《基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)】》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于單片機(jī)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)】（38頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1 摘 要 智能家居系統(tǒng)是利用先進(jìn)的通信， 自動(dòng)控制 等技術(shù)，將與家庭生活有關(guān)的各種應(yīng)用子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)綜合管理，讓家庭生活更舒適、安全、有效和節(jié)能。 片機(jī)（ 一種用來(lái)開(kāi)發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路（ 本文應(yīng)用了 片機(jī)作為控制器對(duì)智能家居控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。采用了 件進(jìn)行仿真 。用一個(gè)數(shù)碼管模擬代替窗簾和燈的開(kāi)與關(guān)。通過(guò)單片機(jī)掃描按鍵與響應(yīng)按鍵手動(dòng)控制窗簾和燈；通過(guò)計(jì)時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)全天 24 小時(shí)計(jì)時(shí)，時(shí)間到點(diǎn)按照模擬情景打開(kāi)合作關(guān)閉窗簾和燈光；并且通過(guò)單片機(jī)感應(yīng)當(dāng)前時(shí)間來(lái)綜合控制燈光。附加有數(shù)碼管時(shí)間顯示電路和按鍵調(diào)節(jié)小時(shí)和分鐘變量的電路。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；智能家居控制系統(tǒng)； IC is a of to of to A of of is of is to , 2, 3 of at is in of as a to on IC to of be to an 目錄 1 引言····························································· 4 2 硬件····························································· 5 片機(jī)······················································· 5 介 ··········································· ···· 6 輸入輸出端口····································· 9 本電路 ··· ········································ 10 3 軟件····························································· 13 ······················································ 13 ··· ··················································· 14 4 仿真軟件使用····················································· 16 真電路····················································· 16 陽(yáng) (6)數(shù)碼管················································ 17 關(guān)去抖···· ················································· 19 5 智能家居的實(shí)現(xiàn)··················································· 22 能家居介紹··············································· 22 設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)············································· 25 6 結(jié)論···················· ········································· 29 7 致謝····························································· 30 8 參考文獻(xiàn)························································· 31 9 附錄····························································· 32 4 第一章 引言 單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的 網(wǎng)絡(luò)通訊 與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 ，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了 。 單片機(jī)控制智能家居系統(tǒng)是其中的一種用途，不僅可以在實(shí)驗(yàn)室演示成功，更可以在實(shí)際生活中發(fā)揮重要作用。 智能家居在保持了傳統(tǒng)的居住功能的基礎(chǔ)上，擺脫了被動(dòng)模式，成為具有能動(dòng)性智能化的現(xiàn)代工具智能化家居就是創(chuàng)造一個(gè)簡(jiǎn)便的生活方式、舒適的生活環(huán)境、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的家居控制手段 ?? 這樣一個(gè)智能化家庭生活平臺(tái)。這個(gè)智能化家庭生活用一個(gè)手持無(wú)線遙控器、墻上開(kāi)關(guān)、定時(shí)器，甚至任何一個(gè)電話及計(jì)算機(jī)就能控制家中所有的燈、家電，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，設(shè)置不同時(shí)間的窗簾開(kāi)關(guān)控制。 單片機(jī)控制智能家居系統(tǒng)是利用單片機(jī)運(yùn)算，控制功能對(duì)電器的控制 。通過(guò)軟件和單片機(jī)自身的時(shí)間系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)全天 24 小時(shí)的感知，從而實(shí)時(shí)，定時(shí)的控制家中電器，達(dá)到智能，安全，方便，節(jié)能的效果。