【正文】 器的反饋回路中。因此，電容選擇陶瓷電容，電容值為33PF。圖6 晶振電路 （3）復位電路復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復位電路，如圖7所示。復位電路工作原理如右圖所示，VCC上電時，C1充電，在10KΩ電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位；幾個毫秒后，C1充滿，10K電阻上電流降為0A，電壓也為0V，使得單片機進入工作狀態(tài)。S1松手，C1又充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機復位。圖7 復位電路 人體熱釋感應模塊圖8 人體熱釋感應模塊（1）基本特性：① 工作電壓：DC5V至20V。③ 電平輸出：，低0V。⑤ 封鎖時間：。⑦ 感應范圍：小于120度錐角，7米以內。圖9 人體熱釋感應模塊電路（2）功能特點及電路原理：① 全自動感應：當有人進入其感應范圍則輸入高電平，人離開感應范圍則自動延時關閉高電平。② 光敏控制(可選）：模塊預留有位置，可設置光敏控制，白天或光線強時不感應?？商€選擇，默認為H。第二種，可重復觸發(fā)方式：即感應輸出高電平后，在延時時間段內，如果有人體在其感應范圍內活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖?感應模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點)。此功能可以實現(xiàn)（感應輸出時間和封鎖時間）兩者的間隔工作，可應用于間隔探測產品；同時此功能可有效抑制負載切換過程中產生的各種干擾。⑥ 微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合干電池供電的電器產品。 液晶顯示模塊圖10 LCD1602 （1）LCD1602的基本特性： ① +5V電壓，對比度可調。 ③ 提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能。 ⑤ 內建有192個57點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM。圖11 液晶模塊電路（2）功能特點及原理： 1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能顯示圖形。 1602液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器已經存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯數(shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。當接通電源后（~15V直流工作電壓），多諧振蕩器起振,~，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。接通電源后，振蕩器產生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產生磁場。圖13 報警模塊電路 工作原理：當人體熱釋感應模塊檢測到有人進來或者輸入密碼錯誤的時候，這時蜂鳴器響，紅色二極管亮。隨機開鎖成功率幾乎為零。③ 誤碼輸入保護，當輸入密碼多次錯誤時，報警系統(tǒng)自動啟動。⑤ 使用靈活性好，不像機械鎖必須佩帶鑰匙才能開鎖。圖15 矩陣鍵盤電路（2）矩陣鍵盤：當非編碼鍵盤的按鍵較多時，若采用獨立式鍵盤占用I/O口線太多，此時可采用矩陣式鍵盤，鍵盤上的鍵按行列構成矩陣，在行列的交點上都對應有一個鍵。矩陣式鍵盤識別按鍵的方法有兩種：一是行掃描法, 二是線反轉法。而且它是采用了I178。AT24C02中帶有的片內地址寄存器。所有字節(jié)均以單一操作方式讀取。I178。它通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。C規(guī)程，使用主/從機雙向通信，主機(通常為單片機)和從機（AT24C02）均可工作于接收器和發(fā)送器狀態(tài)。無論是主機還是從機，接收到一個字節(jié)后必須發(fā)出一個確認信號ACK。圖16 AT24C02的兩種引腳圖 ② 工作原理： 如圖17中AT24C02的3腳是地址線，用于確定芯片的硬件地址。第5腳SDA為串行數(shù)據(jù)輸入/輸出，數(shù)據(jù)通過這條雙向I178。第6腳SCL為串行時鐘輸入線。第7腳需要接地。每寫入或讀出一個數(shù)據(jù)字節(jié)后，該地址寄存器自動加1以實現(xiàn)對下一個存儲單元的讀寫。為降低總的寫入時間，一次操作可寫入多達8個字節(jié)的數(shù)據(jù)。 ② 當密碼輸入三次錯誤時，報警模塊會工作，通過蜂鳴器和紅燈報警。由于數(shù)據(jù)通信電路中TC35數(shù)據(jù)接口工作在CMOS電平，而STC89C52芯片工作在TTL電平，所以在STC89C52芯片和TC35之間加入TI公司的電平轉換芯片MAX232。（1）TC35Siemens公司的TC35模塊主要由GSM基帶處理器、GSM射頻模塊、供電模塊、閃存、ZIF連接器、天線接口六部分組成。在不需要額外硬件電路的前提下，可支持FR、HR和EFR語音信道編碼。其中電平轉換及串口通信功能以MAX232芯片為核心，通信速度可設定，通常為19200bps。采用電纜連接時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃暂^好；其主要缺點是接口的電氣參數(shù)不兼容，設計不當時就會對手機的通信質量產生影響。單片機系統(tǒng)用來控制手機模塊，并且對收到的短消息信息進行解釋并執(zhí)行，目前全國共有8種短消息格式包含從互聯(lián)網平臺發(fā)出的短消息。（2）MAX232MAX232芯片是美信（MAXIM）公司專為RS232標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用+5V單電源供電。② 只需要單一﹢5V電源供電。④ 功耗低，典型供電電流5mA。⑥ 高集成度，片外最低只需4個電容即可工作。4 軟件系統(tǒng)的分析及設計 軟件系統(tǒng)的總體設計 軟件系統(tǒng)的總體設計如圖20所示。② 液晶顯示模塊開始工作。④ 密碼輸入和密碼修改模塊開始工作。初始化液晶顯示鍵盤掃描密碼輸入3次以內正確？YN模擬門開蜂鳴器響，紅燈亮GSM報警人體紅外檢測是否有人？N修改密碼輸入新密碼，修改成功開始圖20 軟件系統(tǒng)的總體設計 工作流程：接上電源打開開關，電源燈亮。接著如果打開人體熱釋感應模塊的開關，當有人在附近時，也將啟動報警裝置。 各模塊的軟件設計 液晶顯示模塊的軟件設計 液晶顯示模塊各個過程顯示的內容如圖21所示。 各個按鍵功能如下：A：輸入密碼。D：初始化密碼。鍵值＝‘B’？鍵值＝‘0－9’？密碼輸入程序初始化密碼程序密碼修改程序密碼確認程序YYYN鍵值＝‘A’？鍵值＝‘D’？YNNN鍵功能程序返回圖22 鍵功能程序流程圖（2）開鎖程序開始初始化按開鎖鍵A輸入密碼輸入密碼正確？Y輸入次數(shù)加1次數(shù)2?報警程序NYN返回開鎖成功圖23 開鎖程序流程圖 工作流程：密碼輸入之后，正確的話模擬門開。（3）密碼修改程序初始化按下設置鍵B輸舊密碼確認程序所輸入舊密碼正確？輸新密碼輸入次數(shù)加1次數(shù)2?報警程序NYNY確認程序開始返回設置成功圖24 密碼修改程序流程圖 進入密碼修改畫面之后，需要先輸入舊密碼，3次錯誤之后也會報警。 人體熱釋感應模塊 人體熱釋感應模塊程序流程如圖25所示。初始化程序檢測附近有沒有人？NY開始報警程序圖25 人體熱釋感應模塊程序流程圖 報警模塊接到報警信號啟動報警程序開始結束圖26 報警模塊程序流程圖5 電路調試與分析 常用軟件介紹 KeilC51介紹KeilC51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、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Vision）將這些部分組合在一起。如果是使用C語言編程，那么Keil幾乎就是不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令人事半功倍。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。相對于一般的匯編軟件來說這款軟件的優(yōu)點還是還是很突出的，一方面Keil C51生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。另一方面與匯編相比，C語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。Vision2工程管理窗口圖 STCISP燒錄軟件 STCISP 是一款單片機下載編程燒錄軟件，是針對STC系列單片機而設計的，可下載STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC單片機，使用簡便，現(xiàn)已被廣泛使用。下圖為該軟件界畫圖：圖28 STCISP軟件操作界面 串口調試助手 這是一個很好而小巧的串口調試助手，支持常用的300~115200bps波特率，能設置校驗、數(shù)據(jù)位和停止位，能以ASCII碼或十六進制接收或發(fā)送任何數(shù)據(jù)或字符（包括中文），可以任意設定自動發(fā)送周期，并能將接收數(shù)據(jù)保存成文本文件，能發(fā)送任意大小的文本文件。 