智能家居畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、精品文檔摘 要智能家居系統(tǒng)采用電子傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息傳輸技術(shù)，對(duì)用戶提供全方位 的服務(wù)，同時(shí)對(duì)住房內(nèi)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。它包括家庭內(nèi)部信息傳輸系統(tǒng)、家庭 報(bào)警、顯示系統(tǒng)及智能傳感/執(zhí)行設(shè)備等幾個(gè)部分。本文所做的智能家居控制系統(tǒng)包括室內(nèi)信息智能監(jiān)控功能、輸入與實(shí)時(shí)顯示功能、 智能報(bào)警和通訊報(bào)警等。本文將整個(gè)系統(tǒng)分為主機(jī)部分和分機(jī)部分，以AT89C5俾片機(jī) 為主控器件，兩部分之間通過無線通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主機(jī)部分是系統(tǒng)的核心部分，通過鍵盤輸入模塊對(duì)系統(tǒng)溫濕度的進(jìn)行初始化設(shè)置， 并利用LCD顯示模塊對(duì)室內(nèi)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，本部分還具有溫濕度控制和煤氣閥開關(guān) 控制的功能，對(duì)于異常情況，

2、系統(tǒng)可通過聲光報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警提示，情形嚴(yán)重的可通 過電話撥號(hào)模塊通知用戶、物業(yè)或相關(guān)部門。分機(jī)部分是系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)部分，主要是通過溫濕度傳感器、氣體傳感器和煙霧傳感器 對(duì)室內(nèi)信號(hào)進(jìn)行采集，并通過無線通訊模塊PTR800cB信息傳送給主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的 智能控制。通過本文的研究，使得整個(gè)智能家居控制系統(tǒng)得到了進(jìn)一步完善！關(guān)鍵詞：AT89C51 ;智能控制；傳感器；無線通訊1歡迎下載精品文檔AbstractIntelligent home system uses electronic sensing technology, computer technology and information tr

3、ansfer technology to provide a full range of services, and at the same time to monitor the situation of housing and realtime management. It includes family information transmission systems, home alarm, display system and intelligent sensor / equipment such as the implementation of several parts.The

4、intelligent home control system made in this article including an indoor information intelligent monitoring, input and display real-time, intelligent alarm and communications alarm. It is divided into host part and extension part, and make the AT89C51 single-chip as the main control unit, the two pa

5、rts exchange data for each other through the wireless communication module.The host part is the core of the system, initialize the temperature and humidity settings through the keyboard input module of the system, and use the LCD display module for the real-time display of indoor situation, this par

6、t also have the control functions for temperature, humidity and gas valve switch, for anomalies, the systemalso can alarm bysound and light alarmmodule. For the serious situation, the system also can inform the users, property or related sectors by telephone dial-up module.Extension is the monitorin

7、g part ofthe system, it collect the indoorsignal through temperature and humidity sensors, gas sensors and smoke sensors, and transport the information to the host through wireless communication module PTR8000 , to achieve Intelligent control of home.Through the study of this article, the entire int

8、elligent home control system has been further improved!2歡迎下載精品文檔Key Words : AT89C51; Intelligent Control; Sensor; Wireless communication3歡迎下載精品文檔 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 摘要1 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document Abstract 2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 引言

9、1 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 1緒論2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 研究智能家居的意義2 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 國內(nèi)外智能家居的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2國內(nèi)外智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀 2智能家居的發(fā)展趨勢(shì)3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 2智能家居控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) 5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document AT89C51II片機(jī)5 H

10、YPERLINK l bookmark18 o Current Document 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)6 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 3硬件設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 主機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)7可編程并行I/O 口的擴(kuò)展 7鍵盤接口電路設(shè)計(jì)8液晶顯小模塊8聲光報(bào)警11自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)11電磁閥控制模塊的設(shè)計(jì)13溫濕度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 14 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 分機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 15A/D轉(zhuǎn)換芯片15溫濕度傳感器SHT11

11、 17氣體傳感器18煙霧傳感器20 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 主機(jī)與分機(jī)通訊部分 21 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 電源模塊的設(shè)計(jì)22 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)234歡迎下載精品文檔 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 軟件開發(fā)環(huán)境的介紹23 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 主機(jī)系

