家庭智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言21世紀(jì)，電子技術(shù)飛速發(fā)展，有力地推動(dòng)和促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化的提高，電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到人類生活的各個(gè)方面。從計(jì)算機(jī)到手機(jī)，從數(shù)字電話到數(shù)字電視，從家用電器到軍用設(shè)備，從工業(yè)自動(dòng)化到航天技術(shù)，都盡可能采納了電子技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的日益提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也日漸提高，希望建筑不僅更便利、舒適而且更平安。家庭防火、防盜、煤氣平安等問(wèn)題就成為人們極為關(guān)切的問(wèn)題。近年來(lái)，家庭智能限制裝置已成為銀行、商店、辦公室、居民區(qū)、賓館、庫(kù)房、住宅等場(chǎng)所普遍應(yīng)用的設(shè)備，為維護(hù)社會(huì)治安、保障國(guó)家財(cái)產(chǎn)和群眾的平安發(fā)揮了重要作用。但是由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的各種緣由，目前家庭智能限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不盡合理的狀況比較普遍，在信號(hào)檢測(cè)、信號(hào)處理上面還存在確定問(wèn)題，致使一些系統(tǒng)常常出現(xiàn)誤報(bào)或者漏報(bào)。報(bào)警系統(tǒng)不動(dòng)作、誤動(dòng)作率比較高。正是基于目前這種現(xiàn)狀，本設(shè)計(jì)方案提出一種基于多傳感器檢測(cè)單片機(jī)處理綜合應(yīng)用的新型家庭智能限制報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。該系統(tǒng)是以煙霧傳感器、溫度傳感器、光電火焰檢測(cè)器、濕度傳感器、警情信號(hào)檢測(cè)器、電運(yùn)用平安檢測(cè)器、水位平安檢測(cè)器和CO傳感器為檢測(cè)元件，以80C51單片機(jī)為限制核心，組成的一種家庭智能限制系統(tǒng)。它可以通過(guò)多種方式自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警和預(yù)警，并借助電話等現(xiàn)代化通訊手段進(jìn)行信息傳遞。系統(tǒng)有兩種報(bào)警類型，即火災(zāi)報(bào)警和非法侵入報(bào)警（盜情）。系統(tǒng)采納多傳感器電路檢測(cè)火災(zāi)的發(fā)生和非法侵入，一旦出現(xiàn)火災(zāi)或是出現(xiàn)非法侵入，傳感器檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)，單片機(jī)響應(yīng)中斷后，啟動(dòng)自動(dòng)撥號(hào)電路，依據(jù)報(bào)警類型的不同撥打不同的電話號(hào)碼，發(fā)送不同的報(bào)警信息。比如，到發(fā)生非法侵入的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)撥打110；發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)撥打119。系統(tǒng)還可以依據(jù)主子設(shè)計(jì)好的原則對(duì)家中的電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化限制。在論文的編寫(xiě)過(guò)程中，得到的老師的指導(dǎo)與幫助，才使我們的設(shè)計(jì)報(bào)告特別圓滿的完成，在此表示感謝。因時(shí)間倉(cāng)促及編者水平有限，書(shū)中難免存在錯(cuò)誤，懇請(qǐng)讀者指責(zé)指正。書(shū)目前言………………..摘要……………關(guān)鍵詞……………設(shè)計(jì)要求……………第1章方案的選擇和確定…………………延時(shí)的方案選擇……………信息傳遞的方案選擇…………………鍵盤與單片機(jī)連接方式……………第2章家庭智能系統(tǒng)的系統(tǒng)概述………第3章單元模塊設(shè)計(jì)………………………3.1 帶傳感器檢測(cè)信號(hào)的輸出和輸入?！?.2 以單片機(jī)為核心的限制裝置………………………3.3 單片機(jī)時(shí)鐘與復(fù)位電路模塊……………3.4 電平轉(zhuǎn)換裝置……………3.5語(yǔ)音提示及秒燈電路……………3.6 鍵盤接口模塊……………3.7LCD液晶顯示模塊……………3.8 家庭應(yīng)用模塊……………3．