智能家電控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1 智能家居的概念</p><p>　　現(xiàn)在隨著智能小區(qū)的大行其道，大家對(duì)于小區(qū)的智能化已經(jīng)不再陌生：進(jìn)小區(qū)大門（或樓棟門）要刷卡；有人按門鈴不但可以與其對(duì)話，而且更能看到對(duì)方 的樣貌小區(qū)里各重要位置都有電子眼時(shí)實(shí)監(jiān)控；一旦有人非法入侵設(shè)防區(qū)域， 控制臺(tái)會(huì)立刻收到報(bào)警信號(hào)……但當(dāng)問起智能家居與智能

2、小區(qū)有什么異同時(shí)，很多人把它跟智能小區(qū)混淆在一起。有不少人都誤以為智能家居只不過是把這些功能簡(jiǎn)化了裝進(jìn)每個(gè)家庭里而已，并沒有什么本質(zhì)上的區(qū)別。</p><p>　　事實(shí)上，雖然這些安防系統(tǒng)的功能確實(shí)是智能家居所具備的，但這些只不過是智能家居眾多功能中的一小部分而已，它還包括了家庭里面的家居布線、智能照明、背景音樂、場(chǎng)景控制、電動(dòng)窗簾控制、無線遙控控制、集中控制所等眾多功能，這些都是智能小區(qū)所無法比擬的。智能家居不

3、是微縮的智能小區(qū)，智能小區(qū)里住宅也不一定是智能住宅。</p><p>　　1.2 智能家居的功能</p><p>　　從技術(shù)上講，智能家居所要實(shí)現(xiàn)的主要的功能有：</p><p>　?。?）對(duì)白色家用電器和其他設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)，比如微波爐、洗衣 機(jī)、燈光、電動(dòng)窗簾、防盜報(bào)警器、自動(dòng)門煙霧探測(cè)器、有害氣體檢測(cè)裝置、溫 </p><p>　

4、　度和濕度控制器、風(fēng)量調(diào)節(jié)器、各種手動(dòng)的開關(guān)和遙控器等。</p><p>　?。?） 溝通黑色家電和其他視頻設(shè)備之間以及與外部世界之間的信息通道， 其中包括：臺(tái)式/手持計(jì)算機(jī)、電視、錄/攝像機(jī)、VCD/DVD 和數(shù)碼照相機(jī)等；同 時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制和監(jiān)測(cè)。</p><p>　　（3）通過對(duì)外的接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和信息交換，如：電話線、有線電視</p><p>

5、　　電纜、市電電源線、雙絞線和無線通訊方式等。上面提到的功能中，牽涉到了各種信息，例如電燈等家電設(shè)備、計(jì)算機(jī)等信息設(shè)備。這么多設(shè)備信息，智能家居是如何區(qū)分和控制的呢？讓我們看看智能家居的組成和各部分的特點(diǎn)。</p><p>　　智能家居從信息流介質(zhì)上看，具體可分為兩大部分：</p><p>　　1. 控制網(wǎng)絡(luò)如智能家居的基本結(jié)構(gòu)圖中右半部分所示，它主要是控制家庭中各種設(shè)備的運(yùn)行狀況，如電燈

6、的滅/亮和亮度控制，空調(diào)的啟/停以及溫度和風(fēng)量的控制，家庭安防系統(tǒng)的訊號(hào)采集和執(zhí)行，各種開關(guān)量的輸入，電動(dòng)窗簾的開啟/關(guān)閉控制，室內(nèi)各種物理量的探（如溫度、濕度，各種氣體含量等），四表（煤氣表、電表、水表和暖氣的熱量表）數(shù)據(jù)的輸出與指示等?？刂凭W(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是：在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔⒅饕强刂菩畔⒁约耙恍┪锢砹康膮?shù)。信號(hào)的頻率相對(duì)比較低，因此傳輸?shù)乃俾士梢员容^低，一般在數(shù)十Kbps 就可滿足要求，但是信息傳輸?shù)目煽啃砸蟊容^高。這是因?yàn)樗?/p>