實(shí)現(xiàn)控制硬件方面包括單片機(jī)和外圍電路，包括電源電路，復(fù)位電路，外圍燈光電路，電動(dòng)窗簾電路，開(kāi)關(guān)電路和時(shí)間顯示的數(shù)碼管電路，為軟件電路設(shè)計(jì)立下基礎(chǔ)。軟件方面包括時(shí)間程序，時(shí)間顯示程序，時(shí)間判斷程序，燈光電機(jī)控制程序，開(kāi)關(guān)響應(yīng)程序等。通過(guò)對(duì)硬件電路和軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家居中燈光與窗簾的定時(shí)控制。 ` 5 第二章 硬件 片機(jī) [1,2,3] 單片機(jī)盡管大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件： 存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 單片機(jī)也被稱為微控制器（ 是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。 單片機(jī)比專用處理器最適合應(yīng)用于 嵌入式系統(tǒng) ，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單 片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 1單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò) 和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。 單片機(jī)內(nèi)部也用和 電腦 功能類似的模塊，比如 內(nèi)存 ， 并行總線 ，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢也是低的，一般不超過(guò) 10 元即可 .....來(lái)做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的排煙罩、 等的家電里面都可以看到它的身影！ ..... 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別。 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是6 花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó) 50 年代開(kāi)發(fā)的 74系列，或者 60 年代的 列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大！但是如果要是用美國(guó) 70 年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語(yǔ)言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語(yǔ)言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡(jiǎn)單，就是單片機(jī)沒(méi)有家用計(jì)算機(jī)那樣的 沒(méi)有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫的小程序里面即 使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十 K 的尺寸！對(duì)于家用 硬盤來(lái)講沒(méi)什么，可是對(duì)于單片機(jī)來(lái)講是不能接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用 來(lái)運(yùn)行，家用 也是承受不了的。 可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即 電氣時(shí)代 、 電子時(shí)代 和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱 。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成（如圖 1 所示）。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機(jī) 的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “智能型”，如智能型洗衣機(jī)等?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。 介 核心區(qū)域 1)程序存貯器 : 存放由用戶預(yù)先編好的程序和一些固定不變的的數(shù)據(jù)。程序存貯器是由閃存貯器（ 成的，由程序計(jì)數(shù)器 址。具有一個(gè) 13 為的程序計(jì)數(shù)器，它的尋址能力達(dá)到 8程序存貯器空間，地址編碼的最大范圍為 0000H~17 2)據(jù)存貯器 :包括通用寄存器和特殊功能寄存器兩種，用于存貯 通的 貯器一般只能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作，而 16的 貯器的每個(gè)存貯單元功能都十 分強(qiáng)大，除了具備普通存貯器功能之外，還能實(shí)現(xiàn)移位，置位，清位，位測(cè)試等一系列復(fù)雜操作。 3)間接尋址寄存器 間接尋址寄存器 于 據(jù)存貯器的最頂端，地址 00 的單元。它只有地址碼，在物理上不是一個(gè)真正的寄存器。它常常與寄存器 合工作，實(shí)現(xiàn)間接尋址目的。 4)堆棧 :保存程序斷點(diǎn)的地址。在程序執(zhí)行過(guò)程中，有時(shí)需要調(diào)用子程序，在進(jìn)入子程序之前，必須保存程序斷點(diǎn)的地址，以便子程序執(zhí)行完成后，在恢復(fù)斷點(diǎn)地址，使主程序繼續(xù)執(zhí)行。具有 8獨(dú)立堆?？臻g，不占用程序存貯器和數(shù)據(jù) 存貯器的區(qū)域，也不需要進(jìn)棧出棧的命令，在調(diào)用和返回時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)入口地址的進(jìn)出棧操作，遵循后進(jìn)先出的規(guī)則。 5)指令寄存器 : 暫存從程序寄存器取出的指令，并將指令按不同的字段分解為操作碼和操作數(shù)，分別送到各自的目的地。 6)算術(shù)邏輯單元 現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算操作。 7)工作寄存器 W:一個(gè)重要的的工作寄存器，許多指令都把它作為操作過(guò)程的中轉(zhuǎn)，比如暫存參加運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)，或者暫存運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果。