【正文】 用單片機來進行控制。圖324 TC35i實物圖u TC35i的管腳功能： 1～，第6～10引腳是電源地。112為充電引腳，可以外接鋰電池，13為對外輸出電壓(共外電路使用)，14為ACCUTEMP接負溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護控制。 15腳是啟動腳IGT，系統(tǒng)加電后為使TC35i進入工作狀態(tài),必須給IGT加一個大于100ms的低脈沖,電平下降持續(xù)時間不可超過1ms。 16～23為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為DSR0、RING0、RxD0、TxD0、CTS0、RTS0、DTR0 和DCD0。tc35i模塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實際上是一個串行異步收發(fā)器，符合ITUT RS232接口標準。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗位，波特率在300bps~115kbps之間可選，默認9600。硬件握手信號用RTS0/CTS0，軟件流量控制用XON/XOFF，CMOS電平，支持標準的AT命令集。其中18腳RXD、19腳TXD為TTL的串口通訊腳，可以方便和單片機進行通訊。 TC35i使用外接式SIM卡, 24～29為SIM卡引腳，SIM卡同TC35i是這樣連接的:SIM上的CCRST、CCIO、CCCL、CCVCC和CCGND通過SIM卡閱讀器與TC35i的同名端直接相連，ZIF連接座的CCIN引腳用來檢測SIM卡是否插好，如果連接正確，則CCIN引腳輸出高電平，否則為低電平。 TC35i的第32腳SYNC引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時的功率增長情況，另一種是指示TC35i的工作狀態(tài)，可用AT命令A(yù)T+SYNC進行切換，本模塊使用的是后一種。當LED熄滅時,表明TC35i處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當LED為600 ms亮/600ms滅時，表明SIM卡沒有插入或TC35i正在進行網(wǎng)絡(luò)登錄；當LED為75 ms亮/3s熄時，表明TC35i已登錄進網(wǎng)絡(luò)，處于待機狀態(tài)。 332腳為控制腳，其中30為RTC backup，31為Power down，32 為SYNC。 35～38為語音接口，336接揚聲器放音。338可以直接接駐極體話筒來采集聲音（37是話筒正端，39是話筒負端）。圖325 串口通信模塊電路圖 串口通訊模塊工作原理：GSM Modem采用的RS232串口與單片機通信時的兩問兩答的握手信號：DTR數(shù)據(jù)終端就緒，DSR數(shù)據(jù)設(shè)備就緒好，RTS請求發(fā)送，CTS清除發(fā)送，它們依次有效（1為有效）RS232串口才能收發(fā)數(shù)據(jù)。其中，DSR、CTS是串口輸出給單片機的，對單片機來講可不用接入，而DTR、RTS這2條輸入線是終端設(shè)備輸入給RS232串口的，必須接通。這2個信號可用軟件設(shè)置或者由硬件產(chǎn)生（即直接把DTR、RTS接到正電壓）。本系統(tǒng)采用前者，如上圖所示。 至此為止，智能家居系統(tǒng)的硬件電路已經(jīng)分模塊設(shè)計完成，把所有的硬件模塊進行整合，就完成了智能家居系統(tǒng)的整體硬件電路設(shè)計。硬件電路部分是智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，整個系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和執(zhí)行就依靠硬件電路的準確連接和配合。所以，硬件整體電路構(gòu)成了家居系統(tǒng)的“軀干”，所有的執(zhí)行和配合都需要對硬件電路作出精確控制，而控制部分就是軟件系統(tǒng)的設(shè)計。