7、傳輸?shù)男畔⑹歉鞣N設(shè)備的控制信息，它的錯(cuò)誤不僅可能導(dǎo)致設(shè)備的非正常工作，而且可能導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此控制網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上主要解決的問題是傳輸?shù)目煽啃浴?lt;/p><p><b>　　2. 信息網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　在圖中其它部分我們統(tǒng)稱其為信息網(wǎng)絡(luò)，它連接的設(shè)備有計(jì)算機(jī)、電視、音響系統(tǒng)，錄像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)以及手機(jī)等等。在信息網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)闹饕且纛l和視頻信號(hào)，它們的頻

8、率帶寬一般要高達(dá)數(shù)兆赫茲，因此要求信息網(wǎng)絡(luò)上的信息傳輸速率比較高，普遍應(yīng)達(dá)到10Mbps以上。但相對(duì)說來，它的可靠性要求沒有控制信息那么高。因?yàn)橐曇纛l信息在傳輸?shù)那昂蠖加幸欢ǖ奶幚?如信號(hào)的壓縮和編碼/解壓縮和解碼)，這些處理都有一定的容錯(cuò)能力，而且即使有瞬時(shí)的錯(cuò)誤，也只是影響瞬時(shí)的聲音或圖像的錯(cuò)誤而對(duì)設(shè)備以后的運(yùn)行幾乎沒有影響。因此信息網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上需要解決的主要問題是傳輸速率（即帶寬），即在可能的條件下盡可能提高信息網(wǎng)絡(luò)的帶寬。下面為

9、提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的幾種常見方法：</p><p>　　(1) 總線耦合器（BCU—Bus Couple Unit）</p><p>　　這是將家用電器/設(shè)備連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部分，也是網(wǎng)絡(luò)總線與家用設(shè)備之間的紐帶。它的主要作用首先是在各個(gè)BCU之間實(shí)現(xiàn)信息的交換，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用設(shè)備的信號(hào)的獲?。ㄝ斎耄┗蚩刂菩盘?hào)的輸出。BCU對(duì)信息進(jìn)行處理，并確定信息是否要經(jīng)總線或其它BCU作傳送。此外，由于每

10、個(gè)BCU可以連接多個(gè)家用設(shè)備，因此它還需要確定信息的來源。</p><p>　　(2) 家電控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)部分</p><p>　　BCU無論在輸入驅(qū)動(dòng)的電壓還是在輸出電流驅(qū)動(dòng)能力上都是很有限的，驅(qū) 動(dòng)部分就是要將BCU輸出的控制信號(hào)“放大”到足以驅(qū)動(dòng)家用電器的能力，同時(shí)也應(yīng)將輸入的微弱信號(hào)“放大”到BCU能夠認(rèn)可和接收的水平。</p><p><b>　

11、　3. 家用電器</b></p><p>　　這是智能家庭中實(shí)際使用的設(shè)備。它與目前家庭使用的設(shè)備不同之處是： 它們更具有靈活性，并應(yīng)配置可以與BCU關(guān)狀態(tài)的家用設(shè)備（如微波爐、電飯煲等）幾乎不用做太大的變動(dòng)；而原來具有多種功能調(diào)節(jié)的家用設(shè)備（如電視可調(diào)音量、頻道；空調(diào)可調(diào)溫度、風(fēng)向及方向；音響系統(tǒng)可調(diào)音量、音質(zhì)及自動(dòng)換盤等），則應(yīng)由家用設(shè)備廠家做較大的變動(dòng)，即每個(gè)家電應(yīng)增加一個(gè)與BCU連接的接口，

12、以便可以接收來自BCU 的控制信號(hào)（以替代原遙控器的控制作用）和向 BCU送出自己的工作狀態(tài)信號(hào)，以便監(jiān)測(cè)。</p><p>　　4. 通用遙控器 在一個(gè)智能家庭控制網(wǎng)絡(luò)上的任何家用設(shè)備只需要通過一個(gè)唯一的遙控器，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的控制和監(jiān)測(cè)。也就是說不僅可以控制家用設(shè)備的工作如設(shè)備的啟/停、工作狀態(tài)和參數(shù)的改變等，還可以通過遙控器進(jìn)行監(jiān)控，例如看到室內(nèi)的溫度，查看衛(wèi)生間的燈是否已經(jīng)關(guān)斷，熱水器是否還在加熱……

