單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告智能家居中控系統(tǒng)

1、信息與通信工程學(xué)院信息與通信工程學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 完成日期：完成日期：2011 年年 5 月月 2 日日系：電子信息工程系專(zhuān) 業(yè)：通信工程班 級(jí)：081，2 班設(shè)計(jì)題目：智能家居中控系統(tǒng)學(xué)生姓名：袁安 張路指導(dǎo)教師：李厚杰目錄目錄一、項(xiàng)目概述一、項(xiàng)目概述.1 1二、設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo)二、設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo).2 22.12.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù) .2 22.22.2 性能指標(biāo)性能指標(biāo) .2 2三、原理概述三、原理概述.3 3四、設(shè)計(jì)方案四、設(shè)計(jì)方案.4 44.14.1 框圖設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì) .5 54.24.2 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) .6 64.2.14.2.1 stc8

2、9c52stc89c52 單片機(jī)單片機(jī) .7 74.2.24.2.2 射頻射頻 nrf905nrf905 發(fā)送模塊發(fā)送模塊.8 84.2.34.2.3 tc35igsmtc35igsm 模塊模塊 .10104.2.44.2.4 紅外線發(fā)送模塊紅外線發(fā)送模塊.11114.2.54.2.5 顯示電路顯示電路.12124.34.3 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) .13134.3.14.3.1 主程序主程序.14144.3.24.3.2 子程序子程序.1616五、調(diào)試及性能五、調(diào)試及性能分分析析.20205.15.1 調(diào)試步驟調(diào)試步驟 .21215.25.2 性能分析性能分析 .2121六、心得體會(huì)六、心得體會(huì).

3、2222參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2323附錄一附錄一 系統(tǒng)系統(tǒng)硬硬件電路圖件電路圖.2424附錄二附錄二 程序清單程序清單.2626一、一、項(xiàng)目概述項(xiàng)目概述隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生活水平的提高，人們的生活方式和生活質(zhì)量的要求也同以前有了追求。回到家里享受安靜舒適方便快捷的休息方式已經(jīng)是時(shí)代發(fā)展的要求和人們生活所必需。為了讓人們快速?gòu)漠?dāng)前繁瑣的家庭勞動(dòng)中解放出來(lái)，為了迎合時(shí)代科技發(fā)展的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)了智能家居中控系統(tǒng)。將家居的環(huán)境參數(shù)諸如：濕度、溫度等信息，還有水煤電等線管數(shù)據(jù)的報(bào)警等信息通過(guò)短信，電話等多種途徑，將信息快速準(zhǔn)確的及時(shí)的發(fā)送到主人手中，讓你無(wú)論何時(shí)何地隨時(shí)掌握家里的數(shù)據(jù)信息，還有解決

4、了家里電器設(shè)備的操控的繁瑣，只要通過(guò)中控臺(tái)全部控制家里的應(yīng)用電器。 二、設(shè)計(jì)任務(wù)和性能指標(biāo)2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)利用單片機(jī)及外圍接口電路和相關(guān)的功能模塊設(shè)計(jì)制作一個(gè)智能家居中控設(shè)備，并且用 lcd12864 液晶顯示器把相關(guān)的功能模塊采集到的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，顯示當(dāng)前操作的意義等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。要求用 ad6 設(shè)計(jì)出相關(guān)的電路圖并且畫(huà)出系統(tǒng)的電路原理圖，印刷電路板，繪出程序流程圖，并給出程序清單。2.2 性能指標(biāo)數(shù)據(jù)顯示： lcd12864 顯示每次中控臺(tái)發(fā)出或是接受到數(shù)據(jù)信息的意義以及相關(guān)的參數(shù)顯示出來(lái)。控制模塊： 控制模塊主要是由 nrf905 采集外圍的具有 nrf905 發(fā)射終端設(shè)備。例如采集溫

5、度，濕度數(shù)據(jù)，接受遙控設(shè)備的射頻遙控等命令。短信提醒功能，通過(guò) nrf905 采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) mcu 控制后，經(jīng)過(guò) tc35i 模塊經(jīng)過(guò)手機(jī)的短信平臺(tái)把相關(guān)的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給使用者。系統(tǒng)精度：該中控系統(tǒng)是整個(gè)家居體系的核心處理部分，能夠把數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合匯總，將所有的有關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的進(jìn)行綜合匯總控制。實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的監(jiān)控和管理的掌控能力。經(jīng)過(guò)這幾大模塊功能的組合應(yīng)用，使家居的主人可以在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)，隨時(shí)掌控家里的所有信息和控制管理。三、原理概述三、原理概述該系統(tǒng)主要是基于四大控制模塊建立構(gòu)成的控制管理體系。首先是射頻模塊：射頻模塊將家居的具有射頻控制模塊的采集子終端以及遙控終端。主要是進(jìn)行

6、接收控制命令和采集家居的相關(guān)的數(shù)據(jù)，在這里具體表現(xiàn)為，采集家居的溫度，濕度，煤氣報(bào)警，水電的報(bào)警數(shù)據(jù)以及射頻遙控器的遙控指令。再者是紅外線發(fā)送模塊：該模塊的主要功能是控制具有紅外線接收能力的家電設(shè)備例如：tv、dvd 和電視機(jī)頂盒等相關(guān)的家用電器。該模塊主要是通過(guò)射頻模塊接收到的控制命令控制家用電器設(shè)備。還有就是 lcd 液晶顯示模塊：該模塊主要功能是用于顯示每次采集到的數(shù)據(jù)或是接受到的命令進(jìn)行顯示，說(shuō)明每次操作的具體意義。最后是 gsm 模塊：該模塊是基于手機(jī)服務(wù)商的短信平臺(tái)進(jìn)行工作的，該模塊的功能是當(dāng)家里的水電煤氣等管理模塊發(fā)出報(bào)警信息的時(shí)候，家里沒(méi)有人在指定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行先關(guān)的處理控制的時(shí)

