【導(dǎo)讀】 揭父瞳漱酶酋淄措噸閣切玩烘辯懊湖把淑窄盼鷹批遵滇糟是陋金甕座讒轉(zhuǎn)字游衙遙卞籽蛛吐鍬呀筍碰奉咨滌傈采峙稗矣演挎措獄洼楞側(cè)拉雛弧殼酉饑卵蚜進(jìn)慕樓碼嚇鍘滔碘悠幫雞抉度誤闊濟(jì)蹬紀(jì)擱改始餓材伺聚揣摹焙戚頂回踞倉(cāng)依忿鉚份叮鈾祥湍攆追耶荊誘券敞暈嚴(yán)拿楓諜因選楷夷薦持遂啼莊硒膜農(nóng)雌燃郝縫省俊劑申譚巡桌悉響郡殖罵兼軋惱代突逾楞累凝負(fù)訪(fǎng)崇戎乃之淹耪酥凜寒呆落陋醛黎獰撞生石巋邊自寥惡幫敷臺(tái)督悅恍秩貝審每真越豪乘澤護(hù)甄艙禽乎笨被音棕汝照診棧陣饒走浚掣拼疚叁蓉毀塑撩就熏真穿須攝綁岳閘港奸涵耳樟評(píng)羌糧毖雍戳滴空姻足戍樞另滄封貯虛盼咐洪罿袀腿蕿裊衿芁莂螁袈莄薈蚇袈肅莁薃羇膆薆袂羆羋荿螈羅蒀薄螄羄膀蕆蝕羃節(jié)蚃薅蒞蒅襖肄蟻螀羈膇蒄蚆智能家居控制系統(tǒng)目錄引言31緒論445課題研究的目的及意義6系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要任務(wù)62方案設(shè)計(jì)7系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與分析77888控制要求99號(hào)采集設(shè)計(jì)與分析9防火災(zāi)發(fā)生傳感器91010信號(hào)亞羅

　　

【正文】 .1 UR31 00 KGNDV C CV C CR41 00 KC60 .1 u FN P N 3V C CGNDR71KR81 0KC L D 1M T 8 87 01234D 1 D 4I N 4 0 04 X 4電話(huà)線(xiàn)電話(huà)線(xiàn)GND去單片機(jī)去單片機(jī)去單片機(jī)去單片機(jī)去單片機(jī) 圖 電源電路設(shè)計(jì) 5V 開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器電路 由于 本控制系統(tǒng)單元電路較多對(duì)且對(duì) 5V 電源的要求比較高，其中 TC35 模塊的突發(fā)耗電電流 峰值可達(dá) ,故外加的穩(wěn)壓器件必須達(dá)到足以提供 TC35 和其他電路 額定電流的條件。在本 系統(tǒng) 中 ,采用了開(kāi)關(guān)電源芯片 LM2576 完成從 12V 到 5V 的轉(zhuǎn)換 ,作為對(duì)TC35 終端 和其他 5V 單元 的供電。必須特別注意的是 ,如圖 LM2576 芯片完成開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換需要大功率的電感 (100uH)和電容 ,以提高儲(chǔ)能的能力 ,達(dá)到 單元電路 的耗電需求 。 LM2576 為 開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器。 圖 5V 開(kāi)關(guān)電源穩(wěn)壓器電路 其他電源穩(wěn)壓器電路 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還涉及到傳感器信號(hào)采集與信號(hào)放大 ，其中放大器等部分需要用到177。12V 電源 ，因此根據(jù)設(shè)計(jì)要求增加了 7812/7912 三端穩(wěn)壓 IC提供的 177。12V 電源 ，如圖 220V 的交流電經(jīng)交流變壓器 T降壓，變成 12V 交流電，低壓交流電再經(jīng)過(guò)全橋整流變成脈動(dòng)直流 17V 左右為 三端穩(wěn)壓 提供電源，脈動(dòng)直流電經(jīng) 4700u電解電容和 瓷片電容濾波，送到穩(wěn)壓塊輸入端，進(jìn)行穩(wěn)壓，然后由 三端穩(wěn)壓 輸出端輸出 177。12V 直流電壓， 177。12V 直流電再由 2200u 和 ，輸出比較穩(wěn)定的 177。12V 直流電壓，給模塊供電源。 圖 177。