13、這里的遙控器與家用電器的信息交換是可以雙向進(jìn)行的，而現(xiàn)在家中的遙控器只是具有單向的控制作用，而沒有逆向的監(jiān)測(cè)功能。</p><p><b>　　5. 電話接口</b></p><p>　　這里的電話接口與家中的遙控器有異曲同工的作用，只是遙控器是在家中的近距離的控制與監(jiān)測(cè)而電話模塊可以讓電話手機(jī)在遠(yuǎn)距離作控制與監(jiān)測(cè)。</p><p><

14、b>　　家庭網(wǎng)關(guān) </b></p><p>　　家庭網(wǎng)關(guān)是智能家庭網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)重要部分，它是將單家庭網(wǎng)絡(luò)與外部世界（如局域網(wǎng)、Internet網(wǎng)或智能小區(qū)的子網(wǎng)絡(luò)）溝通起來的關(guān)鍵部件。家 庭網(wǎng)關(guān)的設(shè)置，就象現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)上了網(wǎng)絡(luò)一樣，可以到各個(gè)網(wǎng)站上去瀏覽各種信息，可以收發(fā) Email 等，同時(shí)也可以通過遠(yuǎn)程已經(jīng)連接到Internet上的計(jì)算機(jī)來控制和監(jiān)測(cè)家庭中各種設(shè)備。</p>&

15、lt;p><b>　　智能家居的發(fā)展前景</b></p><p>　　技術(shù)，是智能家居的神經(jīng)。在未來的一個(gè)完善的數(shù)字家庭中，將體現(xiàn)出當(dāng) 前各種高技術(shù)的綜合集成。因?yàn)橐獦?gòu)成一個(gè)真正意義上的智能化家庭，必定是各 個(gè)學(xué)科的技術(shù)的交叉。因此要想構(gòu)建一個(gè)真正的職能家居，需要多個(gè)行業(yè)、各家 IT 廠商進(jìn)行支撐。</p><p>　　1.4 本課題的目標(biāo)及設(shè)計(jì)思路</p

16、><p>　　本課題擬設(shè)計(jì)一個(gè)家電智能化控制系統(tǒng)，基于單片機(jī)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)。 在本系統(tǒng)中以LED模擬待控制的8路家電，比如電視，空調(diào)，洗衣機(jī)等。在顯示屏上，顯示LED燈的狀態(tài),模擬家電的開關(guān)狀態(tài)。</p><p>　　本系統(tǒng)僅是對(duì)智能家居系統(tǒng)中家電智能化控制作一個(gè)初步的探索，以及理論</p><p><b>　　分析。</b></p>

17、<p><b>　　2 工具介紹</b></p><p>　　2.1 Keil軟件介紹</p><p>　　單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程 序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯 編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)?機(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯

18、編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的 不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級(jí)語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也 在不斷發(fā)展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年 來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil即可看出。Keil 提供了包括C編譯器宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。運(yùn)行Keil 軟件需要Pentium

19、 或以上的CPU，16MB 或更多RAM、20M 以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、IN2000WINXP 等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對(duì)于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要如果使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選（目前在國(guó)內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件）即使不使用</p><p>　　2.2 Proteus 簡(jiǎn)介</p><p>　　Pr

20、oteus 組合了高級(jí)原理布圖、混合模式 SPICE PCB設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。ISIS是Proteus系統(tǒng)的中心,它遠(yuǎn)不僅是一 個(gè)圖表庫(kù)。Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和IC，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。它是具有控制原理圖畫圖的外觀的超強(qiáng)的設(shè)計(jì)環(huán)境。無論用戶的要求是快速實(shí)現(xiàn)復(fù)雜設(shè)計(jì)的仿真以及PCB,還是設(shè)

21、計(jì)精美的原理圖以供出版，ISIS是您的最好工具。該軟件的特點(diǎn)：</p><p>　?、?全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　?、诰哂心M電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS 一 232動(dòng)態(tài)仿真、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。</p>

