基于單片機(jī)的智能家居控制設(shè)計(jì) (2)

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1、本科畢業(yè)論文（20XX屆）題 目基于單片機(jī)的智能家居控制設(shè)計(jì)學(xué) 院理學(xué)院專 業(yè)光信息科學(xué)與技術(shù)班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期20XX年5月 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文39 大學(xué)本科畢業(yè)論文 摘 要智能家居系統(tǒng)是利用先進(jìn)的通信，自動(dòng)控制等技術(shù)，將與家庭生活有關(guān)的各種應(yīng)用子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起，通過(guò)綜合管理，讓家庭生活更舒適、安全、有效和節(jié)能。PIC單片機(jī)（Peripheral Interface Controller）是一種用來(lái)開發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路（IC）。本文應(yīng)用了PIC單片機(jī)作為控制器對(duì)智能家居控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。采用了Proteus軟件進(jìn)行仿真。用一個(gè)數(shù)碼管模擬代

2、替窗簾和燈的開與關(guān)。通過(guò)單片機(jī)掃描按鍵與響應(yīng)按鍵手動(dòng)控制窗簾和燈；通過(guò)計(jì)時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)全天24小時(shí)計(jì)時(shí)，時(shí)間到點(diǎn)按照模擬情景打開合作關(guān)閉窗簾和燈光；并且通過(guò)單片機(jī)感應(yīng)當(dāng)前時(shí)間來(lái)綜合控制燈光。附加有數(shù)碼管時(shí)間顯示電路和按鍵調(diào)節(jié)小時(shí)和分鐘變量的電路。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；智能家居控制系統(tǒng)；ProteusABSTRACTPIC microcontroller (Peripheral Interface Controller) is a kind of used to development of the Peripheral equipment to control the integrated circui

3、t (IC). A kind of dispersion (task) function of the CPU. Compared with the human, the brain is part of the CPU, PIC sharing is equivalent to the nervous system. SCM after 1, 2, 3 generation of development, at present, the single chip microcomputer is toward the high performance and many varieties di

4、rection, in low voltage power real-time detection and automatic control of microcomputer application system, the single chip microcomputer often as a core component to use.Based on the PIC microcontroller to intelligent home control system are studied. Using the Proteus simulation software. Realize

5、the lights and electric curtain timing and manual control. The completion of this circuit, can be simple intelligent home control system to provide an initial hardware foundation.Key words: single chip microcomputer; Intelligent home control system; Proteus 目錄1引言42硬件5 2.1單片機(jī)52.2 PIC16F877簡(jiǎn)介6sjT838電子

6、-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙2.3 PIC16F977的輸入輸出端口92.4 PIC16F877基本電路10 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙3軟件13 3.1 PROTE13 3.2 MPLAB144仿真軟件使用1

7、6 4.1仿真電路164.2共陽(yáng)(6)數(shù)碼管174.3開關(guān)去抖195智能家居的實(shí)現(xiàn)225.1智能家居介紹225.2本設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)256結(jié)論297致謝308參考文獻(xiàn)319附錄32第一章 引言單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。單片機(jī)控制智能家居系統(tǒng)是其中的一種用途，不僅可以在

8、實(shí)驗(yàn)室演示成功，更可以在實(shí)際生活中發(fā)揮重要作用。智能家居在保持了傳統(tǒng)的居住功能的基礎(chǔ)上，擺脫了被動(dòng)模式，成為具有能動(dòng)性智能化的現(xiàn)代工具智能化家居就是創(chuàng)造一個(gè)簡(jiǎn)便的生活方式、舒適的生活環(huán)境、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的家居控制手段這樣一個(gè)智能化家庭生活平臺(tái)。這個(gè)智能化家庭生活用一個(gè)手持無(wú)線遙控器、墻上開關(guān)、定時(shí)器，甚至任何一個(gè)電話及計(jì)算機(jī)就能控制家中所有的燈、家電，調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，設(shè)置不同時(shí)間的窗簾開關(guān)控制。單片機(jī)控制智能家居系統(tǒng)是利用單片機(jī)運(yùn)算，控制功能對(duì)電器的控制。通過(guò)軟件和單片機(jī)自身的時(shí)間系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)的感知，從而實(shí)時(shí)，定時(shí)的控制家中電器，達(dá)到智能，安全，方便，節(jié)能的效果。實(shí)現(xiàn)控制硬件方面包括單片機(jī)和

9、外圍電路，包括電源電路，復(fù)位電路，外圍燈光電路，電動(dòng)窗簾電路，開關(guān)電路和時(shí)間顯示的數(shù)碼管電路，為軟件電路設(shè)計(jì)立下基礎(chǔ)。軟件方面包括時(shí)間程序，時(shí)間顯示程序，時(shí)間判斷程序，燈光電機(jī)控制程序，開關(guān)響應(yīng)程序等。通過(guò)對(duì)硬件電路和軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)智能家居中燈光與窗簾的定時(shí)控制。 第二章 硬件2.1單片機(jī)1,2,3單片機(jī)盡管大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 單片機(jī)也被稱為微控

10、制器（Microcontroler），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)提及要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)比專用處理器最適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。現(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(huì)集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。而