在運(yùn)算之前W 是源操作數(shù)的出發(fā)地，在運(yùn)算之后 W 是目標(biāo)操作數(shù)的目的地。 8)地址復(fù)用器 :訪問(wèn)數(shù)據(jù)存貯器所需要的地址由 地址復(fù)用器選擇和傳遞，該地址既可以源于間接尋址寄存器 可以指令碼。來(lái)源與 地址叫做間接地址，來(lái)源與指令碼的地址叫做直接地址。 9)看門狗定時(shí)器 是一個(gè)自帶 振蕩器時(shí)鐘源的定時(shí)器，用來(lái)監(jiān)視程序運(yùn)行狀態(tài)。由于意外原因，一旦 到正常程序之外而出現(xiàn)死機(jī)， 強(qiáng)行把 位，使其返回正常運(yùn)行狀態(tài)。 10)狀態(tài)寄存器 時(shí)反映運(yùn)算結(jié)果的一些算術(shù)狀態(tài)。 除了以上基本部件外，還有程序計(jì)數(shù)器，指令譯碼和控制器，數(shù)據(jù)復(fù)用器，時(shí)基發(fā)生器，上電延時(shí)，起振延時(shí)，上電復(fù)位，在線調(diào)試， 低壓編程，欠壓復(fù)位，數(shù)據(jù)總線和程序總線。 模塊 內(nèi)部集成了豐富的外圍設(shè)備模塊，開(kāi)發(fā)過(guò)程充分節(jié)省了外圍電路。 1)輸入 /輸出端口 : 輸入 /輸出端口是單片機(jī)內(nèi)部與外部交換信息的通道。五個(gè)基本輸入 /輸出端口分別是 B,D 和 中 C, 8 位寬， 6 位寬， 3 位寬，共 33 個(gè)引腳。輸入輸出方式可編程，部分引腳與其他功能復(fù)用。 2)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 :有 個(gè)可編程定時(shí)器。 8 位寬的可編程定時(shí)器， 16 位寬的可編程定時(shí)。其中 可以作為計(jì)數(shù)器。 3)A/D 轉(zhuǎn)換器 :也叫 一個(gè)有 8 通道和 10 位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用來(lái)將外部的各種模擬物理量轉(zhuǎn)換為便于單片機(jī)內(nèi)部處理的數(shù)字量。 4)據(jù)存貯器 :是一個(gè) 256可擦寫存貯器，存貯的內(nèi)容掉電也不會(huì)丟失。 部的外圍模塊還包括捕捉 /比較脈沖調(diào)制 用同步 /異步收發(fā)器 同步串行端口 行從動(dòng)端口 引腳功能 圖 腳圖 單片機(jī)的信號(hào)引腳是單片機(jī)外特性的體現(xiàn)，在硬件上用戶只能使用引腳，通過(guò)引腳的連接組建單片機(jī)系統(tǒng)。 位單片機(jī)系列和 51 系列單片機(jī)一樣，其引腳除電源 單一功能外，其余的信號(hào)引腳常是多個(gè)功能，即引腳的復(fù)用功能。常見(jiàn)的引腳符號(hào)和主要功能如下： 1)除 (復(fù)位 )輸入 /編程電壓輸入。其中 低電平時(shí)，對(duì)芯片復(fù)位。該腳上的電壓不能超過(guò) 則 會(huì)進(jìn)入測(cè)試方法。 表編程電壓。 9 2)蕩器晶體 /外部時(shí)鐘輸入端。 3) 蕩器晶體輸出端，在晶體振蕩方式接晶體，在 式輸出 率的 1/4 信號(hào) 4)數(shù)器輸入端，如不用，為了減少功能應(yīng)接地或接 5) 鐘輸入端。 6) 振蕩輸入端。 7) 振蕩輸出端。 8) 別代表并行 口讀信號(hào)、寫信號(hào)和片選控制線。 9) A/D 轉(zhuǎn)換的模擬量輸入端。 分別表示通道的個(gè)數(shù)。 10) 捉 /比較 /脈寬調(diào)制等功能端。 縮寫。有的 片內(nèi)有兩個(gè) 件，其引腳用符號(hào) 示。 11)步串行通信時(shí)鐘輸入端。 12) K：異步通信發(fā)送端 /步傳輸?shù)臅r(shí)鐘端。 13) 信數(shù)據(jù)輸入端。 14)信數(shù)據(jù)輸出端。 15) D 口，雙向可編程，亦可作為并行口。作并行口對(duì) 入，作 I/O 口時(shí)為斯密特輸入。 輸入輸出端口 3 支接腳都可當(dāng)成輸出、輸入接腳，輸入輸出端口是單片機(jī)基本 界面，可以與周邊電路進(jìn)行電路控制和信號(hào)傳輸與檢測(cè)。 8 位的單片機(jī)，以接腳特性分組，每組盡量湊滿 8 支接腳，并將 I/O 命名為 ，各分組接口特性說(shuō)明如下： 1) 共有 6 個(gè)位 ( 接腳可作為數(shù)字輸出輸入端口，而系統(tǒng)重置后， 動(dòng)成為模擬輸入狀態(tài)，可讀取模擬輸入訊號(hào)。 2) 共有 8 個(gè)位 (可以撰寫程序規(guī)劃輸入輸出方向、狀態(tài)，其中，要進(jìn)行燒錄時(shí)，使用到三支接腳，分別是 3)共有 8 個(gè)位 (除了可作為數(shù)位 I/O 外，還和一些特殊功能的周邊電路共享接腳，例如 流馬達(dá)控制）、 步串行通訊電路）、 步串行傳輸電路）等等。 10 4)共有 8 個(gè)位 (可作一般數(shù)字 I/O，并與列傳輸接口共享。當(dāng)整體系統(tǒng)需要多單片機(jī)時(shí)，彼此可以經(jīng)由并列傳輸接口來(lái)快速傳輸資料。 5)共有 3 個(gè)位 ( 9、 10 有三種功能，除了基本 I/O 功能，也有模擬輸入功能，而上述 并列傳輸接口設(shè)定所需的控制接腳，如 /、 /，也是屬于 腳。 片機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)就是所有操作都是對(duì)寄存器（或者說(shuō)寄存器文件）的操作： 對(duì)端口工作方式設(shè)置寄存器的操作、對(duì)端口數(shù)據(jù)方向設(shè)置寄存器的操作等。 在 列單片機(jī)中，每個(gè)端口都至少對(duì)應(yīng)著兩個(gè)特殊功能寄存器，分別是數(shù)據(jù)寄存器 和 方向寄存器 ，也就是說(shuō) （即讀出或?qū)懭耄? I/O 端口的方向寄存器是定義其端口引腳的輸入 /輸出狀態(tài)； I/輸出數(shù)據(jù)的橋梁，或稱為數(shù)據(jù)緩沖器。根據(jù) I/O 端口引腳的輸入 /輸出狀態(tài)，對(duì)該端口的數(shù)據(jù)方向控制寄存器 行初始化定義：若把 位設(shè)置為“ 1” ，則相應(yīng)的 口引腳定義為輸入 端，輸出呈高阻狀態(tài)；若把 位設(shè)置為“ 0” ，則相應(yīng)的 口引腳定義為輸出端，輸入呈高阻狀態(tài)。 2. 4 本電路 蕩頻率電路 單片機(jī)振蕩電路與整體系統(tǒng)工作速度有直接的關(guān)系，例如同步 ∕ 異步串行傳輸、定時(shí)器等，都與振蕩頻率有關(guān)，不同系列單片機(jī)有不同振蕩頻率，根據(jù)產(chǎn)品資料手冊(cè)， 蕩頻率最高可到 20圖 1 中，振蕩電路接于 而振蕩電路有以下四種形式： 1)用低功率振蕩晶體 (2)用振蕩器 ∕ 諧振器 (3)用高速振蕩器 (4)用電阻 ∕ 電容 ( 一般常用振蕩晶體或是諧振器作為單片機(jī)振蕩源，外接電路及 部電路說(shuō)明如圖 6 所示。