9計(jì)算機(jī)接口模塊……………第4章鳴謝……………第5章元件運(yùn)用表……………第6章結(jié)束語(yǔ)……………參考文獻(xiàn)……………收獲和體會(huì)……………家庭智能限制系統(tǒng)摘要依據(jù)目前家庭智能限制系統(tǒng)現(xiàn)狀以及所存在的主要問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于各種傳感器及單片機(jī)的家庭智能限制系統(tǒng)。系統(tǒng)采納煙霧傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、光電火焰檢測(cè)器、警情信號(hào)檢測(cè)器、電運(yùn)用平安檢測(cè)器、水位平安檢測(cè)器和CO傳感器為檢測(cè)元件，以單片機(jī)作為限制核心，利用電話等現(xiàn)代化通訊手段進(jìn)行信息傳遞。多傳感器的綜合運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了低誤報(bào)率，增加了系統(tǒng)的牢靠性。關(guān)鍵詞：防火、防盜、傳感器、報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：任務(wù)以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)小型的家庭限制系統(tǒng)。此限制系統(tǒng)可智能地對(duì)家庭的各種環(huán)境（如溫度、濕度、防盜狀況、煤氣平安等）進(jìn)行檢測(cè)，并能依據(jù)主子設(shè)計(jì)好的原則對(duì)家中的電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化限制。要求基本要求以一種單片機(jī)作為主處理器，包括外圍開(kāi)關(guān)量的輸入輸出限制。有8路開(kāi)關(guān)量輸入，輸入電壓為24v，有指示燈；有8路開(kāi)關(guān)量輸出，端口的輸出功率為24v/50mA，有指示燈；有液晶顯示屏，在顯示屏上顯示時(shí)間，并可通過(guò)鍵盤修改時(shí)間。發(fā)揮部分增加4路開(kāi)關(guān)量輸出，并可通過(guò)鍵盤設(shè)置此4路中每一路在何時(shí)輸出有效信號(hào)剛好間長(zhǎng)度；可通過(guò)鍵盤隨意修改基本要求中的輸入和輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使輸入輸出具有確定的邏輯關(guān)系。方案的選擇與確定家庭智能系統(tǒng)的系統(tǒng)概述家庭智能限制系統(tǒng)硬件主要由九部分組成：帶傳感器檢測(cè)信號(hào)的輸出和輸入模塊，以單片機(jī)為核心的限制裝置，單片機(jī)時(shí)鐘電路模塊，電平轉(zhuǎn)換裝置，語(yǔ)音提示及電路秒燈模塊，鍵盤接口模塊，LCD液晶顯示模塊，家庭應(yīng)用模塊，計(jì)算機(jī)接口模塊。該系統(tǒng)采納開(kāi)關(guān)量模擬檢測(cè)信號(hào)，經(jīng)調(diào)整、限制、顯示、報(bào)警等儀器設(shè)備和很大部分的人工操作智能，并通過(guò)較高困難度的計(jì)算方法和處理方法使受控對(duì)象的動(dòng)態(tài)過(guò)程按規(guī)定的方式和技術(shù)運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)家庭智能限制。單元模塊的設(shè)計(jì)1、延時(shí)的方案選擇方案一：硬件延時(shí)即利用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)完成方案二：軟件延時(shí)即利用單片機(jī)編程來(lái)完成論證與選擇：雖然用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)是比較簡(jiǎn)潔，但考慮到成本尤其是系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以選擇方案二。2、信息傳遞的方案選擇方案一：都利用光信號(hào)如液晶顯示器、LED傳遞信息，無(wú)需多余接口，節(jié)約成本且滿意要求方案二：加揚(yáng)聲器，傳遞出聲音信號(hào)論證與選擇：考慮到如今已進(jìn)入到多媒體時(shí)代，絕大多數(shù)電子智能產(chǎn)品都是聲音和顯示器的結(jié)合，為了適應(yīng)時(shí)代的要求，本設(shè)計(jì)選擇方案二，雖然增加了系統(tǒng)的成本以及編程，焊接的困難程度，但認(rèn)為這是必要的。如鬧鈴功能模塊，不僅有開(kāi)關(guān)量的輸出，而且還會(huì)放一段主子設(shè)計(jì)好的鈴聲，這更符合人性化。3、鍵盤與單片機(jī)連接方式方案一：查詢方式設(shè)定一個(gè)時(shí)間間隔，每隔這段時(shí)間，對(duì)鍵盤掃描一遍，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，起先工作，無(wú)需另接芯片，電路簡(jiǎn)潔。方案二：中斷方式利用MM74C922連接到單片機(jī)外部中斷輸入引腳（P3.2）。