11、個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作。汽車上一般配備40多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò)PC機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過(guò)價(jià)錢也是低的，一般不超過(guò)10元即可.用它來(lái)做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！.它主要是作為控制部分的核心部件。 它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力

12、，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的主要區(qū)別。單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國(guó)50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來(lái)搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國(guó)70年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過(guò)你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語(yǔ)言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語(yǔ)言了，既然這么低級(jí)

13、為什么還要用呢？很多高級(jí)的語(yǔ)言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡(jiǎn)單，就是單片機(jī)沒(méi)有家用計(jì)算機(jī)那樣的CPU，也沒(méi)有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。一個(gè)可視化高級(jí)語(yǔ)言編寫的小程序里面即使只有一個(gè)按鈕，也會(huì)達(dá)到幾十K的尺寸！對(duì)于家用PC的硬盤來(lái)講沒(méi)什么，可是對(duì)于單片機(jī)來(lái)講是不能接受的。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一樣的道理，如果把巨型計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件拿到家用PC上來(lái)運(yùn)行，家用PC的也是承受不了的。 可以說(shuō)，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PC機(jī)。它由

14、主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成（如圖1所示）。還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了。現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)

15、雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。2.2 PIC16F877簡(jiǎn)介 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙2.2.1 PIC16F877的核心區(qū)域 1)程序存貯器: 存放由用戶預(yù)先編好的程序和一些固定不變的的數(shù)據(jù)。程序存貯器是由閃存貯器（FLASH）構(gòu)成的，由程序計(jì)數(shù)器PC尋址。具有一個(gè)13為的程序計(jì)數(shù)器，它的尋址能力達(dá)到8KX14個(gè)程序存貯器空間，地址編碼的最大范圍為0000H1FFFH.2)RAM數(shù)據(jù)存貯器:包括通用寄存器和特殊功能寄存器兩種，用于存貯CP

16、U在執(zhí)行程序過(guò)程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)。普通的RAM存貯器一般只能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出和寫入操作，而16F877中的RAM存貯器的每個(gè)存貯單元功能都十分強(qiáng)大，除了具備普通存貯器功能之外，還能實(shí)現(xiàn)移位，置位，清位，位測(cè)試等一系列復(fù)雜操作。3)間接尋址寄存器INDF和FSR: 間接尋址寄存器INDF和FSR位于PIC數(shù)據(jù)存貯器的最頂端，地址00的單元。它只有地址碼，在物理上不是一個(gè)真正的寄存器。它常常與寄存器FSR配合工作，實(shí)現(xiàn)間接尋址目的。4)堆棧:保存程序斷點(diǎn)的地址。在程序執(zhí)行過(guò)程中，有時(shí)需要調(diào)用子程序，在進(jìn)入子程序之前，必須保存程序斷點(diǎn)的地址，以便子程序執(zhí)行完成后，在恢復(fù)斷點(diǎn)地址，使主程序繼續(xù)執(zhí)行。具有

17、8X13的獨(dú)立堆?？臻g，不占用程序存貯器和數(shù)據(jù)存貯器的區(qū)域，也不需要進(jìn)棧出棧的命令，在調(diào)用和返回時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)入口地址的進(jìn)出棧操作，遵循后進(jìn)先出的規(guī)則。5)指令寄存器: 暫存從程序寄存器取出的指令，并將指令按不同的字段分解為操作碼和操作數(shù)，分別送到各自的目的地。6)算術(shù)邏輯單元ALU:實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算操作。7)工作寄存器W:一個(gè)重要的的工作寄存器，許多指令都把它作為操作過(guò)程的中轉(zhuǎn)，比如暫存參加運(yùn)算的一個(gè)操作數(shù)，或者暫存運(yùn)算產(chǎn)生的結(jié)果。在運(yùn)算之前W是源操作數(shù)的出發(fā)地，在運(yùn)算之后W是目標(biāo)操作數(shù)的目的地。8)地址復(fù)用器:訪問(wèn)數(shù)據(jù)存貯器所需要的地址由地址復(fù)用器選擇和傳遞，該地址既可以源于間接尋址寄存

18、器FSR，也可以指令碼。來(lái)源與FSR的地址叫做間接地址，來(lái)源與指令碼的地址叫做直接地址。9)看門狗定時(shí)器WDT:它是一個(gè)自帶RC式振蕩器時(shí)鐘源的定時(shí)器，用來(lái)監(jiān)視程序運(yùn)行狀態(tài)。由于意外原因，一旦CPU跑到正常程序之外而出現(xiàn)死機(jī)，WDT將強(qiáng)行把CPU復(fù)位，使其返回正常運(yùn)行狀態(tài)。10)狀態(tài)寄存器STATUS:及時(shí)反映運(yùn)算結(jié)果的一些算術(shù)狀態(tài)。除了以上基本部件外，還有程序計(jì)數(shù)器，指令譯碼和控制器，數(shù)據(jù)復(fù)用器，時(shí)基發(fā)生器，上電延時(shí)，起振延時(shí)，上電復(fù)位，在線調(diào)試，低壓編程，欠壓復(fù)位，數(shù)據(jù)總線和程序總線。2.22 PIC16F877的模塊 PIC16F877的內(nèi)部集成了豐富的外圍設(shè)備模塊，開發(fā)過(guò)程充分節(jié)省了外