圖中電容 格大小是根據(jù) 有所不同，表 1 列出電容建議值，使用其它振蕩源的電路說(shuō)明請(qǐng)參考產(chǎn)品資料手冊(cè)。 11 圖 議電容值 加電源與重置電路 工作電壓為 5V，連接 地線接腳；重置電路連接 下 ，內(nèi)部指令重頭開(kāi)始執(zhí)行，系統(tǒng)重新運(yùn)作。 12 圖 源與重置電路 13 第三章 軟件 件仿真軟件 ,8] 件是英國(guó) 司出版的 具軟件。它不僅具有其它 具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，是目前世界上將電路仿真軟件、 計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的較好設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持 8051、2/16/18/24/30/8086 和 ， 2010年即將增加 列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持 多種編譯器。 神 )的 一款專業(yè)的 單片機(jī) 軟件 仿真系統(tǒng) 。 該軟件的特點(diǎn)： 1)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)。 2)具有模擬電路仿真、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、 232 動(dòng)態(tài)仿真、 1 C 調(diào)試器 、 試器、鍵盤和 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。 3)目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 8051 系列、 列、 列、 列、 列、 列、 列以及各種外圍芯片。 4)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 析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 功能 大的功能已經(jīng)在全球得到公認(rèn)，特別是 本以后的元件庫(kù)由 1 年之前的 6000 暴增為 35000 元件庫(kù)，而且其 本 司收購(gòu)了一個(gè)基于形狀的布線器用于其 CB 中，使之 能超過(guò)了目前 流行的 無(wú)疑在企業(yè)界掀起了悍然大波，國(guó)內(nèi)外企14 業(yè)鑒于 價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)條件下，紛紛采用，并將其廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)和研發(fā)之中， 中國(guó)電子科研類企業(yè)的依賴環(huán)境日益成熟化，學(xué)生掌握了 有 書(shū)對(duì)其就業(yè)來(lái)講如虎添翼，不少企業(yè)優(yōu)先錄用具有該技能的人才。 1)智能原理圖設(shè)計(jì) 過(guò) 10000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件 ; 智能的器件搜索：通過(guò)模糊搜 索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，具備快速自動(dòng)連線功能 ; 支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線，做到電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰 ; 可輸出高質(zhì)量圖紙：通過(guò)個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的 紙，可以供 多種文檔使用。 2)完善的仿真功能 合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真 ; 超過(guò) 35000 個(gè)仿真器件：可以通過(guò)內(nèi)部原型或使用廠家的 件自行設(shè)計(jì)仿真器件，可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件 ; 多樣的激勵(lì)源：包括 直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻 (使用 件 )、指數(shù)信號(hào)、單頻 字時(shí)鐘和碼流，并支持文件形式的信號(hào)輸入 ; 豐富的虛擬儀器： 13種虛擬儀器，要求面板操作逼真，如 示波器 、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓 /電流表 、 交流電壓 /電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì) /計(jì)數(shù)器 、邏輯探頭、虛擬終端、 試器、 試器等 ; 生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件 (如電機(jī)、顯示器件、按鈕 )的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng) ; 高級(jí)圖形仿真功能：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立 葉頻譜分析、一致性分析 ; 單片機(jī)協(xié)同仿真功能： 支持主流的 型，如 8051、 8086、 支持通用外設(shè)模型，如字符 塊、圖形 塊、 陣、 段顯示模塊、鍵盤 /按鍵、直流 /步進(jìn) /伺服電機(jī) 、 擬終端、電子溫度計(jì)等等，其 物理接口模型 )還可以使仿真電路通過(guò) 串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信 ; 實(shí)時(shí)仿真支持 真、中斷仿真、 2C 仿真、 真、 真、 真、 真 ; 支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯 /編譯 /源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶 8051、 匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境 (如 合，進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試； 片機(jī)編程 工具 介： 15 成開(kāi)發(fā)環(huán)境（ 綜合的編輯器、項(xiàng)目管理器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，適用于使用 系列單片機(jī)進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。 