7、候，這時(shí)中控系統(tǒng)將采集到的報(bào)警命令通過(guò) gsm模塊以短信的方式發(fā)送給家里的主人，這樣保證了家里的主人無(wú)論在何時(shí)何地，隨時(shí)掌握家里的所以信息。四、設(shè)計(jì)方案4.1 框圖設(shè)計(jì)整個(gè)控制系統(tǒng)的基本模塊組成及與 mcu 之間的聯(lián)系的設(shè)計(jì)如圖所示分別包括了每個(gè)模塊的具體信息其系統(tǒng)框圖如圖 4.1 所示。nrf905 射頻模塊tc35igsm 模塊紅外線發(fā)送模塊電路lcd12864 顯示模塊按鍵模塊stc89c52 單片機(jī)圖 4.14.2 硬件設(shè)計(jì)tc35i 新版西門(mén)子工業(yè) gsm 模塊是一個(gè)支持中文短信息的工業(yè)級(jí) gsm 模塊,工作在egsm900 和 gsm1800 雙頻段,電源范圍為直流 3.34.8v

8、 ,電流消耗休眠狀態(tài)為3.5ma，空閑狀態(tài)為 25ma，發(fā)射狀態(tài)為 300ma(平均)，2.5a 峰值；可傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào), 功耗在 egsm900(4 類(lèi))和 gsm1800(1 類(lèi))分別為 2w 和 1w ,通過(guò)接口連接器和天線連接器分別連接 sim 卡讀卡器和天線。sim 電壓為 3v/1.8v，tc35i 的數(shù)據(jù)接口(cmos 電平)通過(guò) at 命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù),可選波特率為 300b/s115kb/s , 自動(dòng)波特率為1.2kb/s115kb/s。它支持 text 和 pdu 格式的 sms(short message service,短消息),可通過(guò) at 命令或關(guān)斷信號(hào)

9、實(shí)現(xiàn)重啟和故障恢復(fù)，中文資料如下：tc35i 由供電模塊(asic)、閃存、zif 連接器、天線接口等 6 部分組成。作為 tc35i 的核心基帶處理器主要處理 gsm 終端內(nèi)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)，并涵蓋了蜂窩射頻設(shè)備中的所有模擬和數(shù)字功能。4.2.14.2.1 stc89c52stc89c52 單片機(jī)單片機(jī)stc89c52 具體介紹如下： 主電源引腳（2 根）vcc(pin40)：電源輸入，接5v 電源gnd(pin20)：接地線外接晶振引腳（2 根）xtal1(pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端xtal2(pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳（4 根）rst/vpp(pin9)：復(fù)位引腳

10、，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ale/prog(pin30)：地址鎖存允許信號(hào)psen(pin29)：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)ea/vpp(pin31)：程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲(chǔ)器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳（32 根）stc89c52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 i/o 口，分別位 p0、p1、p2、p3 口，每個(gè)口有 8 位（8 根引腳） ，共 32 根。po 口（pin39pin32）：8 位雙向 i/o 口線，名稱(chēng)為 p0.0p0.7p1 口（pin1pin8）：8 位準(zhǔn)雙向 i/o 口線，名稱(chēng)為 p1

11、.0p1.7 p2 口（pin21pin28）：8 位準(zhǔn)雙向 i/o 口線，名稱(chēng)為 p2.0p2.7 p3 口（pin10pin17）：8 位準(zhǔn)雙向 i/o 口線，名稱(chēng)為 p3.0p3.7stc89c52 主要功能主要功能特性兼容 mcs51 指令系統(tǒng)8k 可反復(fù)擦寫(xiě) flash rom32 個(gè)雙向 i/o 口256x8bit 內(nèi)部 ram3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率 0-24mhz2 個(gè)串行中斷可編程 uart 串行通道2 個(gè)外部中斷源共 6 個(gè)中斷源2 個(gè)讀寫(xiě)中斷口線3 級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能nrf905 可自動(dòng)完成處理字頭和循環(huán)冗余碼校驗(yàn)的工

12、作，可由片內(nèi)硬件自動(dòng)完成曼徹斯特編碼/解碼， spi 接口與微控制器通信的使用，配置非常方便，其功耗也非常低，輸出功率為-10dbm 發(fā)射時(shí)電流只有 11ma，在接收模式時(shí)電流為 12.5ma。 nrf905 單片無(wú)線收發(fā)模塊工作由一個(gè)完全集成的頻率調(diào)制器，一個(gè)帶解調(diào)器的接收器，一個(gè)功率放大器，一個(gè)晶體震蕩器和一個(gè)調(diào)節(jié)器組成。自動(dòng)產(chǎn)生前導(dǎo)碼和 crc 是 shockburst 工作模式的特點(diǎn)，可以很容易通過(guò) spi 接口進(jìn)行編程配置8。為實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)墓δ?，本系統(tǒng)采用杭州飛拓電子有限公司生產(chǎn)的newmsg_rf905se 無(wú)線通信模塊。newmsg_rf905se 的特點(diǎn)如下：(1) 433m

