。使用的命令： （1）AT+UART=9600,8,1,0,0，如圖

23、3-4所示： 圖3-4 調試圖 （2）AT+CWSAP="wifi_yuan","123456789",11,4 //設置模塊SSID:WIFI, PWD:密碼 及安全類型加密模式（WPA2-PSK），如圖3-5所示： 圖3-5 調試圖 （3）完成上面兩步后，就可以將ESP8266模塊與單片機系統(tǒng)連接起來。 手機連接“WiFi”，輸入密碼：“12345678”，成功連接。如圖3-6所示： 圖3-6 WiFi連接 3.3 DC電源 DC電源插口的2、3引腳接GND，1腳實則是VCC，然而在電路中需要接藍色的自鎖開關元器件，之后另一個引腳再去接電源。 電源插口原

24、理和硬件分別如3-7,3-8所示： 圖3-7 DC電源圖 圖3-8 DC電源原理圖 3.4自鎖開關 自鎖開關元器件在電路中相當于電源開關，一組常開觸點接電路的VCC（電源），另外一組常開觸點接DC電源插口電源腳。硬件圖如3-9，原理圖如3-10所示： 圖3-9 自鎖開關實體圖 圖3-10自鎖開關原理圖 3.5 按鍵 按鍵解析如圖3-11所示： 圖3-11 按鍵解析圖 3.6模塊化設計 3.6.1用戶人機交互界面 下載好軟件之后，連接WiFi，輸入密碼，打開WiFi數(shù)據(jù)傳輸APP，可以看到手機APP操作界面簡單明了，沒有過多復雜的顯示。界面直

25、接顯示溫度數(shù)值，加熱按下左邊按鈕，制冷則按右邊按鈕，若退出，直接按“斷開”即可。界面清楚，操作簡單，老人孩子都可直接操作。WiFi數(shù)據(jù)傳輸APP頁面如圖3-12所示： 圖3-12 APP界面 3.6.2紅外遙控通信，無線通信 在本設計中，使用的是無線通訊，設計中采用了ESP8266Wi-Fi模塊，用手機連接名為“wifi”的無線網(wǎng)，密碼是“12345678”，可實現(xiàn)無線通訊。本設計沒有采用紅外遙控，是因為設計要求對溫度高度敏感，然而溫度容易影響紅外遙控，使其靈敏度和按測度下降。 手機連接WiFi如圖3-13所示： 圖3-13 無線連接

26、 3.6.3解析無線數(shù)據(jù)信號，客戶端和服務端的交互 單片機板上的ESP8266WiFi模塊作為服務端，通過手機連接，APP作為客戶端，服務端將采集到的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸PP中并顯示；而手機APP作為客戶端，控制加熱或者制冷，將數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機上，加熱或者制冷功能的警示燈發(fā)揮作用，給予提示。成功實現(xiàn)客戶端與服務端交互。 在單片機中植入相關代碼： void ESP8266_SERVER(void)//建立服務器 { Send_Str("AT\r\n"); delayms(500); Send_Str("AT\r\n"); delayms(500); Send_Str

27、("AT+CWMODE=2\r\n"); //服務器搭建在WIFI模塊上 delayms(500); Send_Str("AT+CWSAP=\"wifi\",\"12345678\",5,3\r\n"); //設置顯示名稱:wifi,密碼:12345678 delayms(500); Send_Str("AT+CIPMUX=1\r\n");//啟動多連接，建立服務器都需要配置 delayms(500); Send_Str("AT+CIPSERVER=1,5000\r\n");//建立服務器 delayms(500); Send_Str("AT+

28、CIPSTO=0\r\n"); } 3.6.4 多機和界面操作 此模塊實現(xiàn)功能即一個操作界面可以直接操作多臺客戶機，客戶機可同時進行操作。ESP8266無線網(wǎng)絡可多個手機連接，而手機全部可以同時獨立操作，成功實現(xiàn)多級和界面直接操作。多機操作原理如圖3-14所示： 圖3-14 多機操作原理 4 設計調試與操作 硬件和軟件部分完成后，為確保設計作品成功，實現(xiàn)要求功能，所以進行必備步驟：調試。最終，對調試成功的作品進行操作。 4.1設計調試 調試分為對硬件，軟件，整體的調試三部分。 4.1.1 硬件調試 在完成硬件制作后，根據(jù)設計要求對硬件部分進行了調試工作，首先是對器件進行

