【正文】 的產(chǎn)品。 指導(dǎo)思想 本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于C語(yǔ)言。 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況智能家居在國(guó)內(nèi)早已經(jīng)不是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，處于一個(gè)導(dǎo)入期與成長(zhǎng)期的臨界點(diǎn)，大眾市場(chǎng)的消費(fèi)觀念還未完全形成，但隨著智能家居市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者推廣的進(jìn)一步實(shí)施，引導(dǎo)消費(fèi)者的消費(fèi)方向和新產(chǎn)品的使用等措施的應(yīng)用，智能家居市場(chǎng)的的活躍只是時(shí)間的問(wèn)題?；赟TM32的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒 論 1 選題背景 1 課題意義 1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 1 指導(dǎo)思想 2第2章 開(kāi)發(fā)工具與MCU簡(jiǎn)介 3 STM32F10XX 3 KEIL MDK 5第3章 總體分析與設(shè)計(jì) 7 方案分析 7 整體系統(tǒng)方案分析 7 數(shù)據(jù)采集方案設(shè)計(jì) 8 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案分析 8 顯示方案分析 10 功能設(shè)計(jì) 10第4章 詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 12 界面設(shè)計(jì) 12 原理圖設(shè)計(jì) 13 數(shù)據(jù)采集模塊 14 溫濕度傳感器模塊 15 煙霧傳感模塊 16 液晶顯示電路設(shè)計(jì) 17 報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 19 時(shí)鐘模塊 20 業(yè)務(wù)處理模塊設(shè)計(jì) 22 界面顯示任務(wù) 22 AD采樣及數(shù)據(jù)處理 23 煙霧傳感器 28 溫濕度傳感器 30 燈光控制與光照檢測(cè) 32第5章 結(jié)果分析 36 硬件設(shè)計(jì)的結(jié)果分析 36 溫濕度模塊的分析 36 光照模塊的分析 36 煙霧檢測(cè) 37 硬件綜合測(cè)試 37 軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果分析 38結(jié) 論 39致 謝 40參考文獻(xiàn) 41附 錄 422 第1章 緒 論 選題背景進(jìn)入21世紀(jì)，人們的生活節(jié)奏越來(lái)越快，生活壓力也越來(lái)越大，家成為人們最溫馨的地方，人們對(duì)待自己最溫暖舒適的家庭環(huán)境要求也隨之在不斷提高，如今的人們?cè)绨送砦宓墓ぷ?，上?jí)的壓力，父母長(zhǎng)輩的壓力，同事之間盲目的攀比等等，早已經(jīng)將當(dāng)代人壓的喘難以呼吸，人們似乎已經(jīng)注意到了家是自己的避風(fēng)港，家居生活得到了人們的廣泛關(guān)注，如今電子行業(yè)的發(fā)展速度飛漲，智能產(chǎn)品橫飛，先進(jìn)的科技與人們想要的智能家居生活擦出了美麗的火花智能家居，時(shí)光荏苒，轉(zhuǎn)眼間，智能家居從出現(xiàn)到現(xiàn)如今經(jīng)歷了幾十年的漫長(zhǎng)發(fā)展逐步走向成熟，安全，智能，方便的家居生活得到了廣大普通百姓的認(rèn)可，從企業(yè)到個(gè)人都無(wú)時(shí)無(wú)刻與它發(fā)生著親密關(guān)系，人們已經(jīng)清楚的看到，智能家居的發(fā)展已成必然，他的騰飛亦不可阻擋。如今智能家居至今在中國(guó)已經(jīng)歷了近13年的發(fā)展，從人們剛開(kāi)始的夢(mèng)想，到今天真真正正的走進(jìn)我們的生活，經(jīng)歷了一個(gè)反復(fù)曲折路。使用Keil4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用現(xiàn)已經(jīng)技術(shù)成熟的器材，以保障系統(tǒng)正常安全使用、質(zhì)量性能好、穩(wěn)定。 圖21 STM32F10XX功能框圖內(nèi)核：32位mcu處理器，頻率為72MHz，采用單周期乘法，不容易受外部設(shè)備電流影響，穩(wěn)定性更好。CPU時(shí)鐘具有校準(zhǔn)功能，由的32kHz的晶振單獨(dú)完成。快速I(mǎi)/O端口：所有的端口都可以鏈接到個(gè)外部中斷。相較傳統(tǒng)的嵌入式處理器多一個(gè)嵌入式ARM內(nèi)核，使其兼容性更加強(qiáng)悍，不僅對(duì)編程軟件還是與單片機(jī)相關(guān)的工具都是一次技術(shù)上的統(tǒng)一，與此同時(shí)提高了代碼處理效率，運(yùn)行，調(diào)試更加高效。當(dāng)外部線上出現(xiàn)長(zhǎng)度超過(guò)內(nèi)部時(shí)鐘周期的脈沖時(shí)，EXTI便馬上能檢測(cè)到是由外部的信號(hào)在申請(qǐng)中斷。外部模擬電壓用于ADC，復(fù)位模塊，RC和PLL，在VDD范圍之內(nèi)，VSSA和VDDA必須相應(yīng)連接到VSS和VDD才可以。