13、hz 開(kāi)放 ism 頻段免許可證使用(2) 最高工作速率 50kbps，高效 gfsk 調(diào)，抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合(3) 125 頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要(4) 內(nèi)置硬件 crc 檢錯(cuò)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制(5) 低功耗 1 .93.6v 工作，待機(jī)模式下?tīng)顟B(tài)僅為 2.5 ua(6) 收發(fā)模式切換時(shí)間650us4.2.2 超聲波測(cè)距單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)主要由：stc89c52 單片機(jī)、晶振、復(fù)位電路、電源濾波部份構(gòu)成。stc89c52 單片機(jī)是超聲波測(cè)距的核心部分,主要任務(wù):(1) 控制 gsm 模塊的指令發(fā)送。(2) 控制射頻模塊的工作。(3) 控制 lcd 顯示電路的工

14、作。(4) 接受按鍵掃描。4.2.3 射頻電路newmsg_rf905se 管腳圖如 3.5 所示。p24p26p35p33p34p23p25傳傳傳傳傳傳p22u+5vccw+5vcc1csn12trx_ce3pwr_up4tx_en2csn12uclk5mos110moso9sck11am7cd8gnd14dr6nrf905u8p213.3vp20圖 3.5 newmsg_rf905se 管腳圖說(shuō)明：(1)vcc 腳電壓范圍為 3v3.6v 之間，不能在這個(gè)區(qū)間之外，超過(guò) 3.6v 將會(huì)燒毀模塊。推薦 3.3v 左右。(2)除電源 vcc 和接地端，其余腳都可以直接和普通的 5v 單片機(jī) i

15、/o 口直接相連，無(wú)需電平轉(zhuǎn)換。當(dāng)然對(duì) 3v 左右的單片機(jī)更加適用了。表 3.1 newmsg_rf905se 管腳圖管腳名稱(chēng)管腳功能說(shuō)明1vcc電源電源+1.93.6v dc2tx_en數(shù)字輸入tx_en =1 tx 模式 tx_en =1 rx 模式3trx_ce數(shù)字輸入使能芯片發(fā)射和接收4pwr_up數(shù)字輸入芯片上電5uclk時(shí)鐘輸出本模塊該腳廢棄不用，向后兼容6cd數(shù)字輸入載波檢測(cè)7am數(shù)字輸入地址匹配8dr數(shù)字輸入接收或發(fā)射數(shù)據(jù)完成9misospi 接口spi 輸出10mosispi 接口spi 輸入11sckspi 時(shí)鐘spi 時(shí)鐘12csnspi 使能spi 使能13gnd地接地

16、14gnd地接地3.2.3 工作方式工作方式nrf905 工作模式由 trx_ce、tx_en、pwr_up 的設(shè)置來(lái)設(shè)定。工作模式由表 3.1 所示9。表 3.2 nrf905 工作模式pwr_uptrx_cetx_en工作模式0xx掉電和 spi 編程10xstandby 和 spi 編程110shockburst rx111shockburst tx電路原理圖如圖 4.2.3 所示。圖 4.2.34.2.4 gsm 模塊 tc35itc35i 硬件設(shè)計(jì)：tc35i 模塊有 40 個(gè)引腳，通過(guò)一個(gè) zif(zero insertion force，零阻力插座)連接器引出。這 40 個(gè)引腳可

17、以劃分為 5 類(lèi)，即電源、數(shù)據(jù)輸入/輸出、sim 卡、音頻接口和控制。tc35i 的第 15 引腳是正電源輸入腳通常推薦值 4.2v，第 610 引腳是電源地。11、12 為充電引腳，可以外接鋰電池，13 為對(duì)外輸出電壓(共外電路使用)，14 為 accu-temp 接負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，用于鋰電池充電保護(hù)控制。15 腳是啟動(dòng)腳igt，系統(tǒng)加電后為使 tc35i 進(jìn)入工作狀態(tài),必須給 igt 加一個(gè)大于 100ms 的低脈沖,電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過(guò) 1ms。1623 為數(shù)據(jù)輸入/輸出，分別為dsr0、ring0、rxd0、txd0、cts0、rts0、dtr0 和 dcd0。tc35i 模

18、塊的數(shù)據(jù)輸入/輸出接口實(shí)際上是一個(gè)串行異步收發(fā)器，符合 itu-t rs232 接口標(biāo)準(zhǔn)。它有固定的參數(shù)：8位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無(wú)校驗(yàn)位，波特率在 300bps115kbps 之間可選，默認(rèn) 9600。硬件握手信號(hào)用 rts0/cts0，軟件流量控制用 xon/xoff，cmos 電平，支持標(biāo)準(zhǔn)的 at 命令集。其中 18 腳 rxd0、19 腳 txd0 為 ttl 的串口通訊腳，需要和單片機(jī)或者 pc 通訊。tc35i 使用外接式 sim 卡, 2429 為 sim 卡引腳，sim 卡同 tc35i 是這樣連接的:sim 上的 ccrst、ccio、cccl、ccvcc 和 ccgn

