基于单片机的自动窗控制系统设计(源码+万字报告+实物)

目 录
第1章 绪论 1
1.1 选题背景、研究目的及意义 1
1.1.1 选题背景 1
1.1.2 研究目的及意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国内研究现状 2
1.2.2 国外研究现状 3
1.3 研究内容 3
1.4 章节安排 3
第2章 方案设计 5
2.1 总体方案设计 5
2.2 主控制模块的选择 5
2.3 传感器模块的选择 6
2.3.1 温度传感器 6
2.3.2 光照传感器 6
2.3.3 雨量传感器 7
2.3.4 风速传感器 7
2.3.5 人体红外传感器 8
2.4 电机的选择 8
2.5 电源模块的选择 8
2.6 显示模块的选择 9
2.7 蓝牙模块的选择 9
2.8 AD转换器的选择 10
2.9 本章小结 10
第3章 系统硬件设计 11
3.1 单片机最小系统的设计 11
3.1.1 STC89C52RC单片机介绍 11
3.1.2 晶振电路 12
3.1.3 复位电路 12
3.1.4 单片机最小系统电路图 12
3.2 电源电路 13
3.3 LCD1602显示电路 13
3.4 A/D转换电路 14
3.5 按键电路设计 14
3.6 电机驱动电路设计 14
3.7 传感器电路设计 15
3.7.1 光照传感器模块设计 15
3.7.2 温度传感器模块设计 15
3.7.3 人体热释电感应模块设计 15
3.7.4 风速传感器模块设计 16
3.7.5 雨量传感器模块设计 16
3.8 PCB板图设计 16
3.9 系统原理图 17
3.10 本章小结 17
第4章 系统软件设计 18
4.1 编译工具简介 18
4.2 主程序设计 18
4.3 蓝牙控制模块程序设计 18
4.4 按键程序设计 18
4.5 LCD1602显示程序设计 18
4.6 传感器程序设计 21
4.7 本章小结 23
第5章 系统硬件调试 24
5.1 硬件调试 24
5.2 软件调试 24
5.3 系统调试 25
5.3.1 系统功能演示 25
5.3.2 调试分析 27
5.4 实验结果 27
5.5 本章小结 27
结论 28
参考文献 29
致谢 30
附录A 程序代码 31

