51单片机项目（27）——基于51单片机的智能门窗设计

1.功能设计

使用普中51单片机，门窗有自动模式和手动模式。
手动模式下，LCD1602显示屏上显示“manu mode”，通过红外遥控器，控制门窗的开关。其中，按键0代表开窗，按键1代表关窗。（使用风扇模拟门窗，开窗时，风扇正转3S后停止，关窗时，风扇反转3S停下）自动模式下，通过温度传感器和光敏传感器，测量环境温度与亮度（通过XPT2046进行AD转换采集光照信息），LCD1602第一行显示温度阈值和光照阈值，第二行显示实时温度数值和实时光照数值。当温度大于阈值、光照大于阈值、K3和K4都按下，开门窗，蜂鸣器响一会；如果不满足上述条件，关门窗，蜂鸣器响一会儿。
手动模式和自动模式之间的切换通过按键K1来控制；另外，温度阈值和光照阈值也可以通过开发板上的矩阵键盘调节。（详情请见代码注释！）

演示视频：（视频中只演示了部分功能，完整的功能是如上述文字所描述的。因为当时开发的时候，有些功能是拍完视频以后加上去的！！）

2.模块介绍

红外遥控是一种无线遥控技术，通过发射和接收红外光信号来控制电子设备。它经常被应用于家用电器、车载电子、玩具等电子设备中，方便用户使用这些设备的各种功能。

红外遥控的组成部分包括遥控器和接收器两部分。遥控器通常由按键、MCU（单片机）芯片、发射器等组成。按下遥控器上的按键，MCU芯片就会产生相应的代码信号给发射器，发射器将这个信号解码并转化为一组脉冲，然后通过红外光发射出去。接收器通常由红外接收器芯片、解码器、输出接口等组成。当接收器接收到发射器发射的红外信号后，红外接收器芯片会将光信号转化为电信号，解码器会对电信号进行解码，然后通过输出接口发信号给相应的设备控制电路，从而控制设备的各种功能。

红外遥控技术具有以下优点：
1. 操作方便：使用红外遥控器控制设备，不需要直接接触设备或使用物理按键，操作更为方便；
2. 使用范围广泛：红外遥控技术被广泛应用于家电、电子玩具、汽车等多个领域，使用范围广泛；
3. 成本较低：红外遥控器和接收器芯片的成本相对较低，使用成本不高；
4. 可靠性强：红外遥控信号不受电磁干扰影响，稳定可靠。

不过，红外遥控技术也存在一些缺点，比如传输距离较短，需要在一定距离内操作；也存在易受遮挡等问题。

LCD1602：

LCD1602，即16*2字符型液晶模块，是一种简单易用的显示设备，广泛应用于嵌入式系统、电子产品和各种控制面板上。

该模块的显示区域为16列*2行，每个字符的点阵为5*8。它由一个带背光的液晶显示屏和一个用于控制液晶显示的控制器（通常是Hitachi HD44780）组成。该控制器通过内置的MCU芯片实现了通信数据和指令的处理，同时还具有坐标控制、光标控制、屏幕清楚等功能。

LCD1602 显示模块的主要特点包括:
1. 显示内容丰富：能够显示各种字符、数字、符号等；
2. 显示效果清晰：采用高对比度的液晶显示面板可显示清晰明亮的字符。
3. 低功耗：具有低功率消耗和节能功能，适合用于需要长时间运行的系统；
4. 显示灵活：能够通过操作控制器实现光标显示、滚动显示、字符闪烁等多种显示方式。

DS18B20：

DS18B20是一种数字温度传感器，它使用一线数字接口进行通信，并通过1-Wire总线协议与主控设备进行通信。DS18B20以其精度高、易于使用和低功耗等特点而被广泛应用于各种温度监测和控制系统中。

DS18B20的主要特点和功能如下：

1. 高精度：DS18B20能够以0.5°C的精度测量温度范围从-55°C到+125°C，非常适用于对温度要求较高的应用。

2. 单线数字接口：DS18B20使用一线数字接口进行通信，只需一个引脚即可连接多个传感器，简化了Wiring和布线。

3. 1-Wire总线协议：DS18B20通过1-Wire总线协议与主控设备进行通信，这种协议允许单总线上连接多个设备。

4. 可编程分辨率：DS18B20的温度分辨率可根据应用需求设置为9位、10位、11位或12位，分别对应0.5°C、0.25°C、0.125°C和0.0625°C的分辨率。