19、d 通過(guò) sim 卡閱讀器與 tc35i 的同名端直接相連，zif 連接座的 ccin 引腳用來(lái)檢測(cè) sim 卡是否插好，如果連接正確，則 ccin 引腳輸出高電平，否則為低電平。tc35i 的第 32 腳 sync 引腳有兩種工作模式，一種是指示發(fā)射狀態(tài)時(shí)的功率增長(zhǎng)情況，另一種是指示 tc35i 的工作狀態(tài)，可用 at 命令 at+sync 進(jìn)行切換，本模塊使用的是后一種。當(dāng) led 熄滅時(shí),表明 tc35i 處于關(guān)閉或睡眠狀態(tài)；當(dāng) led為 600 ms 亮/600ms 熄時(shí)，表明 sim 卡沒(méi)有插入或 tc35i 正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)登錄；當(dāng) led 為75 ms 亮/3s 熄時(shí)，表明 tc35

20、i 已登錄進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，處于待機(jī)狀態(tài)。30、31、32 腳為控制腳，其中 30 為 rtc backup，31 為 power down，32 為 sync。3538 為語(yǔ)音接口，35、36接揚(yáng)聲器放音。37、38 可以直接接駐極體話筒來(lái)采集聲音（37 是話筒正端，39 是話筒負(fù)端）電路原理圖如圖 4.2.4 所示。圖 4.2.44.2.5 顯示電路該系統(tǒng)采用 112864 液晶屏顯示模塊2864a-1 漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置 8192 個(gè)中文漢字（16x16 點(diǎn)陣） 、128 個(gè)字符（8x16 點(diǎn)陣）及 64x256 點(diǎn)陣顯示 ram（gdram） 。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特

21、性:(1)電源：vdd 3.3v+5v(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓)；(2) 顯示內(nèi)容：128 列 64 行(3)顯示顏色：黃綠(4)顯示角度：6：00 鐘直視(5)lcd 類(lèi)型：stn(6)與 mcu 接口：8 位或 4 位并行/3 位串行(7)配置 led 背光(8) 多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫(huà)面移位、自定義字符、睡眠模式等(9)邏輯工作電壓(vdd)：4.55.5v(10) 電源地(gnd)：0v(11) 工作溫度(ta)：060(常溫) / -2075（寬溫）(12) 串行數(shù)據(jù)傳送共分三個(gè)字節(jié)完成：第一字節(jié)：串口控制格式 11111abc a 為數(shù)據(jù)傳送方向控制：h 表示數(shù)據(jù)從 lcd 到

22、 mcu，l 表示數(shù)據(jù)從 mcu 到 lcd b 為數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇：h 表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)，l 表示數(shù)據(jù)是控制指令 c 固定為 0第二字節(jié)：(并行)8 位數(shù)據(jù)的高 4 位格式 dddd0000第三字節(jié)：(并行)8 位數(shù)據(jù)的低 4 位格式 0000dddd串行接口時(shí)序參數(shù)：(測(cè)試條件：t=25 vdd=4.5v)圖 4.2.54.3 軟件設(shè)計(jì)4.3.1 主程序本系統(tǒng)的智能化核心是 stc89c52，其收發(fā)程序和應(yīng)用軟件全部固化在 eprom 內(nèi)。它的工作過(guò)程是：當(dāng)系統(tǒng)上電后，單片機(jī)進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài)，同時(shí)完成對(duì)各端口的初始化工作，當(dāng)外部的采集數(shù)據(jù)模塊的終端設(shè)備有報(bào)警信息時(shí)候，直接發(fā)送傳達(dá)的指令在沒(méi)有采取

23、的到相應(yīng)的指令的情況下，短信發(fā)送模塊激活，向固定的電話發(fā)送短信報(bào)告之相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。lcd 顯示模塊同時(shí)顯示收到數(shù)據(jù)的意義。當(dāng)中控臺(tái)收到射頻遙控器的指令時(shí)，通過(guò) mcu 的綜合處理，將射頻協(xié)議和紅外線協(xié)議轉(zhuǎn)換，發(fā)射出與之對(duì)應(yīng)的紅外線命令從而實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的控制和管理的操作。此時(shí)遙控器接收模塊接收相應(yīng)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)在lcd 顯示屏上顯示。圖 4.3 為主程序流程圖。系統(tǒng)初始化接受數(shù)據(jù)/發(fā)送指令顯示信息的意義發(fā)送紅外線命/發(fā)送令短信查詢(xún)新的指令信息開(kāi)始圖 4.3 主程序流程圖4.3.2 系統(tǒng)的子程序。 rf905 無(wú)線數(shù)傳程序包括無(wú)線發(fā)送程序和無(wú)線接收程序。shockburst tx 發(fā)送流程分一下

24、幾步：(1) 當(dāng)微控制器有效數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，通過(guò) spi 接口，按時(shí)序跋接收機(jī)的地址和藥發(fā)送的數(shù)據(jù)傳送給 rf905，spi 接口的速率在通信協(xié)議和器件配置時(shí)確定；(2) 微控制器置高 trx_ce 和 tx_en,激發(fā) rf905 的 shockbursttm 發(fā)送模式；(3) rf905 的 shockbursttm 發(fā)送：(4) 射頻寄存器自動(dòng)開(kāi)啟；(5) 數(shù)據(jù)打包（加頭字和 crc 校驗(yàn)碼） ；(6) 發(fā)送數(shù)據(jù)包；(7) 當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好引腳被置高；(8) auto_retran 被置高，rf905 不斷重發(fā)，自動(dòng)進(jìn)入空閑。注意：shockbursttm工作模式保證，一旦發(fā)送數(shù)

