【正文】 化是很小的,可看做是常數(shù)。 (22)若將看成下始點(diǎn)的初始速度，則于是同樣，位移可以通過對(duì)速度積分得到 (23)那么門窗的相對(duì)位移用加速度傳感器測(cè)量位移的算法可簡(jiǎn)要表述為：將一個(gè)周期的加速度的測(cè)量值減去其平均值，令邊界條件為零，對(duì)修正后的加速度積分得到速度,將所求速度減去其平均值，令邊界條件為零，對(duì)修正后的速度積分即得到相對(duì)位移。并與一個(gè)高性能8 位單片機(jī)相連接。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。綜上所述，DHT11可以測(cè)量相對(duì)濕度和溫度，可以全部校準(zhǔn)，并且直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，此模塊具有卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，無需額外添加部件，可以實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)的信號(hào)傳輸距離，超低能耗，是四腳安裝的，可以完全實(shí)現(xiàn)互換。1℃精度177。超出建議的工作范圍可能導(dǎo)致高達(dá)3%RH的臨時(shí)性漂移信號(hào)。因此在測(cè)量濕度時(shí)，應(yīng)盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。DATA信號(hào)線材質(zhì)量會(huì)影響通訊距離和通訊質(zhì)量,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步，采用單總線數(shù)據(jù)格式，一次通訊時(shí)間4ms左右，數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分，具體格式在下面說明，當(dāng)前小數(shù)部分用于以后擴(kuò)展，現(xiàn)讀出為零。DHT11接收到主機(jī)的開始信號(hào)后,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束，然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào)。采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。圖28 數(shù)字0信號(hào)表示方法圖29 數(shù)字1信號(hào)表示方法測(cè)量分辨率分別為 8bit（溫度）、8bit（濕度）。 PT2262/2272是臺(tái)灣普城公司生產(chǎn)的一種CMOS工 藝制造的低功耗低價(jià)位通用編解碼電路，PT2262/2272最多可有12位(A0A11)三態(tài)地址端管腳(懸空，接高電平，接低電平)，任意組合可提供531441地址碼，PT2262最多可有6位(D0D5)數(shù)據(jù)端管腳，設(shè)定的地址碼和數(shù)據(jù)碼從17腳串行輸出，可用于無線遙控發(fā)射電路。圖210 PT2262 無線發(fā)射模塊2262無線發(fā)射模塊電路圖，該電路由A0……A5可以配置該芯片地址，當(dāng)2272的設(shè)置的地址與其相標(biāo)配時(shí)，才能接收到信號(hào)。圖212 PT2272 無線接收模塊設(shè)置地址碼的原則是：同一個(gè)系統(tǒng)地址碼必須一致；不同的系統(tǒng)可以依靠不同的地址碼加以區(qū)分。 AT89S52單片機(jī)模塊 AT89S52單片機(jī)概述單片機(jī)是把組成微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件，如中央處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以及串行通信接口電路等集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)的硬件簡(jiǎn)單，字長(zhǎng)一般為8位，也有16位的，存儲(chǔ)空間最小。單循環(huán)式，一般沒有操作系統(tǒng)?？垢蓴_能力強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍寬，在各種惡劣條件下都能可靠地工作，這是其它機(jī)型所無法比擬的。面向控制，能針對(duì)性地解決從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，從而獲得最佳性價(jià)比。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。使用哈佛結(jié)構(gòu)。為滿足不同的用戶要求，各公司競(jìng)相推出能滿足不同需要的產(chǎn)品。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。