適用于 系列單片機(jī)和 字信號(hào)控制器 ， 基 于 操 作 系 統(tǒng) 的 集 成 開(kāi) 發(fā) 環(huán) 境 。 供 以 下 功 能 ： 1) 使 用 內(nèi) 置 編 輯 器 創(chuàng) 建 和 編 輯 源 代 碼 。 2) 匯 編 、 編 譯 和 鏈 接 源 代 碼 。 3) 通過(guò) 使用內(nèi)置模擬器觀察程序流程調(diào)試可執(zhí)行邏輯；或者使用 000 和 000 仿真器或 在線調(diào)試器實(shí)時(shí)調(diào)試可執(zhí)行邏輯。 4.) 用 模 擬 器 或 仿 真 器 測(cè) 量 時(shí) 間 。 5) 在 觀 察 窗 口 中 查 看 變 量 。 6.) 使用 、 件編程器燒寫固件。 7) 使用 富 的 在 線 幫 助 快 速 找 出 問(wèn) 題 的 答 案 。 16 第四章 仿真軟件使用 真圖 圖 件仿真圖 17 陽(yáng)數(shù)碼管 示器的顯示方式，所謂顯示方式，就是以什么樣的形式來(lái)顯示多個(gè)字符。常用的顯示方式有兩種： 所謂靜態(tài)顯示方式，就是在任意時(shí)刻，所有顯示器都按照各自接收的字形碼同時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的字符。靜態(tài)顯示方式要求每位 示器的公共端必須接地 （共陰極 ，或接高電平（共陽(yáng)極 ，而每位 示器都由一個(gè)具有鎖存功能的 8 位端口控制。該電路每一位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。 由于每一位由一個(gè) 8 位輸出口控制段選碼，故在同一時(shí)間里每一位顯示的字符可以不同。這里所指的 8 位端口可以直接采用并行 I/O 口（ 也可以采用擴(kuò)展的串行輸入 /并行輸出移位寄存器，如 74如果直接用并行 I/O 接口連接示器，一般多采用硬件譯碼方式，采用 譯碼器 /驅(qū)動(dòng)器（ 4511，74可減少端口占用。靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是顯示程序簡(jiǎn)單，顯示亮度高，由于單片機(jī)不需要經(jīng)常掃描顯示器，所以可節(jié)省 間。其缺點(diǎn)是占用 I/件成本高，功耗大。所以靜態(tài)顯示方式常用在顯示器位數(shù)較少的單片機(jī)系統(tǒng)中 圖 態(tài)數(shù)碼管圖 由于使用的 口資源少，采用靜態(tài)顯示是 6 位數(shù)碼管只能顯示相同的數(shù)字。 18 圖 靜態(tài) 顯示仿真圖 動(dòng)態(tài)掃描顯示是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的顯示方式之一。它是把所有顯示器的同名字段互相并聯(lián)在一起，并把它們接到字形口上。為了防止各個(gè)顯示器同時(shí)顯示出相同的字符，每個(gè)顯示器的公共端（ 要受另一組信號(hào)控制，即把它們接到字位口上。動(dòng)態(tài)掃描顯示是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的顯示方式之一 ,它是把所有顯示器的同名字段互相并聯(lián)在一起，并把它們接到字形口上。為了防止各個(gè)顯示器同時(shí)顯示出相同的字符，每個(gè)顯示器的公共端（ 要受另一組信號(hào)控制，即把它們接到字位口上。 圖 態(tài)數(shù)碼管圖 19 這樣，對(duì)于一組 碼顯示器需要由兩組信號(hào)控制：一組是字形口輸出的字形碼，用來(lái)控制顯示什么樣的字符；另一組是字位口輸出的字位碼，用來(lái)控制將字符顯示在第幾位顯示器上。 在這兩組信號(hào)的控制下，使各位顯示器依次從左至右輪流點(diǎn)亮一遍，過(guò)一段時(shí)間再輪流點(diǎn)亮一遍，如此不斷重復(fù)。雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但由于顯示器具有余輝效應(yīng)，而人眼又具有視覺(jué)惰性，所以看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮效果完全一樣。 動(dòng)態(tài)顯示方式中顯示器的亮度與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也跟 點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間有關(guān)。 調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度適中且較穩(wěn)定的顯示效果。 本文采用的是動(dòng)態(tài)顯示法，即 循環(huán)取值 000001， 000010， 000100，001000， 010000， 100000，每個(gè)值延時(shí) 來(lái)控制數(shù)碼管顯示。 圖 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示仿真圖 關(guān)去抖 如圖所示， 列線， 行線。列線通過(guò)上拉電阻連接到電源上，因此當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，各列線（ 均為高電平。當(dāng)行線（ 別輸出低電平時(shí)，有鍵按下，相應(yīng)的列線 會(huì)出現(xiàn)低電平。依據(jù)此原理， 整個(gè)鍵盤進(jìn)行掃描。所謂掃描，即 斷輪流對(duì)行線置低電平，然后檢查列線輸入狀態(tài)，確定按鍵情況。下一行掃描時(shí)，令 高電平， 低電平，再讀入 值。若 “ 1” ， “ 0” ，則 按下；若 “ 0” ， “ 1” ，則 按下；若 為“ 1” ，則證明按下的鍵不在該行，應(yīng)進(jìn)行下一行的掃描。 圖 關(guān)電路圖 如圖所示，在確定有鍵按下后，先把 為低電平， 為高電平，再讀入 值。若 “ 1” ， “ 0” ，則 按下；若 “ 0” ， “ 1” ，則 按下；若 為“ 1” ，則證明按下的鍵不在該行，應(yīng)進(jìn)行下一行的掃描。掃描鍵盤的時(shí)間很短，僅僅幾微秒；而按鍵時(shí)間一次至少需要幾十毫秒，所以只要有鍵按下，都能被掃描到。 按鍵按下時(shí)，有一定的抖動(dòng)時(shí)間。因此，在編制程序時(shí)，應(yīng)該用延時(shí)消除抖動(dòng)，以免產(chǎn)生多次按鍵錯(cuò)誤。按鍵實(shí)際就是一種常用的按鈕開(kāi)關(guān)，平時(shí)鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，按鍵被按下時(shí)，兩個(gè)觸點(diǎn)閉合。由于鍵盤上的按鍵都是利用機(jī)械觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵的閉合和釋放。