25、據(jù)的過(guò)程開(kāi)始，無(wú)論 trx-ne 和 tx_en 引腳是高或低，發(fā)送過(guò)程都會(huì)被處理完。只有在前一個(gè)數(shù)據(jù)包被發(fā)送完畢，rf905 才能接受下一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)包。shockburst tx 發(fā)送流程圖如圖發(fā)送流程圖如圖 4.4 所示所示五、調(diào)試及性能分析圖 4.4待機(jī)tx-en=1pwr-up=1trx-ce=1spi 編程載入有效地址trx-ce=0?通信模塊上電crc 和前導(dǎo)碼發(fā)射數(shù)據(jù)包發(fā)射完 dr=1產(chǎn)生前導(dǎo)碼后 dr=0trx-ce=1?aut0-retran=1?shockburst rx 接收流程分一下幾步：(1) 當(dāng) trx_ce 高、tx_en 為低時(shí)，rf905j 進(jìn)入 shockb

26、urst tm 接收模式;(2) 650us 后，rf905 不斷監(jiān)測(cè)，等待接收數(shù)據(jù)；(3) 當(dāng) rf905 檢測(cè)到同一頻段的載波時(shí)，載波檢測(cè)引腳被置高；(4) 當(dāng)接收到一個(gè)匹配的地址，am 引腳；(5) 當(dāng)一個(gè)正確的數(shù)據(jù)包接收完畢，rf905 自動(dòng)移去字頭、地址和 crc 校驗(yàn)位，然后把 dr 引腳置高；(6) 微控制器把 trx_ce 置低，rf905 進(jìn)入空閑模式；(7) 微控制器通過(guò) spi 口，以一定的速率把數(shù)據(jù)移到微控制器內(nèi)；(8) 當(dāng)所有的數(shù)據(jù)接收完畢，rf905 把 dr 引腳和 am 引腳置低；(9) rf905 此時(shí)可以進(jìn)入 shockburst tm 接收模式、shock

27、burst tm 發(fā)送模式或關(guān)機(jī)。當(dāng)正在接收一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，trx-ce 或 tx_en 引腳的狀態(tài)發(fā)生改變，rf905 立即把其工作模式改變，數(shù)據(jù)包丟失。當(dāng)微處理器接到 am 引腳的信號(hào)之后，其就知道 rf905 正在接收數(shù)據(jù)包，其可以決定是讓 rf905 繼續(xù)接收該數(shù)據(jù)包還是進(jìn)入另一個(gè)工作模式。shockburst rx 接收流程圖如圖接收流程圖如圖 4.5 所示。所示。待機(jī)tx-en=1pwr-up=1trx-ce=1?通信模塊上電進(jìn)入待機(jī)模式檢測(cè)載波信號(hào)檢測(cè)到則 cd=1地址正確?am=1？數(shù)據(jù)接收crc 正確？am=0數(shù)據(jù)接收trx-ce=1?mcu 通 過(guò) spi 對(duì)接口讀出有效數(shù)據(jù)

28、am=1 dr=0 圖 4.5顯示模塊 lcd12864 程序編寫(xiě)：本系統(tǒng)采用的是串行通信方式，這樣可以有效的減少單片機(jī)的 i/o 的占用，為將來(lái)的功能的擴(kuò)展提供了接口控制。主要的指令如下：(1)寫(xiě)指令：void write_cmd(uchar cmd) lcdrs = 0;/低電平表命令 lcdrw = 0;/ 低電平表寫(xiě) p0 = cmd;/把命令送給 p0 lcden = 0;/產(chǎn)生一個(gè)高脈沖delay_ms(5); lcden = 1;delay_ms(5);/不用的時(shí)候把 en 拉低，12864 不使能 lcden = 0; （2）寫(xiě)數(shù)據(jù)：void write_dat(uchar d

29、at) lcdrs = 1;/高電平表示數(shù)據(jù) lcdrw = 0;/低電平表示寫(xiě) p0 = dat;/把數(shù)據(jù)送到端口 lcden = 0;/產(chǎn)生一個(gè)高脈沖 delay_ms(5); lcden = 1;delay_ms(5); lcden = 0; /不用時(shí)不使能tc35i 的發(fā)送短信程序：5.1 調(diào)試步驟焊接好各個(gè)模塊后，進(jìn)行模塊的單獨(dú)測(cè)試。紅外線發(fā)送調(diào)試部分比較要求細(xì)致一些，在這里的時(shí)序控制問(wèn)題和頻率精度的設(shè)計(jì)要求較高，在計(jì)算初值和調(diào)試載波的占空比的時(shí)候都要利用示波器精確測(cè)量。gsm 模塊根據(jù)相應(yīng)用到的指令進(jìn)行分部的調(diào)試，最后在進(jìn)行整個(gè)模塊的功能調(diào)試。顯示模塊調(diào)試比較簡(jiǎn)單了，只要保證對(duì)應(yīng)的

30、引腳電路的正確，時(shí)能時(shí)鐘應(yīng)用正確，液晶屏就會(huì)按照程序設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行顯示。無(wú)線射頻模塊的調(diào)試要進(jìn)行收發(fā)兩種模式的相互配合，在調(diào)試的時(shí)候可以利用 dr 引腳和 cd 引腳在工作模式下的特殊性進(jìn)行調(diào)試。在所有的模塊都調(diào)試成功后才可以進(jìn)行系統(tǒng)的軟件的綜合控制管理main 函數(shù)測(cè)試和調(diào)試工作。六、心得體會(huì)兩個(gè)月的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)課程