12、統(tǒng)部分的軟件設(shè)計(jì) 23鍵盤輸入模塊的軟件設(shè)計(jì) 24LCD液晶顯示模塊程序設(shè)計(jì) 25MT8888的軟件設(shè)計(jì) 27 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 分機(jī)系統(tǒng)的軟件29溫濕度檢測(cè)模塊的軟件設(shè)計(jì)29氣體檢測(cè)32分機(jī)數(shù)據(jù)傳輸 33 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document NRF90就線通訊的軟件設(shè)計(jì) 33 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 5系統(tǒng)的抗干擾能力設(shè)計(jì)36 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 單片機(jī)系統(tǒng)

13、硬件的抗干擾36 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 單片機(jī)系統(tǒng)軟件的抗干擾 36 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 結(jié) 論38 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 參考文獻(xiàn)39 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 附錄A主機(jī)部分電氣原理圖 41 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 附錄B分機(jī)部分電氣原理圖 42 HYPERLINK l bookmark5

14、6 o Current Document 附錄C主機(jī)部分主流程圖 43附錄D分機(jī)部分主流程圖 44 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 附錄E部分初始化源程序45致 謝5歡迎下載精品文檔引 言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求正在從追 求居室空間寬大和裝飾豪華向著追求品味、安全、舒適、便捷和智能方向發(fā)展。單個(gè)家 用電器的自動(dòng)化已不能完全滿足人們的需求，家電網(wǎng)絡(luò)化就成為必然的趨勢(shì)，于是智能 家居、智能住宅、數(shù)字家園網(wǎng)絡(luò)化住宅、家庭網(wǎng)絡(luò)、數(shù)碼家庭等概念在國內(nèi)外被廣泛提 出，各種新技術(shù)在家庭智能化系統(tǒng)中不斷得到應(yīng)用。近幾年

15、來，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和廠商已經(jīng)意識(shí)到家庭安全的重要性，把智能家居作為 一個(gè)極其重要的方向來考慮，并紛紛投入技術(shù)力量和資金對(duì)其進(jìn)行研究和產(chǎn)業(yè)化。通過 對(duì)智能家居的進(jìn)一步研究，達(dá)到對(duì)家庭的安全方面進(jìn)行智能控制的目的。本文所研究的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初 始化設(shè)置；對(duì)室內(nèi)溫濕度信號(hào)、煙霧信號(hào)和氣體信號(hào)的采集；并能夠?qū)κ覂?nèi)狀況進(jìn)行實(shí) 時(shí)顯示；具有對(duì)溫濕度智能控制和氣體泄漏智能控制功能；在異常情況下，能夠進(jìn)行聲 光報(bào)警和遠(yuǎn)程報(bào)警的功能。1歡迎下載精品文檔1緒論研究智能家居的意義隨著人們生活水平的不斷提高，人們不斷的對(duì)居住環(huán)境提出更高的要求，越來越注 重家庭生活中每個(gè)成員

16、的舒適、安全與便利，因此從市場(chǎng)需求的角度看，智能家居必然 是前景廣闊1?？v覽中國的智能家居市場(chǎng)，我覺得現(xiàn)在呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：沒有形成統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各大、中、小廠家各自為政，種類繁多且互不兼容的產(chǎn) 品充斥市場(chǎng)，形成春秋戰(zhàn)國時(shí)代諸侯爭霸的分割局面。廠家多集中在東部沿海地區(qū)，且沒有形成規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品銷量不大，與國外產(chǎn)品 相比品牌的影響力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。市場(chǎng)分布極不平均。沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和內(nèi)地大中城市的市場(chǎng)活躍，人們大多接受 智能家居的概念；北方和西部地區(qū)則遜色許多，但是市場(chǎng)潛力巨大。隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)的穩(wěn)中有升，新樓盤的火爆開發(fā)，房地產(chǎn)開發(fā)商和投資商日益重視 智能家居的廣泛應(yīng)用。實(shí)際生活當(dāng)中的家居智能化