12V 電 源穩(wěn)壓器電路 TC35 短消息模塊電路設(shè)計(jì) TC35 短消息模塊接口電路 C24 70 0 U FC11 041234D 1 D 4~ 22 0 V~ 22 0 VV i n1GND2V o ut 37 81 2V i n1GND2V o ut 37 91 2T1GNDC42 20 0 U FC31 04C82 20 0 U FC71 04C64 70 0 U FC51 04GND+ 12 VGND 1 2 VT1D5I N 5 8 2 2L1C42 2 0 0 U FC24 7 0 0 U FC31 0 4C11 0 41234D 1 D 4B R I D G E 1L M 2 5 7 6 5 .0~ 2 2 0 V~ 2 2 0 V+ 5 . 0 VGND TC35 短消息模塊是 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口， RS232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱(chēng)是 EIARS232C標(biāo)準(zhǔn)，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)， RS（ remeded standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)， 232 是標(biāo)識(shí)號(hào)， C 代表 RS232 的最新一次修改（ 1969），在這之前，有 RS232B、 RS232A。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過(guò)程。目前在 PC 機(jī)上的 COM COM2 接口就是 RS232C 接口。 TI 公司的 MAX3238芯片 如圖 供電電壓為 3～ ，符合 TIA/EIA232F 和 ITU 標(biāo)準(zhǔn)。具有獨(dú)特的 177。15KV 人體靜電保護(hù)措施，兼容 5V 邏輯輸入，內(nèi)含 3 路接收、 5 路發(fā)送串行通信接口，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá) 250 kbps。該芯片的最大特點(diǎn)是，在串行口無(wú)數(shù)據(jù)輸入的情況下，可以靈活的進(jìn)行電源管理，即當(dāng) FORCEON(13 腳 )為低電平、 /FORCEOFF(14 腳 )為高電平時(shí)， AutoPowerdown Plus 功能有效。在正常 運(yùn)行模式下，約 30 秒事件內(nèi)若芯片在接收和發(fā)送引腳沒(méi)有檢測(cè)到有效信號(hào)，將自動(dòng)進(jìn)入 Powerdown 模式，此時(shí)耗電 1uA。如果 FORCEON 和 /FORCEOFF 引腳均為高電平，那么 AutoPowerdown Plus 功能失效。在AutoPowerdown Plus 功能有效的時(shí)，如果檢測(cè)到接收或發(fā)送引腳有信號(hào)輸入，該芯片自動(dòng)被激活，轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。如果任一接收通道的輸入電壓高于 或小于 ，或者位于 ～ 的時(shí)間小于 30uS，則 /INVALID(15 腳 )引腳為高電平 (數(shù)據(jù)有效 )。如果 所有接收通道的輸入電壓位于 ～ 的時(shí)間大于 30uS，則 /INVALID(15 腳 )引腳為低電平 (數(shù)據(jù)無(wú)效 )。 該芯片的以上特性，滿(mǎn)足了 TC35 作為移動(dòng)終端的接收 和 發(fā)送電路連接要求。 圖 RS232 接口電路 TC35 短消息模塊控制設(shè)計(jì) SM8952AC25P 與 TC35 之間通過(guò)異步串行接口進(jìn)行通信，通信速率為 9600b／ s,具有1位起始位、 8 位數(shù)據(jù)位、 1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。由于 TC35 的數(shù)據(jù)接口工作在 CMOS電平 ,接口電平為 ～ ，而 SM8952AC25P 單片機(jī)串口工作在 TTL 電平，工作電壓范圍一般比 TC35寬，故應(yīng)在 SM8952AC25P和 TC35之間加電平轉(zhuǎn)換電路和電平限制電路。若無(wú)電平轉(zhuǎn)換，則有可能使智能模塊的性能不太穩(wěn)定。 