【正文】 60us且每兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)序至少1us的回復(fù)時(shí)間。然后在總線被釋放后的15us中DS18B20會(huì)發(fā)送內(nèi)部數(shù)據(jù)位，因此再次15us內(nèi)主機(jī)必須停止把DQ引腳置底，這時(shí)控制如果發(fā)現(xiàn)總線為高電平表示讀數(shù)據(jù)“1”，如果總線為低電平，則表示讀數(shù)據(jù)“0”。整個(gè)位的發(fā)送時(shí)間應(yīng)該保持在60120us，否則不能保證通信的正常。在寫數(shù)據(jù)時(shí)序的前15us總線需要是被控制器拉為低電平，而后則將是芯片對(duì)總線數(shù)據(jù)的采樣時(shí)間，采樣時(shí)間在1560us，采樣時(shí)間內(nèi)如果控制器將總線拉高則表示寫“1”，如果控制器將總線拉低則表示寫“0”。E2PROM非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)位的讀寫是由讀寫時(shí)序來實(shí)現(xiàn)的。 RAM指令表指令代碼功能說明溫度變換0x44啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換，12位轉(zhuǎn)換最長750ms讀溫度寄存器0xBE讀取溫度寄存器的溫度值寫溫度寄存器0x4E發(fā)出內(nèi)部RAM的4字節(jié)寫上下限溫度數(shù)據(jù)命令，在該命令后緊跟兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)復(fù)制溫度寄存器0x4B將RAM中的4字節(jié)數(shù)據(jù)復(fù)制到E2PROM中重調(diào)E2PROM0xB8將E2PROM中的數(shù)據(jù)拷貝到溫度寄存器中讀供電方式0xB4寄生供電時(shí)，DS18B20發(fā)送“0”；外接電源供電時(shí)，DS18B20發(fā)送“1”(4)數(shù)據(jù)處理：DS18B20要求嚴(yán)格的時(shí)序來保證數(shù)據(jù)的完整性。操作指令同樣為8位，共6條?？刂破靼l(fā)送存儲(chǔ)器操作指令：在執(zhí)行ROM指令后才能執(zhí)行內(nèi)存指令。第五個(gè)字節(jié)則是用戶第三個(gè)E2PROM的鏡像。 ROM指令表指令代碼功能說明讀ROM0x33如果只有一片泣冷可用此命令讀出其序列號(hào)若在線多于一個(gè)， 則發(fā)生沖突匹配ROM0x55多個(gè)DS18B20在線時(shí)， 可用此命令匹配一個(gè)給定序列號(hào)，此后命令就針對(duì)該芯片跳過ROM0xCC忽略序列號(hào)， 對(duì)所有在線的DS18B20進(jìn)行配置用于讀出在線的DS18B20的序冽號(hào)搜索ROM0xF0報(bào)警ROM0xEC對(duì)溫度超過上限或者下限時(shí)，讀出報(bào)警的DS18B20(3)DS18B20共有9個(gè)RAM，每個(gè)字節(jié)為8位。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接多少個(gè)DS18B20并作出處理。ROM指令一共有5條。 復(fù)位時(shí)序圖(2)控制器發(fā)送ROM指令。(1)總線復(fù)位，首先必須對(duì)DS18B20進(jìn)行復(fù)位，由單片機(jī)給DS18B20單總線至少480Us的低電平信號(hào)，當(dāng)DS18B20接到此復(fù)位信號(hào)后，延時(shí)1560us，通過大地總線60240us來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。單總線協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸， 操作包括數(shù)據(jù)的讀寫和復(fù)位功能。 DS18B20溫度值格式表這是12位轉(zhuǎn)化后得到的12位數(shù)據(jù)， 存儲(chǔ)在的兩個(gè)8比特的RAM中， 二進(jìn)制中的前面5位是符號(hào)位， 如果測(cè)得的溫度大于“0”， 這位為“0”， ，如果溫度小于“0”， 這位為“1”。光刻ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同， 這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。(1)光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的， 它可以看作是DS18B20該DS18B20的地址序列碼。 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊程序流程圖現(xiàn)場(chǎng)控制單片機(jī)中主要有液晶顯示模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，溫度檢測(cè)模塊，火焰檢測(cè)模塊以及紅外防盜模塊。（4）空調(diào)控制空調(diào)控制是通過無線接收的數(shù)據(jù)來控制的，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境溫度過高或者過低的時(shí)候，可以啟動(dòng)空調(diào)，或者當(dāng)人們想通過語音來自動(dòng)啟動(dòng)的時(shí)候。（3）火焰判斷通過火焰?zhèn)鞲衅髟囋嚨臋z測(cè)家中是否失火。溫度傳感器讀取家中實(shí)時(shí)溫度，經(jīng)無線nrf905發(fā)送至主控界面顯示。 