使用Keil 來(lái)開(kāi)發(fā)嵌入式軟件，大致有以下幾個(gè)步驟：1. 創(chuàng)建一個(gè)project，選擇芯片，并進(jìn)行一些必要的配置信息2. 編寫(xiě)C 源文件3. 編譯工作代碼4. 修改源程序中的錯(cuò)誤5. 下載程序調(diào)試uVision4 開(kāi)發(fā)環(huán)境如下我們可以做到編輯，編譯，項(xiàng)目管理等多個(gè)程序調(diào)試步驟，窗口設(shè)計(jì)合理，出錯(cuò)顯示更加清晰，方便程序的調(diào)試。STM32FX 系列的MCU從功能上來(lái)說(shuō)更具吸引力，尤其是STM32F103VCT6這款MCU，片內(nèi)外設(shè)相當(dāng)豐富，3 個(gè)12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器、2 通道12 位D/A 轉(zhuǎn)換器、12通道DMA 控制器、80個(gè)快速I(mǎi)/O 端口、8 個(gè)定時(shí)器、多達(dá)13 個(gè)通信界面。它有18個(gè)通道用來(lái)傳遞信息數(shù)據(jù)，可以測(cè)量16個(gè)外部信號(hào)和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)。2)具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。然而，對(duì)于MCU自帶的ADC模塊，其工作性能并不差。 根據(jù)用途進(jìn)行分類(lèi)，STM32片內(nèi)的閃存分成兩部分：主存儲(chǔ)部分、信息塊部分。 關(guān)于ISP與IAP而IAP只是更新程序的一部分，用的是電器廠開(kāi)發(fā)的IAP引導(dǎo)程序。 主存儲(chǔ)塊不僅可以全部擦除，重新寫(xiě)入，也可以對(duì)其中的一頁(yè)或者幾頁(yè)進(jìn)行刪除，重新寫(xiě)入的操作。 3．選擇出所要擦除的頁(yè)碼地址，盡行擦出準(zhǔn)備。 3．設(shè)置寄存器的STRT位為1。 6．做驗(yàn)證。 3．在指定的地址寫(xiě)入要編程的半字，切記不要輸入其他的數(shù)字。 功能設(shè)計(jì)智能家居設(shè)備可以同時(shí)檢測(cè)三個(gè)不同區(qū)域的氣體濃度，三個(gè)地方溫濕度情況，三個(gè)地域光照強(qiáng)度并且控制燈光，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)的報(bào)警功能，采用整屏顯示模式。例如電源輸入，輸出負(fù)載接口等等。重點(diǎn)的模塊、信號(hào)和器件，應(yīng)該用標(biāo)簽標(biāo)注清楚，接線清楚,接口也要標(biāo)注清楚，如果有條件可以用PCB畫(huà)板技術(shù)。用于特別表示的文字，或者標(biāo)簽，為了更好的區(qū)分可以不同的用不同的顏色區(qū)分，例如器件用紅色，接口用黃色等等。int ge,shi,bai。a++) {write_(0x80+a)。rd=0。put_str(4,ge)。)。write_date(39。retry100){retry++。if(DHT11_DQ_IN)return 1。} return dat。*temp=buf[2]。 }u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times){u32 temp_val=0。if(!adcx1){adcx1=adcx。為了節(jié)約IO口采用串行方式設(shè)計(jì)電路電路圖設(shè)計(jì)如圖47下：圖47 液晶顯示電路設(shè)計(jì)圖液晶初始化程序：void SendByte(unsigned char dat){unsigned char i。delay(10)。 SendByte(0xF8)。}void WriteDataLCD(unsigned char dat){CS_H。SendByte((datamp。= 0x0F。break。 X amp。 case 4:X|=0X98。X amp。 case 4:X|=0X98。WriteCommandLCD(0x30,1)。CLK_L。 CS_L。//低四位CS_L。0x0F)4)。SendCMD(0x80)。++ptr。這幾個(gè)寄存器介紹如下：1. 秒寄存器（81h、80h）的第7位是時(shí)鐘暫停標(biāo)志（CH）。2. 串口已經(jīng)配置完畢，不需要在配置，只要配置好普通的I/O口即可。2. 在DMA_CMARx 寄存器中設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址。2℃ VC：177。 開(kāi)始 主機(jī)拉低延時(shí)18us總線上拉阻拉高主機(jī)延時(shí)40us從機(jī)是否響應(yīng)信號(hào) 從機(jī)發(fā)出80us低電平 從機(jī)發(fā)出80us高電平 讀出數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)檢驗(yàn) N Y Y 結(jié)束圖415 溫濕度傳感器讀取數(shù)據(jù)流程圖 燈光控制與光照檢測(cè)光照檢測(cè)部分：光敏電阻又稱(chēng)光敏電阻器或光導(dǎo)管，常見(jiàn)的材質(zhì)為硫、硒、鉍和鋁。 