系統(tǒng)硬件調試本系統(tǒng)的硬件調試分為以下階段進行調試：（1）邏輯錯誤調試硬件的邏輯錯誤是由于設計錯誤和加工過程中的工藝性錯誤所造成的。（2）器件調試元器件失效的原因有兩個方面：一是器件本身已損壞或性能不符合要求；二是由于組裝錯誤造成的元器件失效，如電解電容、二極管的極性錯誤，集成塊安裝方向錯誤等。（4）電源故障調試若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。 各電路模塊的軟硬件綜合調試與分析 單片機最小系統(tǒng)的調試與分析 最小系統(tǒng)主要由單片機芯片AT89C52，復位電路，晶振電路和上拉電阻組成，所以在焊接電路時首先焊接芯片插槽，再根據(jù)引腳接法，連上晶振和復位電路即可，但要注意芯片接地和電源引腳應該用排針引接出來。測試步驟如下：（1）用于檢測系統(tǒng)的軟件程序為點亮一個LED燈和讓蜂鳴器響的程序。（2）一開始在寫程序時沒認真觀察好引腳位置，導致寫程序時寫錯引腳，所以燈不亮，蜂鳴器不響。（3）經過正確的測試，觀察到的現(xiàn)象與理論現(xiàn)象一致，說明該系統(tǒng)運行正常。一開始寫完程序燒錄到單片機之后，發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏會亮，可是卻沒有顯示所設置好的語句。經過一段時間的研究，調試與修改，發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏的引腳位置和程序上的設置不同，且有一處地方短路，改正這兩個錯誤之后，使得系統(tǒng)的運作跟理論設計的現(xiàn)象一致。 人體熱釋感應模塊的調制與分析 這個模塊硬件電路比較簡單，采一個三極管，一個電阻和一個三針的排針。蜂鳴器響，紅燈亮，如圖29。所以當有人在家時，如果還是一直開著紅外報警模塊，那么蜂鳴器會一直響。 GSM模塊的調試與分析 當人在外面而有人入侵家里的時候，就需要有個功能使在外面的主人來及時處理這個情況。當家里有人入侵時，主人便可收到電話，就能及時報警，確保家的安全。 當人體熱釋感應模塊檢測到有人的時候，單片機就控制GSM模塊發(fā)出打電話的信號，串口調試助手顯示如下：圖31 GSM模塊調試圖由圖31可知，GSM模塊能夠正常工作，能夠在有人入侵的時候打電話通知主人。智能家居作為家庭信息化的實現(xiàn)方式，已成為信息化社會重要的組成部分。最終作品經過設計方案論證，設計了相應的硬件電路和系統(tǒng)軟件，制作了實物并進行單機調試和與PC 機聯(lián)機調試。本系統(tǒng)具有以下幾大特點： ① GSM報警借助于GSM網絡電話業(yè)務實現(xiàn)了遠程報警，投資少、成本低。③ 環(huán)保高效，可靠性高。⑤ 符合了未來家電的智能化、網絡化發(fā)展方向。 本系統(tǒng)不足之處本設計雖然完全實現(xiàn)了設計要求的功能，但是也存在要改進的地方。這個可以通過拓展實現(xiàn)這些功能。如對電視，空調，窗簾等家電的控制。但未來的智能家居應該是完完全全的智能化，控制器能通過各方面的檢測和自己的數(shù)據(jù)分析來實現(xiàn)各個功能，以此來提供一個真正的簡單便捷舒適的家庭環(huán)境。（杜成仁，2011）（2）家庭醫(yī)療中心： 家庭若有老人和小孩，可在合適位置安放攝像頭，了解他們的狀況。 （3）家庭數(shù)據(jù)中心：家庭里的大量數(shù)據(jù)資料，如電影、音樂、游戲等，可以通過物聯(lián)網，海量存儲到網絡數(shù)據(jù)服務器上，方便隨時查看。 （4）家庭商務中心：商務中心可以完成一系列的，如繳費、支付、購物的任務，讓主人可以足不出戶完成各種瑣碎的日常生活。 63參 考 文 獻[J].智能建筑與城市信息，2011，7：92~93。[M].北京：北京航空航天大學出版社，2003。（數(shù)字部分）第5版[M].北京：高等教育出版社，2009。[J].天津理工學院學報，1999，15（2）：57～61。王琴放，[M].北京：電子工業(yè)出版社，1997：3~203。王志良，[J].Intelligent ，（127）：13~15。[M].北京：電子工業(yè)出版社，1993。Description Vision . 附錄B 本次系統(tǒng)設計的所有程序（1）：includeincludeincludeincludeincludevoid main(){ UART_init()。 i=7。 led=1。 state=0。 length=0。 set_control=0。 password_init[0]=read_add_24c02(0x00)。 password_init[2]=read_add_24c02(0x02)。 password_init[4]=read_