31、知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程 ”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)通過(guò)這次智能家居中控設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次智能家居中控設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專(zhuān)業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次智能家居中控設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了智能家居中控設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握智能家居中控設(shè)計(jì)的方法和步驟，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出

32、我們?cè)O(shè)計(jì)智能家居中控的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我們的李厚杰老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；這次智能家居中控的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開(kāi)朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我們能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我們的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。由于我們的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，我

33、們將萬(wàn)分感謝。七，參考文獻(xiàn)1 樓然苗,李光飛.51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例.北京航空航天大學(xué)出版社 ,20032 何希才.常用集成電路應(yīng)用實(shí)例.電子工業(yè)出版社，20073 楊國(guó)田，白 焰，董 玲.51 單片機(jī)實(shí)用 c 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).中國(guó)電力出版社,20094 楊居義.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).清華大學(xué)出版社,2009附錄一附錄一 系統(tǒng)硬件電路圖系統(tǒng)硬件電路圖附錄三附錄三 程序清單程序清單超聲波測(cè)距器單片機(jī)程序 (文件 1 保存為 ceju.c)#include#define uchar unsigned char#define unit unsigned int#define ulong unsigne

34、d long#includeintrins.h#includestring.hsbit ir=p34;/紅外發(fā)射管控制腳 uint count, set_count;/中斷計(jì)數(shù)，設(shè)定中斷次數(shù) bit keyflag,flag;/紅外發(fā)送標(biāo)志,按鍵標(biāo)志位 uchar irsys4=0 x1a,0 xa1,0 xdc,0 x03;/26 位系統(tǒng)碼，最后一個(gè)字節(jié)只用 2 位 uchar ircode,irdata,num; unsigned char code table=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xf8,0 x80,0 x90;#def

35、ine buf_max 72/緩存長(zhǎng)度 72uchar a,i;uchar rec_bufbuf_max;/接收緩存#includestdio.h#includemath.h#define uchar unsigned char #define uint unsigned int#define wc0 x00/ write configuration register command #define rc0 x10 / read configuration register command#define wtp0 x20 / write tx payload command#define rt

36、p0 x21/ read tx payload command#define wta0 x22/ write tx address command#define rta0 x23/ read tx address command#define rrp0 x24/ read rx payload commandtypedef struct rfconfiguchar n;uchar buf10;rfconfig;code rfconfig rxtxconf = 10,0 x4c, 0 x0c, 0 x44, 0 x20, 0 x20, 0 xcc, 0 xcc, 0 xcc,0 xcc, 0 x

37、58;/ 905 配置初始化數(shù)據(jù)/字節(jié) 1 以 10dbm 功率輸出/rx、tx 地址寬度為 4 字節(jié)。/0 x20, 0 x20：收發(fā) 32 字節(jié)/允許 crc8 位校驗(yàn)外接（模塊自身帶有的）16mhz 晶振。/0 x4c：頻率 430mhz s/ 0 x20, 0 x20：收發(fā) 32 字節(jié)/ 0 xcc, 0 xcc, 0 xcc,0 xcc：spi 寫(xiě)入的地址uchar data txbuf=12345;uchar data rxbuf6;uchar temp; unsigned char code table1=0 xc0,0 xf9,0 xa4,0 xb0,0 x99,0 x92,0

38、 x82,0 xf8, 0 x80,0 x90,0 x88,0 x83,0 xc6,0 xa1,0 x86,0 x8e,0 xaa; uchar bdata data_buf;/片內(nèi) ram 尋址存儲(chǔ)sbit flag =data_buf7;sbit flag1=data_buf0;sbit tx_en =p07;sbit trx_ce =p06;sbit pwr_up =p05;sbit miso =p01;sbit mosi =p00;sbit sck =p27;sbit csn =p23;sbit am =p03;sbit dr =p22;sbit cd =p04;sbit sdata_

39、595 = p10;sbit sclk_595 = p11;sbit srclk_595 = p12;sbit wei_y0 = p14;sbit led=p20;sbit key1 = p30;sbit key4 = p31;sbit key5 = p32;sbit dula = p26;sbit wela = p27;/scm12864-05 端口定義#define lcd_data p0 /數(shù)據(jù)口sbit rs = p35; /并行的指令/數(shù)據(jù)選擇信號(hào), h 數(shù)據(jù), l 命令sbit rw = p36; /并行讀寫(xiě)選擇信號(hào), h 讀, l 寫(xiě)sbit e = p34; /并行使能端, h

40、 有效, l 無(wú)效sbit psb = p37; /并/串接口選擇, h 并,l 串sbit ret = p33; /復(fù)位, l 有效uchar code datas1 = 歡迎使用家居中控系統(tǒng);uchar code datas2 = 工作模式：;uchar code datas3 = 意義：;uchar code datas4 = 指令碼：;void initio(void);/ initialize io portvoid inituart(void); / initialize 232 uartvoid config905(void);/ config nrf905 module 配置

41、nrf905 模式void settxmode(void);/ set nrf905 in tx modevoid txpacket(void);/ send data by nrf905void spiwrite(uchar);/ write data to nrf905void delay(uchar n);/ delay 100usvoid display();void senddata_595 ();void outputdata_595 ();void main()while(1) /=rf905 初始化 =csn=1;/ spi disablesck=0;/ spi clock l

