【正文】 室內(nèi)主機(jī)也可以控制家里的燈光和電器了。 優(yōu)點(diǎn)： 1） 傳統(tǒng)音樂不同，專業(yè)針對(duì)家庭進(jìn)行設(shè)計(jì)。 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)單可以通過遙控器或者門口控制器進(jìn)行布防或者撤防。 4） 安全：系統(tǒng)可以根據(jù)生活節(jié)奏自動(dòng)開啟或關(guān)閉電路，避免不必要的浪費(fèi)和電氣老化引起的火災(zāi)。 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） 控制：就地控制、多點(diǎn)控制、遙控控制、區(qū)域控 制等。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)可能并不杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 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。 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)淼纳顦啡ぁ? 本文采用的軟件消抖，延時(shí) 10ms。 按鍵的穩(wěn)定閉合時(shí)間 t2 由操作人員的按鍵動(dòng)作所確定，一般為幾百毫秒至幾秒。按鍵實(shí)際就是一種常用的按鈕開關(guān)，平時(shí)鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，按鍵被按下時(shí)，兩個(gè)觸點(diǎn)閉合。若 B5 為“ 1” ， B4 為“ 0” ，則 S10 鍵按下；若 B5 為“ 0” ， B4 為“ 1” ，則 S9 鍵按下；若 B4 、 B5 皆為“ 1” ，則證明 按下的鍵不在該行，應(yīng)進(jìn)行下一行的掃描。所謂掃描，即 CPU 不斷輪流對(duì)行線置低電平，然后檢查列線輸入狀態(tài)，確定按鍵情況。 圖 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示仿真圖 開關(guān)去抖 如圖所示， B B5 為列線， B B2 為行線。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)，而人眼又具有視覺惰性，所以看起來與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮效果完全一樣。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。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 靜態(tài)數(shù)碼管圖 由于使用的 PIC16F877端口資源少，采用靜態(tài)顯示是 6位數(shù)碼管只能顯示相同的數(shù)字。這里所指的 8 位端口可以直接采用并行 I/O 口（ PIC16F877 的 PORTB、 PORTC 和 PORTD），也可以采用擴(kuò)展的串行輸入 /并行輸出移位寄存器，如 74HC595 。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。reg。 5) 在觀察窗口中查看變量。 MPLAB IDE 提 供 以 下 功 能 ： 1) 使 用 內(nèi) 置 編 輯 器 創(chuàng) 建 和 編 輯 源 代 碼 。reg。 支持單片機(jī)匯編語言的編輯 /編譯 /源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶 805 AVR、 PIC 的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境 (如 IAR、 Keil 和 Hitech)結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試； PIC 單片機(jī)編程工具 MPLAB MPLAB IDE 簡(jiǎn)介： 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 MPLAB 集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）是綜合的編輯器、項(xiàng)目管理器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，適用于使用 Microchip 的 PICmicroamp。 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 。 超過 35000 個(gè)仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的 SPICE 文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件 。 智能的器件搜索：通過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 。總之該軟件是一款集單片機(jī)和 SPICE 分析于一身的仿真軟件 ，功能極其強(qiáng)大。 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)。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。 2. 4 PIC16F877 基本電路 PIC 振蕩頻率電路 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)， PIC16F877 振蕩頻率 最高可到 20MHz；在圖 1 中，振蕩電路接于Pin13(OSC1/CLKIN)與 Pin14(OSC2/CLKOUT)，而振蕩電路有以下四種形式： 1)LP：使用低功率振蕩晶體 (Low Power Crystal) 2)XT：使用振蕩器 ∕ 諧振器 (Crystal/Resonator) 3)HS：使用高速振蕩器 (High Speed Crystal/Resonator) 4)RC：使用電阻 ∕ 電容 (Resister/Capacitor) 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 PIC 內(nèi)部電路說明如圖 6 所示。 PIC 單片機(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。 3)PORTC :PORTC 總共有 8 個(gè)位 (RC0~RC7)，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 CCP（直流馬達(dá)控制）、 I2C、 SPI（同步串行通訊電路）、 UART（異步串行傳輸電路）等等。作并行口對(duì) TTL 輸入，作 I/O 口時(shí)為斯密特輸入。 12) TX/CK：異步通信發(fā)送端 /SCI 同步傳輸?shù)臅r(shí)鐘端。 10) CCP：捕捉 /比較 /脈寬調(diào)制等功能端。 7) T1OSO： TMR1 的振蕩輸出端。 3) OSC2/CLKOUT：振蕩器晶體輸出端，在晶體振蕩方式接晶體，在 RC 方式輸出 OSC1 頻率的 1/4 信號(hào) CLKOUT。其中 MCLR 為低電平時(shí)，對(duì)芯片復(fù)位。 PIC16F877 內(nèi)部的外圍模塊還包括捕捉 /比較脈沖調(diào)制 CCP1 和 CCP2,通用同步 /異步收發(fā)器 USART，主同步串行端口 MSSP，并行從動(dòng)端口 PSP。TIMER0,TIMER2 是 8 位寬的可編程定時(shí)器， TIMER1 是 16 位寬的可編程定時(shí)。 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。由于意外原因，一旦 CPU 跑到正常程序之外而出現(xiàn)死機(jī)， WDT 將強(qiáng)行把 CPU 復(fù)位，使其返回正常運(yùn)行狀態(tài)。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。具有 8X13 的獨(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。它 只有地址碼，在物理上不是一個(gè)真正的寄存器。程序存貯器是由閃存貯器（ FLASH）構(gòu)成的，由程序計(jì)數(shù)器 PC 尋址。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。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。不過，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱 PC 機(jī)。一個(gè)可視化高級(jí)語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 PC 的硬盤來講沒什么，可是對(duì)于單片機(jī)來講是不能接受的。 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。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。 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。 單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroler），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。通過對(duì)硬件電路和軟件程序來實(shí)現(xiàn)智能家居中燈光與窗簾的定時(shí)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。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 30 8 參考文獻(xiàn) 14 4 仿真軟件使用 13 MPLAB 13 PROTE 9 PIC16F877 基本電路 5 PIC16F877 簡(jiǎn)介 4 2 硬件 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。 本文應(yīng)用了 PIC 單片機(jī)作為控制器對(duì)智能家居控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 PIC 單片機(jī)（ Peripheral Interface Controller）是一種用來開發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路（ IC）。通過單片機(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)按照模擬情景打開合作關(guān)閉窗簾和燈光；并且通過單片機(jī)感應(yīng)當(dāng)前時(shí)間來綜合控制燈光。 Proteus 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 目錄 1 引言 6 PIC16F977 的輸入輸出端口 10 3 軟件 19 5 智能家居的實(shí)現(xiàn) 29 7 致謝導(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)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，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，這些都離不開單片機(jī)。這個(gè)智能化家庭生活用一個(gè)手持無線遙控器、墻上開關(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)間的窗簾開關(guān)控制。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，開關(guān)響應(yīng)程序等。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。 INTEL 的 Z80 是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。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 12 部單片機(jī)。我們現(xiàn)在用的排煙罩、 VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影！ ......它主要是作為控制部分的核心部件。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó) 50 年代開發(fā)的 74系列，或者 60 年代的 CD4000 系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB 板！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)匯編語言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語言已經(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)沒有家用計(jì)算機(jī)那樣的 CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。 可以說，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。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）?，F(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。 PIC16F877簡(jiǎn)介 PIC16F877