采納中斷方式可以大大節(jié)約CPU的時(shí)間，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，主動(dòng)發(fā)送一個(gè)脈沖向單片機(jī)提出中斷懇求，單片機(jī)響應(yīng)中斷懇求，都外部中斷服務(wù)依序讀取數(shù)據(jù)。論證與選擇：雖然中斷方式較困難，但是由于我們的專業(yè)對(duì)單片機(jī)相關(guān)學(xué)問(wèn)的要求很高，還有查詢方式對(duì)速度會(huì)產(chǎn)生影響，所以我們采納方案二。家庭智能系統(tǒng)的系統(tǒng)概述軟件流程圖如下所示圖系統(tǒng)軟件流程圖數(shù)據(jù)處理結(jié)束標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？火災(zāi)對(duì)應(yīng)輸出端及自動(dòng)噴淋端響應(yīng)防盜對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)電平安對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)水限制對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)濕度對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)LCD其次行顯示“water“1S喇叭響1SLCD其次行顯示“humidity“1S喇叭響0.5SLCD其次行顯示“thief“1S喇叭響1.5SLCD其次行顯示“temperature“1S，喇叭響0.5SLCD其次行顯示“fire“1S喇叭響2SLCD其次行顯示“electricity數(shù)據(jù)處理結(jié)束標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？標(biāo)記位=1？火災(zāi)對(duì)應(yīng)輸出端及自動(dòng)噴淋端響應(yīng)防盜對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)電平安對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)水限制對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)濕度對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)LCD其次行顯示“water“1S喇叭響1SLCD其次行顯示“humidity“1S喇叭響0.5SLCD其次行顯示“thief“1S喇叭響1.5SLCD其次行顯示“temperature“1S，喇叭響0.5SLCD其次行顯示“fire“1S喇叭響2SLCD其次行顯示“electricity“1S喇叭響2.5SLCD其次行顯示“gas“1S，喇叭響3S煤氣對(duì)應(yīng)輸出端響應(yīng)PB=01111111？PB=11110111？PB=11111110？PB=11111101？PB=01001111？PB=10111111？PB=11111011？數(shù)據(jù)處理子程序?qū)?yīng)輸出端LED滅LCD其次行顯示“closecurtain“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED亮LCD其次行顯示“opencurtain“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED滅LCD其次行顯示“closeheating“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED亮LCD其次行顯示“openheating“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED滅LCD其次行顯示“closeboiling“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED滅揚(yáng)聲器放一段音樂(lè)定時(shí)處理結(jié)束對(duì)應(yīng)輸出端LED亮LCD其次行顯示“openboiling“1SLCD其次行顯示“alarmclock“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED亮窗簾關(guān)時(shí)間到?jīng)]？暖氣開(kāi)時(shí)間到?jīng)]？窗簾開(kāi)時(shí)間到?jīng)]？暖氣關(guān)時(shí)間到?jīng)]？