42、ine init highdr=1;/ init dr for inputam=1;/ init am for inputpwr_up=1;/ nrf905 power ontrx_ce=0;/ set nrf905 in standby mode spi 編程模式tx_en=0;/ set radio in rx modeconfig905(); / config nrf905 module key1=0; if(key4!=1) /電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) 窗簾打開(kāi) txbuf0 =1; if(key5!=1) /電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) 窗簾關(guān)閉 txbuf0 =2; if(key6!=1) /電動(dòng)機(jī)停止 txbu

43、f0 =3; if(key7!=1) /進(jìn)入自動(dòng)模式（光控窗簾） txbuf0 =4; settxmode(); / set tx mode*/txpacket(); / t 發(fā)送數(shù)據(jù)包 void delay(uchar n)uint i;while(n-)for(i=0;i80;i+);void config905(void)uchar i;csn=0;/ spi enable for write a spi commandspiwrite(wc);/ write config command 寫(xiě)放配置命令for (i=0;irxtxconf.n;i+) / write configrati

44、on words 寫(xiě)放配置字spiwrite(rxtxconf.bufi);csn=1;/ disable spivoid spiwrite(uchar byte)uchar i;data_buf=byte;/ put functions parameter into a bdata variable for (i=0;i8;i+) / setup byte circulation bitsif (flag) / put data_buf.7 on data linemosi=1;elsemosi=0;sck=1; / set clock line highdata_buf=data_buf1

45、; / shift data_bufsck=0; / set clock line low sck=0;void txpacket(void)uchar i;pwr_up=1;/上電tx_en=1;/發(fā)送使能 trx_ce=0;/ set trx_ce low進(jìn)入 spi 編程模式csn=0;/ spi enable for write a spi command spi 使能spiwrite(wta);/ write address command 寫(xiě)入“寫(xiě)地址命令”for (i=0;i4;i+)/ write 4 bytes address spiwrite(rxtxconf.bufi+5

46、);csn=1;/ spi disabledelay(1);csn=0;/ spi enable for write a spi command spiwrite(wtp);/ write payload command寫(xiě)入“寫(xiě)數(shù)據(jù)命令”for (i=0;i=650us)/延時(shí)約 2usvoid delayus()nop_();_nop_();/延時(shí) a * 1msvoid delayms(uint a) uint i, j; for(i = a; i 0; i-) for(j = 100; j 0; j-);/檢測(cè) lcd 是否處于忙狀態(tài), 若忙返回 1, 空閑返回 0bit checkbu

47、sy() bit busy; rs = 0; rw = 1; e = 1; delayus(); busy = (bit)(lcd_data&0 x80); e = 0; return busy;/等待 lcd 到空閑void wait() while(checkbusy();/寫(xiě)命令void writecmd(uchar cmd) wait(); rs = 0; rw = 0; e = 0; delayus(); lcd_data = cmd; delayus(); e = 1; delayus(); e = 0;/寫(xiě)數(shù)據(jù)void writedata(uchar dat) wait(

48、); rs = 1; rw = 0; e = 0; delayus(); lcd_data = dat; delayus(); e = 1; delayus(); e = 0;/初始化 lcdvoid init() psb = 1; /并口方式 writecmd(0 x30); /基本指令, 擴(kuò)充指令為 34h delayms(10); writecmd(0 x0c); /顯示開(kāi), 關(guān)光標(biāo) delayms(10); writecmd(0 x01); /清屏 delayms(10);void setposition(uchar x, uchar y) uchar p; switch(x%4) c

49、ase 0: p = 0 x80; break; /第一行開(kāi)始地址 case 1: p = 0 x90; break; /第二行 case 2: p = 0 x88; break; /第三行 case 3: p = 0 x98; break; /第四行 p += y; writecmd(p);void writestring(uchar * str) uchar i = 0; while(stri != 0) writedata(stri+); /*/*lcd12864*/void display()/先關(guān)閉數(shù)碼管, 使兩個(gè)鎖存器鎖存, 因開(kāi)了數(shù)碼管, usb 電壓驅(qū)動(dòng)不夠, 將 無(wú)法使 lc

50、d正常工作 dula = wela = 0; init(); setposition(0, 0); writestring(datas1); setposition(1, 0); writestring(datas2); setposition(2, 0); writestring(datas3); setposition(3, 0); writestring(datas4); while(1);/*void delay(uint z) /1ms 延時(shí) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void serialinit()/初始化程序（必須使用，

51、否則無(wú)法收發(fā)）tmod=0 x20;/設(shè)置定時(shí)器工作方式為 8 位自動(dòng)裝入數(shù)據(jù)th1=0 xfd;/裝入初值，波特率 9600tl1=0 xfd;tr1=1;/打開(kāi)定時(shí)器sm0=0;/設(shè)置串行通訊工作模式， （10 為一部發(fā)送，波特率可變，由定時(shí)器 1 的溢出率控制）sm1=1;/(同上)在此模式下，定時(shí)器溢出一次就發(fā)送一個(gè)位的數(shù)據(jù)ren=1;/串行接收允許位（要先設(shè)置 sm0sm1 再開(kāi)串行允許）ea=1;es=1;/*/ 函數(shù)名:void uart1sends(char* at)/ 作用: 發(fā)送字符串到串口 1/ 參數(shù): char* at 字符串頭地址/ 返回:/*/void uart1s