29、檢測，測試其能否正常工作，導線是否導通等等。接著是檢查對各個引腳的信號，接通好電源，觸摸元器件，發(fā)熱的話，將電源關閉，再次進行檢測；若沒有發(fā)熱，則測試所有芯片的VCC端電壓，查看是否達到設計要求標準，接地端是否都已經(jīng)接地，沒有錯誤后，則開始利用信號波形測試電路中所用到的引腳。最后進行聯(lián)機調試，采用部分調試。 圖4-1元件圖 圖4-2充電線 圖4-3 充電之后的元件圖 4.1.2 軟件調試 本設計系統(tǒng)的程序是采用C語言編程，通過Keil uVision3 MCS-51編程軟件對C語言軟件部分進行了調試。在該軟件的提示下，成功

30、完成修改。所以只需著重檢查頭文件是否正確與單片機的端口地址是否匹配即可。軟件調試如圖4-4所示： 圖4-4測試圖 4.1.3整機調試 整機調試主要是實體運行時對按鍵和接線進行測試等。通過測試各個功能模塊，并對錯誤加以改進，使得本設計最終達到要求。 4.2 案例設計操作過程 （1）將USB端接入電腦，另一端與dc電源端連接，按下自鎖開關，LCD顯示屏顯示溫度，打開手機APP，如圖4-5、4-6所示： 圖4-5手機APP界面圖 圖4-6 溫度顯示圖 （2）溫度顯示：連接WiFi，輸入密碼，手機和單片機板LCD液晶

31、顯示板同時呈現(xiàn)溫度具體數(shù)值。 輸入密碼，相關操作如圖4-7、4-8所示： 圖4-7 輸入密碼 圖4-8 操作圖 （3）按下左邊的開按鈕，紅燈亮，提示加熱。操作如圖4-9所示： 圖4-9 加熱操作 （4）按下右邊的開按鈕，紅燈亮，提示制冷。 制冷操作如圖4-10所示： 圖4-10 制冷操作 5.設計總結 何為遠程控制？即在網(wǎng)絡上，由主控端Remote遠距離控制被控端Host的技術。其中，主控端又稱為客戶端，被控端又稱為服務端。遠程控制系統(tǒng)應用在實際生活的方方面面，對于我們來說，極為熟

32、悉。比如，遠程監(jiān)控，人在外地可以實時監(jiān)控家中；QQ的遠程桌面，可以實現(xiàn)控制對方電腦從而進行操作，手機APP遠程遙控家電，實現(xiàn)智能化家居生活等等。而本文中的遠程控制加熱或制冷裝置，可以廣泛應用在蔬菜大棚，花房等需要根據(jù)要求改變溫度的場所。設計過程中注重操作的直觀性和操作性，采用了實時顯示的交互界面，讓操作結果一目了然。 在設計過程中，遇到了一些棘手的問題，比如C語言的編寫，esp8266模塊的設置，LCD液晶顯示屏的選擇，各個小零件的型號，單片機的焊接等，最后這些問題，在經(jīng)過查詢圖文資料，老師細心的指導和同學間的討論之后成功解決，完成了設計，也熟悉了C語言的編寫，keil軟件的應用，電子元器件

33、的的焊接等。 總而言之，設計過程和論文的修改雖然經(jīng)歷很多的困難，但通過查詢相關資料和指導老師的幫助下，最終完成作品。通過這次畢業(yè)設計，我感覺所學知識的重要性和融合性，也明白自己在專業(yè)學習上有很大的不足，但總體有所進步，將理論與操作結合，鞏固了以往所學的知識，為以后的應用打下了一定的基礎。  參 考 文 獻 [1] 楊凡. 淺談單片機發(fā)展歷程及其趨勢[J]. 科技創(chuàng)造家，2016. [2] 王熔熔. 基于單片機的溫度采集報警系統(tǒng)的設計[J]. 計算機光盤軟件與應用，2016. [3] 曹瑞. 基于單片機的計算器的設計[J]. 科技視界，2017. [4] 梁強. 字符型液晶模