對(duì)應(yīng)輸出端LED滅LCD其次行顯示“closecurtain“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED亮LCD其次行顯示“opencurtain“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED滅LCD其次行顯示“closeheating“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED亮LCD其次行顯示“openheating“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED滅LCD其次行顯示“closeboiling“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED滅揚(yáng)聲器放一段音樂(lè)定時(shí)處理結(jié)束對(duì)應(yīng)輸出端LED亮LCD其次行顯示“openboiling“1SLCD其次行顯示“alarmclock“1S對(duì)應(yīng)輸出端LED亮窗簾關(guān)時(shí)間到?jīng)]？暖氣開(kāi)時(shí)間到?jīng)]？窗簾開(kāi)時(shí)間到?jīng)]？暖氣關(guān)時(shí)間到?jīng)]？睡前燒水關(guān)時(shí)間到?jīng)]？睡前燒水開(kāi)時(shí)間到?jīng)]？鬧鐘時(shí)間到?jīng)]？定時(shí)處理子程序 N N N N N N 圖定時(shí)子程序流程圖本系統(tǒng)以80C51單片機(jī)為核心，以4×4接盤，LCD模塊為人機(jī)接口，并利用可編程的并行8255接口芯片擴(kuò)展并口。系統(tǒng)框圖如下圖所示圖系統(tǒng)框圖系統(tǒng)功能說(shuō)明如下圖所示圖八路輸入輸出功能說(shuō)明圖四路家庭應(yīng)用功能說(shuō)明功能說(shuō)明：本次設(shè)計(jì)的家庭智能限制系統(tǒng)可智能地對(duì)家庭的各種環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并可依據(jù)主子設(shè)計(jì)好的原則對(duì)家中的電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化限制。當(dāng)家庭環(huán)境濕度發(fā)生大幅度變更或者超過(guò)確定限制，濕度傳感器會(huì)發(fā)出有效的信號(hào)，在經(jīng)系統(tǒng)綜合分析處理后接著發(fā)出信號(hào)給集中式空調(diào)處理系統(tǒng)，由集中式空調(diào)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境濕度度進(jìn)行調(diào)整使環(huán)境濕度達(dá)到令人舒適的值。當(dāng)住宅內(nèi)衛(wèi)生間發(fā)生嚴(yán)峻水滿溢出事故時(shí)，水位平安傳感器同樣會(huì)發(fā)出有效信號(hào)，經(jīng)本系統(tǒng)處理分析后發(fā)出有效限制信號(hào)使水平安限制中心處理該事故。CO傳感器通過(guò)檢測(cè)泄漏的一氧化碳?xì)怏w濃度來(lái)作為報(bào)警信號(hào)，一旦發(fā)生煤氣泄漏，主子可以接收到報(bào)警信號(hào)，便利主子剛好做好相關(guān)的避開(kāi)煤氣中毒工作。家庭住宅一旦搶劫、盜竊等意外事務(wù)，警情檢測(cè)裝置發(fā)出信號(hào)后，防盜報(bào)警器馬上工作，在第一時(shí)間通過(guò)防盜系統(tǒng)的電話通訊裝置通知主子。警報(bào)既可對(duì)竊賊產(chǎn)生威懾作用也會(huì)通知四周人員剛好做好相關(guān)愛(ài)護(hù)幫助工作。一旦家庭住宅內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，室內(nèi)的溫度傳感器、光電火焰檢測(cè)器、煙霧傳感器同時(shí)發(fā)出信號(hào)，促使火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)啟動(dòng)，該系統(tǒng)會(huì)剛好地發(fā)出警報(bào)同時(shí)開(kāi)啟噴淋滅火系統(tǒng)進(jìn)行滅火，系統(tǒng)還以依據(jù)詳細(xì)狀況關(guān)斷電源，以防發(fā)生其他如短路、觸電等事故。當(dāng)家庭環(huán)境溫度發(fā)生大幅度變更或者超過(guò)確定限制，溫度傳感器會(huì)發(fā)出有效的信號(hào)，在經(jīng)系統(tǒng)綜合分析處理后接著發(fā)出信號(hào)給集中式空調(diào)處理系統(tǒng)，由集中式空調(diào)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)整使環(huán)境溫度達(dá)到令人舒適的值。家庭發(fā)生電平安事故時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)做出相應(yīng)的動(dòng)作來(lái)防止人員的傷亡。如一旦發(fā)生電短路或過(guò)載系統(tǒng)可以剛好限制家庭住宅相應(yīng)區(qū)域的電源開(kāi)與關(guān)。該系統(tǒng)除了以上家庭環(huán)境監(jiān)測(cè)與限制功能外，還具有其他四種常用功能。