17、與理想的智能化差距甚大。隨著未來幾十年的蓬勃發(fā)展，將使智能化家具系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。對(duì)于智能化 家具的研究，將在理論上推動(dòng)智能化技術(shù)在家具領(lǐng)域的縱深發(fā)展，并為各類智能化家具 新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供一定理論依據(jù)，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，大大豐富并 充實(shí)了家具系統(tǒng)理論。到目前為止，國內(nèi)外尚未有學(xué)者進(jìn)行智能化家具的系統(tǒng)研究，因 此以此作為主要研究內(nèi)容具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。國內(nèi)外智能家居的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)國內(nèi)外智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀人類在追求高度物質(zhì)文明的同時(shí)，更加追求環(huán)境綠色化、生活信息化。安全、舒 適、方便、現(xiàn)代的家居環(huán)境已成為21世紀(jì)居家生活的象征。進(jìn)入21世紀(jì)，日新月異 的現(xiàn)代科技的力量，打破了

18、傳統(tǒng)的時(shí)空界限，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和層出不窮的信息技術(shù)，改變 了人類的生產(chǎn)、生活方式，科技正以超乎想象的速度深刻地影響著人類的思維模式和生 存狀態(tài)。住宅作為人類生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，必將受到信息技術(shù)的沖擊和影響，傳統(tǒng)住宅己 不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)其使用功能及其所能提供的環(huán)境的更高要求，未來住宅應(yīng)是高科技 與傳統(tǒng)技術(shù)的有機(jī)融合體：不僅功能齊全、居住舒適、使用方便，而且安全節(jié)能，有益 人類健康和自然生態(tài)環(huán)境20目前，智能技術(shù)在家具行業(yè)中已經(jīng)得到初步應(yīng)用，一些智能化家具的雛形或前期產(chǎn) 品己經(jīng)出現(xiàn)。國外，如愛爾蘭的蘭開斯特大學(xué)與蘇黎世、德國、瑞典及芬蘭等學(xué)府合2歡迎下載精品文檔作，開發(fā)了一系列“智能家具”。用“智能沙發(fā)

19、”可以開啟電視機(jī)、激活電話錄音機(jī)， 還可以認(rèn)出是誰坐在沙發(fā)上，懂得說歡迎辭，甚至根據(jù)輸入的程序自動(dòng)喚醒躺在特定位 置的病人。“智能書架”會(huì)在負(fù)荷過重時(shí)做出投訴“智能藥品柜”會(huì)在藥物過期時(shí)發(fā)出 警告。美國紐約現(xiàn)代博物館展館中央放著一張智能化桌子，里面裝了多個(gè)芯片及多個(gè)網(wǎng) 絡(luò)接入點(diǎn)，通過感應(yīng)手的動(dòng)作，控制有信息裝置的特定物體。德國烏爾姆大學(xué)的一個(gè)研 究小組研制出了一種智能輪椅，它是通過一個(gè)高度發(fā)達(dá)的導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，這一系統(tǒng)利 用它的傳感器和激光儀連續(xù)不斷地搜索其周圍的障礙物，利用一個(gè)小型計(jì)算機(jī)分析出如 何選擇穿過人群的路線。這種輪椅能自動(dòng)穿過擁擠的火車站大廳，而不會(huì)與人相撞。我國在智能化家具方面也

20、作了一些初步探索，有些先進(jìn)家具企業(yè)也開發(fā)了一些簡單 的智能化家具產(chǎn)品。智能化家具必然是世紀(jì)發(fā)展的趨勢(shì)。例如，深圳市大富豪實(shí)業(yè)發(fā)展 有限公司，正以“富之島？小狗第一”的旗幟在國內(nèi)率先推出了智能嬰兒床，能在嬰兒 尿床時(shí)立即發(fā)出溫馨警報(bào)、能夠定時(shí)自動(dòng)彈起的懶漢床、能夠接受聲音指令的智能按摩 床、能教人化妝的梳妝臺(tái)等等眾多新款智能家具。這些家具之所以具有智能，除了傳感 器和硬件控制電路以外，單片機(jī)發(fā)揮了大腦指揮作用?？傊?，我國的家具智能化水平還處在起步和嘗試階段，具體表現(xiàn)在基礎(chǔ)比較薄弱、 技術(shù)含量低等方面。國內(nèi)家具智能化的研究僅僅停留在概要性論述和一些簡單產(chǎn)品開發(fā) 的層面上，缺乏系統(tǒng)的理論研究，有待于