19、圍電路。1)輸入/輸出端口: 輸入/輸出端口是單片機(jī)內(nèi)部與外部交換信息的通道。PIC16F877有五個(gè)基本輸入/輸出端口分別是RA,RB,RC,RD和RE，其中RB,RC,RD為8位寬，RA為6位寬，RE為3位寬，共33個(gè)引腳。輸入輸出方式可編程，部分引腳與其他功能復(fù)用。2)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器:有TIMER0,TIMER1,TIMER2三個(gè)可編程定時(shí)器。TIMER0,TIMER2是8位寬的可編程定時(shí)器，TIMER1是16位寬的可編程定時(shí)。其中TIMER0,TIMER1也可以作為計(jì)數(shù)器。3)A/D轉(zhuǎn)換器:也叫ADC，是一個(gè)有8通道和10位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用來(lái)將外部的各種模擬物理量轉(zhuǎn)換為便于單片機(jī)

20、內(nèi)部處理的數(shù)字量。4)EEPROM數(shù)據(jù)存貯器:是一個(gè)256X8的可擦寫存貯器，存貯的內(nèi)容掉電也不會(huì)丟失。PIC16F877內(nèi)部的外圍模塊還包括捕捉/比較脈沖調(diào)制CCP1和CCP2,通用同步/異步收發(fā)器USART，主同步串行端口MSSP，并行從動(dòng)端口PSP。2.23 PIC16F877的引腳功能 圖2.2 PIC16F877引腳圖 單片機(jī)的信號(hào)引腳是單片機(jī)外特性的體現(xiàn)，在硬件上用戶只能使用引腳，通過(guò)引腳的連接組建單片機(jī)系統(tǒng)。PIC 8位單片機(jī)系列和MCS51系列單片機(jī)一樣，其引腳除電源VDD、VSS為單一功能外，其余的信號(hào)引腳常是多個(gè)功能，即引腳的復(fù)用功能。常見(jiàn)的引腳符號(hào)和主要功能如下： 1)M

21、CLR/Vpp：清除(復(fù)位)輸入/編程電壓輸入。其中MCLR為低電平時(shí)，對(duì)芯片復(fù)位。該腳上的電壓不能超過(guò)VDD，否則會(huì)進(jìn)入測(cè)試方法。Vpp代表編程電壓。 2)OSC1/CLKIN：振蕩器晶體/外部時(shí)鐘輸入端。 3) OSC2/CLKOUT：振蕩器晶體輸出端，在晶體振蕩方式接晶體，在RC方式輸出OSC1頻率的1/4信號(hào)CLKOUT。 4)T0CK1：TMR0計(jì)數(shù)器輸入端，如不用，為了減少功能應(yīng)接地或接VDD。 5) T1CK1：TMR1時(shí)鐘輸入端。 6) T1OSI：TMR1的振蕩輸入端。 7) T1OSO：TMR1的振蕩輸出端。 8) RD、WR、CS：分別代表并行口讀信號(hào)、寫信號(hào)和片選控制線

22、。 9) AN0AN7：A/D轉(zhuǎn)換的模擬量輸入端。AN0、AN1分別表示通道的個(gè)數(shù)。 10) CCP：捕捉/比較/脈寬調(diào)制等功能端。CCP是Capture/Compare/PWM的縮寫。有的PIC芯片內(nèi)有兩個(gè)CCP部件，其引腳用符號(hào)CCP1和CCP2表示。 11)SCK/SCL：同步串行通信時(shí)鐘輸入端。 12) TX/CK：異步通信發(fā)送端/SCI同步傳輸?shù)臅r(shí)鐘端。 13) SDI/SDA：SPI通信數(shù)據(jù)輸入端。 14)SD0：SPI通信數(shù)據(jù)輸出端。15) RD0/PSP0RD7/PSP7：D口，雙向可編程，亦可作為并行口。作并行口對(duì)TTL輸入，作I/O口時(shí)為斯密特輸入。sjT838電子-技術(shù)資

23、料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙2.3 PIC16F977的輸入輸出端口 PIC16F877 33支接腳都可當(dāng)成輸出、輸入接腳，輸入輸出端口是單片機(jī)基本 界面，可以與周邊電路進(jìn)行電路控制和信號(hào)傳輸與檢測(cè)。PIC是8位的單片機(jī)，以接腳特性分組，每組盡量湊滿8支接腳，并將I/O命名為PORTA(RA0RA5)、POR

24、TB(RB0RB7)、PORTC(RC0RC7)、PORTD(RD0RD7)和PORTE(RE0RE2)等，各分組接口特性說(shuō)明如下： sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙1)PORTA: sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 PIC16F877的PORTA總共有6個(gè)位(RA0RA5)，PORTA的接腳可作為數(shù)字輸出