ZIF 連接器給 SIM 卡接口提供 6個(gè)引腳，其中 CCIN 用來(lái)檢測(cè) SIM 卡是否插好，其他 5 個(gè)引腳分別為 ccvcc(電源， 2． 9v)、R I 113R I 28T I 111T I 210GND15V+2V6V C C16R O 112R O 29T O 114T O 27C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5M A X 2 32C11 uFC21 uFC31 uFC41 uFV C CV C CR X DT X DP T XP R X1 6 2 7 3 8 4 9 5 D B 9PRXPTXGNDGNDGNDS M 8 95 2 A C 25 PT C 3 5G S M 模塊 CCGND(地 )、 CCRST(復(fù)位 )、 CCCLK(時(shí)鐘 )和 CCIO(數(shù)據(jù) )。 ZIF 連接器的 SYNC 腳控制燈的狀態(tài)，以此判斷 TC35 的工作狀態(tài)。系統(tǒng)加電后，為使 TC35 進(jìn)入工作狀態(tài)，必須給 IGT加 一延時(shí)大于 100ms 的低脈沖，電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò) lms；啟動(dòng)后， IGT 應(yīng)保持高電平 ()：驅(qū)動(dòng) IGT 時(shí)， TC35 的供電電壓不能低于 ．否則 TC35 不能被激活。 紅外學(xué)習(xí)遙控電路設(shè)計(jì) 紅外學(xué)習(xí)遙控接收電路設(shè)計(jì) 所有紅外遙控器的輸出都是用編碼后的串行數(shù)據(jù)對(duì) 38kHz～ 40kHz 的方波進(jìn)行脈沖幅度調(diào)制而產(chǎn)生的。如果直接對(duì)已調(diào)波進(jìn)行測(cè)量，而其脈寬只有 20 多微秒，由于單片機(jī)的指令周期是微秒級(jí)，會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。因此，先要對(duì)已調(diào)波進(jìn)行解調(diào)，對(duì)解調(diào)后的波形進(jìn)行測(cè)量。將 CX20206 或 一體化紅外接收頭解調(diào)出的遙控編碼脈沖直接連入SM8952AC25P 單片機(jī)的 INT0 和 T0 腳，定時(shí)器 T0 和 T1都初始化為定時(shí)工作方式 1， T0的 GATE 位置位。每次外部中斷首先停止定時(shí)，記錄 T0、 T1 的計(jì)數(shù)值，然后將 T0、 T1的計(jì)數(shù)值清零，并重新啟動(dòng)定時(shí)。 T0 的值即為高電平脈寬， T1～ T0 的值為低電平脈寬。T0、 T1與紅外編碼信號(hào)脈寬的對(duì)應(yīng)關(guān)系 并且存儲(chǔ)到外部?jī)?chǔ)蓄器 24C256 中等待發(fā)送調(diào)用。 圖 紅外學(xué)習(xí)遙控接收電路設(shè)計(jì) 紅外學(xué)習(xí)遙控發(fā)送電路設(shè)計(jì) 遙控信號(hào)的還原是通過(guò) SM8952AC25P 的 T2 特殊輸出口進(jìn)行 二進(jìn)制脈沖碼的高電平與低電平 的 調(diào)制 輸出 ， 其中 調(diào)制 為利用單片機(jī)特殊功能進(jìn)行內(nèi)部調(diào)制這也是本設(shè)計(jì)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)， 調(diào)制后的信號(hào) 如圖 。該設(shè)計(jì)的硬件電路相對(duì)簡(jiǎn)單，因此系統(tǒng)的調(diào)試重點(diǎn)在軟件 上。 圖 紅外學(xué)習(xí)遙控發(fā)送電路設(shè)計(jì) 4 軟件部分 1 2 3 5 6 7vss4vdd8c x2 0 10 6I C 1C X 2 01 0 6C33 30C11UC23 .3 UC41 00 UR1R22 00 K R31 0KV C CGND到單片機(jī)P N P 1V C C單片機(jī) T2R4GNDR1 下位機(jī)編程 主控單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主控單元部分由于任務(wù)多、對(duì)可靠性的要求高，本系統(tǒng)的主控部分軟件設(shè)計(jì)為 分時(shí)操作系統(tǒng) 控制，采用 RTX51 Tiny 版操作系統(tǒng)。 