【正文】 所示 。 在 SPI 串行總線通信過程中， RST 用來控制外圍設(shè)備的選通（低電平有效），未選通器件的數(shù)據(jù)輸出端信號線將處于高阻狀態(tài)。級聯(lián)的 SPI 從設(shè)備被看作是一個大的設(shè)備并使用相同的片選信號，從設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端分別被連接到下一個從設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入端，并將最后一個從設(shè)備的數(shù)據(jù)輸出端連接到系統(tǒng)主機(jī)的數(shù)據(jù)輸入端。 如果一個 SPI 從設(shè)備沒有被選中，它的數(shù)據(jù)輸出端將處于高阻狀態(tài)，從而與當(dāng)前處于激 活狀態(tài)的器件隔離。須指出的是，移位寄存器的位數(shù)并不是固定的，它根據(jù)不同的設(shè)備而各不相同。 SPI 從器件則從系統(tǒng)主設(shè)備獲取時鐘及片選信號，因此從器件的控制信號 RST 、 SCLK 都是輸入信號。 SPI串行接口設(shè)備既可以工作在主設(shè)備模式下，也可以工作在從設(shè)備模式下。 SPI 從設(shè)備一般使用 1 根數(shù)據(jù)線（ I/O）和 2 根控制線（ RST 、 SCLK）。 定開發(fā)沖突保護(hù)。 可編程串行時鐘極性與相位。 。SPI 串行總線有如下一些主要特點(diǎn)： 全雙工，三線同步傳輸。采用 SPI 接口可以方便地與許多廠家的各種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接連接。 圖 時鐘電路 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 時鐘芯片 DS1302 模塊 美國 DALLAS 公司的 DS1302 是一種高性能 、低功耗、帶 RAM 的實時時鐘芯片，它采用 SPI 串行總線接口與單片機(jī)連接。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 晶振電路 最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系 統(tǒng)如圖 所示： 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 時鐘電路模塊設(shè)計 時鐘電路是控制定時開關(guān)功能的重要電路，智能家居定時開關(guān)設(shè)計的時鐘電路模塊主要依賴 DS1302和 24C16。振蕩器在加電以后約 10ms 開始起振， XTAL2 輸出 3V左右的正弦波。振蕩器產(chǎn)生的時鐘頻率主要由晶振的頻率決定。考慮到單片機(jī)本身用在控制，并非高速信號采樣處理，所以選取合適的頻率即可。 高頻率的時鐘有利于程序更快的運(yùn)行，也有可以實現(xiàn)更高的信號采樣率，從而實現(xiàn)更多的功能。其中，電阻 R R2 起分 壓作用，電阻 R2 的作用是使 RST 端電壓不超過單片機(jī)芯片的供電電壓。 t10 ?? ?? eUC (31) 其中， U0為初始電壓， τ=RC。 目前，單片機(jī)的復(fù)位方式主要有 2 種，即手動復(fù)位和上電復(fù)位，本設(shè)計中采兩種復(fù)位方式都被采用。單片機(jī)的復(fù)位信號是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的觸發(fā)器中的。許多用戶在設(shè)計完單片機(jī)系統(tǒng)并在實驗室調(diào)試成功后，在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象，這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計不可靠引起的。一般來說，它包括單片機(jī)，晶振電路和復(fù)位電路。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)總體設(shè)計 溫度計電路設(shè)計總體設(shè)計方框圖如圖 所示，控制器采用單片機(jī) AT89S52，采用 DS1302作為時鐘芯片 。 1 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 。 1 3級加密位 。 1 128x8bit 內(nèi)部 RAM。 工作電壓 。 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 。 中斷喚醒省電模式 。 全雙工 UART 串行中斷口線 。 32 個可編程 I/O 口線 。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 禁止位無效。如有必要，可通過對特殊功能寄存器 （ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE//PROG（ 30 腳）： 當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 XTAL2（ 18 腳）： 振蕩器反相放大器的輸出端。 RST（ 9 腳）：當(dāng)振蕩器工作時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 Vcc（ 40 腳）：接 +5V電壓。值得強(qiáng)調(diào)的是， P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口（ 10 腳 ~17 腳）： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL邏輯電平。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2口送出高八位地址。對 P2 端口寫“ 1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在 FLASH 編程和校驗時， P1口接收低 8 位地址字節(jié)。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P1 口（ 1 腳 ~8 腳）： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL邏輯電平。在 FLASH 編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯電平。所以可以降低成本。這樣， 1 個 89S52，承擔(dān)了 3 個專用接口芯片的工作；不僅使成本大大下降，而且優(yōu)化了硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計，給用戶帶來許多方便。 AT89S52的芯片引腳如圖 ?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 40 個引腳， 8K 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16 位定時器 /計數(shù)器， 6 個中斷源，片內(nèi)晶振及時鐘電路。