輸出信號(hào)保持 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化有無(wú)人體紅外信號(hào) 輸出亮燈信號(hào)延時(shí)時(shí)間調(diào)整 延時(shí)調(diào)整信號(hào)延時(shí)時(shí)間保持到 輸出滅燈信號(hào)輸出沒(méi)等信號(hào)光線是否充足 N Y 圖416 光敏電阻工作流程圖燈光控制部分：在燈光控制部分比較主要的是繼電器的工作原理和使用方法，繼電器其實(shí)就是一個(gè)較復(fù)雜的開(kāi)關(guān)，常見(jiàn)的繼電器有五個(gè)引腳，其中的兩個(gè)引腳用來(lái)和電源的正負(fù)極接通，作為外設(shè)的工作電壓，另外三個(gè)引腳組成一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)，與控制模塊相連接，其工作原理是，通電線圈產(chǎn)生磁吸引力，致使繼電器吸合達(dá)到電控繼電器的效果。所以也可以實(shí)現(xiàn)高精度的采集。在該指導(dǎo)思想下，設(shè)計(jì)出測(cè)試方法，第一部分是報(bào)警的測(cè)試，第二部分是單一功能中兼容報(bào)警的測(cè)試。在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，首先要完成的是工作電路的設(shè)計(jì)，接下來(lái)就是程序流程圖的設(shè)計(jì)和任務(wù)分配的設(shè)計(jì)。 //初始化KEY0,KEY1 上拉輸入 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE)。 u8 temperature。 //串口初始化為9600 Adc_Init()。 } printf(DHT11 OK)。 while(1)。 u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)。 //模擬輸入引腳 GPIO_Init(GPIOA, amp。 //ADC數(shù)據(jù)右對(duì)齊 = 1。ADC_InitStructure)。 ADC_DeInit(ADC1)。//Copyright(C) 廣州市星翼電子科技有限公司 20092019//All rights reserved ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// //初始化ADC//這里我們僅以規(guī)則通道為例//我們默認(rèn)將開(kāi)啟通道0~3 void Adc_Init(void){ ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure。 if(!adcx1) { adcx1=adcx。temperature,amp。 //LED端口初始化 //KEY_Init()。 u16 adcx。//PE2~4 = GPIO_Mode_IPU。通過(guò)對(duì)本次手持氣體檢測(cè)儀的研究，使我對(duì)STM32單片機(jī)的原理結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)時(shí)鐘、定時(shí)器、中斷服務(wù)、ADC模塊、USART模塊有了深刻的理解，同時(shí)也對(duì)μC/OSII操作系統(tǒng)的多任務(wù)處理機(jī)制有了一定的理解。 軟件設(shè)計(jì)的結(jié)果分析表41 黑盒測(cè)試輸入等價(jià)類(lèi)有效等價(jià)類(lèi)無(wú)效等價(jià)類(lèi)控制輸入⑴指令開(kāi)始E1⑵指令結(jié)尾EE⑶24位二進(jìn)制⑷指令開(kāi)始不為E1⑸指令結(jié)尾不為EE⑹小于24位二進(jìn)制⑺大于24位二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出⑻輸出開(kāi)始CD⑼輸出結(jié)尾ED⑽24位二進(jìn)制⑾輸出開(kāi)始不為CD⑿輸出結(jié)尾不為ED⒀小于24位二進(jìn)制⒁大于24位二進(jìn)制1） 設(shè)計(jì)測(cè)試用例，以便覆蓋所有的有效等價(jià)類(lèi)在表中列出的有效等價(jià)類(lèi)有效等價(jià)類(lèi) ⑴⑵⑶ ⑻⑼⑽ 測(cè)試數(shù)據(jù)雨量部分采集能達(dá)到小數(shù)后5位數(shù)據(jù)，完全滿(mǎn)足小數(shù)后兩位的要求如圖42。第5章 結(jié)果分析 硬件設(shè)計(jì)的結(jié)果分析 溫濕度模塊的分析溫濕度模塊采用目前市場(chǎng)上精度較高的DHT11傳感器，該傳感器采集精度高，抗干擾能力強(qiáng)。從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。5%Vh：177。3. 在DMA_CNDTRx 寄存器中設(shè)置傳輸?shù)臄?shù)據(jù)值。5. 每間隔一秒打刷新一次數(shù)據(jù)。2. 小時(shí)寄存器（85h、84h）的第6位是DS1302的運(yùn)行模式；分為12小時(shí)模式和24小時(shí)模式。電路主要采用發(fā)光二極管以及保護(hù)電阻組成，達(dá)到對(duì)流過(guò)發(fā)光二極管進(jìn)行限流保護(hù)。}void display(unsigned char x_add,unsigned char *ptr){SendCMD(x_add)。} void initlcm(void){CS_L。}void SendDat(unsigned char dat){CS_H。CLK_L。 //顯示清屏WriteCommandLCD(0x34,1)。 WriteCommandLCD(0x06,1)。}WriteCommandLCD(X, 0)。 //限制X不能大于16，Y不能大于1