第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 前文中詳細闡述了硬件電路的模塊化設(shè)計及最終電路總圖的整合，這些而能夠控制這個家居系統(tǒng)“軀干”的“大腦思維”就是我們接下來會介紹的家居系統(tǒng)另一個重要環(huán)節(jié)的設(shè)計，智能家居軟件系統(tǒng)的設(shè)計。軟件系統(tǒng)是系統(tǒng)控制的靈魂，有極大的靈活性，可以根據(jù)系統(tǒng)的要求和功能而變化，在硬件結(jié)構(gòu)一定的情況下，智能性幾乎完全靠軟件來實現(xiàn)。對于設(shè)計者而言，軟件系統(tǒng)的設(shè)計重在把設(shè)計者預(yù)設(shè)的嚴密的工作思路，轉(zhuǎn)換成電路及芯片之間能夠流通和交流的信號和“語言”。而且，在此次設(shè)計中，軟件結(jié)構(gòu)仿效硬件電路的設(shè)計理念，采用模塊化設(shè)計，各個功能程序分別編寫并調(diào)試，在各模塊調(diào)試成功后，再將所有模塊連接整合，構(gòu)成總系統(tǒng)的軟件。這樣，不僅有利于程序代碼的優(yōu)化，而且便于編程、調(diào)試、維護和協(xié)作。 C語言簡介 在本系統(tǒng)的設(shè)計中，主要采用單片機的C語言編程，使用Keil uVision2作為單片機軟件的開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)對程序的編輯、編譯和調(diào)試。C語言是一種通用的計算機程序設(shè)計語言，它提供高效的代碼，結(jié)構(gòu)化的編程，和豐富的操作符。雖然它不是一種大語言，不是為任何特殊應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計的，但它的限制比較少，這也就從一定程度上方便了完成不同的軟件任務(wù)，并進行有效的編程。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有著無與倫比的優(yōu)越性，而且易學(xué)易用，非常適合系統(tǒng)的軟件編程。C語言與其它語言相比，有很多無法比擬的優(yōu)點：1） 、語言簡潔、緊湊，使用方便靈活。C語言一共有32個關(guān)鍵字、9種控制語句，程序書寫形式自由，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分。C語言程序比其他許多高級語言簡練，源程序短，因此輸入程序時工作量明顯減輕。2） 、運算符豐富。C語言的運算符包含的范圍非常廣，運算符種類達到34種。數(shù)據(jù)類型特別廣泛，現(xiàn)代語言中的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)幾乎全部包含在內(nèi)。3） 、具有結(jié)構(gòu)化的控制語句。用函數(shù)作為程序的模塊單位，便于實現(xiàn)程序的模塊化。C語言是完全模塊化和結(jié)構(gòu)化的語言。4） 、語法限制不太嚴格，程序設(shè)計自由度較大。為了使程序更加靈活，C語言在語法的檢查上放寬了限制，使程序員更加自由的運用C語言。5） 、C語言可以對物理地址直接的進行訪問，能進行位操作。6） 、生成目標代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。與匯編程序生成的目標代碼相比，C語言生成效率只低了20%左右。7） 、用C語言編寫的程序可移植性特別高。在不做修改的前提下幾乎能移植到各種操作系統(tǒng)及不同型號的主控部件。由于C語言多功能的特點，使C語言的應(yīng)用面非常廣。 按鍵開關(guān)電路模塊利用定時器T0定時器中斷實現(xiàn)，LCD液晶顯示模塊利用T1定時器中斷對接收到的溫度值以及時鐘電路時鐘值進行實時顯示，其余的功能在主程序中是實現(xiàn)。 按鍵開關(guān)電路使用定時器T0中斷，整個過程中，如果LCD顯示的時間值不準確，通過MEU1按鈕進入按鍵開關(guān)電路執(zhí)行模塊，ADE1鍵為加鍵，DEC1鍵為減鍵，通過兩個按鍵開關(guān)對時間進行調(diào)整，調(diào)時完成后退出該模塊，流程圖如下：T0中斷入口時間慢？ N按DEC1鍵調(diào)整到準確值 關(guān)總中斷 Y按ADE1鍵調(diào)整到準確值 讀鍵盤功能時間值正確？