主控模塊程序流程圖 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊程序設(shè)計(jì) 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊功能分析現(xiàn)場(chǎng)控制模塊同樣能實(shí)現(xiàn)無線nrf905的收發(fā)，這樣能夠保證既能接收主控單片機(jī)發(fā)出的指令并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，同時(shí)能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)送至主控單片機(jī)。其次在上位機(jī)有具體指令的時(shí)候，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送至主控單片機(jī)，單片機(jī)通過判斷及程序控制，通過無線nrf905將數(shù)據(jù)發(fā)送至現(xiàn)場(chǎng)控制單片機(jī)。無線模塊的設(shè)計(jì)中天線的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，對(duì)于一個(gè)無線模塊而言，良好的天線是能夠準(zhǔn)確接收的關(guān)鍵。在ShockBurstTM發(fā)送模式，nRF905自動(dòng)產(chǎn)生字頭和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)發(fā)送過程完成后，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳通知微處理器數(shù)據(jù)發(fā)射完畢。由于nRF905工作于ShockBurstTM模式，因此使用低速的微控制器也能得到很高的射頻數(shù)據(jù)發(fā)射速率。兩種工作模式分別是ShockBurstTM接收模式和ShockBurstTM發(fā)送模式，兩種節(jié)能模式分別是關(guān)機(jī)模式和空閑模式。 nRF905適用于無線數(shù)據(jù)通信、無線報(bào)警及安全系統(tǒng)、無線開鎖、無線監(jiān)測(cè)、家庭自動(dòng)化和玩具等諸多領(lǐng)域。nRF905由頻率合成器、接收解調(diào)器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成，不需外加聲表濾波器， ShockBurstTM工作模式，自動(dòng)處理字頭和CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))，使用SPI接口與微控制器通信，配置非常方便。另外，10K的電阻是為了保護(hù)單片機(jī)芯片不會(huì)變大電流所燒壞。要特別注意的時(shí)紅外接收管必須反接，這樣才能正常工作。（1）紅外發(fā)射電路紅外發(fā)射電路跟普通二極管的接法是一樣的，不同之處在于發(fā)射的紅外光線是肉眼看不到的，這也使得紅外對(duì)管在防盜中能夠做到神不知鬼不覺的效果。波段為紅外光，受可見光干擾小。同樣的道理，溫度傳感器測(cè)量的溫度低于設(shè)定值時(shí)，控制器相應(yīng)的端口輸出低電平，NPN三極管截止，L298輸入端口為低電平，輸入端口為高電平，芯片的輸入端口因?yàn)榻邮盏搅伺c剛才恰好相反的高低電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)，窗戶關(guān)閉，LED綠燈滅，紅燈亮，表示空調(diào)或者風(fēng)扇關(guān)閉，窗戶關(guān)閉。具體的工作過程如下所述，如果測(cè)量的溫度大于控制器設(shè)定的溫度，控制器相應(yīng)的端口輸出高電平，NPN三極管導(dǎo)通，L298輸入端口為高電平，輸入端口為低電平L298電機(jī)控制芯片因?yàn)閮蓚€(gè)輸入端口接收到了高低電平，所以正傳，窗戶打開，同時(shí)LED綠燈點(diǎn)亮，在此LED綠燈代表的是空調(diào)或者是風(fēng)扇的開關(guān)。當(dāng)NPN三極管8550，輸入高電平時(shí)，三極管道通，在三極管和電阻之間取出來的電壓應(yīng)為低電平，當(dāng)基極輸入低電平時(shí)，三極管截止，此點(diǎn)取出來的電壓則為高電平。注意在外部供電的方式下， DS18B20的GND引腳不能懸空， 否則不能轉(zhuǎn)換溫度， 讀取的溫度總是85℃。 DS18B20接線圖為了保證DS18B20有充足的供電，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝數(shù)據(jù)到EEPROM操作時(shí)，必須給單總線一個(gè)上拉電阻，一般為10K的上拉電阻，根據(jù)距離遠(yuǎn)近可以適當(dāng)調(diào)節(jié)阻值，距離近時(shí)減小阻值，否則DS18b20將無法復(fù)位。溫度的測(cè)量是采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，外圍電路如圖所示。℃；⑥可編程的分辨率為912位，℃、℃、℃℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫；⑦，位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快；⑧測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“ 一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼， 具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力；⑨負(fù)壓特性電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀， 但不能正常工作。例如＋125℃的數(shù)字輸出為07D0H，＋℃的數(shù)字輸出為0191H，－℃的數(shù)字輸出為FF6FH，－55℃的數(shù)字輸出為FC90H。