21、進(jìn)一步開發(fā)設(shè)計(jì)。智能家居的發(fā)展趨勢(shì)我們都知道，智能家居目前已取得了初步的成功，但是離“智能化”還有很長的距 離，智能家居的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)方向：.網(wǎng)絡(luò)化每一個(gè)大大小小的家電都有固定的網(wǎng)絡(luò)地址，可以隨時(shí)控制，網(wǎng)絡(luò)化是信息技術(shù)、 通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是智能家居的一個(gè)重要條件。.智能化、人性化隨著人工智能的不斷發(fā)展和機(jī)器人的出現(xiàn)，使得智能化不再是一個(gè)神話，智能化是 智能控制發(fā)展的必然趨勢(shì)。因此，家居的智能化也必然向智能化方向發(fā)展；智能家居是 IT技術(shù)（特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)）、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)）向傳統(tǒng)家電產(chǎn)業(yè)滲透發(fā)展的必然結(jié) 果。智能化應(yīng)服務(wù)于人們的生活，因此應(yīng)更全面、更富有人性化，因

22、此也是智能家居未 來的一個(gè)發(fā)展方向。.節(jié)能環(huán)保智能化的本質(zhì)之一是降低成本和提高效率，節(jié)能是降低成本的關(guān)鍵技術(shù)；綠色、環(huán) 保、節(jié)能將成為未來家居的重要考核指標(biāo)，甚至是首要考慮因素。在住宅實(shí)現(xiàn)了基本智 能化后，綠色生態(tài)住宅成為必然的追求目標(biāo)。提高生活環(huán)境的質(zhì)量，這些也是其未來發(fā) 展必須考慮的因素。3歡迎下載精品文檔. 一體化家居智能化需滿足自動(dòng)化管理、安全防范監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、對(duì)講呼叫、設(shè)備監(jiān)控等 內(nèi)容，把它們智能化功能集成，從而降低成本，也是未來發(fā)展的一個(gè)方向。.規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化由于智能家居發(fā)展較晚，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還在制定之中，規(guī) 范化、標(biāo)準(zhǔn)化是智能家居快速發(fā)展，走入國際市場(chǎng)的必

23、由之路。.成本低廉化4歡迎下載精品文檔2智能家居控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)2.1 AT89C5隼片機(jī)1.AT89C51單片機(jī)簡介本系統(tǒng)采用由美國ATME公司生產(chǎn)的低電壓、高性能的CMOS的AT89C51單片 機(jī)，AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器(FPEROMFalshProgrammable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能 CMOS8微處理 器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。由于將多功能8位 CPUf口閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATME的AT89C5促一種高效微控制器34。引腳 排列如圖2.1所示。P

24、10VccP11P00P12P01P13P02P14P03P15P04P16P05P17P06RSTP07RXD/P3.0EA-TXD /P3.1ALEIN T0/P3.2PSENINT1/P3.3P27T0/P3.4P26T1/P3.5P25WR7P3.6P24RD7P3.7P23XTA L0P22XTA L1P21VssP20圖2.1 AT89C51弓唧圖2.AT89C51單片機(jī)的主要特性4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定128X 8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5歡迎下載精品文檔5個(gè)中

25、斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路2.2系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)智能家居控制系統(tǒng)主要是在家庭安全方面起到智能控制的目的，本系統(tǒng)分為主機(jī)部 分和分機(jī)部分。系統(tǒng)的整體框圖如圖2.2。主機(jī)部分首先可以通過鍵盤輸入模塊對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置；其次，通過通訊模塊 實(shí)現(xiàn)與分機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸；然后，主控元件對(duì)接收到的數(shù)據(jù)通過 LCD顯示模塊進(jìn)行實(shí) 時(shí)顯示，使室內(nèi)情況一目了然；對(duì)于需要控制的情況可通過溫濕度控制模塊和煤氣閥開 關(guān)進(jìn)行控制；對(duì)于危險(xiǎn)的情況也可以通過聲光報(bào)警模塊和遠(yuǎn)程報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)報(bào)警。分機(jī)部分是系統(tǒng)的執(zhí)行部分，其功能主要是對(duì)室內(nèi)的安防進(jìn)行監(jiān)控，首先是對(duì)溫濕 度傳感器、氣體傳感器以