22、;<p>　　③68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80 系列、HC11系列以及各種外圍芯片。</p><p>　?、?支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大可仿真 51、AVR、PIC。</p><p>　　2.3關(guān)鍵元器件介紹</p>&l

23、t;p>　　2.3.1 AT89C52 單片機(jī)</p><p>　　本設(shè)計(jì)由于要求必須使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器,而且以單片機(jī)為控制器的設(shè)計(jì)，可以容易地將計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，組成新型的只需要改變軟件程序就可以更新?lián)Q代的“智能化測(cè)量控制系統(tǒng)”。這種新型的智能儀表在測(cè)量過程自動(dòng)化、測(cè)量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。再則由于系統(tǒng)沒有其它高標(biāo)準(zhǔn)的要求，又考慮到本設(shè)計(jì)中程

24、序部分比較大，根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)的分析，設(shè)計(jì)這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的的系統(tǒng)，可以選用帶EPROM的單片機(jī)，由于應(yīng)用程序不大，應(yīng)用程序直接存儲(chǔ)在片內(nèi)，不用在外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器，這樣電路也可簡(jiǎn)化。</p><p>　　2.3.2 單片機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)51系列單片機(jī)來說,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、

25、復(fù)位電路。</p><p>　　下面給出一個(gè)51單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖</p><p>　　2 詳細(xì) 說 明 如 下 ：</p><p>　?。?）由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成，由圖并結(jié)合"電容電壓不能突變"的性質(zhì)，可以知道，當(dāng)系統(tǒng)一上電，RST腳將會(huì)出現(xiàn)高電平，并且這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的RC值來決定。典型的51單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器

26、周期以上就將復(fù)位，所以，適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位。一般教科書推薦C取10u，R取10K。RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平。至于如何具體計(jì)算，參考電路分析相關(guān)書籍。</p><p>　　（2）晶振11.0592MHz(得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場(chǎng)合)/12MHz，在本電路中取12M。</p><p>　?。?）單片機(jī)：一片AT89

27、S51/52或其他51系列兼容單片機(jī)。對(duì)于31腳當(dāng)接高電平時(shí)，單片機(jī)在復(fù)位后從內(nèi)部ROM的0000H開始執(zhí)行;當(dāng)接低電平時(shí),復(fù)位后直接從外部ROM的0000H開始執(zhí)行。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)述</b></p><p><b>　　3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)述</b></p><p>　　由于此單片機(jī)應(yīng)用在家用遙

28、控器上，所以本設(shè)計(jì)選用了低功耗、低價(jià)格、小管腳(28 腳)的AT89C52單片機(jī)。</p><p>　　3.1.1 AT89C52概述</p><p>　　AT89C52 是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的只讀 程序存儲(chǔ)器（PEROM）和 256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存

29、儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS－51指令系統(tǒng)及8052 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8 位中央處理器（CPU）和 Flash 存儲(chǔ)單元功能強(qiáng)大AT89C52單片機(jī)適合于較為復(fù)雜控制場(chǎng)合</p><p>　　3.1.2 AT89C52 特性</p><p>　　AT89C52 主要功能特性表</p><p>　　·兼容 MCS51 指令系統(tǒng)· 8k 可反

30、復(fù)擦寫Flash ROM</p><p>　　· 32 個(gè)雙向 I/O 口· 256x8bit 內(nèi)部 RAM</p><p>　　· 3 個(gè) 16計(jì)數(shù)器中斷 ·時(shí)鐘頻率0-24MHz</p><p>　　· 2 個(gè)串行中斷· 可編程 UART 串行通道</p>

31、<p>　　· 2 個(gè)外部中斷源· 共 6 個(gè)中斷源</p><p>　　· 2 個(gè)讀寫中斷口線· 3 級(jí)加密位</p><p>　　· 低功耗空閑和掉電模式· 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能</p><p>　　3.2 串口通信簡(jiǎn)介</p><p>　　RS232 串口針

32、腳定義9 針接口針腳定義：</p><p>　　Pin 1CDReceived Line Signal Detector </p><p>　　Pin 2RXDReceived Data</p><p>　　Pin 3TXDTransmit Data</p><p>　　Pin 4DTRData Terminal R