ROM的作用是使每一個(gè)DS18B20都各不相同，這樣就可以實(shí)現(xiàn)一根總線上掛接多個(gè)DS18B20的目的。 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖ROM中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列碼，每個(gè)DS18B20的64位序列號(hào)均不相同。，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，是世界上第一片支持“ 一線總線”接口的溫度傳感器， 在其內(nèi)部使用了在板(ONBOARD)專利技術(shù)。 直流電機(jī)硬件電路 通風(fēng)模塊硬件設(shè)計(jì) 溫度傳感器DS18B20概述溫度傳感器是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置，型號(hào)有很多，數(shù)字式溫度傳感器常用的有DS18BDS1820等。驅(qū)動(dòng)電壓可以在5~12V之間隨意變化，當(dāng)L298的選通端接高電平時(shí)即一端被選通，通過改變輸入引腳的電平變化可以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。 L298引腳圖 直流電機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用的直流電機(jī)工作電壓為5V，結(jié)合直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298的工作原理。內(nèi)含兩個(gè)H橋的高電壓大電流全橋式驅(qū)動(dòng)器，可以用來驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、繼電器線圈等感性負(fù)載；采用標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平信號(hào)控制；具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號(hào)影響的情況下允許或禁止器件工作有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作；可以外接檢測(cè)電阻，將變化量反饋給控制電路。 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298簡(jiǎn)介L298N是ST公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。直流電動(dòng)機(jī)的基本工作原理：在實(shí)際的直流電動(dòng)機(jī)中，也不只有一個(gè)線圈，而是有許多個(gè)線圈牢固地嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中，當(dāng)導(dǎo)體中通過電流、在磁場(chǎng)中因受力而轉(zhuǎn)動(dòng)，就帶動(dòng)整個(gè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電刷放在刷握內(nèi)，用彈簧壓緊，使電刷與換向器之間有良好的滑動(dòng)接觸，刷握固定在刷桿上，刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上，相互之間必須絕緣。電刷裝置是用來引入或引出直流電壓和直流電流的。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成，套在換向極鐵心上，換向極的數(shù)目與主磁極相等。整個(gè)主磁極用螺釘固定在機(jī)座上。主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組兩部分組成。運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，是直流電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的樞紐，所以通常又稱為電樞，由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風(fēng)扇等組成。第三章 智能家居監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。（4）光控照明模塊該模塊的存在使得家中光線強(qiáng)度始終處在一種比較穩(wěn)定的范圍內(nèi)，白天有光照時(shí)，光敏電阻傳感器對(duì)外部環(huán)境進(jìn)行采光，此時(shí)阻值小，燈基本上都處于關(guān)狀態(tài)，但遇到陰天會(huì)有個(gè)別的燈亮；天黑時(shí)，光敏電阻傳感器阻值變大，此時(shí)通過AD轉(zhuǎn)化判斷得到輸出電壓較小，小于設(shè)置的值時(shí)，就會(huì)有燈打開，越黑打開的燈越多，具有節(jié)能的作用。但與防盜模塊是有區(qū)別的，主要體現(xiàn)在該模塊的檢測(cè)是比較靈敏的，因?yàn)榧恿艘粋€(gè)電容，該電容的存在使得火焰?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲭娖阶兓友杆?。