表23 P3口特殊功能口管腳I/O口備選功能10RXD(串行輸入口)11TXD（串行輸出口）12INT0（外部中斷0）13INT1（外部中斷1）14T0（記時(shí)器0外部輸入）15T1（記時(shí)器1外部輸入）16WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）17RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）：復(fù)位輸入。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。有了中斷系統(tǒng)，能使計(jì)算機(jī)的功能更強(qiáng)、效率更高、使用更加靈活方便。內(nèi)部中斷源有T0、TT2溢出中斷和串行口中斷源。下圖為中斷響應(yīng)過程中硬件自動(dòng)完成的流程圖，如果中斷響應(yīng)條件滿足，而且不存在中斷受阻，CPU將響應(yīng)中斷呢。 串口通信是計(jì)算機(jī)與外界交換信息的一種基本通信方式。 單片機(jī)接收數(shù)據(jù)的過程是：當(dāng)CPU允許接收（即SCON的REN位置“1”）且接收中斷標(biāo)志RI復(fù)位時(shí)，就啟動(dòng)一次接收過程。CPU在執(zhí)行寫SBUF指令的同時(shí)啟動(dòng)發(fā)送控制器開始發(fā)送數(shù)據(jù)，被發(fā)送的數(shù)據(jù)由TXD引腳串行輸出，首先輸出最低位，當(dāng)一幀數(shù)據(jù)發(fā)送完即發(fā)送緩沖器空時(shí)，CPU自動(dòng)將發(fā)送中斷標(biāo)志TI置1，當(dāng)軟件將TI復(fù)位時(shí)，同時(shí)又將下一個(gè)數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)緩沖器后，CPU再次重復(fù)上述過程直到數(shù)據(jù)發(fā)送完成。模塊有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三組的二類傳真、。作為TC35i的核心，基帶處理器主要處理GSM終端內(nèi)的語音、數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有的模塊和數(shù)字功能。TC35i 與GSM2/2 兼容、雙頻（GSM900/GSM1800）、RS232 數(shù)據(jù)接口，該模塊及射頻電路和基帶與一體，向用戶提供標(biāo)準(zhǔn)的AT 命令接口，為數(shù)據(jù)、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應(yīng)用開發(fā)及設(shè)計(jì)。AT+CMGR=n 為讀TC35i 模塊短消息數(shù)據(jù)，n 為短消息號(hào)。常用的AT指令我們將在軟件設(shè)計(jì)中詳細(xì)說明。（1）主程序。該模塊控制所有模塊的指示燈點(diǎn)亮以確定所有模塊都正常工作，同時(shí)對(duì)單片機(jī)內(nèi)部特殊寄存器進(jìn)行賦值，設(shè)置完畢后進(jìn)入主人在家狀態(tài)，只有當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后此模塊才會(huì)再次被調(diào)用。（4）延時(shí)和定時(shí)器模塊。（6）傳感器檢測(cè)模塊。（8）串口初始化和通信模塊。該模塊通過調(diào)用串口初始化和通信模塊與GSM模塊發(fā)送AT指令控制其發(fā)送短信。1978后，C語言已先后被移植到大、中、小及微型機(jī)上。C是高級(jí)語言。結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。具有各種各樣的數(shù)據(jù)類型，并引入了指針概念，可使程序效率更高。指針是C語言的一大特色，可以說是C語言優(yōu)于其它高級(jí)語言的一個(gè)重要原因。一般而言，C，C++，java被視為同一系的語言，它們長(zhǎng)期占據(jù)著程序使用榜的前三名。于是匯編語言亦稱為符號(hào)語言。但實(shí)際情況是Linux程序員有時(shí)還是需要使用匯編，或者不得不使用匯編，理由很簡(jiǎn)單：精簡(jiǎn)、高效和lib無關(guān)性。綜上所述，本設(shè)計(jì)使用的是C語言進(jìn)行程序的編寫。數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換：當(dāng)計(jì)算結(jié)果隱含著另外一種數(shù)據(jù)類型時(shí)，數(shù)據(jù)類型可以自動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如，將一個(gè)位變量賦給L：一個(gè)整型變量時(shí)，位型值自動(dòng)轉(zhuǎn)換為整型值，有符號(hào)變量的符號(hào)也能自動(dòng)進(jìn)行處理。+38指針13字節(jié)對(duì)象地址sbit1位0 或 1sfr1字節(jié)0～255sfr162字節(jié)0～6553551系列包括多種寄存器，其中一些具有特殊功能，如定時(shí)器，端口的控制寄存器等，為了能夠直接訪問這些寄存器，C51 編譯器提供了一種定義的自主形式，這是必要的，因?yàn)檫@些定義與標(biāo)準(zhǔn)C 語言是不兼容的?！?”