25、輸入端口，而系統(tǒng)重置后，PORTA自動(dòng)成為模擬輸入狀態(tài)，可讀取模擬輸入訊號(hào)。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 2)PORTB :sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 PORTB總共有8個(gè)位(RB0RB7)，可以撰寫程序規(guī)劃輸入輸出方向、狀態(tài)，其中，要進(jìn)行燒錄時(shí)，使用到三支接腳，分別是Pin36(RB3/PGM)、Pin39(RB6/PGC)與Pin40(RB7/PGD)。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用

26、網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 3)PORTC sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙:PORTC總共有8個(gè)位(RC0RC7)，除了可作為數(shù)位I/O外，還和一些特殊功能的周邊電路共享接腳，例如CCP（直流馬達(dá)控制）、I2C、SPI（同步串行通訊電路）、UART（異步串行傳輸電路）等等。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 4)PORTD sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基

27、本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙:PORTD總共有8個(gè)位(RD0RD7)，可作一般數(shù)字I/O，并與PSP(Parallel Slave Port)并列傳輸接口共享。當(dāng)整體系統(tǒng)需要多單片機(jī)時(shí)，彼此可以經(jīng)由并列傳輸接口來(lái)快速傳輸資料。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 5)PORTE sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙:PORTE總共有3個(gè)位(RE0RE2)，PORTE的Pin8、9、10有三種功能，除了基

28、本I/O功能，也有模擬輸入功能，而上述PORTD的并列傳輸接口設(shè)定所需的控制接腳，如/RD、/WR、/CS等，也是屬于PORTE接腳。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 PIC單片機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)就是所有操作都是對(duì)寄存器（或者說(shuō)寄存器文件）的操作： 對(duì)端口工作方式設(shè)置寄存器的操作、對(duì)端口數(shù)據(jù)方向設(shè)置寄存器的操作等。在PIC系列單片機(jī)中，每個(gè)端口都至少對(duì)應(yīng)著兩個(gè)特殊功能寄存器，分別是數(shù)據(jù)寄存器和方向寄存器，也就是說(shuō)PIC單片機(jī)把I/O端口當(dāng)作寄存器來(lái)訪問(wèn)（即讀出或?qū)懭耄?I/O端口的方向寄存器是定義其端口引腳的輸

29、入/輸出狀態(tài)； I/O端口的數(shù)據(jù)寄存器是用于其端口輸入/輸出數(shù)據(jù)的橋梁，或稱為數(shù)據(jù)緩沖器。根據(jù)I/O端口引腳的輸入/輸出狀態(tài)，對(duì)該端口的數(shù)據(jù)方向控制寄存器TRIS進(jìn)行初始化定義：若把TRIS某位設(shè)置為“1”，則相應(yīng)的PORT端口引腳定義為輸入端，輸出呈高阻狀態(tài)；若把TRIS某位設(shè)置為“0”，則相應(yīng)的PORT端口引腳定義為輸出端，輸入呈高阻狀態(tài)。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各2. 4 PIC16F877基本電路 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器

30、件符號(hào)-各種圖紙2.4.1 PIC振蕩頻率電路 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 單片機(jī)振蕩電路與整體系統(tǒng)工作速度有直接的關(guān)系，例如同步異步串行傳輸、定時(shí)器等，都與振蕩頻率有關(guān)，不同系列單片機(jī)有不同振蕩頻率，根據(jù)產(chǎn)品資料手冊(cè)，PIC16F877振蕩頻率最高可到20MHz；在圖1中，振蕩電路接于Pin13(OSC1/CLKIN)與Pin14(OSC2/CLKOUT)，而振蕩電路有以下四種形式： sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙

31、1)LP：使用低功率振蕩晶體(Low Power Crystal)sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 2)XT：使用振蕩器諧振器(Crystal/Resonator)sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 3)HS：使用高速振蕩器(High Speed Crystal/Resonator)sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙4)RC：使用電阻電容(Re

32、sister/Capacitor) sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 一般常用振蕩晶體或是諧振器作為單片機(jī)振蕩源，外接電路及PIC內(nèi)部電路說(shuō)明如圖6所示。圖中電容C1與C2規(guī)格大小是根據(jù)Crystal或Resonator而有所不同，表1列出電容建議值，使用其它振蕩源的電路說(shuō)明請(qǐng)參考產(chǎn)品資料手冊(cè)。 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子

33、元器件符號(hào)-各種圖紙sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 圖2.4.1建議電容值sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙2.4.2 外加電源與重置電路 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 PIC16F877的工作電壓為5V，連接Pin11與Pin32，Pin12與Pin31為地線接腳；重置電路連接Pin1，按下Reset后，內(nèi)部指令重頭開始執(zhí)行，系統(tǒng)重新

34、運(yùn)作。sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 圖2.4.2 電源與重置電路 sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙sjT838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參

35、數(shù)-電子元器件符號(hào)-各種圖紙 第三章 軟件3.1硬件仿真軟件proteus7,8proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，是目前世界上將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的較好設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持I

36、AR、Keil和MPLAB等多種編譯器。Proteus(海神)的ISIS是一款專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。該軟件的特點(diǎn)： 1)全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。 2)具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS一232動(dòng)態(tài)仿真、1 C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。 3)目前支持的單片機(jī)類型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各種外圍芯片。 4)支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片?？?/p>