系統(tǒng)帶有鬧鐘功能，可以依據(jù)主子的須要設(shè)定鬧鐘；主子可以設(shè)定自動(dòng)燒水時(shí)間，可以節(jié)約時(shí)間而且無(wú)平安之憂；主子還可以依據(jù)自己的習(xí)慣與天氣狀況設(shè)定暖氣的自動(dòng)開(kāi)與關(guān)的時(shí)間，既節(jié)約電能又可省去親自開(kāi)關(guān)暖氣的時(shí)間；最終主子可以依據(jù)自己的作息時(shí)間設(shè)定窗簾開(kāi)關(guān)時(shí)間，這樣可以愛(ài)護(hù)主子的隱私。該系統(tǒng)還有另一大特點(diǎn)，系統(tǒng)中帶有液晶顯示屏，液晶顯示屏可以顯示時(shí)間而且無(wú)論系統(tǒng)工作在任何一種工作模式下均有在液晶顯示屏中之指示。使得該系統(tǒng)更加智能更加人性化。一帶傳感器檢測(cè)信號(hào)的輸出和輸入模塊此模塊采納開(kāi)關(guān)量模擬輸入輸出信號(hào)。八路開(kāi)關(guān)量輸入分別代表八路傳感器檢測(cè)到得有效信號(hào)。八路開(kāi)關(guān)量輸出分別代表八被控對(duì)象或者電氣設(shè)備。在輸入開(kāi)關(guān)量中，其與輸入端口對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：PB0、濕度傳感器PB1、水位平安檢測(cè)器PB2、CO傳感器PB3、警情信號(hào)檢測(cè)器PB4、煙霧傳感器PB5、光電火焰檢測(cè)器PB6、電運(yùn)用平安檢測(cè)器PB7、溫度傳感器在輸出開(kāi)關(guān)量中，其與輸出端口對(duì)應(yīng)關(guān)系如下所示：PA0集中式空氣調(diào)整系統(tǒng)溫度調(diào)整、PA1、給排水限制PA2、煤氣報(bào)警器PA3、防盜報(bào)警器PA4、自動(dòng)噴淋滅火系統(tǒng)PA5、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器PA6、電能平安限制裝置PA7、集中式空氣調(diào)整系統(tǒng)濕度調(diào)整八路輸入開(kāi)關(guān)量與八路輸出開(kāi)關(guān)量的系統(tǒng)連接圖如圖主要被控對(duì)象或者系統(tǒng)的簡(jiǎn)述火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是由觸發(fā)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置、以及具有其它協(xié)助功能裝置組成的，它具有能在火災(zāi)初期，將燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量，通過(guò)火災(zāi)探測(cè)器變成電信號(hào)，傳輸?shù)交馂?zāi)報(bào)警限制器，并同時(shí)顯示出火災(zāi)發(fā)生的部位、時(shí)間等，使人們能夠剛好發(fā)規(guī)火災(zāi)，并剛好實(shí)行有效措施，撲滅初期火災(zāi)，最大限度的削減因火災(zāi)造成的生命和財(cái)產(chǎn)的損失，是人們同火災(zāi)做斗爭(zhēng)的有力工具。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明：凡是安裝了火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的場(chǎng)所，發(fā)生了火災(zāi)一股地說(shuō)都能及早報(bào)警，不會(huì)釀成重大火災(zāi).家用防盜報(bào)警器是用物理方法或電子技術(shù)，自動(dòng)探測(cè)發(fā)生在布防監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的侵入行為，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并提示值班人員發(fā)生報(bào)警的區(qū)域部位，顯示可能實(shí)行對(duì)策的系統(tǒng)。報(bào)警主機(jī)是預(yù)防搶劫、盜竊等意外事務(wù)的重要設(shè)施。一旦發(fā)生突發(fā)事務(wù)，就能通過(guò)聲光報(bào)警信號(hào)在安保限制中心精確顯示出事地點(diǎn)，使于快速實(shí)行應(yīng)急措施。防盜報(bào)警主機(jī)與出入口限制系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、訪客對(duì)講系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)等一起構(gòu)成了平安防范系統(tǒng)。煤氣報(bào)警器一般是通過(guò)檢測(cè)泄漏的一氧化碳?xì)怏w濃度來(lái)作為報(bào)警推斷的；燃?xì)鈭?bào)警器一般通過(guò)檢測(cè)泄漏的烷烴、烯烴、芳烴等可燃?xì)怏w濃度作為報(bào)警推斷，這類氣體泄漏達(dá)到爆炸極限時(shí)，遇火種（打火機(jī)、電器開(kāi)關(guān)、靜電、高頻信號(hào)等）則發(fā)生瓦斯爆炸，造成很大損害。二以單片機(jī)為核心的限制裝置該模塊以單片機(jī)為核心，與8255芯片連接。