第1章 绪论
1.1 选题背景、研究目的及意义
1.1.1 选题背景
自从改革开放以后，我国的经济迅速发展，人民群众的物质生活也越来越好。随着人民生活水平的提高，对各类商品的需求也在不断提高[1]。特别是在居住环境方面，比如人们不但需要一个舒适、温馨的家，而且需要一个安全、智能的家。现今，人们的居住环境已不再是单纯的房屋，而是愈加智能化的家居。在这种趋势下，智能窗控制系统的研究和应用已成为一个备受关注的研究领域。智能化技术的快速发展，给生活带来了许多便利。近年来，随着物联网技术、微电子技术和计算机控制技术的迅速发展，出现了一个智慧家居系统。与普通的住宅相比，智能化家居系统有很大的优越性，能够给人们带来便利。智能家居系统是智能化技术在住宅方面的应用，其可以实现对家庭内各种设备和家电的远程控制与监控，使人们可以在不同场景下享受智能化、便捷化、高效化的家庭生活[2]。智能窗户系统作为智能家居系统中一个重要的组成部分，可以通过传感器自动感知环境信息，更加智能化地进行开关窗操作。例如，在下雨、有雾时，智能窗户系统能够对天气进行自动辨识，进而达到关闭窗户的目的。与传统的窗户相比，智能窗控制系统不需要人们来手动控制窗户的开闭，而是能够自动控制窗户的开闭[3]。该系统不仅使人们的生活更加便利，同时也增加了窗户的使用效率和安全性。在各个领域，越来越多的研究者和制造商开始关注智能窗的研发与制造。目前市面上虽然有各种类型的智能窗，但大多因其可靠性较差，成本较高，操作繁琐等原因没法全面普及。所以智能窗的开发和生产受到了众多学者和生产厂家的重视[3]。未来，智能家居系统将会进一步集成，实现家庭设备和家电互联互通，提供更加智能化和智慧化的家庭生活[4]。
1.1.2 研究目的及意义
21世纪是一个科技高速发展的年代，伴随着国家经济的发展、科技的进步，尤其是计算机、通讯、网络、控制等技术的快速发展，人们的生活越来越现代化。于是，智能家居就出现了。由于科学技术才刚刚起步，各项技术都远远落后于发达国家，很多智能系统才刚刚在我们国家出现[5]。但其发展前景十分光明。随着单片机技术和计算机技术的发展，家用电器的智能化程度也在不断提高。窗户也不例外，在欧美等发达国家，智能窗户系统已广泛应用。在欧美等发达国家，智能窗并不是什么新鲜事，所以在中国普及智能窗也是很有必要的。在当今社会飞速发展的今天，人们对智能家居的需求也在不断提高，与传统窗户相比，智能窗可以更好地满足人们对生活质量的需求。在一年中，由于季节和气候的不同，人们对开窗和关窗的要求也不同；每天，由于天气和时段的变化，人们对窗户开闭的要求也各不相同。因此对智能窗户系统的研究开发具有一定的市场价值。特别是在智能家居领域，智能窗克服了传统的窗户存在的很多缺陷，为人们提供了更方便、更快捷、更舒适、更安全的生活环境，提升了人们的生活质量[6]。
智能窗户控制系统有以下优势和意义。
（1）高度自动化，该系统能够自动控制窗户，无需人为干预。
（2）高度智能化，根据传感器数据，该系统可以智能地控制窗户的开启和关闭。
（3）高安全性，通过环境参数和预设程序，该系统可以避免人为因素所带来的安全隐患。
（4）广泛应用，该系统可以适用于住宅、商业区、办公室等各种场景，具有广阔的应用前景。
智能窗控制系统，在自动化、智能化、安全性方面具有很大的优势。因为该系统给人们的生活带来便利和舒适性，所以研究和应用该系统，具有重要的意义和价值。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内研究现状
单片机控制的自动窗是一种基于智能控制技术的窗户。智能窗可以提供传统窗户所不具备的功能，比如通过语音助手“小爱同学”来控制窗户，来达到开启和关闭的目的。而 WIFI技术在家居领域的广泛应用，使得我们可以用手机程序来控制窗户的状况。现在，市场上最高级的智能窗还有透明的触摸屏，其可以显示一些信息，比如当前的天气状况以及室内外的空气质量，但是不会影响透明度。在这种情况下，智能窗控制系统的设计思想应运而生。
目前，在国内已有不少学者和企业开展了相关的研究工作，主要包括以下方面。
（1）窗户结构设计通过改变窗户的结构、形状和材料等方案，进一步优化窗户的自动化程度和功能，提高窗户的使用寿命和耐久性。
（2）传感器和控制器，结合当前流行的各种传感器技术，如光敏传感器、红外线传感器、超声波传感器等，以及单片机等控制器技术，建立一套智能化的控制系统[7]。
（3）自适应算法，基于人工智能、模糊控制、神经网络等方法，将自适应算法应用于窗户自动化控制上，实现更加智能化和准确的窗口开启和关闭操作[8]。
（4）嵌入式系统开发，采用嵌入式系统技术，通过软硬件协同设计的方式，实现智能窗户的控制、反馈与数据管理等功能。
（5）关于节能和环保，针对当前严峻的环境和经济形势，研究者还探讨了智能窗户在节能减排、绿色环保方面所起到便利[9]。
1.2.2 国外研究现状
作为智能家居的一个重要组成部分，自动窗控制系统是为改善用户的舒适性、安全性而设计的。国外已经设计了很多种类的智能窗，例如，电致变色窗户、热致变色窗户、悬浮颗粒器件窗户、光致变色窗户、液晶窗户、可切换窗户、自洁窗户、高效节能窗户、绝缘窗户。
目前，国外在自动窗控制系统设计方面的研究已经比较成熟，包括以下方面。
（1）控制策略方面，国外研究者主要采用了基于PID控制的方法，通过对窗户位置、温度、湿度、光照等参数的监测和分析，实现窗户的自动控制和调节[10]。
（2）传感器技术方面，国外研究者广泛采用多种传感器技术，包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、二氧化碳传感器等，以实时感知室内外环境的变化。
（3）窗户控制技术方面，国外研究者通过采用电动窗户、气动窗户、液压窗户等技术，实现窗户的自动开关，同时还研究了窗户的安全控制技术，如防夹手、防撞击等[11]。
（4）系统集成方面，国外研究者将自动窗控制系统与其它系统进行集成，提高了建筑的能效和舒适性。
1.3 研究内容
需要设计一个基于单片机的自动窗控制系统，该系统包括控制芯片、温度检测模块、风速检测模块、雨量检测模块和光照检测模块等组件[12]。能够检测根据温度、风速、雨量、光照等参数自动调节窗户开闭。该系统具有以下控制功能。
（1）当室内温度高于设定的最大值时，自动打开窗户。
（2）当风速超过设定的最大数值时，自动关闭窗户。
（3）当雨量超过设定的最大数值时，自动关闭窗户。
（4）当光照低于设定的最小数值时，自动关闭窗户。
（5）用人体热释电感应模块检测窗户外是否有人，如果有，则自动关闭窗户。
（6）利用蓝牙在移动设备上控制窗户开关[13]。
1.4 章节安排
第一章介绍了该设计的研究背景和研究意义，对国内外现状进行了整理，还阐述了主要研究内容。
第二章是自动窗户控制系统的整体方案设计，按照整体方案设计需要的功能，在比较了各器件的性能、优缺点之后，最终选定了所需要的器件。
第三章是对自动窗户控制系统的硬件电路进行了设计，并对各个电路的工作原理进行了详细的阐述。
第四章是对自动窗户控制系统进行了软件设计，包括编译工具的介绍，以及对主程序和子程序的设计及说明。
第五章是对该系统的实物进行了测试，并在测试中验证了该系统是否能够达到预期的目的，同时也对在测试中遇到的一些问题作了详细的分析与处理。