52、ends(char* at) uchar cnt=0; es=0;/關(guān)串行口中斷while(*(at+cnt)/判斷一串?dāng)?shù)據(jù)是否結(jié)束sbuf=*(at+cnt);/發(fā)送數(shù)據(jù)while(ti=0); /查詢(xún)發(fā)送是否結(jié)束ti=0;/清除發(fā)送一標(biāo)志位cnt+;/準(zhǔn)備發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)es=1;/開(kāi)串行口中斷 /*判斷緩存中是否含有指定的字符串函數(shù)*/*函數(shù)原型:bit hand(unsigned char *a)/*函數(shù)功能:判斷緩存中是否含有指定的字符串/*輸入?yún)?shù):unsigned char *a 指定的字符串/*輸出參數(shù):bit 1-含有 0-不含有/*調(diào)用模塊:無(wú)/*/bit hand(uchar

53、 *a) if(strstr(rec_buf,a)!=null) /!=是不等于 return 1; else return 0;/*清除緩存數(shù)據(jù)函數(shù)*/*函數(shù)原型:void clr_buf(void)/*函數(shù)功能:清除緩存數(shù)據(jù)/*輸入?yún)?shù):無(wú)/*輸出參數(shù):無(wú)/*調(diào)用模塊:無(wú)/*/void clr_buf(void) for(i=0;i=buf_max;i+) rec_bufi=0; i=0;/*清除短信函數(shù)*/*函數(shù)原型:void clr_ms(void)/*函數(shù)功能:清除短信/*輸入?yún)?shù):無(wú)/*輸出參數(shù):無(wú)/*調(diào)用模塊:無(wú)/*/void clr_ms(void) uart1sends(at

54、+cmgd=1r); void gsm(void) jdq=0; serialinit(); uart1sends(atr); delay(2000); clr_buf(); uart1sends(at+cnmi=2,1r); delay(2000); while(!hand(ok); clr_buf(); uart1sends(at+cmgf=1r);/文本方式 while(!hand(ok); clr_buf(); while(1) if(strstr(rec_buf,+cmti)!=null)/若字符串中含有+cmti就表示有新的短信 clr_buf(); uart1sends(at+c

55、mgr=1r);/發(fā)送讀指令delay(1000); if(strstr(rec_buf,open )!=null)/繼電器 1 打開(kāi) jdq=1; else if(strstr(rec_buf,close)!=null)/繼電器 1 關(guān)閉 jdq=0; while(!hand(ok); clr_buf(); clr_ms();/刪除短信 void ser() interrupt 4 /串口中斷處理 es=0; /關(guān)串口中斷ri=0; /關(guān)接收中斷rec_bufi=sbuf;if(i0;x-) for(y=188;y0;y-); /20mhz 的晶振這里應(yīng)該是 188 /* 按鍵掃描 */ v

56、oid keyscan(void) uchar keytemp; p1=0 xfe; keytemp=p1&0 xfe; if(keytemp!=0 xfe) delay(10); /keytemp=p1&0 xff; if(keytemp!=0 xfe) keyflag=1;/有按鍵標(biāo)志 switch(keytemp) case 0 xf6:irdata=1;break;/按鍵 1 case 0 xee:irdata=2;break;/按鍵 2 case 0 xde:irdata=3;break;/按鍵 3 default:break; p1=0 xfd;keytemp=p1

57、&0 xfd; if(keytemp!=0 xfd) delay(10); / keytemp=p1&0 xff; if(keytemp!=0 xfd) keyflag=1;switch(keytemp) case 0 xf5:irdata=4;break;/按鍵 4 case 0 xed:irdata=5;break;/按鍵 5 case 0 xdd:irdata=6;break;/按鍵 6 default:break; p1=0 xfb; keytemp=p1&0 xfb; if(keytemp!=0 xfb) delay(10); /keytemp=p1&

58、0 xff; if(keytemp!=0 xfb) keyflag=1; switch(keytemp) case 0 xf3:irdata=7;break;/按鍵 7 case 0 xeb:irdata=8;break;/按鍵 8 case 0 xdb:irdata=9;break;/按鍵 9 default:break; /*注釋掉的原來(lái)掃描鍵盤(pán)程序*/*void keyscan(void) uchar keytemp; p1=0 xc7; keytemp=p1&0 xc7; if(keytemp!=0 xc7) delay(10); keytemp=p1&0 xc7; i

59、f(keytemp!=0 xc7) keyflag=1;/有按鍵標(biāo)志 switch(keytemp) case 0 xce:irdata=1;break;/按鍵 1 case 0 xd6:irdata=2;break;/按鍵 2 case 0 xe6:irdata=3;break;/按鍵 3 case 0 xcd:irdata=4;break;/按鍵 4 case 0 xd5:irdata=5;break;/按鍵 5 case 0 xe5:irdata=6;break;/按鍵 6 case 0 xcb:irdata=7;break;/按鍵 7 case 0 xd3:irdata=8;break

60、;/按鍵 8 */* 發(fā)送 8 位紅外數(shù)據(jù) */ void sendcode_8(void) uchar i; for(i=0;i8;i+) set_count=42;/發(fā)送 0.56ms 38k 紅外波（編碼中的 0.56ms 低電平）原來(lái) 28 flag=1; /發(fā)送載波count=0; tr0=1;while(countset_count);tr0=0; flag=0;/when the time is over should turn off the redline if(ircode&0 x01)/判斷紅外編碼最低位，1 寬的高電平，0 窄的高電平 set_count=120; /原來(lái)是 120 這里為什么會(huì)是這樣呢，可能是因?yàn)橄到y(tǒng)的晶振的關(guān)系吧，這是調(diào)