由于彈性 作用的影響，機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開(kāi)瞬間均有抖動(dòng)過(guò)程，從而使鍵輸入電壓信號(hào)也出現(xiàn)抖動(dòng)。 21 圖 抖動(dòng)效果示意圖 如上圖所示，抖動(dòng)時(shí)間 長(zhǎng)短與機(jī)械特性有關(guān)，一般為 5～ 10 按鍵的穩(wěn)定閉合時(shí)間 操作人員的按鍵動(dòng)作所確定，一般為幾百毫秒至幾秒。為了保證系統(tǒng)對(duì)按鍵的一次閉合僅作一次鍵輸入處理，必須消抖處理。 一般可以用硬件或軟件的辦法來(lái)消抖，具體有如下方式： 是在第一次檢測(cè)到有鍵按下 時(shí)先不動(dòng)作，延時(shí)一段時(shí)間（一般為 10再次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)的確有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給 510延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入按鍵的處理程序。 本文采用的軟件消抖，延時(shí) 10 圖 開(kāi)關(guān)去抖仿真圖 22 第五章 智能家居的實(shí)現(xiàn) 能家居介紹 [4,10] 念及簡(jiǎn)介 智能家居是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?網(wǎng)絡(luò)通信 、 [1]信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居通過(guò) 物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、 [1]網(wǎng)絡(luò)家電以及三表抄送等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、 防盜報(bào)警 、以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。 智能家居是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，是住戶想享受快速網(wǎng)沖浪、便捷實(shí) 時(shí)的通訊、安全防范、豐富娛樂(lè)生活、便捷的生活家居管理 ,優(yōu)質(zhì)物業(yè)管理等智能化住宅所特有的生活方式，使忙碌一天的人們真正體會(huì)到智慧家?guī)?lái)的生活樂(lè)趣。 智能家居是一個(gè)居住環(huán)境，是以住宅為平臺(tái)安裝有 智能家居系統(tǒng) 的居住環(huán)境，實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過(guò)程就稱為智能家居集成。以住宅為平臺(tái)，利用有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通信技術(shù)、包括綜合布線系統(tǒng)，安全防范系統(tǒng)，背景樂(lè) /廣播系統(tǒng)，燈光窗簾控制系統(tǒng)，空調(diào) 制系統(tǒng)，以及家庭影院控制系統(tǒng)；將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。 智能家居集成是利用 綜合布線 技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、 安全防范技術(shù) 、自動(dòng)控制技術(shù)、 音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備集成。由于智能家居采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的不同，大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用 綜合布線 方式，但少數(shù)系統(tǒng)可能并不23 采用綜合布線技術(shù)，如 電力載波 ，不論哪一種情況，都一定有對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)完成所需的信號(hào)傳輸任務(wù)，因此網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是 智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一。 安全防范技術(shù) 是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，在小區(qū)及戶內(nèi)可視對(duì)講、家庭 監(jiān)控 、家庭防盜報(bào)警、與家庭有關(guān)的小區(qū) 一卡通 等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。 自動(dòng)控制技術(shù) 是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在智能家居控制中心 。 要功能 一、智能燈光控制 實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的智能管理，可以用遙控等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的遙控開(kāi)關(guān)，調(diào)光，全開(kāi)全關(guān)及 “ 會(huì)客、影院 ” 等多種一鍵式燈光場(chǎng)景效果的實(shí)現(xiàn)；并可用定時(shí)控制、電話遠(yuǎn)程控制、電腦本地及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制等多種控制方式實(shí)現(xiàn)功能， 從而達(dá)到智能照明的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 控制：就地控制、多點(diǎn)控制、遙控控制、區(qū)域控制等。 2） 安全：通過(guò)弱電控制強(qiáng)電方式，控制回路與負(fù)載回路分離。 3） 簡(jiǎn)單：智能燈光控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單靈活、安裝方便。 4） 靈活：根據(jù)環(huán)境及用戶需求的變化，只需做軟件修改設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)燈光布局的改變和功能擴(kuò)充。 