號(hào)后的地址必須是常數(shù)，不允許帶有運(yùn)算符的表達(dá)式，這個(gè)常數(shù)表達(dá)式必須在特殊功能寄存器的地址范圍內(nèi)，位于0X80 到0XFF 之間。例如8052 的定時(shí)器2 就是這種情況，16 位聲明的語法與“sfr”相同，SFR 低地址部分必須作為sfr16 的地址。使用中斷服務(wù)函數(shù)的完整語法如下：返回值 函數(shù)名（[參數(shù)]）[模式][再入] interrupt n[using n]。其中TCON用于控制定時(shí)器/計(jì)算器的啟、停和外部中斷源的觸發(fā)方式以及存放定時(shí)器的溢出中斷標(biāo)志和外部中斷源的中斷請(qǐng)求標(biāo)志。這兩位也可作為程序查詢的標(biāo)志位，在查詢方式下應(yīng)由軟件來清“0”。當(dāng)外部中斷源有請(qǐng)求時(shí)，相應(yīng)的中斷標(biāo)志位由硬件置“1”。各個(gè)位的定義如下：表33 IE各位的定義D7D6D5D4D3D2D1D0EAET2ESET1EX1ET0EX0EA為CPU中斷允許控制位。ES=1,允許串行口接收和發(fā)送中斷；ES=0，禁止串行口中斷。EX1=1，允許外部中斷1中斷，否則禁止中斷。ET2為定時(shí)器2中斷允許控制位，僅用于52子系列單片機(jī)。特殊功能寄存器SCON用來存放串行口的控制和狀態(tài)信息。第9位數(shù)字是SCON中的T8，這位數(shù)據(jù)可由用戶安排，在這里我設(shè)定為奇偶校驗(yàn)位。當(dāng)單片機(jī)調(diào)用加速度信息子模塊時(shí)，首先發(fā)出讀加速度信號(hào)，7455進(jìn)行初始化并把自身的地址和單片機(jī)發(fā)出的地址相比較，如果符合即反饋應(yīng)答信號(hào)，單片機(jī)分別發(fā)出X、Y、Z軸地址采集不同軸上的加速度信息，7455按相應(yīng)的地址發(fā)送信息，單片機(jī)收到信息后進(jìn)行校驗(yàn)，并返回加速度數(shù)據(jù)的返回值，退出調(diào)用。作為一個(gè)專利的控制總線，IIC已經(jīng)成為世界性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。基本的IIC總線規(guī)范于20年前發(fā)布，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高為100Kbits/s，采用7位尋址。它使得IIC總線能夠支持現(xiàn)有以及將來的高速串行傳輸應(yīng)用，例如EEPROM和Flash存儲(chǔ)器。SDA線上的數(shù)據(jù)在時(shí)鐘“高”期間必須是穩(wěn)定的，只有當(dāng)SCL線上的時(shí)鐘信號(hào)為低時(shí)，數(shù)據(jù)線上的“高”或“低”狀態(tài)才可以改變。與應(yīng)答對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘脈沖由主控制器產(chǎn)生，發(fā)送器在應(yīng)答期間必須下拉SDA線。當(dāng)主控器輸出一地址時(shí)，系統(tǒng)中的每一器件都將開始條件后的前7位地址和自己的地址進(jìn)行比較。其軟件的主要思路如下圖所示：圖35 液晶屏的軟件設(shè)計(jì) GSM模塊中的AT指令單片機(jī)與TC35 i的軟件接口通過AT指令完成,控制手機(jī)的短消息有關(guān)的AT指令有:A．單片機(jī)與TC35i模塊由串口建立連接：AT；：AT + CMGF = n, n = 0: PDU模式。由于不同的廠商對(duì)AT指令集的解釋代碼和響應(yīng)信息不一樣,所以單片機(jī)首先要確認(rèn)能否與GSM模塊建立起通信，一般用ATE指令完成此確認(rèn)；然后用AT + CMGF指令選定短消息的數(shù)據(jù)格式；在收到GSM模塊的正確回答后以AT指令完成讀出功能。圖36 短消息收發(fā)流程單片機(jī)讀取TC35i模塊的PDU 數(shù)據(jù)時(shí)，原始數(shù)據(jù)應(yīng)該是16進(jìn)制數(shù)，但讀回的數(shù)據(jù)仍然是ASCII表示的16進(jìn)制數(shù)。單片機(jī)接收到PDU 數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)后，必須將其恢復(fù)成16 進(jìn)制數(shù)據(jù)，其算法如下：設(shè)a 為接收的ASCII 碼，b為轉(zhuǎn)換后的16進(jìn)制數(shù)。例如，如果TC35i模塊應(yīng)答的PDU 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為50，而實(shí)際向單片機(jī)傳送的16 進(jìn)制數(shù)據(jù)為59 字節(jié)，ASCII碼為259字節(jié)，所以單片機(jī)必須按259個(gè)字節(jié)接收PDU 數(shù)據(jù)。