第2章 方案设计
2.1 总体方案设计
本次设计所选用的器件有温度传感器DS18B20，LCD1602显示屏，单片机STC89C52，JDY-33蓝牙模块，霍尔传感器，雨滴传感器，光敏电阻，RCWL-0515微波感应模块，直流电机，驱动模块MX1508。系统框图如图2-1所示。

图2-1 基于单片机的自动窗控制系统装置结构图
2.2 主控制模块的选择
方案1：使用STM32系列微控制器（即嵌入式单片机）
STM32系列微控制器的主频可以达到几百兆赫兹，内置存储器多，包括闪存、RAM和EEPROM开发环境比较复杂，成本较高。
方案2：使用51系列单片机
STC89C52RC单片机主频只有几十兆赫兹，成本低，操作方式更加人性化，使得其更易于上手。STC89C52RC单片机内置的8KB只读闪存程序可以擦除和写入1000次，对于使用来说是十分便利的[14]。
对比两个方案，都能完成此系统控制，考虑到成本问题，选择使用STC89C52单片机系统。STC89C52单片机实物图如图2-2所示。

图2-2 STC89C52单片机实物图
2.3 传感器模块的选择
2.3.1 温度传感器
方案1：DS18B20温度传感器
DS18B20温度传感器采用的是单线总线接口，具有高精度、数字输出、线性输出、抗干扰等特点。其可以直接与微处理器相连，通过读取数字信号来获取温度值，因此具有较高的精度和稳定性。
方案2：热敏电阻
热敏电阻方案是一种模拟温度传感器，原理是利用热敏电阻的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度。由于其是模拟输出，需要通过模拟转换器将信号转换成数字信号，因此精度和稳定性相对较低，容易受环境影响[15]。
对比两个方案，DS18B20温度传感器成本低、精度高、稳定性强，所以选择方案2。温度传感器实物图如图2-3所示。

图2-3 DS18B20温度传感器实物图
2.3.2 光照传感器
方案1：光强度传感器BH1750FVI
该传感器通过I2C总线输出测量结果，具有高精度、高动态范围、宽工作电压范围、低功耗等特点，广泛应用于光照度计、路灯控制、手持设备等领域，价格较高。只能测量光强度，不能确定波长。受环境温度和湿度影响较大。
方案2：光敏电阻
光敏电阻是一种特殊的电阻器件，其电阻值随着光照强度的变化而发生变化。在光照下其电阻值发生变化，从而可测量环境光照强度。具有响应速度快、功耗低等优点，广泛应用于光电测量、自动化控制、光电显示等领域[16]。
对比两个方案，考虑到光敏电阻不容易受到外界环境影响，所以选择方案2。光敏电阻实物图如图2-4所示。