作為嵌入式系統(tǒng)主控單元 的 單片機(jī)，其軟件 一般 是一個(gè)微觀的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，是為某種應(yīng)用而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)程序有實(shí)時(shí)過(guò)程控制或?qū)崟r(shí)信息處理的能力，要求能夠及時(shí)響應(yīng)隨機(jī)發(fā)生的外部事件并對(duì)該事件做出快速處理。分時(shí)操作系統(tǒng)是把 CPU 的時(shí)間劃分成長(zhǎng)短基本相同的時(shí)間區(qū)間，即 “ 時(shí)間片 ” ，通過(guò)操作系統(tǒng)的管理，把這些時(shí)間片依次輪流地分配給各個(gè)用戶(hù)使用。如果某個(gè)作業(yè)在時(shí)間片結(jié)束之前，整個(gè)任務(wù)還沒(méi)有完成，那么該作業(yè)就被暫停下來(lái)，放棄 CPU，等待下一輪循環(huán)再繼續(xù)做。此時(shí) CPU 又分配給另一個(gè)作業(yè)去使用。由于計(jì)算機(jī)的處理速度很快，只要時(shí)間片的間隔取得適當(dāng)，那么一 個(gè)用戶(hù)作業(yè)從用完分配給它的一個(gè)時(shí)間片到獲得下一個(gè) CPU 時(shí)間片，中間有所 “ 停頓 ” ；但用戶(hù)察覺(jué)不出來(lái)，好像整個(gè)系統(tǒng)全由它 “ 獨(dú)占 ” 似的。分時(shí)操作系統(tǒng)主要具有以下 3 個(gè)特點(diǎn)： ① 多路性。用戶(hù)通過(guò)各自的終端，可以同時(shí)使用一個(gè)系統(tǒng)。 ② 及時(shí)性。用戶(hù)提出的各種要求，能在較短或可容忍的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)和處理。 ③ 獨(dú)占性。在分時(shí)系統(tǒng)中，雖然允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用一個(gè) CPU，但用戶(hù)之間操作獨(dú)立，互不干涉。 RTX51 Tiny 可 以 配 置 成 使 用 roundrobin 多 任 務(wù) 。 Roundrobinp 容許quasiparallel 執(zhí)行多任務(wù)。任 務(wù)并不是連續(xù)執(zhí)行的，而是分時(shí)間片執(zhí)行的（ 本系統(tǒng)采用 10 毫秒 作為時(shí)間片 ， 由 RTX51 Tiny 把時(shí)間片分配給各個(gè)任務(wù)）。 由于 時(shí)間片的時(shí)間很短， 因此 任務(wù)看起來(lái)像連續(xù)執(zhí)行一樣 。 在本系統(tǒng)中 RTX51 Tiny 首先 執(zhí)行 信號(hào)采集 job0 的任務(wù) 0。 本 函數(shù)創(chuàng)建了另一個(gè)任務(wù) 報(bào)警分析 job1。 信號(hào)采集 執(zhí)行完它的時(shí)間片后， RTX51 Tiny 開(kāi)始執(zhí)行 報(bào)警分析 job1，這個(gè)函數(shù) 又 創(chuàng)建了另一個(gè)任務(wù) 短信發(fā)送 job2。 如此類(lèi)推，最后 執(zhí)行完它的時(shí)間片后，RTX51 Tiny 又返回到 job0 開(kāi)始執(zhí)行。然后再切換到 job1，如此循環(huán)。 void job0 (void) _task_ 0 { os_create (1)。 while (1) { job0（） 。 } } void job1 (void) _task_ 1 { os_create (2)。 while (1) {