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等都運(yùn)用了單片機(jī)的功能。 處理能力強(qiáng)，速度快。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，實現(xiàn)模塊化。 單片機(jī)有以下的硬件特性： 單片機(jī)集成度高。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯 片上。而個人電腦中也會有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。 單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于 嵌入式系統(tǒng) ，因此它得到了最多的應(yīng)用。目前，高端的 32 位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。隨著INTEL i960 系列特別是后來的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機(jī)迅速取代 16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。 早期的單片機(jī)都是 8位或 4 位的。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展而來。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 單片機(jī) AT89S52 的性能介紹 單片機(jī)的概述 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU、隨機(jī)存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。 本文的結(jié)構(gòu) 本文以單片機(jī)的研發(fā)工程項目作為應(yīng)用背景，對智能家居定時開關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。同時能夠通過按鍵電路手動控制繼電器開通關(guān)斷 。 智能家居定時開關(guān)系統(tǒng)完成的功能 智能家居定時開關(guān)設(shè)計，是以 AT89S52 單片機(jī)為控制核心，以 DS1302 為時間芯片構(gòu)成。隨著相關(guān)技術(shù)不斷進(jìn)步，互操作型智能家電必將向著調(diào)度智能化、靈活性和互操作性的方向發(fā)展。如：電話遠(yuǎn)程控制、 紅外線 遙控、語音識別等等。 目前關(guān)于家電控制器的研究和設(shè)計方案提出的很多，但仍有許多問題尚待解決，如沒有統(tǒng)一的互操作規(guī)范等。在這個背景下，可以自主控制的家電控制系統(tǒng)，就逐漸顯示出競爭力，這也符合時代發(fā)展的 客觀需要。即控制器性能及質(zhì)量對企業(yè)產(chǎn)品的影響很大。家電產(chǎn)品現(xiàn)已進(jìn)入成熟期和穩(wěn)定期。而是否能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程家電的 開關(guān) 控制 ， 又是否能夠隨時查詢電器的工作狀況，或者能夠事先對家電的定時開關(guān)做出控制。 課題背景與意義 隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步， 家電控制的智能化已成為社會需求的新趨勢。 提供全方位家庭娛樂。 環(huán)境自動控制。 家電的智能控制和 遠(yuǎn)程控制 ，如對燈光照明進(jìn)行場景設(shè)置和遠(yuǎn)程控制 、電器的自動控制和遠(yuǎn)程控制等。 安全防范： 智能安防 可以實時監(jiān)控非法闖入、火災(zāi)、 煤氣 泄露、緊急呼救的發(fā)生。每一個家庭中都存在的各種電器，不管是號稱智能的冰箱、空調(diào)還是傳統(tǒng)的電燈、電視一直以來由于標(biāo)準(zhǔn)不一都是獨(dú)立工作的，從系統(tǒng)的角度來看，他們都是零碎的、混亂的、無序的，并不是一個有機(jī)的、 可組織的整體，作為家庭的主人面對這些雜亂無章的電器其消耗的時間成本、管理成本、控制成本通常都是很高的并且是非必要的。由于智能家居采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議的 不同，大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用綜合布線方式，但少數(shù)系統(tǒng)可能并不采用綜合布線技術(shù)，如 電力載波 ，不論哪一種情況，都一定有對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來完成所需的信號傳輸任務(wù)，因此網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是智能家居集成中關(guān)鍵的技術(shù)之一。 智能家居是一個居住環(huán)境，是以住宅為平臺安裝有 智能家居系統(tǒng) 的居住環(huán)境，實施智能家居系統(tǒng)的過程就稱為智能家居集成。智能家居 又稱智 能 住宅，在國外常用 Smart Home表示。 AT89S52。 having a manual, automatic control circuit and a relay switch control circuit。 having a puter with the serial munication interface design of clock circuit, can modification and readout time。 a key circuit。 關(guān)鍵詞 ： 智能家居；定時開關(guān)； AT89S52 II ABSTRACT This paper pleted the design of the intelligent home furnishing timing switch control system mainly through the AT89S52 microcontroller as the main control unit, intelligent home furnishing timing switch control system structure, function and characteristic. Household appliances intelligent control has bee the new trend of social demand. Microputer based control system for intelligent home appliance makes our life more convenient. But whether can realize remote switch control, and whether