基于單片機的智能家居控制系統設計論文(doc畢設論文)-資料下載頁

　　

【正文】 V 交流電，低壓交流電再經過全橋整流變成脈動直流 17V 左右為三端穩壓提供電源，脈動直流電經 4700u 電解電容和 瓷片電容濾波，送到穩壓塊輸入端，進行穩壓，然后由三端穩壓輸出端輸出177。12V 直流電壓，177。12V 直流電再由 2200u 和 電容進行濾波，輸出比較穩定的A01 A12A23 A34A45 A56A67 A78A89 A910XCLK26 OVF22 EOM25PR27 PD24 CE23VCCD 28VCCA 16VSSD 12VSSA 13SP+ 14SP 15AUX IN 11ANA IN 20ANAOUT 21MICREF 22MIC 23AGC 24C?104C?104C? 104C?22UFVCCR? MICSPEAKERC?470 GNDGND業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業業ISD2560T1D5IN5822L1C42200UFC24700UF C3104C11041234D1D4BRIDGE1~220V~220V+GND 177。12V 直流電壓，給模塊供電源。圖 177。12V 電源穩壓器電路 TC35 短消息模塊電路設計 TC35 短消息模塊接口電路TC35 短消息模塊是 RS232C 標準接口，RS232C 標準（協議）的全稱是 EIARS232C 標準，其中 EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業協會，RS（remeded standard）代表推薦標準，232 是標識號，C 代表 RS232 的最新一次修改（1969） ，在這之前，有 RS232B、RS232A。它規定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。目前在 PC 機上的 COMCOM2 接口就是 RS232C 接口。TI 公司的MAX3238 芯片如圖 供電電壓為 3～，符合 TIA/EIA232F 和 ITU 標準。具有獨特的177。15KV 人體靜電保護措施，兼容 5V 邏輯輸入，內含 3 路接收、5 路發送串行通信接口，最大數據傳輸速率可達 250 kbps。該芯片的最大特點是，在串行口無數據輸入的情況下，可以靈活的進行電源管理，即當 FORCEON(13 腳)為低電平、/FORCEOFF(14 腳)為高電平時，AutoPowerdown Plus 功能有效。在正常運行模式下，約 30 秒事件內若芯片在接收和發送引腳沒有檢測到有效信號，將自動進入 Powerdown模式，此時耗電 1uA。如果 FORCEON 和/FORCEOFF 引腳均為高電平，那么 AutoPowerdown Plus 功能失效。在 AutoPowerdown Plus 功能有效的時，如果檢測到接收或發送引腳有信號輸入，該芯片自動被激活，轉入正常工作狀態。如果任一接收通道的輸入電壓高于 ，～ 的時間小于 30uS，則/INVALID(15 腳)引腳為高電平(數據有效)。如果所有接收通道的輸入電壓位于～ 的時間大于 30uS，則/INVALID(15 腳)引腳為低電平(數據無效)。 該芯片的以上特性，滿足了 TC35 作為移動終端的接收和發送電路連接要求。C24700UFC11041234D1D4~220V~220VVin1GND2Vout 37812Vin1 GND2Vout 37912T1GNDC42200UFC3104C82200UFC7104C64700UFC5104GND+12VGND12VRI113RI28 TI111TI2 10GND15 V+2 V 6VCC 16RO1 12RO2 9TO114TO27 C1+1C1 3 C2+4C2 5MAX232C11uFC21uFC31uFC41uFVCCVCCRXDTXDPTXPRX1 6 2 7 3 8 4 9 5 DB9PRXPTX GNDGNDGNDSM8952AC25PTC35GSM業業 圖 RS232 接口電路 TC35 短消息模塊控制設計SM8952AC25P 與 TC35 之間通過異步串行接口進行通信，通信速率為 9600b／s,具有 1 位起始位、8 位數據位、1 位停止位，無奇偶校驗。由于 TC35 的數據接口工作在CMOS 電平,接口電平為 ～，而 SM8952AC25P 單片機串口工作在 TTL 電平，工作電壓范圍一般比 TC35 寬，故應在 SM8952AC25P 和 TC35 之間加電平轉換電路和電平限制電路。若無電平轉換，則有可能使智能模塊的性能不太穩定。ZIF 連接器給 SIM 卡接口提供 6 個引腳，其中 CCIN 用來檢測 SIM 卡是否插好，其他 5 個引腳分別為ccvcc(電源，2．9v)、CCGND(地)、CCRST(復位)、CCCLK(時鐘)和 CCIO(數據)。ZIF 連接器的 SYNC 腳控制燈的狀態，以此判斷 TC35 的工作狀態。系統加電后，為使 TC35 進入工作狀態，必須給 IGT 加一延時大于 100ms 的低脈沖，電平下降持續時間不可超過lms；啟動后，IGT 應保持高電平()：驅動 IGT 時，TC35 的供電電壓不能低于．否則 TC35 不能被激活。 紅外學習遙控電路設計 紅外學習遙控接收電路設計所有紅外遙控器的輸出都是用編碼后的串行數據對 38kHz～40kHz 的方波進行脈沖幅度調制而產生的。