根?jù)模塊化設(shè)計(jì)思路和整個(gè)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，可以講此系統(tǒng)分為五大模塊來設(shè)計(jì)：（1）門禁模塊主控器采用矩陣鍵盤，矩陣鍵盤有按鍵按下時(shí)，被按下按鍵處的行線和列線被接通，使得開關(guān)之間接通，并且在液晶顯示器上顯示相應(yīng)的數(shù)值，當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，主控器發(fā)出信號(hào)使得綠燈亮，并且控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，打開門，輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，控制器輸出為高電平，紅燈點(diǎn)亮，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，再次輸入新密碼，當(dāng)輸入密碼超過三次以上，就會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 無線供電模塊 串口通信在單片機(jī)近距離通信中，用的最廣的是串口通信，以MAX232為核心，通過單片機(jī)的程序驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的通信，同時(shí)為了能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)距離的通信，也可以選用MAX485，但必須用到電平轉(zhuǎn)換。 無線模塊電路 電源模塊電源模塊是為了整個(gè)系統(tǒng)版供電而設(shè)計(jì)的，此模塊的設(shè)計(jì)采用的是外部直流電源供電，輸出電壓為5V，電流為1A。 按鍵原理圖該模塊還設(shè)計(jì)了一個(gè)蜂鳴器電路，蜂鳴器是用三極管8550來驅(qū)動(dòng)的，如果單片機(jī)的輸出信號(hào)為低電平給三極管的基極，三極管就會(huì)道通，蜂鳴器兩端分別接到了高低電平，蜂鳴器響。是比較常用的顯示器。 現(xiàn)場(chǎng)控制模塊這個(gè)控制模塊也是以AT89C52為主體，通過讀取無線接收到的數(shù)據(jù)或者通過將數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送至主控，同時(shí)通過12864液晶顯示器顯示現(xiàn)場(chǎng)得到的數(shù)據(jù)。采用一片MAX232，為RS232與TTL電平的轉(zhuǎn)換，使得可以方面使用電腦的COM口，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序的燒錄。方便在下載程序時(shí)，只要上電復(fù)位即可完成下載的硬件操作。RST(9)是單片機(jī)的復(fù)位引腳，通過RC回路，作為單片機(jī)的上電復(fù)位。在單片機(jī)的引腳外圍固定的引腳，如VCC（40），GND（20）已經(jīng)正確固定到電源和地上。 主控模塊該系統(tǒng)采用的是Atmel公司生產(chǎn)的AT89C52單片機(jī)為主控器。 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用自己設(shè)計(jì)的最小系統(tǒng)開發(fā)板，分為四個(gè)模塊，主控模塊、現(xiàn)場(chǎng)控制模塊、通信模塊、電源模塊。主控通過AT89C52單片機(jī)做控制，將數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送至電腦上，通過上位機(jī)界面顯示，在微軟公司的語音識(shí)別包的基礎(chǔ)上，以電腦為載體，可以通過語音來控制家中電器的工作，同時(shí)了解家中一切是否正常。 中科院自動(dòng)化所及其所屬模式科技(Pattek)公司2002年發(fā)布了他們共同推出的面向不同計(jì)算平臺(tái)和應(yīng)用的天語中文語音系列產(chǎn)品——Pattek ASR，結(jié)束了中文語音識(shí)別產(chǎn)品自1998年以來一直由國外公司壟斷的歷史。在有5%的拒識(shí)率情況下，%（不定長數(shù)字串）%（定長數(shù)字串），這是目前國際最好的識(shí)別結(jié)果之一，其性能已經(jīng)接近實(shí)用水平。中科院自動(dòng)化所、聲學(xué)所、清華大學(xué)、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科技大學(xué)、北京郵電大學(xué)、華中科技大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)都有實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行過語音識(shí)別方面的研究，其中具有代表性的研究單位為清華大學(xué)電子工程系與中科院自動(dòng)化研究所模式識(shí)別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。從1987年開始執(zhí)行國家863計(jì)劃后，國家863智能計(jì)算機(jī)專家組為語音識(shí)別技術(shù)研究專門立項(xiàng)，每兩年滾動(dòng)一次。 國內(nèi)研究歷史及現(xiàn)狀我國語音識(shí)別研究工作起步于五十年代，但近年來發(fā)展很快。它帶有一個(gè)32 000 詞的基本詞匯表，可以擴(kuò)展到65 000 詞，還包括辦公常用詞條，具有糾錯(cuò)機(jī)制，其平均識(shí)別率可以達(dá)到95 %。比較有代表性的系統(tǒng)有：IBM公司推出的Via Voice和Dragon System公司的Naturally Speaking， Nuance公司的Nuance Voice Platform語音平臺(tái)，Microsoft的Whisper， Sun的VoiceTone等。20世紀(jì)90年代前期，許多著名的大公司如IBM、蘋果、AT＆T和NTT都對(duì)語音識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)用化研究投以巨資。在語言層面上，通過統(tǒng)