26、及煙霧傳感器對(duì)室內(nèi)的溫濕度、氣體以及煙霧等信號(hào)進(jìn)行采集 并作出判斷，然后通過通訊模塊將檢測(cè)的結(jié)果傳送與主機(jī)系統(tǒng)。主機(jī)和分機(jī)之間采用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行通訊，這樣可以省去傳統(tǒng)的在家居內(nèi)走線 的弊端，從而具有低成本和組網(wǎng)方便的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)選用射頻技術(shù)，因其具有省電、可 靠、低成本、時(shí)延短等優(yōu)點(diǎn)。通訊模塊分機(jī)溫濕度檢測(cè)煙霧檢測(cè)燃?xì)忾_關(guān)控制溫濕度控制鍵盤輸入 模塊LCDS 示模塊聲光報(bào)警撥號(hào)報(bào)警圖2.2系統(tǒng)整體框序6歡迎下載精品文檔3硬件設(shè)計(jì)正確可行的硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)智能家居系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)和主要部分。一個(gè)好的可靠的 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，應(yīng)該能夠在系統(tǒng)分析時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)功能目標(biāo)的確定。另一方面，硬件設(shè)計(jì)的 同時(shí)要考慮到與

27、軟件開發(fā)相協(xié)調(diào)的問題，在保證軟件設(shè)計(jì)正確和簡明的同時(shí)，也必須考 慮到該硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件開發(fā)的可行性和難度。主機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主機(jī)系統(tǒng)主要部件有主控器件AT89C51鍵盤輸入模塊、LCD液晶顯示器、報(bào)警系 統(tǒng)和無線通訊模塊等。當(dāng)家庭內(nèi)發(fā)生危險(xiǎn)情況時(shí)，系統(tǒng)不僅能及時(shí)的做出聲光報(bào)警警戒 人們，而且還具有對(duì)外通訊的功能，以此通知有關(guān)部門。所以系統(tǒng)對(duì)報(bào)警系統(tǒng)分為聲光 報(bào)警和自動(dòng)報(bào)警兩部分?？紤]到主控器件的I/O接口數(shù)量的限制，所以主機(jī)部分采用可 編程并行I/O擴(kuò)展芯片8255Ax寸I/O接口進(jìn)行擴(kuò)展，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)。可編程并行I/O 口的擴(kuò)展在本系統(tǒng)中，8255A的A。A1端分別接地址鎖存器

28、74LS373的地址線的QQ Q1, CS與單片機(jī)的P2.0相連，數(shù)據(jù)線和P0 口相連，讀寫線和單片機(jī)的對(duì)應(yīng)讀寫線相連， 這樣 8255A 的口地址為：A: 0A00H B 口: 0A01H C 口: 0A02Hl 控制: 0A03H 8255A與單片機(jī)的接線圖如下圖3.1所示5。,P10VccP11P00P12P01P13P02P14P03. P15P04-P16P05P17P06RSTP07RXD/P3.0EATXD/P3.1ALE INT0/P3.2PSENINT1 /P3.3P27T0/P3.4P26T1/P3.5P25-WR/P3.6P24RD/P3.7P23 XTAL0P22 XT

29、AL1P21-VssP20AT8 9C51P03P01P02P04P05P06P07P00P01P02P03P04P05P06P07,A0Q0,A1Q1,A2Q2A3Q3,A4Q4,A5Q5,A6Q6A7Q7 ALE74LS373, AY0.BCY3, G3Y5G2Y6G1Y774LS138P00，D0PA0，D1PA1.D2PA2D3PA3，D4PA4，D5PA5，D6PA6D7PA7PB0, A0PB1PB2A1PB3PB4PB5, WRPB6PB7-rdPC0PC1CSPC2PC3RSTPC4PC5PC6PC7P01*P02P03 P04、P05P06、P07WRRDRST8255A圖3

