【導(dǎo)讀】高了人們生活質(zhì)量，智能家居就是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生。而且隨著作為智能家。制和開(kāi)發(fā)中首先選擇的控制器。紅外遙控選擇功能，按下相應(yīng)的按鍵選擇進(jìn)入相應(yīng)的功能。誤可進(jìn)行逐個(gè)刪除的操作。若密碼正確，則LED液晶屏顯示鎖開(kāi)，否則會(huì)有錯(cuò)誤提示，三次輸入錯(cuò)誤則鎖關(guān)且伴隨蜂鳴器發(fā)出警告。步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運(yùn)行，并延時(shí)3秒。溫度感應(yīng)裝置，可以在數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。當(dāng)超過(guò)一定溫度時(shí)，蜂。鳴器發(fā)出聲響予以警告。豚電子科技公司開(kāi)發(fā)的MINI80開(kāi)發(fā)板模擬智能家居環(huán)境。最后聯(lián)合軟、硬件調(diào)試電路板，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 在電容充電的過(guò)程中 RST 端電壓逐漸下降， 當(dāng) RST 端的電壓小于某一數(shù)值后， CPU脫離復(fù)位狀態(tài)，由于電容 C1 足夠大，可以保證 RST 高電平有效時(shí)間大于 24 個(gè)振蕩周期， CPU能夠可靠復(fù)位。增加手動(dòng)復(fù)位按鍵是為了避免死機(jī)時(shí)無(wú)法可靠復(fù)位。當(dāng)復(fù)位按鍵按下后電容 C1 通過(guò) R 放電。當(dāng)電容C1 放電結(jié)束后， RST 端的電位由 R 分壓比決定。 RST 為高電平， CPU處于復(fù)位狀態(tài)，松手后，電容 C1 充電， RST 端電位下降， CPU脫離復(fù)位狀態(tài)。 圖 316 復(fù)位電路示意圖 21 振蕩電路 晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振，其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí) 鐘頻率，這個(gè)頻率經(jīng)過(guò)頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了各種不同的總線頻率。石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會(huì)使晶片產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng)，此現(xiàn) 象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時(shí)，就會(huì)發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機(jī)械變形的振幅突然增大。 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2。這兩個(gè)引腳跨接石英晶體振蕩器和微調(diào)電容 CC9，按圖 37 所示方式連接。晶振、電容 C7／ C9 及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號(hào)頻率與晶振頻率及電容 C C9 的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在 ～ 12MHz 之間，電容 C C9 取值范圍在 5～ 30pF 之間。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用 11MHZ做為系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為 30pF。其示意圖圖317 所示。 圖 317 震蕩電路示意圖 蜂鳴器 采用蜂鳴器來(lái)控制開(kāi)鎖顯示，當(dāng)輸入密碼后，單片機(jī)向蜂鳴器送出低電平，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器響鈴。采用蜂鳴器鬧鈴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要單路信號(hào)控制，發(fā)出的鬧鈴聲音可以根據(jù)響和不響的不同的軟件延時(shí)時(shí)間來(lái)控制。電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻電流信號(hào)通過(guò)電磁線圈 產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。開(kāi)鎖聲音控制模塊如圖 318 所示。 22 圖 318 蜂鳴器電路 報(bào)警控制電路的功能是控制系統(tǒng)的報(bào)警裝置。報(bào)警是用單片機(jī)的 口線輸出雙頻方波信號(hào)經(jīng)三極管放大后 ,由繼電器控制揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。 23 第 4 章 軟件程序設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) (Programming)是指設(shè)計(jì)、編制、調(diào)試程序的方法和過(guò)程。它是目標(biāo)明確的智力活動(dòng)。由于程序是軟件的本體，軟件的質(zhì)量主要通過(guò)程序的質(zhì)量來(lái)體現(xiàn)， 在軟件研究中，程序設(shè)計(jì)的工作非常重要，內(nèi)容涉及到有關(guān)的基本概念、工具、方法以及方法學(xué)等。軟件設(shè)計(jì)通常分為問(wèn)題建摸，算法設(shè)計(jì)，編寫代碼和編譯調(diào)試四個(gè)階段。 