如圖3所示為單片機(jī)80C51芯片與8255的一種連接電路。8255的數(shù)據(jù)總線D0~D7與單片機(jī)的P0口相連，用P2.7作為8255的片選。8255的地址線A1,A0與單片機(jī)的地址總線的最低兩位相連（地址鎖存器74LS373的輸出Q1,Q0)。8255的讀/寫(xiě)限制RD與WR分別與單片機(jī)的RD和WR相連。在應(yīng)用系統(tǒng)中，通常8255的復(fù)位限制端RESET可以與單片機(jī)的復(fù)位端相連，也可以采納單獨(dú)的上電復(fù)位電路。圖38255芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳介紹1、8255內(nèi)部（1）PA,PB,PC口PA,PB和PC均為8位I/O數(shù)據(jù)口，但結(jié)構(gòu)上略有差別：PA口由一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖/鎖存器組成；PB口由一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出緩沖/鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器組成，無(wú)鎖存功能；PC口由一個(gè)數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器組成。三個(gè)端口都可以和外設(shè)相連，分別傳送外設(shè)的輸入/輸出數(shù)據(jù)或限制信息。（2）工作方式限制電路這是兩組依據(jù)CPU的吩咐字限制8255工作方式的電路。限制電路分為A組工作方式和B組工作方式限制電路。A和B兩組共用限制吩咐寄存器，用來(lái)接受CPU的限制字（吩咐），依據(jù)限制字確定兩端口的工作方式，也可以用限制字實(shí)現(xiàn)PC口按位清0或按位置1。A組限制PA口(PA7~PA0)及PC口的高4位(PC7~PC4)，B組限制PB口(PB7~PB0)及PC口的低4位(PC3~PC0)。（3）數(shù)據(jù)緩沖器這是一個(gè)雙向三態(tài)8位的驅(qū)動(dòng)口，作為8255與系統(tǒng)總線之間的接口，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，限制吩咐和狀態(tài)信息。（4）讀/寫(xiě)限制邏輯電路讀/寫(xiě)限制邏輯電路接收CPU發(fā)來(lái)的限制信號(hào)RD,WR,RESET,CS和地址信號(hào)A1，A0等，然后依據(jù)限制信號(hào)的要求，將指定端口數(shù)據(jù)送往CPU或?qū)PU送來(lái)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入指定端口。2、8255的引腳（1）數(shù)據(jù)線D0～D7為數(shù)據(jù)總線，用于傳送CPU和8255之間的數(shù)據(jù)、吩咐和狀態(tài)字。（2）限制線和尋址線RESET：復(fù)位信號(hào)，輸入高電平有效。復(fù)位后，8255全部?jī)?nèi)部寄存器清0，全部口都為輸入方式。RD/WR：讀/寫(xiě)信號(hào)線，輸入，低電平有效。當(dāng)RD/WR為0時(shí)，所選的8255處于讀/寫(xiě)狀態(tài)。CS：片選線，輸入，低電平有效。A0、A1：地址輸入線。當(dāng)CS為0時(shí)，芯片被選中時(shí)，這兩位的4種組合00、01、10、11分別用于選擇PA、PB、PC口和限制寄存器。（3）I/O口線(24條)PA0～PA7、PB0～PB7、PC0～PC7為24條雙向三態(tài)I/O總線，用于8255和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)。（4）電源：VCC為+5V，GND為地線。圖8255引腳圖圖8255方式選擇限制字寄存器的定義圖圖8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖單片機(jī)80C51芯片的管腳說(shuō)明（1）、電源引腳：VCC：外接+5V；GND：電源地線。（2）、時(shí)鐘引腳XTAL1、XTAL2為內(nèi)部振蕩器的兩條引出線．（3）、限制引腳ALE/PROG：地址鎖存限制信號(hào)／編程脈沖輸入端ALE：在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，ALE用于限制P0口輸出的低8位地址鎖存，以實(shí)現(xiàn)低8為地址和數(shù)據(jù)的隔離。PROG：在EEPROM或EPROM編程期間，該引腳用來(lái)輸入一個(gè)編程脈沖。PSEN：片外程序存儲(chǔ)器讀選通有效信號(hào)在CPU向片外程序存儲(chǔ)器讀取指令和常數(shù)時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期PSEN兩次低電平有效。