33、eady</p><p>　　Pin 5GNDSignal Ground Pin 6DSRData Set Ready Pin 7RTSequest To Send Pin 8CTSClear To Send</p><p>　　Pin 9RIRing Indicator</p><p>　　1 調(diào)制解調(diào)器

34、 CD 載波檢測(cè)</p><p>　　2 調(diào)制解調(diào)器 RXD 接收數(shù)據(jù)</p><p>　　3 PC TXD 發(fā)送數(shù)據(jù)</p><p>　　4 PC DTR 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好</p><p>　　5 GND 信號(hào)地</p><p>　　6 調(diào)制解調(diào)器 DSR 通訊設(shè)備準(zhǔn)備好</p>&

35、lt;p>　　7 PC RTS 請(qǐng)求發(fā)送</p><p>　　8 調(diào)制解調(diào)器 CTS 允許發(fā)送</p><p>　　9 調(diào)制解調(diào)器 RI 響鈴指示器</p><p>　　3.3 51 單片機(jī)與PC機(jī)的串口信</p><p>　　51 單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便地 進(jìn)行串口通訊。進(jìn)行串行通訊時(shí)

36、要滿足一定的條件，比如電腦的串口是RS232電 平的，而單片機(jī)的串口是TTL電平的，兩者之間必須有一個(gè)電平轉(zhuǎn)換電路，我們 采用了專用芯片MAX232進(jìn)行轉(zhuǎn)換，雖然也可以用幾個(gè)三極管進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，但 是還是用專用芯片更簡(jiǎn)單可靠。我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9 針串口只連接其中的3 根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。這是最簡(jiǎn)單的連接方法，電路如下圖所示，MAX232的第10腳和單片機(jī)的11腳連接，第 9 腳

37、和單片機(jī)的10腳連接，第15腳和單片機(jī)的20腳連接。</p><p><b>　　4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 單片機(jī)系統(tǒng)框</p><p>　　AT89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)由復(fù)位電路、電源電路及單片機(jī)構(gòu)成。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種操作的時(shí)間基準(zhǔn)，復(fù)位操作則使單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使單片機(jī)從一種確定的

38、初態(tài)開始運(yùn)行。單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu) 成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。當(dāng) MCS-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)

39、復(fù)位操作。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能使單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計(jì)數(shù)器PC＝0000H，這表明程序從0000H 地址單元開始執(zhí)行。系統(tǒng)復(fù)位是任何微機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的第一步，使整個(gè)控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下。51 單片機(jī)的復(fù)位是由RESET引腳來控制的，此引腳與高電平相接超過 24 個(gè)，51 單</p><p>　　4.2

40、穩(wěn)壓直流電源設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為5V直流穩(wěn)壓電源給系統(tǒng)供電，AC220市電經(jīng)220V～9V變壓器</p><p>　　變壓，然后經(jīng)橋式整流電路，再經(jīng)電容濾波電路，經(jīng)7805穩(wěn)壓管穩(wěn)壓，再進(jìn)行</p><p>　　二次濾波，輸出較穩(wěn)定的5V電壓，給本系統(tǒng)供電。</p><p><b>　　流程圖如下圖所示：</

41、b></p><p>　　AC220V 交流電降壓整流濾波穩(wěn)壓濾波</p><p>　　本系統(tǒng)在實(shí)際制作過程中基于成本考慮，本設(shè)計(jì)未做電源這一部分，而是</p><p>　　用USB連接線，代替了電源的制作。因電腦現(xiàn)已非常普及，從電腦的USB口取</p><p>　　5V電源，亦非常方便。</p><p&g

42、t;　　4.3 矩陣鍵盤的設(shè)計(jì)</p><p>　　矩陣按鍵部分由8個(gè)輕觸按鍵，單片機(jī)的 P2 口檢測(cè)及按鍵狀態(tài)，并記錄相</p><p>　　應(yīng)的鍵值，指示相應(yīng)的指示燈亮，并同步把相應(yīng)信息通過串口傳給 PC機(jī)。</p><p>　　圖 2-2 鍵盤硬件圖</p><p><b>　　指示燈硬件圖</b></p&