軟件設(shè)計(jì)一般根據(jù)系統(tǒng)中功能模塊進(jìn)行分割，首先應(yīng)確定主程序框圖，然后劃分軟件功能模塊。程序設(shè)計(jì)中應(yīng)實(shí)現(xiàn)模塊化，子程序化。所謂模塊化就是把一個(gè)完整的程序分解成完整的程序分解成若干個(gè)功能上相對(duì)獨(dú)立的較小程序塊，各小程序進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)和調(diào)試，最后將各程序模塊連接起來(lái)進(jìn)行總調(diào)試。這種方法思路清楚，軟件故障容易排除，便于移植及修改。當(dāng)軟件各功能模塊分別調(diào)試完畢后，即可進(jìn) 行主程序調(diào)試。主程序調(diào)試主要是排除各個(gè)功能模塊之間連接中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，如各個(gè)功能使用的 RAM 區(qū)域有否重疊現(xiàn)象，寄存器有否發(fā)生沖突，堆棧區(qū)域有否溢出等等。 系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)的。一般地講，軟件的功能可分為兩大類。一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能，如測(cè)量、計(jì)算、顯示、打印、輸出控制等；另一類是監(jiān)控軟件，它是專門用來(lái)協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系，在系統(tǒng)軟件中充當(dāng)組織調(diào)度角色。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以考慮： （ 1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件分成如干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分。 設(shè)計(jì)出合理的軟件總體結(jié)構(gòu)，使其清晰、簡(jiǎn)潔、流程合理。 （ 2）各功能程序?qū)嵭心K化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修改。 （ 3）在編寫應(yīng)用軟件之前，應(yīng)繪制出流程圖。這不僅是程序設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，而且是決定成敗的關(guān)鍵部分。從某種意義上講，多花一份時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)流程圖，就可以節(jié)約幾倍源程序的編輯調(diào)試時(shí)間。 （ 4）要合理分配系統(tǒng)資源，包括 ROM、 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷源等。其中最關(guān)鍵的是片內(nèi) RAM分配。 C 語(yǔ)言的特點(diǎn) C 是中級(jí)語(yǔ)言。它把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)。 C 語(yǔ)言可以像匯編語(yǔ)言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作。并且是結(jié)構(gòu)式語(yǔ)言。結(jié)構(gòu)式語(yǔ)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。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。 C 語(yǔ)言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語(yǔ)句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 .C 語(yǔ)言功能齊全。具有各種各樣的數(shù)據(jù)類型。 24 具體軟件模塊 實(shí)現(xiàn) 在本系統(tǒng)中，軟件結(jié)構(gòu)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，主要包括主程序，紅外遙控選擇，密碼鎖輸入程序，步進(jìn)電機(jī)程序，溫 控顯示程序等等。上電復(fù)位后，初始化各端口，標(biāo)志位和有關(guān)寄存器，接著開(kāi)始檢測(cè)遙控器是否有輸入，如沒(méi)有就不斷檢測(cè)，如果有輸入就轉(zhuǎn)到相應(yīng)處理程序。 主程序模塊 主程序主要完成初始化、設(shè)置中斷向量、檢查遙控器有無(wú)按鍵按下以及調(diào)用紅外遙控選擇等等。流程圖如圖 41 所示。 41 主程序流程圖 開(kāi)發(fā)板上電 后，系統(tǒng)開(kāi)始工作，首先是對(duì)系統(tǒng)的初始化，包括定時(shí)器 0 的初始化和允許中斷控制， 由于 TMOD=0x02，表示采用 定時(shí)器 0 工作方式 2， TH0 是重裝值， TL0 是初值 ， TL=0x00 表示初值為 0。 .然后開(kāi)始 檢測(cè)是否接收到紅外信號(hào)，接收到紅外信號(hào)的標(biāo)志是 irok，用 irtime來(lái) 計(jì)數(shù) 2個(gè)下降沿之間的時(shí)間 ， irtime42amp。amp。irtime=33 表示 9ms+，TC9012 從 9ms 時(shí)開(kāi)始記錄 引導(dǎo)碼 即 TC9012 的頭碼 ，因?yàn)?紅外接收頭默認(rèn)為高電平，TC9012在載波頭碼前還有一段 9ms的低電平，所以會(huì)產(chǎn)生一次中斷，載波頭碼發(fā)送完 后又一次中斷，共 。而定時(shí)是根據(jù) (2^n+初值 )*12*周期 得出的 。