5. 多种供电方式：DS18B20可以通过3-5V的电源供电，也可以使用主控设备的提供的供电。

6. 应用广泛：DS18B20常用于温度监测和控制领域，如室内温度监测、恒温控制、环境温度监测等。

DS18B20通过测量其内部集成的温度传感器和数字转换器，可以将温度转化为数字信号，并通过1-Wire总线协议传输给主控设备。由于其高精度、简单易用和灵活性强的特点，DS18B20在各种嵌入式系统和温度监测应用中得到了广泛的应用。

光敏电阻模块：

光敏电阻模块是一种常见的光敏传感器模块，也被称为光敏电阻传感器模块或光敏电阻模块。它主要由光敏电阻、电阻和输出调节电路组成。

光敏电阻是一种特殊的电阻，其电阻值会随着光照强度的变化而变化。当光照强度增加时，光敏电阻的电阻值会减小；当光照强度减小时，光敏电阻的电阻值会增加。

光敏电阻模块的工作原理是通过光敏电阻来感知光照强度的变化并将其转换为电压信号。当光照强度改变时，光敏电阻的电阻值随之变化，从而改变了输出电压。输出调节电路对输出电压进行放大和处理，最终将光照强度转换为可读取的模拟电压信号或数字信号。

光敏电阻模块的主要特点如下：
1. 灵敏度高：能够对光照强度的变化做出较为敏感的反应。
2. 响应速度快：能够迅速感知光照强度的变化，输出信号及时准确。
3. 易于使用：光敏电阻模块一般具有标准接口，方便与其他电路或设备连接。
4. 延伸应用：光敏电阻模块可用于自动光控灯、环境光检测、照明控制、光敏报警器等应用领域。

需要注意的是，光敏电阻模块的输出信号通常是模拟信号，需要通过模数转换器（ADC）将其转换为数字信号，并进一步处理。此外，不同型号的光敏电阻模块具有不同的灵敏度范围和特性，使用时需要根据具体需求选择合适的模块。

XPT2046：

XPT2046是一种集成了ADC、触摸屏控制器和SPI接口的集成电路，能够在各种电容式触摸屏上提供精准而稳定的位置检测和控制。该控制器适用于电容式触摸屏的常见应用场景，如智能手机、平板电脑、KTV点歌机、游戏机等。

XPT2046主要特点如下：
1. 高精度：XPT2046的位置检测精度非常高，可以实现像素级别的识别准确度，同时还具有多点触控和手写识别等功能。
2. 低功耗：XPT2046使用低功耗模式，可有效减少设备的耗电量；同时，该控制器在空闲模式下能够自动进入休眠状态，节约能源的同时也有助于延长设备寿命。
3. 接口简单：XPT2046使用SPI接口进行通信，具有简单易用的接口设计。
4. 支持多种触摸屏：XPT2046不同型号的控制器适用于多种不同的电容式触摸屏，并具有良好的兼容性。
5. 稳定可靠：XPT2046具有稳定的性能和可靠的运行，并支持多种保护措施，如短路保护、过温保护和低电压保护等。

本次主要把它用作AD转换器！！！

直流电机 ：（记得要加驱动模块L298N）

直流电机是一种常见的电动机类型，它使用直流电源来产生转动力矩。直流电机的主要构成包括定子、转子、碳刷和电枢。

1. 定子（Stator）：定子是直流电机的静止部分，通常由一组定子线圈组成，这些线圈通常被称为电枢。定子产生一个恒定的磁场，可以是永磁体或通过电流通过定子线圈产生的电磁体。

2. 转子（Rotor）：转子是直流电机的旋转部分，通常由一个或多个导体组成。转子位于定子内部，在受到定子磁场作用下产生转矩，并通过轴承或其他方式与机械负载连接。

3. 碳刷（Brushes）：碳刷是直流电机中的一个重要组件，它与转子的导体接触，并通过电流传递来实现转子的电磁激励。碳刷通常由碳或碳材料制成，可以在转子旋转时与定子保持良好的电接触。

4. 电枢（Armature）：电枢是直流电机定子中的一组线圈，用于产生磁场。当电流通过电枢线圈时，在定子中创建一个磁场，与转子的磁场相互作用，从而产生转矩。

直流电机的工作原理是基于洛伦兹力原理。当电流通过电枢线圈时，在定子中产生磁场，这个磁场与转子中的磁场相互作用，产生一个力矩，使转子开始旋转。转子的旋转进一步导致碳刷与不同的电枢线圈接触，从而改变电流的流向，维持转子的运转。

3.完整工程

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