34、塊1602快速應用[J].科技信息，2012. [5] 劉包利.淺談單片機及其擴展應用 [J].內蒙古科技與經(jīng)濟，2010,22：96-97 [6] 凌玉華.單片機原理及應用系統(tǒng)設計[M].中南大學出版社，2006-5-1 [7] 呂娓,劉雁開,房理想 .家用電器遠程控制系統(tǒng)的設計[J].電子世界， 2015. [8] 樂鑫.ESP8266 Overview[EB/OL]. ，2018. [9] ESP8266 數(shù)據(jù)手冊和產品信息;ESP8266開發(fā)教程與資源[DB/OL]. 2018年03月11日 [10] Libo Yang. Intelligent Home Contro

35、l System Based on Single Chip Microcomputer[J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2017. [11] Noraini Azmi. Design and Development of Multi-Transceiver Lorafi Board consisting LoRa and ESP8266-Wifi Communication Module[J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineeri

36、ng 2018. [12] Hanhong Tan. Design of Water Temperature Control System Based on Single Chip Microcomputer[J]. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 2017. 附 錄 附錄一： 設計元件清單 元件名稱 數(shù)量 元件名稱 數(shù)量 STC89C51 1 LED 3 LCD1602 1 精密電阻 1 DS18B20 1 排阻10K 1 ESP8266 1 晶振11

37、.0592M 1 AMS1117 1 繼電器 2 按鍵 1 自鎖按鍵 1 8550 2 USB線 1 電阻電容 10K（1個）1K（5個）4.7K（1個） 10uf （1個）30pf （2個）220uf （1個） 附錄二： 相應代碼 #include //頭文件 #include #include #define uint unsigned int//定義 #define uchar unsigned char #define nops(); {_nop_

38、();_nop_();_nop_();_nop_();} uchar code str1[]={"TEMP: "}; sbit DQ = P1^0; //溫度傳送數(shù)據(jù)IO口 uchar flag=0; //顯示狀態(tài)位 uint Wendu; //用來存儲采集實際使用的溫度 unsigned int temp; sbit LED1=P2^0; //定義單片機I/O口p2.0偽名稱為led1 sbit LED2=P3^7; //定義單片機I/O口p3.7偽名稱為led2 unsigned char idata Rxbuff[50

39、],Rxnum; //聲明一個類型為無字符型的對象 unsigned char Recwifi_data[5],led[2]; //聲明一個類型為無字符型的對象 char *strx=0; char clinetid;//連接ID unsigned char getflag;//獲取標志 /*************DS18B20溫度讀取模塊*************/ void delay_1ms(uint z) //傳遞延時1ms { uint x,y; //循環(huán) for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);

40、} void tmpDelay(int num)//延時函數(shù) { while(num--) ; } void Init_DS18B20()//初始化ds1820 { unsigned char x=0; DQ = 1; //DQ復位 tmpDelay(8); //稍做延時 DQ = 0; //單片機將DQ拉低 tmpDelay(80); //精確延時 大于 480us DQ = 1; //拉高總線 tmpDelay(14); x=DQ; //稍做延時后 如果x=0則初始化成功 x=1則初始化失敗 tmpDela

41、y(20); } unsigned char ReadOneChar()//讀一個字節(jié) { unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i>0;i--) { DQ = 0; // 給脈沖信號 dat>>=1; DQ = 1; // 給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80; tmpDelay(4); } return(dat); //返回 } void WriteOneChar(unsigned char dat)//寫一個字節(jié) { unsigne

42、d char i=0; for (i=8; i>0; i--) //for循環(huán) { DQ = 0; DQ = dat&0x01; tmpDelay(5); DQ = 1; dat>>=1; } } uchar Readtemp()//讀取溫度 { uchar tmp[2]; Init_DS18B20(); WriteOneChar(0xCC); // 跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0x44); // 啟動溫度轉換 delay_1ms(10); Init_DS18B20();