37、之該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。 3.1.1 proteus - 功能 Proteus強(qiáng)大的功能已經(jīng)在全球得到公認(rèn)，特別是7.4版本以后的元件庫(kù)由1年之前的6000暴增為35000元件庫(kù)，而且其7.4版本Labcenter公司收購(gòu)了一個(gè)基于形狀的布線器用于其proteus PCB design 之中，使之PCB功能超過(guò)了目前流行的PROTEL和powerPCB。這無(wú)疑在企業(yè)界掀起了悍然大波，國(guó)內(nèi)外企業(yè)鑒于proteus尤其是其微處理器模型的獨(dú)一無(wú)二仿真功能和新版本PCB的超然強(qiáng)大功能、而價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)條件下，紛紛采用，并將其廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)和

38、研發(fā)之中， proteus在中國(guó)電子科研類企業(yè)的依賴環(huán)境日益成熟化，學(xué)生掌握了proteus、擁有PAEE證書對(duì)其就業(yè)來(lái)講如虎添翼，不少企業(yè)優(yōu)先錄用具有該技能的人才。 1)智能原理圖設(shè)計(jì).豐富的器件庫(kù)：超過(guò)10000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件; 智能的器件搜索：通過(guò)模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：連接導(dǎo)線簡(jiǎn)單快捷，具備快速自動(dòng)連線功能; 支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線，做到電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明清晰; 可輸出高質(zhì)量圖紙：通過(guò)個(gè)性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以供WORD、Powerpoint等多種文檔使用。 2)完善的仿真功能.ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

39、SPICE3F5，實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真; 超過(guò)35000個(gè)仿真器件：可以通過(guò)內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計(jì)仿真器件，可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件; 多樣的激勵(lì)源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻(使用wav文件)、指數(shù)信號(hào)、單頻FM、數(shù)字時(shí)鐘和碼流，并支持文件形式的信號(hào)輸入; 豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，要求面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計(jì)/計(jì)數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等; 生動(dòng)的仿真顯示：用色點(diǎn)顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對(duì)地電壓大小，結(jié)合動(dòng)態(tài)器件(如

40、電機(jī)、顯示器件、按鈕)的使用可以使仿真更加直觀、生動(dòng); 高級(jí)圖形仿真功能：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項(xiàng)指標(biāo)，包括工作點(diǎn)、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析、一致性分析; 單片機(jī)協(xié)同仿真功能： 支持主流的CPU類型，如8051、8086、MSP430、AVR、PIC、ARM。 支持通用外設(shè)模型，如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點(diǎn)陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計(jì)等等，其COMPIM(COM口物理接口模型)還可以使仿真電路通過(guò)PC機(jī)串口和外部電路實(shí)現(xiàn)雙向異步串行通信; 實(shí)時(shí)仿真支持UART/USART/EU

41、SARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真; 支持單片機(jī)匯編語(yǔ)言的編輯/編譯/源碼級(jí)仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境(如IAR、Keil和Hitech)結(jié)合，進(jìn)行高級(jí)語(yǔ)言的源碼級(jí)仿真和調(diào)試；3.2 PIC單片機(jī)編程工具M(jìn)PLAB MPLAB IDE簡(jiǎn)介： MPLAB 集成開發(fā)環(huán)境（IDE）是綜合的編輯器、項(xiàng)目管理器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，適用于使用Microchip 的PICmicro® 系列單片機(jī)進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)的應(yīng)用開發(fā)。MPLAB IDE 是適用于PICmicro® 系列

42、單片機(jī)和dsPICTM 數(shù)字信號(hào)控制器，基于Windows® 操作系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境。MPLAB IDE 提供以下功能：1)使用內(nèi)置編輯器創(chuàng)建和編輯源代碼。2) 匯編、編譯和鏈接源代碼。3) 通過(guò)使用內(nèi)置模擬器觀察程序流程調(diào)試可執(zhí)行邏輯；或者使用MPLAB ICE 2000和 MPLAB ICE 4000 仿真器或MPLAB ICD 2 在線調(diào)試器實(shí)時(shí)調(diào)試可執(zhí)行邏輯。4.)用模擬器或仿真器測(cè)量時(shí)間。5) 在觀察窗口中查看變量。6.) 使用 MPLAB ICD 2、PICSTART® Plus 或 PRO MATE® II 器件編程器燒寫固件。7) 使用MPLAB IDE

43、 豐富的在線幫助快速找出問(wèn)題的答案。 第四章 仿真軟件使用 4.1 PROTEUS仿真圖 圖4.1 ISIS軟件仿真圖 4.2共陽(yáng)(6)數(shù)碼管LED顯示器的顯示方式，所謂顯示方式，就是以什么樣的形式來(lái)顯示多個(gè)字符。常用的顯示方式有兩種：4.2.1.靜態(tài)顯示方式所謂靜態(tài)顯示方式，就是在任意時(shí)刻，所有顯示器都按照各自接收的字形碼同時(shí)顯示對(duì)應(yīng)的字符。靜態(tài)顯示方式要求每位LED顯示器的公共端必須接地（共陰極LED ），或接高電平（共陽(yáng)極LED ），而每位LED顯示器都由一個(gè)具有鎖存功能的8位端口控制。該電路每一位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。 由于每一位由