接下來(lái)用 irdata[]表示 一次 行 存儲(chǔ) 32 位電平寬度，其中 irdata[0]中存放的是引導(dǎo)碼 的時(shí)間長(zhǎng)度，所以下面的程序從 irdata[1]開(kāi)始判斷 ，接收完畢后， irok 置 1，進(jìn)入碼值處理程序 Ircordpro（），碼值處理是將剩下的 4 個(gè)字節(jié)分別處理，然后將每個(gè)字節(jié)的 8 位分別處理， cord7 表示 大于某值 25 為 1 即 時(shí)間大于 認(rèn)為發(fā)射的是 1，因?yàn)樵?TC9012 的編碼中將發(fā)射脈沖時(shí)間大于 的當(dāng)做 1，將時(shí)間是 的當(dāng)做是 0，考慮一定的誤差，將 cord 設(shè)為 7。value=value|0x80 說(shuō)明是 1， value=value 說(shuō)明是 0， value=value1 表示將數(shù)據(jù)右移一位，因 為先接受到得時(shí)數(shù)據(jù)的低字節(jié)位 ，然后將得到的 value 即 1 或 0 裝入按鍵記錄 IRcord[]中， 處理完畢標(biāo)志位 irpro_ok置 1，轉(zhuǎn)入 紅外鍵值散轉(zhuǎn)程序 Ir_work（）中， 判斷第三個(gè)數(shù)碼值，因?yàn)樘幚砗螅?IRcord[0]、 IRcord[1]中存放是地址碼， IRdata[2]中存放數(shù)據(jù) 。 根據(jù)按鍵，系統(tǒng)會(huì)算出鍵值，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序當(dāng)中。 其中最為重要的紅外遙控解碼程序如下所示。 ?? for(i=0。i4。i++) //處理 4 個(gè)字節(jié)，即一幀 32 位數(shù)據(jù) { for(j=1。j=8。j++) //處理 1 個(gè)字節(jié) 8 位 { cord=irdata[k]。 // irdata[k]為一次存儲(chǔ) 32 位數(shù)據(jù)的電平寬度 if(cord7) //大于某值為 1 { value=value|0x80。 } else { value=value。 } if(j8) { value=value1。 } k++。 } IRcord[i]=value。 //記錄按鍵值 value=0。 ?? 密碼鎖及 LCD顯示模塊 鍵盤采用查詢的方式，放在主程序中，當(dāng)沒(méi)有按鍵按下的時(shí)候，單片機(jī)循環(huán)主程序，一旦有按鍵按下，便轉(zhuǎn)向相應(yīng)的子程序處理，處理結(jié)束再返回。并在 LCD 液晶屏顯示。 流程圖如 圖 42 所示 。 26 42 密碼鎖流程圖 當(dāng)用戶按鍵選擇進(jìn)入密碼鎖功能時(shí)，首先對(duì)于密碼鎖功能進(jìn)行初始化，主要是對(duì)LCD1602 的初始化，接下來(lái)進(jìn)入鍵盤掃描函數(shù)，要求用戶輸入開(kāi)鎖密碼，當(dāng)則判斷是否為確認(rèn)鍵，按下確認(rèn)鍵后進(jìn)入對(duì)比密碼，密碼正確則 LCD 會(huì)予以提示，不正確則要求重新輸入，三次輸入不成功則報(bào)警提示。在此過(guò)程中可選擇修改和刪除，便可對(duì)密碼進(jìn)行相應(yīng)的修改和刪除。 其 刪除 代碼部分如下所示。 ?? void delete() { uchar w=0。 //局部變 量很重要 init()。 for(r=0。r9。r++) { delayms(5)。 write_data(table10[r])。 } do 27 { flag=0。 //按鍵標(biāo)志 keyscan()。 write_(0x80+9+w)。 if(flag==1amp。amp。num=9) { pswd[w]=num。 write_data(table3[w])。 //輸入密碼時(shí)用“ *”代替 w++。 if(w==6) write_(0x0c)。 } if(flag==1amp。amp。num==14) //刪除鍵則刪除誤輸入的密碼，即返回上一步 . { w。 if(w==255) w=w+1。 write_(0x80+9+w)。 write_data(table13[w+1])。 if(flag==1amp。amp。num=9) { pswd[w]=num。 write_data(table3[w])。 } } } while(w=5)。 } ?? 遙控器選定步進(jìn)電機(jī)程序，步進(jìn)電機(jī)會(huì)根據(jù)按鍵選擇的功能進(jìn)行正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。根據(jù)其硬件特性，四相步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)均為通過(guò)依次調(diào)用數(shù)組中的值便可實(shí)現(xiàn)。其中正轉(zhuǎn)表格為 {0x02,0x04,0x08,0x10}，反轉(zhuǎn)表格為 {0x10,0x08,0x04,0x02}。 其控制程序如 下所示。 ?? for(j=0。j12*n。j++) { for(i=0。i4。i++) { P1=B_Rotation[i]。 28 delayms(15)。 //改變這個(gè)參數(shù)可以調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速 ?? 溫度傳感器顯示模塊 遙控器選擇溫控程序， DS18B20 溫度傳感器根據(jù)外界溫度，把數(shù)據(jù)寫入 RAM中，然后調(diào)用溫控?cái)?shù)字轉(zhuǎn)換子程序，將傳感器讀入的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字并在數(shù)碼管顯示出來(lái)?？刂瞥绦虼a 主要如下。 流程圖如 43 所示。 圖 4318B20 溫度傳感器流程圖 ?? read_temp() { ow_reset()。 //總線復(fù)位 delay(200)。 write_byte(0xcc)。 //發(fā)命令 write_byte(0x44)。