（4）EA/VPP：訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器限制信號(hào)/編程電源輸入端EA=0時(shí)，只訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。EA=1時(shí)，單片機(jī)訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器。（5）RST/VPD：復(fù)位/掉電愛(ài)護(hù)信號(hào)輸入端RST為復(fù)位信號(hào)輸入端。當(dāng)RST保持兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)，可對(duì)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。VPD為該引腳的其次功能，是作為內(nèi)部備用電源的輸入端。（6）、I/O引腳﹡P0口（P0.0～P0.7）：8位雙向并行I/O接口。擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器或I/O口時(shí)，作為低8位地址總線和8位數(shù)據(jù)線的分時(shí)復(fù)用接口，為雙向三態(tài)。﹡P1口（P1.0～P1.7）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O接口。﹡P2口（P2.0～P2.7）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O接口。擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)、程序存儲(chǔ)器時(shí)，作為高8位地址輸出端口。﹡P3口（P3.0～P3.7）：8位準(zhǔn)雙向并行I/O接口。P3口除了具有通用I/O口的功能外，同時(shí)它的每一個(gè)引腳還具有其次功能單片機(jī)80C51管腳圖三單片機(jī)時(shí)鐘與復(fù)位電路模塊內(nèi)部方式實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的時(shí)鐘電路時(shí)，利用單片機(jī)芯片上供應(yīng)的反相放大器電路，在XTAL1和XTAL2引腳之間外接振蕩源（晶體振蕩器或陶瓷振蕩器）構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，自激振蕩器與單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘發(fā)生器構(gòu)成單片機(jī)的時(shí)鐘電路，如圖所示。在圖中，由振蕩源OSC和電容C1和C2構(gòu)成了并聯(lián)諧振回路作為定時(shí)元件，振蕩源OSC可選用晶體振蕩器，頻率為12MHz，電容C1，C2為30pF，起頻率微調(diào)作用。為了削減寄生電容，更好地保證振蕩器的穩(wěn)定性和牢靠性，晶振和電容盡可能靠近單片機(jī)芯片安裝四電平轉(zhuǎn)換裝置該系統(tǒng)中輸入輸出端口均要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，在五語(yǔ)音提示及秒燈電路圖語(yǔ)音提示及秒燈電路六鍵盤接口模塊該系統(tǒng)中運(yùn)用鍵盤接口電路，該電路的存在大大的提高了本次設(shè)計(jì)的家庭智能系統(tǒng)的人性化與智能化，限制系統(tǒng)不僅可智能得對(duì)家庭的各種環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，還可以依據(jù)主子的個(gè)人習(xí)慣設(shè)定各種系統(tǒng)模式對(duì)家中的電器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控。鍵盤可以自由設(shè)定時(shí)間、設(shè)定鬧鐘，可以依據(jù)詳細(xì)的家庭狀況更改自動(dòng)監(jiān)控的工作狀態(tài)。比如發(fā)生一些主子有意識(shí)的緊急狀況，主子可以通過(guò)鍵盤設(shè)定，詳細(xì)可看鍵盤功能說(shuō)明圖。鍵盤接口電路如圖圖鍵盤接口電路鍵盤功能說(shuō)明如下圖所示表4×4鍵盤功能說(shuō)明時(shí)間調(diào)整鍵（SET1）加1鍵（AD）減1鍵（DC）鬧鐘調(diào)整鍵（SET）暖氣開(kāi)調(diào)整鍵（SET2）洗澡前燒水開(kāi)時(shí)間調(diào)整鍵（SET3）關(guān)窗簾時(shí)間調(diào)整鍵（SET4）暖氣關(guān)時(shí)間調(diào)整鍵（SET5）洗澡前燒水關(guān)時(shí)間調(diào)整鍵（SET6）開(kāi)窗簾時(shí)間調(diào)整鍵（SET7）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警調(diào)整鍵（SET8）防盜報(bào)警調(diào)整鍵（SET9）自動(dòng)噴淋滅火調(diào)整鍵（SET10）給排水限制調(diào)整鍵（SET11）集中式空氣調(diào)整系統(tǒng)溫度調(diào)整調(diào)整鍵（SET12）集中式空氣調(diào)整系統(tǒng)濕度調(diào)整調(diào)整鍵（SET13）七LCD液晶顯示模塊該系統(tǒng)中1、 液晶顯示器顯示時(shí)間XX:XX:XX，即分別顯示小時(shí)十位、小時(shí)個(gè)位、分十位、分個(gè)位、秒十位、秒個(gè)位。