43、gt;<p>　　4.3.1 鍵連擊現(xiàn)象的克服和處理</p><p>　　當(dāng)我們按下某個(gè)鍵時(shí)，對(duì)應(yīng)的功能便會(huì)通過鍵盤分析程序得以執(zhí)行，如果在 操作者釋放之前，對(duì)應(yīng)的功能多次執(zhí)行，如同操作者在連續(xù)不斷的操作該鍵一樣， 這種現(xiàn)象就稱為連擊。連擊先可用圖4-2-3所示流程圖的軟件方法來解決：當(dāng)某 個(gè)鍵按下時(shí)，首先進(jìn)行軟件去抖處理，確認(rèn)鍵被按下后，便執(zhí)行與該鍵相對(duì)應(yīng)的 功能，執(zhí)行完后不是立即返回，而是等待

44、鍵釋放之后再返回，使每一次按鍵只被 響應(yīng)一次，從而達(dá)到避免連擊的目的。如果把連擊現(xiàn)象加以利用，有時(shí)會(huì)給操作者帶來便利。例如在某些儀器中，因設(shè)計(jì)的按鍵很少，沒有安排0～9數(shù)字鍵，只設(shè)置了一個(gè)調(diào)整鍵，這時(shí)需要采用加1或者減 1）的方法來調(diào)整有關(guān)參數(shù)，但當(dāng)調(diào)整量較大時(shí)就需要多次按鍵，使操作者很不方便。如果允許存在連擊現(xiàn)象，我們只要按住鍵不放，參數(shù)就會(huì)不停的加1（或者減 1），會(huì)讓操作比較方便、快捷。具體實(shí)現(xiàn)流程圖如圖4-2-3所示，其中加入的

45、延時(shí)環(huán)節(jié)是為了控制連擊的速度。</p><p><b>　　讀鍵讀鍵</b></p><p><b>　　延時(shí)去抖</b></p><p><b>　　延時(shí)去抖</b></p><p><b>　　執(zhí)行執(zhí)行</b></p><p&g

46、t;<b>　　等鍵釋放延時(shí)</b></p><p>　　圖 4-2-3 鍵連擊現(xiàn)象的處理圖 4-2-3 鍵連擊現(xiàn)象的合理利用</p><p>　　4.4 液晶顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 原理圖設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.2 液晶顯示的原理分析</p><p

47、>　　液晶顯示的原理是采用的有機(jī)化合物，在電壓的作用下，使化合物的排列發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使光的折射角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，造成透射的程度不同，從而使液晶模塊從表面看起來有不同的亮度，所以，液晶必須要在光的照射下才能夠顯示。這一點(diǎn)與發(fā)光二極管從原理上來說是完全不同的。12864采用的是點(diǎn)陣式液晶，分為128X64個(gè)點(diǎn)，即有1204個(gè)字節(jié)，也是說每一個(gè)ROM內(nèi)存單元對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)陣。如何對(duì)其驅(qū)動(dòng)是對(duì)12864 的主要難點(diǎn)，對(duì)于其驅(qū)動(dòng)大致可以分為：初始化，

48、設(shè)置起始位顯示，輸送數(shù)據(jù)幾大塊。初始化主要的就是按照芯片手冊(cè)來。設(shè)置起始位數(shù)據(jù)顯示位置，主要是要搞清楚ROM的對(duì)應(yīng)地址。12864分為左半屏面和右半屏面。其中左邊占64邊占64列共128列。行分為64行。又將其分為 8 頁(yè)，每一頁(yè)占8 行。列的起始地址為40H，行的起始地址為B8H。 </p><p><b>　　5系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　5.1 仿

49、真原理圖</p><p>　　5.2 主程序流程圖</p><p>　　5.3 鍵盤掃描及 LED 狀態(tài)處理流程圖</p><p>　　5.4 串口中斷服務(wù)流程圖</p><p><b>　　6設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，使智能家居的整體水平發(fā)

50、生巨大變 化，傳統(tǒng)的家電控制方式逐步的被智能化所取代。智能家居的核心部件是單片機(jī)， 因其極高的性價(jià)比得到廣泛的應(yīng)用與發(fā)展，從而加快了智能家居的發(fā)展。</p><p><b>　　7 致謝</b></p><p>　　經(jīng)過兩周的忙碌和工作，本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏， 難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué) 們的支