如果直接對已調波進行測量，而其脈寬只有 20 多微秒，由于單片機的指令周期是微秒級，會產生很大的誤差。因此，先要對已調波進行解調，對解調后的波形進行測量。將 CX20226 或一體化紅外接收頭解調出的遙控編碼脈沖直接連入SM8952AC25P 單片機的 INT0 和 T0 腳，定時器 T0 和 T1 都初始化為定時工作方式 1，T0的 GATE 位置位。每次外部中斷首先停止定時，記錄 T0、T1 的計數值，然后將 T0、T1的計數值清零，并重新啟動定時。T0 的值即為高電平脈寬，T1～T0 的值為低電平脈寬。T0、T1 與紅外編碼信號脈寬的對應關系并且存儲到外部儲蓄器 24C256 中等待發送調用。圖 紅外學習遙控接收電路設計 紅外學習遙控發送電路設計1 2 3 5 6 7vss4vdd8cx20226 IC1CX20226C3330C11UC4100UR1R2200K R310KVCCGND業業業業 遙控信號的還原是通過 SM8952AC25P 的 T2 特殊輸出口進行二進制脈沖碼的高電平與低電平的調制輸出，其中調制為利用單片機特殊功能進行內部調制這也是本設計的一個創新點，調制后的信號如圖 驅動紅外發光管工作。該設計的硬件電路相對簡單，因此系統的調試重點在軟件上。圖 紅外學習遙控發送電路設計4 軟件部分 下位機編程 主控單片機系統軟件設計主控單元部分由于任務多、對可靠性的要求高，本系統的主控部分軟件設計為分時操作系統控制，采用 RTX51 Tiny 版操作系統。作為嵌入式系統主控單元的單片機，其軟件一般是一個微觀的實時操作系統，是為某種應用而專門設計的。系統程序有實時過程控制或實時信息處理的能力，要求能夠及時響應隨機發生的外部事件并對該事件做出快速處理。分時操作系統是把 CPU 的時間劃分成長短基本相同的時間區間，即“時間片” ，通過操作系統的管理，把這些時間片依次輪流地分配給各個用戶使用。如果某個作業在時間片結束之前，整個任務還沒有完成，那么該作業就被暫停下來，放棄 CPU，等待下一輪循環再繼續做。此時 CPU 又分配給另一個作業去使用。由于計算機的處理速度很快，只要時間片的間隔取得適當，那么一個用戶作業從用完分配給它的一個時間片到獲得下一個 CPU 時間片，中間有所“停頓” ；但用戶察覺不出來，好像整個系統全由它“獨占”似的。分時操作系統主要具有以下 3 個特點：①多路性。用戶通過各自的終端，可以同時使用一個系統。②及時性。用戶提出的各種要求，能在較短或可容忍的時間內得到響應和處理。③獨占性。在分時系統中，雖然允許多個用戶同時使用一個 CPU，但用戶之間操作獨立，互不干涉。RTX51 Tiny 可以配置成使用 roundrobin 多任務。Roundrobinp 容許 quasiparallel 執行多任務。任務并不是連續執行的，而是分時間片執行的（本系統采用 10毫秒作為時間片，由 RTX51 Tiny 把時間片分配給各個任務） 。由于時間片的時間很短，因此任務看起來像連續執行一樣。在本系統中 RTX51 Tiny 首先執行信號采集 job0 的任務 0。本函數創建了另一個任務報警分析 job1。信號采集執行完它的時間片后，RTX51 Tiny 開始執行報警分析job1，這個函數又創建了另一個任務短信發送 job2。如此類推，最后執行完它的時間PNP1VCC業業業T2 R4GND R1 片后，RTX51 Tiny 又返回到 job0 開始執行。然后再切換到 job1，如此循環。void job0 (void) _task_ 0 { os_create (1)。 while (1) { job0（）。 }}void job1 (void) _task_ 1 { os_create (2)。 while (1) { job1（）。 }}遠程控制軟件設計主要分為系統初始化、振鈴檢測計數、控制摘掛機、雙音頻信號分析處理、控制電器、信號音提示等部分。下面， 為整體流程圖： 開始初始化模擬摘機提示輸入密碼開電器提示控制電器等待回應關電器啟動軟件計數啟動計時掛機啟動軟件計數提示重輸密碼振鈴信號振鈴六次密碼正確45S 到3 次提示完成按 圖 遠程控制程序設計流程圖TC35 模塊支持 8 位數據位,無奇偶校驗位,位停止位數據傳輸。傳輸速率可以在。對 TC35 模塊控制,IGT 信號非常地重要,只有正確的 IGT 信號才可以使 TC35 模塊正常地運行。IGT 的下降沿啟動 TC35,并且 IGT 的低電平應該至少保持 100ms 如圖 ,TC35 然后正常工作。 圖 存儲示波器采集到的啟動信號單片機對 TC35 模塊的控制 TC35 模塊采用 AT 賀氏指令。單片機可以通過正確的 AT指令對 TC35 模塊進行初始化和短消息的接收發送。對短消息的控制共有三種模式:Block 模式!PDU 模式和 Text 模式。使用 Block 模式需要手機生產廠家提供驅動支持。目前,PDU 模式已取代 Block 模式,而 Text 模式不支持中文,因此本系統使用 PDU 模式進行短消息的發送。單片機通過以下系列 AT 指令對短消息進行控制。TC35 初始化：首先設置短消息發送格式 AT+CMGF=1CR,設置 1 代表 PDU 模式,CR是回車符號,也就是 0x0d。指令正確則模塊返回CRLFOKCRLF,CRLF是回車換行符號。其次設置短消息中心 AT+CSCA=d+8613800531500d(短消息中心)CR,設置正確則模塊返回CRLFOKCRLF。注意短消息中心號碼可能會因不同手機或不同區域而不同。如果讀取短消息服務中心則使用命令 AT+CS