30、.1 8255A與單片機(jī)的接線圖7歡迎下載精品文檔鍵盤接口電路設(shè)計(jì)鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)關(guān)鍵部件，它能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令 等功能，是人機(jī)對(duì)話不可缺少的輸入方式之一。主機(jī)部分一共包含了 18個(gè)鍵，其中包 括一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位按鍵、一個(gè)由T1中斷實(shí)現(xiàn)的鍵盤啟動(dòng)鍵、10個(gè)數(shù)字鍵和5個(gè)功能鍵， 其余的按鍵無效。5個(gè)功能鍵分別是：確認(rèn)鍵、退出鍵、溫度設(shè)定鍵、濕度設(shè)定鍵、火 災(zāi)報(bào)警快捷鍵。在此我們采用4M鍵盤，鍵盤與8255的PAD、PB 口低四位相連， 8255A的PA 口作輸入，PB口的低四位作輸出。矩陣的4條列線接到輸出端口 B的低四 位PB0-PB3用程序能改變這4條列線上的電平。4條

31、行線連到輸入端口 A的PA0- PA3 4條列線同時(shí)接到輸入端口 A的PA4-PA7上，這樣，用輸入指令讀取 A 口狀態(tài) 時(shí)，可同時(shí)讀取鍵盤的行列信號(hào)。鍵盤接口電路如圖3.2所示。圖3.2 鍵盤接口電路液晶顯小模塊本系統(tǒng)采用的顯示模塊是 LCM128645Z K中文液晶顯示模塊LCM128645ZK勺字型 ROMJ含8192個(gè)16*16點(diǎn)中文字型和128個(gè)16*8半寬的字母符號(hào)字型；另外繪圖顯示 畫面提供一個(gè)64*256點(diǎn)的繪圖區(qū)域GDRAM而且內(nèi)含CGRAMI供4組軟件可編程的 16*16點(diǎn)陣造字功能。電源操作范圍寬 2.7V-5.5V,低功耗設(shè)計(jì)可滿足產(chǎn)品的省電要8歡迎下載精品文檔求；同時(shí)

32、與單片機(jī)等微控器的接口界面靈活（三種模式：并行8位/4位，串行3線/2 線）。中文液晶顯示模塊具有上/下/左/右移動(dòng)當(dāng)前顯示屏幕及消除屏幕的命令，具有光 標(biāo)顯示/閃爍控制命令及關(guān)閉顯示命令。預(yù)留多種控制線（復(fù)位/用并選擇/亮度調(diào)整） 供用戶靈活使用。LCM128645ZK弓I腳說明如表3.1。表 3.1 LCM128645ZK勺弓|腳引腳名稱方向說明1GNDx地2VCCx邏輯電壓*3V0XLCD5度調(diào)整，外接電阻端4RS(CS)I選擇寄存器（并行）0 :指令寄存器1 :數(shù)據(jù)寄存器片選（串行）0:禁止 1:允許5R/W(SID)I讀寫控制腳（并行）0 :寫入1 :讀 輸入申行數(shù)據(jù)（申行）6E(S

33、CLK)I讀寫數(shù)據(jù)啟始腳（并行）輸入用行脈沖（用行）7DB0I/O數(shù)據(jù)線08DB1I/O數(shù)據(jù)線19DB2I/O數(shù)據(jù)線210DB3I/O數(shù)據(jù)線311DB4I/O數(shù)據(jù)線412DB5I/O數(shù)據(jù)線513DB6I/O數(shù)據(jù)線614DB7I/O數(shù)據(jù)線7*15PSBI控制界面 0 :串行，1:并行8/4位16NCx未用續(xù)表3.1 LCM128645ZK勺弓|腳*17/RSTI復(fù)位信號(hào)，低有效*18VRXLCD5度調(diào)整，外接電阻端19LED+X背光正極20LED-X背光負(fù)極9歡迎下載精品文檔LCM128645ZK有兩種傳輸模式：并行傳輸模式和串行傳輸模式。.并行接口數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)PSB卻接高電時(shí)(模塊背面S/P的短

34、路電阻在“P側(cè)),模塊將進(jìn)入并行傳輸 模式；在并行傳輸模式下， 可由指令位(DL FLAG來選擇8-BIT或4-BIT接口， 主控制系統(tǒng)將配合(RS RW E, DB0.DB7)來完成傳輸動(dòng)作。在4-BIT傳輸模式中，每一個(gè)八位的指令或資料都將被分為二組：較高 4位 (DB7DB4)J資料將會(huì)被放在第一組的(DB7DB卷B分，而較低4位(DB3DB0)：資料則 會(huì)被放在第二組的(DB7DB4JB分，至于相關(guān)的另四位則在4-位傳輸模式中DB3DB6 面未使用。.申行接口數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)PSB腳接低電位(模塊背面S/P的短路電阻在“ S側(cè))，模塊將進(jìn)入串行模 式；在串行模式下將使用二條傳輸線作用行資料的