51、持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。</p><p>　　在這里要感謝我的課程設(shè)計(jì)老師。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改中期檢查，后期詳細(xì)設(shè) 計(jì)等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是指志老師 仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩*老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后學(xué)習(xí)和工作。最后還要感謝我

52、的同學(xué)們正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次課程設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。</p><p><b>　　8參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙茂泰 智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社.2004</p><p>　　[2]何希才 傳感器及其應(yīng)用實(shí)例[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.1 </p><p>

53、;　　[3]李群芳 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社.</p><p>　　[4]周立功 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2004.6 </p><p><b>　　9附錄</b></p><p>　　附錄1 整機(jī)系統(tǒng)原理圖</p><p><b>　　附錄2 實(shí)現(xiàn)程序&

54、lt;/b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　typedef unsigned char byte;</p><p

55、>　　typedef unsigned int word;</p><p>　　typedef unsigned long dword;</p><p>　　uchar code Seg[17]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,</p><p>　　0xfe,0xf6,0xee,0x3e,0x9c,0x7a,0

56、x9e,0x8e,0x00};</p><p>　　uchar jps,ks,key_do;</p><p>　　void LED(uchar d1,uchar d2)</p><p><b>　　{ INT0=0;</b></p><p><b>　　SBUF=d2;</b></p>

57、<p>　　while(!TI);</p><p><b>　　TI=0;</b></p><p>　　SBUF=d1;while(!TI);TI=0;INT0=1;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar keyfun()</p><

58、p>　　{ uchar key_c;</p><p>　　P2=P2&0x03;</p><p>　　P2=P2|0x3c;</p><p><b>　　key_c=P2;</b></p><p>　　if((key_c&0xfc)==0x3c) return (0);</p><

59、;p>　　else return (1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　uchar keyscan()</p><p>　　{ uchar i,k;</p><p>　　P2=P2&0x03;</p><p>　　P2=P2|0xbc;</p&g

60、t;<p>　　if((P2&0x3c)!=0x3c)</p><p><b>　　{i=0;</b></p><p>　　k=(~P2)&0x3c;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></

61、p><p>　　{P2=P2&0x03;</p><p>　　P2=P2|0x7c;</p><p>　　if((P2&0x3c)!=0x3c)</p><p><b>　　{i=1;</b></p><p>　　k=(~P2)&0x3c;</p><p&

62、gt;<b>　　}}</b></p><p><b>　　k=k>>3;</b></p><p>　　if(k==4) k=3;</p><p>　　k=i*4+k+1;</p><p>　　return (k);</p><p><b>　　}<

63、;/b></p><p>　　void Time1_Func() interrupt 3</p><p>　　{ TH1=(0xffff-15000)/256;</p><p>　　TL1=(0xffff-15000)%256;</p><p>　　if((ks==1)&&(keyfun()==1)&&(

64、key_do==0))</p><p>　　{ key_do=1；jps=keyscan();</p><p><b>　　P0=~jps;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　ks=keyfun();</p><p>　　if(ks == 0

65、)</p><p><b>　　key_do=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void Power_Up(void)</p><p>　　{ TMOD=0x10;</p><p>　　TH1=(0xffff-15000)/256;&l

66、t;/p><p>　　TL1=(0xffff-15000)%256;</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p><b>　　IE=0x88;</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b&g

67、t;　　P2=0xff;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　main()</b></p><p>　　{ SCON=0x00;Power_Up();</p><p>　　while(1)switch(jps)</p><p&

68、gt;　　{case 1:LED(Seg[1],0x7f);break;</p><p>　　case 2:LED(Seg[2],0x7f);break;</p><p>　　case 3:LED(Seg[3],0x7f);break;</p><p>　　case 4:LED(Seg[4],0x7f);break;</p><p>　　ca

69、se 5:LED(Seg[5],0x7f);break;</p><p>　　case 6:LED(Seg[6],0x7f);break;</p><p>　　case 7:LED(Seg[7],0x7f);break;</p><p>　　case 8:LED(Seg[8],0x7f);break;}</p><p><b>