二、智能電器控制 電器控制采用弱電控制強(qiáng)電方式，即安全又智能，可以用遙控、定時(shí)等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)在家里飲水機(jī)、插座、空調(diào)、地暖、投影機(jī)、新 風(fēng)系統(tǒng)等進(jìn)行智能控制，避免飲水機(jī)在夜晚反復(fù)加熱影響水質(zhì)，在外出是斷開(kāi)插排通電，避免電器發(fā)熱引發(fā)安全隱患；以及對(duì)空調(diào)地暖進(jìn)行定時(shí)或者遠(yuǎn)程控制，讓 到家后馬上享受舒適的溫度和新鮮的空氣。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 方便：就地控制、場(chǎng)景控制、遙控控制、電話電腦遠(yuǎn)程控制、手機(jī)控制等。 2） 控制：通過(guò)紅外或者協(xié)議信號(hào)控制方式，安全方便互補(bǔ)干擾。 3） 健康：通過(guò)智能檢測(cè)器，可以對(duì)家里的溫度、濕度、亮度進(jìn)行檢測(cè)，并驅(qū)動(dòng)電器設(shè)備自動(dòng)工作。 4） 安全：系統(tǒng)可以根據(jù)生活節(jié)奏自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉電路，避免不必要的浪費(fèi)和 電氣老化引起的火災(zāi)。 三、安防監(jiān)控系統(tǒng) 隨著人們居住環(huán)境的升級(jí)，人們?cè)絹?lái)越重視自己的個(gè)人安全和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)24 人、家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇增加，給城市的社會(huì)治安增加了新的難題，要保障小區(qū)的安全，防止偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)，人防的保安方式難以適應(yīng)我們的要求，智能安防已成為當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)己經(jīng)廣泛地存在于銀行、商場(chǎng)、車站和交通路口等公共場(chǎng)所，但實(shí)際的監(jiān)控任務(wù)仍需要較多的人工完成，而且現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常 只是錄制視頻圖像，提供的信息是沒(méi)有經(jīng)過(guò)解釋的視頻圖像，只能用作事后取證，沒(méi)有充分發(fā)揮監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和主動(dòng)性。為了能實(shí)時(shí)分析、跟蹤、判別監(jiān)控對(duì)象，并在異常事件發(fā)生時(shí)提示、上報(bào)，為政府部門、安全領(lǐng)域及時(shí)決策、正確行動(dòng)提供支持，視頻監(jiān)控的 “ 智能化 ” 就顯得尤為重要。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 安全：安防系統(tǒng)可以對(duì)陌生人入侵、煤氣泄漏、火災(zāi)等情況提前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知主人； 2） 單：操作非常簡(jiǎn)單可以通過(guò)遙控器或者門口控制器進(jìn)行布防或者撤防。 3） 用：視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以依靠安裝在室外的攝像機(jī)可以有效的阻止小偷進(jìn)一步行 動(dòng)，并且也可以在事后取證給警方提供有利證據(jù)。 四、智能背景音樂(lè) 家庭背景音樂(lè)是在公共背景音樂(lè)的基本原理基礎(chǔ)上結(jié)合家庭生活的特點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的新型背景音樂(lè)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在家庭任何一間房子里，比如花園、客廳、臥室、酒吧、廚房或衛(wèi)生間，可以將 腦等多種音源進(jìn)行系統(tǒng)組合讓每個(gè)房間都能聽(tīng)到美妙的背景音樂(lè)，音樂(lè)系統(tǒng)即可以美化空間，又起到很好的裝飾作用。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 傳統(tǒng)音樂(lè)不同，專業(yè)針對(duì)家庭進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.） 果：采用高保真雙聲道立體聲喇叭，音質(zhì)效果非常好。 3） 簡(jiǎn) 單：控制器人性化設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單，無(wú)論老人小孩都會(huì)操作。 4.） 便：人性化、主機(jī)隱蔽安裝，只需通過(guò)每個(gè)房間的控制器或者遙控器就可以控制。 五、智能視頻共享 六、可視對(duì)講系統(tǒng) 可視對(duì)講目前產(chǎn)品比較成熟，目前成熟案例隨處可見(jiàn)，這其中有大型聯(lián)網(wǎng)對(duì)講系統(tǒng)，也有單獨(dú)的對(duì)講系統(tǒng)，比如別墅用的，其中有分一拖一、二、三等；一般實(shí)現(xiàn)的功能是可以呼叫、可視、對(duì)講等功能，但是目前通過(guò) “ 品奇居 ” 的整合部已經(jīng)將很多不同平臺(tái)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，增強(qiáng)了整套系統(tǒng)控制部分的優(yōu)勢(shì)，讓25 室內(nèi)主機(jī)也可以控制家里的燈光和電器了。 七、家庭影 院系統(tǒng) 八、系統(tǒng)整合控制 其他功能 1)遠(yuǎn)程控 制 可以使用遙控器來(lái)控制家中燈光，熱水器，電動(dòng)窗簾，飲水機(jī)，空調(diào)等設(shè)備的開(kāi)啟和關(guān)閉；通過(guò)這支遙控器的顯示屏可以在一樓（或客廳）來(lái)查詢并顯示出二樓（或臥室）燈光電器的開(kāi)啟關(guān)閉狀態(tài)；同時(shí)這支遙控器還可以控制家中的紅外電器諸如：電視， 音響等紅外電器設(shè)備 ―― 萬(wàn)能遙控器。 2） 話遠(yuǎn)程控制 高加密（電話識(shí)別）多功能語(yǔ)音電話遠(yuǎn)程控制功能，當(dāng) 出差或著在家外邊辦事， 可以通過(guò)手機(jī)，固定電話來(lái)控制家中的空調(diào)和窗簾，燈光電器，使之提前為客戶制冷或制熱或進(jìn) 行開(kāi)啟和關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)手機(jī)或固定電話知道家中電路是否正常，各種家用電器（例如冰箱里的食物等），還可以得知室內(nèi)的空氣質(zhì)量（屋內(nèi)外可以安裝類似煙霧報(bào)警器的電器）從而控制窗戶和紫外線殺菌裝置進(jìn)行換氣或殺菌，此外根據(jù)外部天氣的優(yōu)劣適當(dāng)?shù)募訚裎輧?nèi)空氣和利用空調(diào)等設(shè)施對(duì)屋內(nèi)進(jìn)行升溫。