图2-4 光敏电阻实物图
2.3.3 雨量传感器
方案1：雨滴传感器模块
这个模块能够根据雨水的大小得到数字量，但是无法看到具体示数，是根据滑动变阻器来调节阈值的。
方案2：雨滴传感器
雨滴传感器通过雨水的大小获取模拟量，接通ADC0832来得到水分百分比，能看到具体示数，是根据按键设置阈值的。
对比两个方案可知，本次设计需要显示出示数，所以选择方案2用雨滴传感器。雨滴传感器实物图如图2-5所示[17]。

图2-5 雨滴传感器实物图
2.3.4 风速传感器
方案1：光栅测速传感器
光栅测速传感器使用光电转换原理，通过光栅条纹与光源、光敏元件之间的相互作用来测量速度。安装比较复杂，需要进行中心对准和光路调整。对环境要求严格，如果光线受到干扰，测量结果可能会出现误差。
方案2：霍尔传感器
霍尔传感器是基于霍尔效应的一种磁敏式传感器，通过测量磁场强度和方向的变化来测量速度。具有获取信息准确、体积小、测量范围广、精确度高的特点。对环境影响小，精度稳定[18]。
对比两个方案，霍尔传感器不会受光照影响，特点多，所以选择方案2使用霍尔传感器。霍尔传感器实物图如图2-6所示。

图2-6 霍尔传感器实物图
2.3.5 人体红外传感器
方案1：HC-SR501人体红外传感器
该传感器工作原理基于人体以及其他物体存在的热量辐射。当传感器检测到在其侦测范围内的温度变化时，其会发出信号并触发输出。成本低廉、响应速度快、容易使用、容易受到外部环境的影响、检测距离较短。
方案2：RCWL-0515微波感应模块
RCWL-0515是一种被称为“雷达”技术的微波传感器，是通过向人体或其他物体发射微波脉冲来探测物体的存在。当人体接收到微波时，会发生反射，这个反射信号可以被传感器接收并转换成电信号输出。适用于多种复杂的环境和检测场景检测、距离远、不受温度影响。可靠性强、安全方便、能调节角度距离。
对比两个方案可知，由于RCWL-0515微波感应模块可调节距离角度、不受温度影响所以选用方案2。人体红外传感器实物图如图2-7所示。

图2-7 人体红外传感器实物图
2.4 电机的选择
方案1：步进电机
步进电机是一种电磁式电机，通过控制电流的方向和大小，使得电机转子在固定的步距内旋转，具有精准的位置控制能力。具有较高的转速和较低的扭矩。
方案2：直流减速电机
直流减速电机则是一种机械式电机，通过齿轮减速机构将高速旋转的电机转子转化为低转速高扭矩输出，适用于需要大扭矩输出的场合。
对比两个方案，考虑到直流减速电机扭矩比较大，所以选择方案2。
2.5 电源模块的选择
方案1：USB充电接口
USB充电接口比较小巧，可以轻松携带。寿命较短，因为需要不断插拔使用，容易损坏。成本较低，因为它们是通用的电源接口，用充电宝给系统通电即可。
方案2：电池
电池做电源模块则需要更大的空间来容纳电池，不太方便携带。寿命较长，成本较高。电池需要及时更换，同时电池随使用时间的增加其电压会减弱。
对比两个方案，USB充电接口小巧、成本低、不用及时更换，所以选择方案1。
2.6 显示模块的选择
方案1：发光二极管显示器
发光二极管显示器显示效果相对较差，只能显示数字和少量字符，可视角度较窄，电源消耗较大。适用于需要显示数字和少量字符的场景。
方案2：LCD1602液晶显示屏
LCD1602液晶显示屏显示效果更清晰、更细腻，可视角度更广，电源消耗较小，适用于需要显示大量字符和图像的场景。
对比两个方案，考虑到需要显示的数据多和LCD1602的特点，选择方案2。LCD1602实物图如图2-8所示[19]。

图2-8 LCD1602实物图
2.7 蓝牙模块的选择
方案1：HC-05蓝牙通信模块
该模块最大通讯距离为20-30米。优点：稳定、成本低，广泛应用于嵌入式系统中。缺点：仅适用于数据传输，较难进行BLE通讯协议。
方案2：JDY-33蓝牙通信模块
该模块最大通讯距离为50米。适用于BLE通讯协议，省电，在长距离和干扰较强的环境下性能更好。
对比两个方案，选用方案2合适，是因为JDY-33具有方便快捷、使用灵活、连接方式广、不易受干扰的特点， JDY-33蓝牙通信模块实物图如图2-9所示[20]。