2、 設(shè)置3個(gè)功能按鍵：調(diào)整鍵（SET1）、加1鍵（AD）和減1鍵（DC），實(shí)現(xiàn)時(shí)間可調(diào)。上電后，顯示時(shí)間00:00:00，并起先走時(shí)。按下1次（SET1）時(shí)，秒個(gè)位走時(shí)停止，秒十位閃亮，此時(shí)按下（AD），該位數(shù)值加1，若按下（DC），則該位數(shù)值減1；接著按下（SET1）時(shí)，分個(gè)位、分十位、小時(shí)個(gè)位、小時(shí)十位依次閃亮，并可按上述方法進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。（SET1）按下第6次時(shí)，時(shí)間調(diào)整結(jié)束，時(shí)鐘在調(diào)整后的時(shí)間上重新起先走時(shí)。3、 計(jì)時(shí)以24小時(shí)制進(jìn)行，最大計(jì)時(shí)及設(shè)置時(shí)間為23:59:59。要求用T0用于1秒時(shí)間計(jì)時(shí)，T1用于指示時(shí)間調(diào)整時(shí)相應(yīng)位的閃亮，在時(shí)間調(diào)整時(shí)，每過(guò)0.4s，將對(duì)應(yīng)單元的顯示數(shù)據(jù)換成“熄滅符”數(shù)據(jù)，使對(duì)應(yīng)調(diào)整單元的顯示數(shù)據(jù)間隔閃亮。八家庭應(yīng)用模塊家庭智能限制系統(tǒng)家庭應(yīng)用模塊為4路LED代表4路有效輸出量。其中，D1、D2、D3、D4四路分別代表鬧鐘鬧鈴、暖氣自動(dòng)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)、自動(dòng)燒水設(shè)備、窗簾自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置的有效限制信號(hào)。此模塊的有效信號(hào)可以通過(guò)鍵盤設(shè)定各種工作模式及有效時(shí)間長(zhǎng)度，并且在液晶顯示屏中可以顯示各種工作模式的工作狀態(tài)。九計(jì)算機(jī)接口模塊利用RS-232C實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC的串口通信圖RS-232C接口圖RS-232C接口定義(9芯)針腳定義符號(hào)1載波檢測(cè)DCD2接收數(shù)據(jù)RXD3發(fā)送數(shù)據(jù)TXD4數(shù)據(jù)終端打算好DTR5信號(hào)地SG6數(shù)據(jù)打算好DSR7懇求發(fā)送RTS8清除發(fā)送CTS9振鈴提示RI鳴謝特別感謝老師百忙之中給我們耐性的指導(dǎo)，同學(xué)們給我們熱心的幫助和父母在遠(yuǎn)方的支持，以及長(zhǎng)安高校圖書(shū)館給我們供應(yīng)的豐富的參考資源，在此一并表示真摯的謝意!結(jié)束語(yǔ)：經(jīng)過(guò)十多天的查閱手冊(cè)和參考文獻(xiàn)資料，將所學(xué)的單片機(jī)學(xué)問(wèn)加以鞏固和應(yīng)用，學(xué)會(huì)運(yùn)用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理，液晶顯示器的應(yīng)用。我們最終將初步設(shè)計(jì)報(bào)告完整的寫(xiě)出來(lái)了。本設(shè)計(jì)在滿意設(shè)計(jì)要求的前提下，還增加了揚(yáng)聲器以供應(yīng)聲音信號(hào)，鬧鐘的時(shí)候可以放一段音樂(lè)，貼近實(shí)際。而且在八路輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)的同時(shí)還可以在液晶顯示器顯示對(duì)應(yīng)的說(shuō)明，以及揚(yáng)聲器發(fā)出設(shè)計(jì)好的聲音，很人性化。當(dāng)然在設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到很多思路的堵塞，方案難以決策，但是最終還是一一攻克了，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)學(xué)到了很多很多書(shū)本上沒(méi)有的東西。本設(shè)計(jì)有待改進(jìn)的地方有很多，但最亟待改進(jìn)的地方是解決還有就是顯示系統(tǒng)有待改進(jìn)，參考文獻(xiàn)【1】 林濤主編，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：清華高校出版社，2006【2】 林濤主編，模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).重慶：重慶高校出版社，2002【3