35、傳送，主控制系統(tǒng)將配合傳輸同步時(shí) 鐘(SCLK)f接收串行數(shù)據(jù)線(SID),來完成用行傳輸?shù)膭?dòng)作。本系統(tǒng)對(duì)LCM128645ZK用串行輸入模式，這樣可以節(jié)約系統(tǒng)的I/O引腳，簡化系 統(tǒng)的復(fù)雜性，使系統(tǒng)清晰易懂。在串行輸入模式下，LCM128645ZKT主機(jī)的連接主要占 用三個(gè)引腳，為合理利用系統(tǒng)I/O 口，在此將LCM128645ZK片選端與74LS138的Y3 腳相連，實(shí)現(xiàn)片選。將 SCLK和SID分別與 AT89C51單片機(jī)的 P2& P27相連， LCM128645ZK主機(jī)的連接圖如圖3.3。P10VccP11P00P12P01P13P02P14P03P15P04P16P05P17P06

36、RSTP07RXD/P3.0EATXD/P3.1ALEINT0/P3.2PSENINT1/P3.3P27T0/P3.4P26T1/P3.5P25WRP3.6P24RD/P3.7P23XTAL0P22XTAL1P21VssP20AT89C51ABCG3G2G1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7oo口口DDOQ一74LS138圖 3.3 LCM128645ZKW AT89C5酌連線圖1次迎F載精品文檔3.1.4聲光報(bào)警本系統(tǒng)中所涉及的聲光報(bào)警電路是由一個(gè)蜂鳴器與四個(gè)不同顏色的小燈組成。其中蜂鳴器連接在擴(kuò)展I/O 口的PA口的PA0位上，可以根據(jù)不同情況（火災(zāi)、氣體泄漏等異常情況），從PA0位輸出發(fā)出

37、不同頻率的電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警；三個(gè)光報(bào)警小燈與 D0 PA0PA 口的PA1DPA4章位相連，綠燈表示鍵盤設(shè)置指示、紅燈表示火災(zāi)報(bào)警、黃燈表示氣體泄漏報(bào)警。D3光低簿電路與8255A的連接圖如圖3.4。D5 PA5D6 PA6圖3.4聲光報(bào)警連線圖3.1.5自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)智能家居的最終目的都是為“滿足人們對(duì)安全、舒適、方便、高效和符合綠色環(huán)境 保護(hù)的需求”，其中“方便”要求家庭內(nèi)部系統(tǒng)能夠通過家庭對(duì)外接口，實(shí)現(xiàn)家庭外部 的通訊。家庭對(duì)外通信模塊在智能家居系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色。具體來講，該模塊的功能是提供一個(gè)家庭內(nèi)部與外部的通信鏈路，通信的內(nèi)容是數(shù)據(jù)信息或指令信 息，常用的通信媒介有電話

38、、GSMInternet等。電話比Internet更具有普及性和方便性，這是中國國情，國內(nèi)信息家電的發(fā)展落 后于歐美發(fā)達(dá)國家，家庭中信息家電的數(shù)量少，無需Internet提供的寬帶數(shù)據(jù)通信鏈 路?，F(xiàn)階段家庭內(nèi)部智能化方面的需求主要是開關(guān)家庭設(shè)備，例如電燈、窗簾。因此， 在智能家居的遠(yuǎn)程通訊方面，電話通信具有更高的優(yōu)越性。綜上所述，本文選擇電話作 為智能家居外部通信的方式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自動(dòng)撥號(hào)電路可根據(jù)不同的危情，通過電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥打用戶事先 設(shè)定的電話號(hào)碼（手機(jī)、固話等），對(duì)所指定的機(jī)構(gòu)或人員發(fā)出求救信號(hào)，使救援人員采 取相應(yīng)措施來制止事故。本系統(tǒng)在此方面的主要功能如下。報(bào)警優(yōu)先功能：主機(jī)與