图2-9 JDY-33蓝牙通信模块实物图
2.8 AD转换器的选择
方案1：ADC0832
ADC0832采样率最高为200kHz，输入电压范围为0-5V。它适用于低速采样的应用场景，例如温度、光照度等模拟量信号的数字化转换。
方案2：AD6620ASZ
AD6620ASZ采样率可高达1MHz，输入电压范围为-10V~10V。其适用于高速采样和高精度数字化转换的应用场景，例如音频、视频、雷达等信号的数字化转换。
对比两种方案，在本设计中需要对雨量和光照进行数模转化，所以选择方案1。ADC0832实物图如图2-10所示。

图2-10 ADC0832实物图
2.9 本章小结
本章对系统的总体方案设计做了详细阐述，从多方面比较了该系统所要用到的器件，最后根据是否能实现要求确定了器件的选择。
第3章 系统硬件设计
3.1 单片机最小系统的设计
3.1.1 STC89C52RC单片机介绍
STC89C52RC是以8051为核心的微控制器，其性能价格比高，功耗低，程序设计简单。在工业控制、家用电器、电子仪器、汽车电子等方面有广泛的应用。主要功能如表3-1所示。单片机有一个低功率运行方式，使得待机状态下的功率消耗更小，从而提高了电池的续航能力。STC89C52RC是一款具有高性价比、功能丰富、易于编程的单片机，其DIP封装如图3-1所示。在P0、P1、P2、P3端口中，一共有32个可编程的输入/输出管脚，每一个端口中都有8位（8个管脚）。
表3-1 STC89C52RC主要功能
主要功能特性
兼容MCS51指令系统 4K可反复擦写Flash ROM
32个双向I/O口 256x8bit内部RAM
3个16位可编程定时/计数器中断 时钟频率0-24MHz
2个串行中断 可编程UART串行通道
2个外部中断源 共6个中断源
2个读写中断口线 3级加密位
低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能

图3-1 STC89C52RC DIP封装图
3.1.2 晶振电路
STC89C52RC单片机的时钟信号能以两种方式产生。第一，内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路，在单片机内部产生时钟脉冲信号。第二，由外部电路产生。为了稳定频率和快速起振，电路中使用了电容C1和C2，晶振CYS的振荡频率可根据需要选择，常用的典型值为12MHz和6MHz。电路图如图3-2所示。

图3-2 晶振电路设计图
3.1.3 复位电路
STC89C52RC单片机的复位电路包含外部复位电路和内部复位电路。在外部复位电路中按下复位按键时，电容开始充电，同时给单片机提供一个低电平信号，将单片机复位。内部复位电路通过监测芯片的电源电压状态来实现复位功能。当引脚RST的电压从高电平变为低电平时，内部复位电路会被触发，它将清空所有寄存器，并从地址为0的位置开始执行程序。在这个过程中，必须保证引脚RST的电平不能一直处于低电平状态，否则会导致芯片无法正常工作。具体电路如图3-3所示。

图3-3 复位电路设计图
3.1.4 单片机最小系统电路图
STC89C52RC是一款非常出色的最小系统电路，具有广泛的应用前景，电路图如图3-4所示。STC89C52RC单片机采用5V电源供电，单片机复位引脚高电平有效，图中采用C2，R1和SW5构成了复位电路。单片机时钟端口18和19脚为时钟输入脚，采用11.0592MHz晶振和两颗22pF电容组成了时钟电路，给单片机提供工作脉冲。STC89C52RC单片机具有4组IO口，P0、P1、P2、P3，其中P0口驱动能力最弱，属于三态门，所以在最小系统中通过上拉电阻，来提高端口的驱动能力，P3口的驱动能力最强，并且P3端口具有第二功能，包括计数器脉冲输入，外部中断输入和串口功能。

图3-4 单片机最小系统
3.2 电源电路
该设计使用的是USB接口做供电口，将USB线直接插入到电源插座或者充电宝上就能供电，线必须能承受输出5V，2A。USB接开关和指示灯，通电后，开关负责电的通断，指示灯亮。电路图如图3-5所示。

图3-5 电源电路设计
3.3 LCD1602显示电路
LCD1602显示电路是一种基于液晶显示技术的电路，其可以用来显示文字、数字和符号等信息。在该设计中第一排显示窗户开闭状态、光照强度、是否有人、温度，第二排是显示当前风速和雨量。电路图如图3-6所示。