主人不在家時(shí)，也可以通過(guò)手機(jī)或固定電話來(lái)自動(dòng)給花草澆水、寵物喂食等?？刂婆P室的柜櫥對(duì)衣物、鞋子、被褥等殺菌、晾曬等。 3）定 時(shí)控制 可以提前設(shè)定某些產(chǎn)品的自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間，如：電熱水器每天晚上 20:30 分自動(dòng)開(kāi)啟加熱， 23:30 分自動(dòng)斷電關(guān)閉，保證在享受熱水洗浴的同時(shí)，也帶來(lái)省電，舒適和時(shí)尚。當(dāng)然電動(dòng)窗簾的自動(dòng)開(kāi)啟關(guān)閉時(shí)間更不在話下。 文實(shí)現(xiàn)的功能 26 圖 實(shí)物電路圖 本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能家居控制主要目標(biāo)只鐘對(duì)燈光控制和窗簾控制，模版之間的通信采用有線。電路板左上一位數(shù)碼管分別表示 :左上亮 下亮 上亮 亮，右下亮 亮 動(dòng)控制燈和窗簾 單片機(jī)通過(guò)一個(gè)按鍵掃描程序 (見(jiàn)附錄 函數(shù) )不停掃描鍵盤開(kāi)關(guān)，當(dāng)窗簾和燈光開(kāi)關(guān)按下時(shí)單片機(jī)分別使要控制的窗簾和電燈端口輸出高電壓5V。從而打開(kāi)窗簾和燈光。當(dāng)開(kāi)關(guān)處于松開(kāi)時(shí)，單片機(jī)使輸出端口為低電平。實(shí)物演示如圖： 27 窗簾打開(kāi) 圖 簾打開(kāi) 時(shí)控制功能 本設(shè)計(jì)的單片機(jī)中有一個(gè)全天 24 小時(shí)計(jì)時(shí)程序。 (見(jiàn)附錄 函數(shù) )。在這個(gè)計(jì)時(shí)程序中，不是簡(jiǎn)單的采用機(jī)器時(shí)鐘計(jì)時(shí)。而是通過(guò)設(shè)置變量， 單片機(jī)每 1024 微秒一次中斷，一個(gè)變量自加 1024，當(dāng)變量大于 10000時(shí)，這個(gè)變量就自減 10000，同時(shí)另外一個(gè)變量自加 0000微秒即 1 毫秒，通過(guò)這種方式來(lái)減少時(shí)間誤差。而此形成全天 24 小時(shí)的計(jì)時(shí)。此后系統(tǒng)感知時(shí)間變量如 控制窗簾和燈光。 圖 上 7 點(diǎn)定時(shí)開(kāi)窗簾：左上亮 28 圖 18 點(diǎn)定時(shí)開(kāi)燈 2 和關(guān)窗簾：右下和左下亮 圖 23 點(diǎn)定時(shí)關(guān)燈 2：右下滅燈 間與外部響應(yīng)燈控制 燈 1 的控制，右上。在 7 到 18 點(diǎn)按下按鈕打不開(kāi)燈 1，在 18 點(diǎn)到第二天 7點(diǎn)按下按鈕才能開(kāi)燈 1。見(jiàn)附錄 函數(shù)。函數(shù)中的時(shí)間響應(yīng)變量在 7到 18 點(diǎn)中為 0，其他時(shí)間為 1，而來(lái)整合外部開(kāi)關(guān)來(lái)控制燈光。 圖 在不同時(shí)間點(diǎn)的開(kāi)燈效果 29 第六章 結(jié)論 本文從硬件電路到單片機(jī)控制器再到微處理器程序進(jìn)行了一系列的設(shè)計(jì)，最終將各模塊整合制作成電路板。各部分的設(shè)計(jì)都具有各自的特點(diǎn)，在硬件電路設(shè)計(jì)中需要的 是電工電子的理論和知識(shí)；系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)要求 C 語(yǔ)言編程能力；系統(tǒng)的調(diào)試則需要熟練應(yīng)用 發(fā)環(huán)境和 的使用。由此可見(jiàn)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了各方面的理論和知識(shí)，是對(duì)已學(xué)知識(shí)掌握程度的檢驗(yàn)以及對(duì)全新知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握能力的考驗(yàn)。 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我學(xué)到了很多，從理論到實(shí)踐，到真正做成東西，要去摸索很多，學(xué)習(xí)很多。也讓我明白實(shí)事求是，踏實(shí)認(rèn)真的工作精神的重要性。 在設(shè)計(jì)完成后，我覺(jué)得還可以做如下改進(jìn)： 1)程序代碼還可以更加精簡(jiǎn)，節(jié)省單片機(jī)內(nèi)存資源。如附錄上的程序代碼，所有變量都是全局變量， 可以將某些函數(shù)改為非空返回值函數(shù)，將函數(shù)變量設(shè)為局部變量，函數(shù)結(jié)束，局部變量清除，釋放內(nèi)存，如此可以節(jié)省單片機(jī)資源。 2)增加燈光和直流電機(jī)電路。由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)電流較小，無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室有的 和直流電機(jī)，在本設(shè)計(jì)采用了一個(gè)數(shù)碼管的四個(gè)燈表示窗簾開(kāi)關(guān)和燈光 1 和燈光 2。可改進(jìn)的方法是增加外部驅(qū)動(dòng)電路。 30 致 謝 在此論文完成之際，我要感謝多年來(lái)關(guān)心、幫助和支持我的人。 首先，我衷心感謝我的導(dǎo)師蔡本曉老師。本論文是在覃老師的精心指導(dǎo)下完成的，論文從選題到撰寫，自始自終都得到蔡本曉老師的深切關(guān) 懷和悉心指導(dǎo)。蔡本曉老師開(kāi)闊的視野，淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，通達(dá)的性格以及強(qiáng)烈的事業(yè)心，都對(duì)我產(chǎn)生了很大的影響，讓我受益非淺。在此，我向蔡本曉老師表示誠(chéng)摯的感謝和崇高的敬意！ 其次，在學(xué)習(xí)和完成論文的期間，我也得到了杭州電子科技大學(xué)理學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)和老師的關(guān)懷和幫助，在次表示衷心的感謝！ 最后，我還要感謝寢室里的同學(xué)和我的父母，他們?yōu)槲覡I(yíng)造了良好的氛圍，沒(méi)有他們的支持和鼓勵(lì)，我可能無(wú)法克服各種困難，順利完成學(xué)業(yè)。 31 參考文獻(xiàn) [1]李學(xué)海． — 基礎(chǔ)篇 [M]．