43、 WriteOneChar(0xCC); //跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0xBE); //讀取溫度寄存器 tmp[0]=ReadOneChar(); //連續(xù)讀兩個字節(jié)數(shù)據(jù) //讀低8位 tmp[1]=ReadOneChar(); //讀高8位 temp = ((tmp[1]<<4)&0xF0)|((tmp[0]>>4)&0x0F); //數(shù)返回數(shù)值 if(temp>127) //判斷temp { temp = ~temp + 1

44、; } return (temp); } void InitUART(void) //這是串口的基本配置，配置他的波特率是9600.這些參數(shù)都是標準的。 { TMOD = 0x20; SCON = 0x50; TH1 = 0xFD; TL1 = TH1; PCON = 0x00; EA = 1; ES = 1; TR1 = 1; } /**********************************************************************

45、********/ void delayms(unsigned int x) //延時函數(shù) { unsigned int i; while(x--) //while循環(huán) for(i=125;i>0;i--); } /* * UART 發(fā)送一字節(jié) */ void UART_send_byte(char dat) { SBUF = dat; //發(fā)送 while (TI == 0); //等待發(fā)送完畢 TI = 0; //清發(fā)送完畢中斷請求標志位 } /* * UART 發(fā)送字符串 */ void Send_

46、Str(unsigned char *buf) { while (*buf != '\0') { UART_send_byte(*buf++); } } void ESP8266_SERVER(void)//建立服務器 { Send_Str("AT\r\n"); delayms(500); Send_Str("AT\r\n"); delayms(500); Send_Str("AT+CWMODE=2\r\n"); //服務器搭建在WIFI模塊上 delayms(500); Send_Str("AT+CWSAP=\"wifi\"

47、,\"12345678\",5,3\r\n"); //設置顯示名稱:wifi,密碼:12345678 delayms(500); Send_Str("AT+CIPMUX=1\r\n");//啟動多連接，建立服務器都需要配置 delayms(500); Send_Str("AT+CIPSERVER=1,5000\r\n");//建立服務器 delayms(500); Send_Str("AT+CIPSTO=0\r\n"); } void Get_Clinet(void)//判斷是否獲取到了客戶端接入 { if((Rxbuff[0]=='0')&&

48、(Rxbuff[1]==',')&&(Rxbuff[3]=='O'))//返回連接值 { getflag=1; } if((Rxbuff[0]=='0')&&(Rxbuff[1]==',')&&(Rxbuff[3]=='L'))//返回連接值 { getflag=0; } } void Send_DATA(uchar *buffer) //發(fā)送數(shù)據(jù) { Send_Str("AT+CIPSEND=0,7\r\n"); delayms(100); Send_Str(buffer);//發(fā)送數(shù)據(jù) delayms(

49、200); if((Rxbuff[9]=='1')&&(Rxbuff[10]=='0'))//關燈 LED1=1; if((Rxbuff[9]=='1')&&(Rxbuff[10]=='1'))//開燈 LED1=0; if((Rxbuff[9]=='2')&&(Rxbuff[10]=='0')) //關燈 LED2=1; if((Rxbuff[9]=='2')&&(Rxbuff[10]=='1'))//開燈 LED2=0 ; } void main() //main函數(shù) { unsigned char Tx_Buf[10];

50、 unsigned char LEDstatus;//燈的狀態(tài) InitUART(); ESP8266_SERVER(); Init_1602(); //1602初始化 Init_DS18B20(); //18B20初始化 LCD_write_str(1,4,str1); while(1) { if(flag==0) { Wendu=Readtemp(); //采集溫度回來 Lcd_Display_2Date(1,9,Wendu);

51、} /////////////////////////////////////////////// Get_Clinet(); if(getflag) { Lcd_Display_2Date(1,9,Wendu); //顯示溫度 Tx_Buf[0]='T'; //幀頭 Tx_Buf[1]=Wendu/10+0x30; //將溫濕度數(shù)據(jù)送往發(fā)送數(shù)組,送給模塊讓手機APP顯示 Tx_Buf[2]=Wendu%10+0x30; Tx_Buf[3]=0+0x30; Tx_B