暫時存儲 NLCD正確顯示 Y退出鍵盤功能開總中斷中斷返回圖41 時鐘模塊在LCD實時顯示控制流程圖 LCD液晶顯示模塊程序設(shè)計 子程序入口 延時 選通LCD 設(shè)定光標移動方向 功能設(shè)定 光標歸位 取消選定 延時 開啟顯示狀態(tài)開關(guān) 子程序返回圖42 液晶顯示模塊初始化流程圖 T1中斷入口將溫度值寫入液晶寄存器并顯示 關(guān)總中斷設(shè)置定時器T1初始值 設(shè)置時間顯示位置開總中斷將時間值寫入液晶寄存器并顯示中斷返回設(shè)置溫度顯示位置圖43 液晶顯示設(shè)置流程圖第五章 總結(jié) 眾所周知，大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的開始也就意味著大學(xué)生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計是我們在大學(xué)生活的最后一站，它不僅是對我們大學(xué)所學(xué)知識整合及熟練運用的一次考驗，同樣是對我們即將走向社會參加實際工作及自學(xué)能力的一次鍛煉。在畢業(yè)設(shè)計開題到最終基本完成整個畢業(yè)設(shè)計的過程中，我得到了我的導(dǎo)師陳老師的大力幫助，也得到了很多同學(xué)的熱情幫忙。在本次持續(xù)一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計中，我受益匪淺。所學(xué)到的不僅是對專業(yè)知識的掌握及運用，更重要的是學(xué)會獨立思考、篩選有價值信息和團結(jié)互助的團隊精神。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對基于單片機的智能控制有了更多的了解和掌握，在科技飛速發(fā)展的今天，科技意味著第一生產(chǎn)力，機器智能正在越來越多的方面取代人工操作，作為智能控制在工業(yè)應(yīng)用的代表性成果，它結(jié)合了程序調(diào)控，提供了定時控制、計數(shù)控制、步進控制以及數(shù)據(jù)處理等多種功能，具有人工作業(yè)無法比擬的優(yōu)越性和精確性。隨著科技的發(fā)展，基于單片機的智能控制空能也會不斷擴大，各項性能也將不斷提高。 因為之前在大學(xué)理論課上對單片機的相關(guān)知識了解甚淺，而且沒有系統(tǒng)的概念和思路，所以在設(shè)計中約到了很多阻礙，也走了不少彎路。我花了一部分時間和精力去學(xué)習(xí)單片機的相關(guān)知識，不懂的地方去請教陳老師和班里基礎(chǔ)好的同學(xué)，在他們的耐心講解下，使我對單片機有了進一步的了解，這對我下一步的設(shè)計展開幫助很大。在硬件電路設(shè)計和關(guān)鍵芯片元器件的選擇上，涉及到了電力電子技術(shù)、低壓步進電機工作原理，模擬電子技術(shù)等多方面的知識，不僅鞏固了我大學(xué)所學(xué)專業(yè)的知識，更讓我對智能控制有了較為系統(tǒng)的概念和體會。在剛接到設(shè)計課題時感覺無從下手，多虧了陳老師布置了詳細的任務(wù)及工作流程，讓我們提前準備，以防止前松后緊的情況出現(xiàn)。在這期間，陳老師多次在百忙之中抽出時間指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計，并不斷提出新的要求和改進方案，幫我克服了很多重要難題。畢竟，畢業(yè)設(shè)計不是一朝一夕就能完成的簡單項目，有時候會急于求成，錯過了很多重要環(huán)節(jié)，是陳老師嚴把質(zhì)量關(guān)，逐漸鍛煉了我戒驕戒躁、獨立學(xué)習(xí)思考的能力，為以后走向工作崗位積累了很多課本之外的經(jīng)驗知識。通過這個畢業(yè)設(shè)計，自己也基本掌握了電路繪圖軟件Altium Designer的各種功能，能自行的完成很多電路圖的繪制，也為自己增加了一個技能。當然，在設(shè)計過程中，也暴露了自己的很多問題，諸如對課堂上學(xué)過的理論知識掌握不牢，缺乏綜合知識及靈活運用的能力，這也是我以后努力的方向。 畢業(yè)設(shè)計預(yù)示著我大學(xué)生活的結(jié)束，但是卻意味著我走向工作崗位的全新開始！加油！