由于本設(shè)計(jì)采用的都是數(shù)字傳感器，通訊方式是串行通信模式，故本系統(tǒng)的調(diào)試過程基本上是程序的調(diào)試。加速度單位為g。在讀取X軸的數(shù)據(jù)后，需要將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)手冊(cè)上的值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將每一位轉(zhuǎn)化成字符型的值放到數(shù)組中，通過1602液晶的控制字送到屏幕上顯示。由于當(dāng)EA為高電平時(shí)，單片機(jī)先訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng)尋址范圍超出內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的最大尋址空間時(shí)，就自動(dòng)跳向外部程序存儲(chǔ)器。在這里利用的是GSM發(fā)短信和打電話的功能，對(duì)GSM模塊的控制是通過單片機(jī)和GSM進(jìn)行串口通信，通過串口通信發(fā)送AT指令給GSM，GSM進(jìn)會(huì)按照相應(yīng)的指令進(jìn)行工作。否則數(shù)據(jù)不能正常傳輸，也達(dá)不到預(yù)期的效果。12M的頻率進(jìn)行串行通信不容易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的波特率，比如9600，4800等。IIC通信為串行通信，可通過一個(gè)時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線讀取加速度傳感器內(nèi)的數(shù)據(jù)。按照這個(gè)方法送到顯示屏上顯示，顯示單位為g，可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。在采集的過程中，加速度值是帶有符號(hào)的，在相加的過程中如果出現(xiàn)來回的抖動(dòng)，有符號(hào)的只想加加速度值就會(huì)變小，甚至最終導(dǎo)致和位移為0。在調(diào)試過程總最容易忽略，最容易犯錯(cuò)的就是單片機(jī)最小系統(tǒng)和傳感器共地的問題，如果不共地，單片機(jī)讀取的數(shù)據(jù)就有錯(cuò)誤，只有共地后才有了統(tǒng)一的電平參考標(biāo)準(zhǔn)，才能正確的傳輸數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)上一般不會(huì)忽略這個(gè)問題，但是在調(diào)試過程中由于接線等問題，經(jīng)常會(huì)忘了共地而對(duì)調(diào)試帶來很大的麻煩。DHT11接收到主機(jī)的開始信號(hào)后,等待主機(jī)開始信號(hào)結(jié)束，然后調(diào)用一個(gè)80us低電平響應(yīng)信號(hào)。圖45 火災(zāi)報(bào)警短信在連接好電路后，向DHT11哈氣，觀察液晶屏上濕度值是否增加，以此來判斷DHT11是否能實(shí)現(xiàn)對(duì)濕度信息采集的功能。中國(guó)經(jīng)濟(jì)經(jīng)過30 年的高速發(fā)展，居民的生活水平和消費(fèi)能力有了很大提高，新需求的增長(zhǎng)以及信息化對(duì)人們傳統(tǒng)生活的改變，讓許多人尤其是先富起來的一部分人，對(duì)智能家居的需求日益強(qiáng)烈。然而對(duì)于家居生活中存在的安全隱患，本設(shè)計(jì)并沒有做到十分全面，例如：關(guān)于甲醛等有害氣體檢測(cè)、管道泄漏情況檢測(cè)、電路安全狀況的監(jiān)測(cè)等，都沒有涉及，因此本系統(tǒng)還有很大的擴(kuò)展空間。既要易于使用，又要易于安裝和維護(hù)，還要有利于擴(kuò)張和升級(jí)，還要考慮與其他系統(tǒng)的集成和信息共享，還要關(guān)注計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)系統(tǒng)帶來的影響。例如：在烈日炎炎的夏日，當(dāng)主人準(zhǔn)備回家時(shí)可查看家中溫度，如果超過了主人需求的溫度，則可通過手機(jī)直接和家中安裝的GSM模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線連接，進(jìn)一步可控制空調(diào)的開放和關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)對(duì)家中溫度的調(diào)節(jié)，這樣當(dāng)主人到家時(shí)立刻就能享受到家中的溫馨清涼。從開始接到課題，到找資料初步了解課題內(nèi)容，然后收集硬件資料，畫電路圖，到程序編寫，軟件的分段調(diào)試和不斷修改完善的過程中，學(xué)到的不僅是對(duì)課題本身的研究，更重要的是學(xué)到了如何處理問題和解決問題的思路和方法