44、一個(gè)8位輸出口控制段選碼，故在同一時(shí)間里每一位顯示的字符可以不同。這里所指的8位端口可以直接采用并行I/O口（PIC16F877的PORTB、 PORTC和PORTD），也可以采用擴(kuò)展的串行輸入/并行輸出移位寄存器，如74HC595 。如果直接用并行I/O接口連接LED顯示器，一般多采用硬件譯碼方式，采用BCD碼譯碼器/驅(qū)動(dòng)器（4511，74LS48），可減少端口占用。靜態(tài)顯示方式的優(yōu)點(diǎn)是顯示程序簡(jiǎn)單，顯示亮度高，由于單片機(jī)不需要經(jīng)常掃描顯示器，所以可節(jié)省CPU時(shí)間。其缺點(diǎn)是占用I/O口資源較多，硬件成本高，功耗大。所以靜態(tài)顯示方式常用在顯示器位數(shù)較少的單片機(jī)系統(tǒng)中 圖4.2.1.1 靜態(tài)數(shù)碼

45、管圖由于使用的PIC16F877端口資源少，采用靜態(tài)顯示是6位數(shù)碼管只能顯示相同的數(shù)字。 圖4.2.1.2 靜態(tài)顯示仿真圖4.2.2.動(dòng)態(tài)顯示方式動(dòng)態(tài)掃描顯示是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的顯示方式之一。它是把所有顯示器的同名字段互相并聯(lián)在一起，并把它們接到字形口上。為了防止各個(gè)顯示器同時(shí)顯示出相同的字符，每個(gè)顯示器的公共端（com）還要受另一組信號(hào)控制，即把它們接到字位口上。動(dòng)態(tài)掃描顯示是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的顯示方式之一,它是把所有顯示器的同名字段互相并聯(lián)在一起，并把它們接到字形口上。為了防止各個(gè)顯示器同時(shí)顯示出相同的字符，每個(gè)顯示器的公共端（com）還要受另一組信號(hào)控制，即把它們接到字位口上

46、。 圖4.2.2.1 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管圖這樣，對(duì)于一組LED數(shù)碼顯示器需要由兩組信號(hào)控制：一組是字形口輸出的字形碼，用來(lái)控制顯示什么樣的字符；另一組是字位口輸出的字位碼，用來(lái)控制將字符顯示在第幾位顯示器上。 在這兩組信號(hào)的控制下，使各位顯示器依次從左至右輪流點(diǎn)亮一遍，過(guò)一段時(shí)間再輪流點(diǎn)亮一遍，如此不斷重復(fù)。雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但由于顯示器具有余輝效應(yīng)，而人眼又具有視覺(jué)惰性，所以看起來(lái)與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮效果完全一樣。 動(dòng)態(tài)顯示方式中顯示器的亮度與點(diǎn)亮?xí)r的導(dǎo)通電流有關(guān)，也跟點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間有關(guān)。 調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度適中且較穩(wěn)定的顯示效果。本文采用的是動(dòng)態(tài)顯示法，即RC端循

47、環(huán)取值000001，000010，000100，001000，010000，100000，每個(gè)值延時(shí)0.1秒來(lái)控制數(shù)碼管顯示。圖4.2.2.2 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示仿真圖4.3開關(guān)去抖如圖所示，B4、B5為列線，B1、B2為行線。列線通過(guò)上拉電阻連接到電源上，因此當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，各列線（B4、B5 ）均為高電平。當(dāng)行線（B1、B2）分別輸出低電平時(shí)，有鍵按下，相應(yīng)的列線B4或B5上會(huì)出現(xiàn)低電平。依據(jù)此原理，CPU對(duì)整個(gè)鍵盤進(jìn)行掃描。所謂掃描，即CPU不斷輪流對(duì)行線置低電平，然后檢查列線輸入狀態(tài)，確定按鍵情況。下一行掃描時(shí)，令B1為高電平，B2為低電平，再讀入B4、B5的值。若B5為“1”， B4為“0

48、”，則S12鍵按下；若B5為“0”， B4為“1”，則S11鍵按下；若B4 、B5皆為“1”，則證明按下的鍵不在該行，應(yīng)進(jìn)行下一行的掃描。 圖4.3.1 開關(guān)電路圖如圖所示，在確定有鍵按下后，先把B1置為低電平，B2置為高電平，再讀入B4、B5的值。若B5為“1”， B4為“0”，則S10鍵按下；若B5為“0”， B4為“1”，則S9鍵按下；若B4 、B5皆為“1”，則證明按下的鍵不在該行，應(yīng)進(jìn)行下一行的掃描。掃描鍵盤的時(shí)間很短，僅僅幾微秒；而按鍵時(shí)間一次至少需要幾十毫秒，所以只要有鍵按下，都能被掃描到。按鍵按下時(shí)，有一定的抖動(dòng)時(shí)間。因此，在編制程序時(shí)，應(yīng)該用延時(shí)消除抖動(dòng)，以免產(chǎn)生多次按鍵錯(cuò)誤