致 謝 行文至此，歷時三個多月的畢業(yè)設(shè)計和論文也接近尾聲，歲月如梭，我四年的大學(xué)時光也即將敲響結(jié)束的警鐘。在設(shè)計過程中，遇到了諸多的阻礙，從電路關(guān)鍵芯片的選擇，到部分電路的功能實現(xiàn)，隨時會有難題擺在面前。所以，在此衷心感謝我的設(shè)計指導(dǎo)老師——陳素老師，她對我進行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫我進行設(shè)計的糾錯和改進。在整個設(shè)計過程中，陳老師對我嚴格要求，引導(dǎo)我不斷開闊思路，為我答疑解惑，使我在臨近畢業(yè)的這一段寶貴時光中，真正的學(xué)有所用，增長了知識。陳老師用她淵博的學(xué)識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)和她敏捷的思維，深深影響著我，也鞭策著我向優(yōu)秀靠近，感謝她為我們營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助。我也將終生難忘陳老師對我的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，謹向陳老師致以最崇高的謝意！此外，我也衷心感謝李老師在步進電機原理方面給我的悉心講解和指導(dǎo)，讓我對電機原理及拖動有了更為深刻的認識。也感謝劉曉坤、王仲軻同學(xué)的大力幫忙，在電路圖設(shè)計和程序調(diào)試過程中給了我很多幫助，也感謝班內(nèi)同學(xué)互相幫助，讓我能克服一個又一個的困難，解明疑惑，直至整個系統(tǒng)設(shè)計順利完成，在這里請接受我誠摯的謝意。雖然自己在專業(yè)課的表現(xiàn)上差強人意，是各位老師和同學(xué)給我上了人生的重要一課——凡事只有用心付出就會有收獲！感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝他們給了我一片天，讓我可以盡情飛翔！感謝機電汽車工程學(xué)院在我四年的大學(xué)生活當中對我的教育和培養(yǎng)，感謝各位老師的辛勤勞動，讓我掌握了越來越多的專業(yè)知識，為自己將來走向?qū)I(yè)化的崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。由于我的學(xué)術(shù)水平和理論知識有限，所做設(shè)計及論文描述中難免有不足之處，感謝各位老師和學(xué)友的批評和指正！最后，向各位不辭辛苦審閱本論文的各位老師表示衷心的感謝。祝各位老師身體健康，工作順利!參考文獻[1] 汪貴平，李登峰，新編單片機原理及應(yīng)用，機械工業(yè)出版社，2010[2] 李朝青，PC機及單片機數(shù)據(jù)通信技術(shù)，北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2000 [3] 胡漢才，單片機原理及其接口技術(shù)，北京，清華大學(xué)出版社，1996，88101[4] 陳伯時，電力拖動自動控制系統(tǒng)，機械工業(yè)出版社，2007[5] 賈龍，基于DSP和FPGA的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，電子測量技術(shù) 2007年29期，118130[6] 許曉峰，電機及拖動（第三版），高等教育出版社，2007[7] 萬福君，單片機微機原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用，合肥，中國科技大學(xué)出版社 2004年，180210[8] 趙光宙，信號分析與處理（第二版），機械工業(yè)出版社，2010[9] 劉坤，高征紅，Protle 99 SE電路設(shè)計實例教程，清華大學(xué)出版社，2008[10] 唐文彥，傳感器（第四版），機械工業(yè)出版社，2011[11] 張國雄，測控電路（第四版），機械工業(yè)出版社，2011[12] 張建民，機電一體化系統(tǒng)設(shè)計（第三版），高等教育出版社，2007[13] 王兆安，劉進軍，電力電子技術(shù)（第五版），機械工業(yè)出版社，2009[14] 譚浩強，C語言程序設(shè)計（第三版），清華大學(xué)出版社，200538