图3-6 显示模块电路设计
3.4 A/D转换电路
A/D转换电路的作用是把雨和光两种传感器收集到的模拟信号转化为数字信号。在本次设计中用的是AD0832，芯片仅在CS管脚处于低值时，方可启动，以完成变换动作。引脚CLK，作为该芯片的一个时钟输入端。DI/DO引脚分别实现了通道的选择与变换后的数据的输出。CH0、CH1为与降水量、光照传感器相连的两个信号输入端。采用DO/DI双管脚分别选取两个通道，从而实现对各种传感器信号的读出。电路图如图3-7所示。

图3-7 ADC0832电路图
3.5 按键电路设计
该设计用到了三个独立按键，按键电路主要由按键，电源和单片机接口组成，其一端接地，一端接入单片机中，当触发时单片机获取端口状态，然后执行相应程序。SW2是用来换页选择温度、光、降水的，SW3是增加阈值的，SW4是减少阈值的。电路图如图3-8所示。

图3-8 按键电路图
3.6 电机驱动电路设计
在该设计中使用L289N驱动模块驱动电机，其是一款双路全桥式驱动芯片，工作电压最高可达到46V，输入信号可为高低电平信号或PWM信号。在本设计中没有采用PWM信号，只需控制一个电机。引脚IN1、IN2连接单片机，引脚OUT1、OUT2连接电机，如果给IN1输入一个信号，电机正转，给IN2输入一个信号，电机反转。原理图如图3-9所示。

图3-9 电机驱动原理图
3.7 传感器电路设计
3.7.1 光照传感器模块设计
本模块主要用于对光照进行采集，通过转换器变换后，将数据传输到单片机，光照才会在显示屏上显示数值。原理图如图3-10所示。

图3-10 光照传感器模块原理图
3.7.2 温度传感器模块设计
相比于传统的模拟温度传感器，DS18B20温度传感器输出的是数字信号，可以直接被微处理器等数字设备读取；DS18B20温度传感器可以通过热插拔方式直接连接到电路板上，并且不需要外部元器件；误差低，可实现高精度的温度测量。原理图如图3-11所示。

图3-11 温度传感器模块原理图
3.7.3 人体热释电感应模块设计
RCWL-0515模块是一款微波雷达运动传感器，采用射频微波电路技术，其核心为RCWL-9196芯片，可以用于探测人体、动物或其他移动物体的运动。当有物体进入检测范围时，微波信号会被反射回来并被接收天线接收，这个反射信号可以被传感器接收并转换成电信号输出。广泛应用于安防、智能家居、灯光开关等领域。原理图如图3-12所示。

图3-12 人体热释电感应模块原理图
3.7.4 风速传感器模块设计
霍尔传感器通过磁场变化来测得风速。具体来说，当气流穿过磁场时，会引起磁场的扰动。这个扰动会被转换成电信号，然后通过霍尔元件进行检测和放大。此模块采用霍尔传感器检测风扇叶片上的磁铁，每当叶片旋转一周时，霍尔传感器输出一个高电平信号。单片机使用外部中断引脚和定时器测量高电平脉冲的周期，一旦达到所需的转速，指示灯将点亮。单片机接收并解析数据，并在LCD1602液晶屏上显示风扇的转速。原理图如图3-13所示。

图3-13 风速传感器模块原理图
3.7.5 雨量传感器模块设计
本模块主要是对降水量进行采集，从传感器的输出口连接转换器。在转换器中数模转换后数据会传送给单片机，最后在显示屏上显示出示数。原理图如图3-14所示。

图3-14 雨量传感器模块原理图
3.8 PCB板图设计
原理图绘制完成后，首先根据电路原理图确定需要使用的器件清单，并记录其名称、封装类型、引脚数目等信息。然后通过软件对所有电路进行封装，连接线接好，再对比电路原理图，查看是否错接，最后完成PCB的布局，如图3-15所示。

图3-15 PCB板图
3.9 系统原理图
通过A/D软件将各个模块的接口连接到一起，构成了整个系统的硬件电路，并绘制了系统的原理图。电路原理图包括STC89C52单片机、晶振电路、复位电路、各个传感器电路、显示电路、驱动电路，报警电路。如图3-16所示。

图3-16 系统原理图
3.10 本章小结
本章主要介绍了自动窗的总体硬件设计方案，包括单片机最小系统、A/D转换模块、按键模块、电机驱动模块、传感器模块、显示模块、PCB版图的设计。

作者：炳烛之明科技