49、。按鍵實(shí)際就是一種常用的按鈕開關(guān)，平時(shí)鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，按鍵被按下時(shí)，兩個(gè)觸點(diǎn)閉合。由于鍵盤上的按鍵都是利用機(jī)械觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵的閉合和釋放。由于彈性作用的影響，機(jī)械觸點(diǎn)在閉合及斷開瞬間均有抖動(dòng)過(guò)程，從而使鍵輸入電壓信號(hào)也出現(xiàn)抖動(dòng)。 圖 4.3.2 抖動(dòng)效果示意圖如上圖所示，抖動(dòng)時(shí)間t1與t3的長(zhǎng)短與機(jī)械特性有關(guān)，一般為510ms。按鍵的穩(wěn)定閉合時(shí)間t2由操作人員的按鍵動(dòng)作所確定，一般為幾百毫秒至幾秒。為了保證系統(tǒng)對(duì)按鍵的一次閉合僅作一次鍵輸入處理，必須消抖處理。一般可以用硬件或軟件的辦法來(lái)消抖，具體有如下方式：1.雙穩(wěn)態(tài)消抖電路 2.濾波消抖電路 3.軟件消抖所謂軟件消抖，就是在第一次檢

50、測(cè)到有鍵按下時(shí)先不動(dòng)作，延時(shí)一段時(shí)間（一般為10ms），再次檢測(cè)按鍵的狀態(tài)，如果仍保持閉合狀態(tài)，則確認(rèn)的確有鍵按下。當(dāng)檢測(cè)到按鍵釋放后，也要給5ms10ms的延時(shí)，待后沿抖動(dòng)消失后才能轉(zhuǎn)入按鍵的處理程序。本文采用的軟件消抖，延時(shí)10ms。 圖4.3.3 開關(guān)去抖仿真圖第五章 智能家居的實(shí)現(xiàn)5.1 智能家居介紹4-6,9,105.1.1 概念及簡(jiǎn)介智能家居是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、1信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、1網(wǎng)

51、絡(luò)家電以及三表抄送等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報(bào)警、以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，提供舒適安全、高品位且宜人的家庭生活空間；還由原來(lái)的被動(dòng)靜止結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂心軇?dòng)智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時(shí)間，增強(qiáng)家居生活的安全性，甚至為各種能源費(fèi)用節(jié)約資金。 智能家居是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，是住戶想享受快速網(wǎng)沖浪、便捷實(shí)時(shí)的通訊、安全防范、豐富娛樂(lè)生活、便捷的生活家居管理,優(yōu)質(zhì)物業(yè)管理等智能化住宅所特有的生活方式，使忙碌一天的人們真

52、正體會(huì)到智慧家?guī)?lái)的生活樂(lè)趣。 智能家居是一個(gè)居住環(huán)境，是以住宅為平臺(tái)安裝有智能家居系統(tǒng)的居住環(huán)境，實(shí)施智能家居系統(tǒng)的過(guò)程就稱為智能家居集成。以住宅為平臺(tái)，利用有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通信技術(shù)、包括綜合布線系統(tǒng)，安全防范系統(tǒng)，背景樂(lè)/廣播系統(tǒng)，燈光窗簾控制系統(tǒng)，空調(diào)VRV控制系統(tǒng)，以及家庭影院控制系統(tǒng)；將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。 智能家居集成是利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、安全防范技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)備集成。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

53、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(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)完成所需的信號(hào)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。安全防范技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，在小區(qū)及戶內(nèi)可視對(duì)講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報(bào)警、與家庭有關(guān)的小區(qū)一卡通等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在智能家居控制中心。 5.1.2主要功能一、智能燈光控制實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的智能管理，可以用遙控等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)全宅燈光的遙控開關(guān)，調(diào)光，全開全關(guān)及“會(huì)客、影院”等多種一鍵式燈光場(chǎng)景效果的實(shí)現(xiàn)；并可用定時(shí)控制、電話遠(yuǎn)程控制、

54、電腦本地及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制等多種控制方式實(shí)現(xiàn)功能，從而達(dá)到智能照明的節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的功能。 優(yōu)點(diǎn)： 1）控制：就地控制、多點(diǎn)控制、遙控控制、區(qū)域控制等。 2）安全：通過(guò)弱電控制強(qiáng)電方式，控制回路與負(fù)載回路分離。 3）簡(jiǎn)單：智能燈光控制系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單靈活、安裝方便。 4）靈活：根據(jù)環(huán)境及用戶需求的變化，只需做軟件修改設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)燈光布局的改變和功能擴(kuò)充。 二、智能電器控制電器控制采用弱電控制強(qiáng)電方式，即安全又智能，可以用遙控、定時(shí)等多種智能控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)在家里飲水機(jī)、插座、空調(diào)、地暖、投影機(jī)、新風(fēng)系統(tǒng)等進(jìn)行智能控制，避免飲水機(jī)在夜晚反復(fù)加熱影響水質(zhì)，在外出是斷開插排通電，避