39、用戶電話機(jī)共用一條電話線，非報(bào)警時(shí)，不影響電話的正常 使用，電話機(jī)的正常使用不影響也不干擾主機(jī)報(bào)警。主機(jī)報(bào)警時(shí)，優(yōu)先撥打報(bào)警電話。1飲迎F載精品文檔自動(dòng)撥號(hào)功能：當(dāng)主機(jī)接收到報(bào)警信號(hào)后，可自動(dòng)撥打預(yù)存的1-6組電話或手機(jī)號(hào) 碼，每組11位數(shù)。自動(dòng)探測(cè)通話狀態(tài)：報(bào)警時(shí)自動(dòng)探測(cè)對(duì)方電話機(jī)的使用狀態(tài)，若對(duì)方為占線或響鈴 后無人接，則保留跳過，等待下一輪續(xù)撥。本電話自動(dòng)撥號(hào)電路采用MT888兆片設(shè)計(jì)10:MT8888是采用CMOS：藝生產(chǎn)的DTM胎號(hào)收發(fā)一體集成電路，它的發(fā)送部分采用 信號(hào)失真小、頻率穩(wěn)定性高的開關(guān)電容式D/A變換器，可發(fā)出16種雙音多頻DTM聆 號(hào)。接收部分用于完成DTMFB號(hào)的接收

40、、分離和譯碼，并以4位并行二進(jìn)制碼的方式 輸出。MT8888芯片集成度高、功耗低，可調(diào)整雙音頻模式的占空比，能自動(dòng)抑制撥號(hào) 音和調(diào)整信號(hào)增益，還帶有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)總線，可與TTL電平兼容，并可方便地進(jìn)行編程 控制。MT8888ff腳排歹如圖3.5所示。IN+VCCIN-GSVSSVREFST/OTESTOSC1OSC2D3D2TONED1D0WERD-IRQ/CPCSRS0-Q 二圖3.5 MT8888引腳圖MT888&I腳功能說明：IN+:運(yùn)放正相輸入端IN-:運(yùn)放反相輸入端GS運(yùn)放輸出端VREF基準(zhǔn)電壓輸出端，電壓值為VCC/2WR寫控制端，低電平有效，與TTL兼容CS片選端，低電平有效RS0

41、:存儲(chǔ)器選擇輸入端，與TTL兼容RD:讀控制端，低電平有效，與TTL兼容IRQ/CP:中斷信號(hào)請(qǐng)求端Dg D3:數(shù)據(jù)總線，在CS=H RD=1時(shí)，處于高阻狀態(tài)，與TTL電平兼容EST:初始控制輸出端ST/GT:控制輸入/時(shí)間檢測(cè)輸出1冬迎F載精品文檔VCC: +5V電源端MT8888提供了與Intel微處理器相連的接口，以對(duì)其發(fā)送、接收和工作模式進(jìn)行 控制。在電話自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)中，MT8888f AT89C51的接口電品&參見圖3.6。它的接收部 分采用單端輸入，由RQ R1和C2組成，其輸入電壓增益為R1/R0=1,通過改變R1可 調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的增益。它的發(fā)送部分由 C3 R& C4和XTAL

42、2構(gòu)成，其中XTAL2為 3.5795MHz的晶體振蕩器，負(fù)責(zé)產(chǎn)生全部16種標(biāo)準(zhǔn)雙音信號(hào)。它的控制部分由R4 C6 構(gòu)成。另外，由于IRQ /CP端為開源輸出，故要用上拉電阻R5,與單片機(jī)P2.4腳相 連，用于監(jiān)測(cè)計(jì)數(shù)電話回路中信號(hào)音的方波個(gè)數(shù)。C3為去耦電容。DTMF IN和DTMFOUTf電話接口電路相連。DO-D3f單片機(jī)白數(shù)據(jù)線P0.0-P0.3相連，完成數(shù)據(jù)的傳輸 和控制命令的輸入，狀態(tài)的讀出等。WR RD引腳分別與單片機(jī)的同名引腳相連，以對(duì) 該信芯片的讀寫進(jìn)行控制。CS為片選線，74LS138譯碼器的Y4腳相連。RSO弓I腳完成 對(duì)該芯片內(nèi)部寄存器的選擇，與P2.5相連。P10Vcc