52、uf[4]=0+0x30; LEDstatus=LED1; Tx_Buf[5]=LEDstatus+0x30;//發(fā)送燈的狀態(tài) LEDstatus=LED2; Tx_Buf[6]=LEDstatus+0x30; Send_DATA(Tx_Buf);//發(fā)送數(shù)據(jù) } } } /*****************串口接收中斷函數(shù),接收數(shù)據(jù)*********************/ void UARTInterrupt(void) interrupt 4 { if(RI) { ES=0;

53、 RI = 0; Rxbuff[Rxnum]=SBUF; if(Rxbuff[Rxnum]=='\n') //if循環(huán)語句 { Rxnum=0; } else { Rxnum++; if(Rxnum>22) Rxnum=0; } ES=1; } } //LCD1602.c// #include //頭文件 #define uchar unsigned char //定義 #define uint unsigned in

54、t sbit lcden=P1^7; //LCD使能位引腳定義 sbit lcdrs=P1^6; //LCD數(shù)據(jù)命令選擇引腳定義 //---------------------------------------------------------------- void delay(uint z)//延時子程序 { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) //for循環(huán) for(y=100;y>0;y--); }

55、 void write_com(uchar com) //寫命令 { lcdrs=0; P0=com; delay(1); lcden=1; delay(1); lcden=0; } void write_data(uchar date) //寫數(shù)據(jù) { lcdrs=1; P0=date; delay(1); lcden=1; delay(1);

56、 lcden=0; } void Init_1602() //初始化 { lcden=0; write_com(0x38);//顯示模式設置 write_com(0x0c);//不顯示光標 write_com(0x06); write_com(0x01);//顯示清零 write_com(0x80+0x10); } //寫地址函數(shù) void LCD_set_rc( uchar r, uchar c ) {

57、 uchar address; // if (r == 1) //if循環(huán) address = 0x80 + c; else if(r == 2) address = 0xc0 + c; write_com( address ); } //在第X列Y行開始顯示，指針*S所指向的字符串 void LCD_write_str(uchar X,uchar Y,uchar *s) { LCD_set_rc(X,Y);//設置初始字符顯示地

58、址 while(*s)//逐次寫入顯示字符，直到最后一個字符"/0" { write_data(*s);//寫入當前字符并顯示 s++;//地址指針加1，指向下一個待寫字符 } } void show_str(uchar *s) //lcd液晶顯示屏顯示函數(shù) { while(*s != '\0') { write_data(*s); s++; // delay_ms(1); } } void Lcd_Display_2Date(uchar line,uchar list,uint Date)

59、//LCD顯示屏顯示函數(shù) { // uchar i; uchar ta[]={0,0,0,0,'\0'}; // // list=list &0x07; // switch(line){ case 1: write_com(0x80+list);break; // case 2: write_com(0xC0+list);break; // default : break; } ta[0]=Date/10%10+48; ta[1]=Date%10+48; ta

60、[2]=0XDF; ta[3]= 'C' ; show_str(ta); } 謝 辭 本文是在李紅霞老師和潘學美老師的悉心教導下,由本人獨立完成。 在此，我要感謝我的指導老師李紅霞和潘學美老師。從論文的立意，構思，設計的選擇，代碼的修改，成品的調試，李紅霞老師不厭其煩的給予指導；潘學美老師則在論文的開題，修改，定稿，相關資料的查詢等方面給予我無私的幫助，兩位老師的指導，使我能夠最后順利完成論文寫作工作。 在此，誠心感謝自動化與電氣工程學院全體老師的支持，感謝青軟實訓的老師的指導，感謝本篇論文中涉及到的各位學者老師，感謝我的各位同學的幫助，感謝我的家人的理解，在此一并表示感謝。 最后誠摯感謝臨沂大學為我?guī)Ыo了寶貴的學習機會，使我能夠走上一個新的平臺，開始一段新的人生! 2018年3月24日