55、免電器發(fā)熱引發(fā)安全隱患；以及對(duì)空調(diào)地暖進(jìn)行定時(shí)或者遠(yuǎn)程控制，讓 到家后馬上享受舒適的溫度和新鮮的空氣。 優(yōu)點(diǎn)： 1）方便：就地控制、場(chǎng)景控制、遙控控制、電話電腦遠(yuǎn)程控制、手機(jī)控制等。 2）控制：通過(guò)紅外或者協(xié)議信號(hào)控制方式，安全方便互補(bǔ)干擾。 3）健康：通過(guò)智能檢測(cè)器，可以對(duì)家里的溫度、濕度、亮度進(jìn)行檢測(cè)，并驅(qū)動(dòng)電器設(shè)備自動(dòng)工作。 4）安全：系統(tǒng)可以根據(jù)生活節(jié)奏自動(dòng)開啟或關(guān)閉電路，避免不必要的浪費(fèi)和電氣老化引起的火災(zāi)。 三、安防監(jiān)控系統(tǒng)隨著人們居住環(huán)境的升級(jí)，人們?cè)絹?lái)越重視自己的個(gè)人安全和財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)人、家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求；同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展伴隨著城市流動(dòng)人口的急劇

56、增加，給城市的社會(huì)治安增加了新的難題，要保障小區(qū)的安全，防止偷搶事件的發(fā)生，就必須有自己的安全防范系統(tǒng)，人防的保安方式難以適應(yīng)我們的要求，智能安防已成為當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)己經(jīng)廣泛地存在于銀行、商場(chǎng)、車站和交通路口等公共場(chǎng)所，但實(shí)際的監(jiān)控任務(wù)仍需要較多的人工完成，而且現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常只是錄制視頻圖像，提供的信息是沒(méi)有經(jīng)過(guò)解釋的視頻圖像，只能用作事后取證，沒(méi)有充分發(fā)揮監(jiān)控的實(shí)時(shí)性和主動(dòng)性。為了能實(shí)時(shí)分析、跟蹤、判別監(jiān)控對(duì)象，并在異常事件發(fā)生時(shí)提示、上報(bào)，為政府部門、安全領(lǐng)域及時(shí)決策、正確行動(dòng)提供支持，視頻監(jiān)控的“智能化”就顯得尤為重要。 優(yōu)點(diǎn)： 1）安全：安防系統(tǒng)可以對(duì)陌生人入侵

57、、煤氣泄漏、火災(zāi)等情況提前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知主人； 2）單：操作非常簡(jiǎn)單可以通過(guò)遙控器或者門口控制器進(jìn)行布防或者撤防。 3）用：視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以依靠安裝在室外的攝像機(jī)可以有效的阻止小偷進(jìn)一步行動(dòng)，并且也可以在事后取證給警方提供有利證據(jù)。 四、智能背景音樂(lè)家庭背景音樂(lè)是在公共背景音樂(lè)的基本原理基礎(chǔ)上結(jié)合家庭生活的特點(diǎn)發(fā)展而來(lái)的新型背景音樂(lè)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在家庭任何一間房子里，比如花園、客廳、臥室、酒吧、廚房或衛(wèi)生間，可以將MP3、FM、DVD、電腦等多種音源進(jìn)行系統(tǒng)組合讓每個(gè)房間都能聽到美妙的背景音樂(lè)，音樂(lè)系統(tǒng)即可以美化空間，又起到很好的裝飾作用。 優(yōu)點(diǎn)： 1）傳統(tǒng)音樂(lè)不同，專業(yè)針對(duì)家庭進(jìn)行設(shè)計(jì)

58、。 2.）果：采用高保真雙聲道立體聲喇叭，音質(zhì)效果非常好。 3）簡(jiǎn)單：控制器人性化設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單，無(wú)論老人小孩都會(huì)操作。 4.）便：人性化、主機(jī)隱蔽安裝，只需通過(guò)每個(gè)房間的控制器或者遙控器就可以控制。 五、智能視頻共享六、可視對(duì)講系統(tǒng)可視對(duì)講目前產(chǎn)品比較成熟，目前成熟案例隨處可見(jiàn)，這其中有大型聯(lián)網(wǎng)對(duì)講系統(tǒng)，也有單獨(dú)的對(duì)講系統(tǒng)，比如別墅用的，其中有分一拖一、二、三等；一般實(shí)現(xiàn)的功能是可以呼叫、可視、對(duì)講等功能，但是目前通過(guò)“品奇居”的整合部已經(jīng)將很多不同平臺(tái)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一，增強(qiáng)了整套系統(tǒng)控制部分的優(yōu)勢(shì)，讓室內(nèi)主機(jī)也可以控制家里的燈光和電器了。 七、家庭影院系統(tǒng)八、系統(tǒng)整合控制其他功能1)遠(yuǎn)程控制 可以使用遙控器來(lái)控制家中燈光，熱水器，電動(dòng)窗簾，飲水機(jī)，空調(diào)等設(shè)備的開啟和關(guān)閉；通過(guò)這支遙控器的顯示屏可以在一樓（或客廳）來(lái)查詢并顯示出二樓（或臥室）燈光電器的開啟關(guān)閉狀態(tài)；同時(shí)這支遙控器還可以控制家中的紅外電器諸如：電視