《无线控制的智能家居安保系统研究及应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无线控制的智能家居安保系统研究及应用.pdf（59页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、东南大学硕士学位论文无线控制的智能家居安保系统研究及应用姓名：施建珍申请学位级别：硕士专业：计算机及应用指导教师：邢汉承;方靖淮20060630摘要本文是基于手机控制的家居智能化安保系统装置的研制，是满足人们对家庭安全情况的及时了解、实时信息处理和有效控制的迫切需要，利用现有的手机网络，以短信息的形式，实现防火、防盗、紧急求救等家庭所要求的安全监控和报警多种功能，同时在家庭电气智能控制方面，可实现对家用电器智能化的管理和调控，通过多种调节手段最大艰度地满足居家用户人性化的要求。本文首先讨论了智能家居在国内外发展概况，并根据国内外的发展情况和趋势，研究并设计了一种无线控制的智能家居安保系统。本智
2、能化报警系统利用无线传输技术手段，克服了有线传输技术的缺陷，采用无线数据通讯模块T C 3 5 作为电路主要器件构建G S M 通讯模块、串口通讯芯片M A X 2 3 2 电路设计、P T 2 2 6 2 2 2 7 2 编解码集成电路与无线报警器配套互动，实现无线数据通讯模块的收发和报警控制，实现居家报警信息、对家用电器进行选择性控制、物业管理中心统一管理与用户分散控制。关键词：M S C O M M 控件、串口通讯、T C 3 5 G S M 模块、短信接收、A T 指令、无线控制A B S T R A C TT h i sp a p e rd e v e l o p sak i n d
3、o fe q u i p m e n tf o rt h eh o m ei n t e l l i g e n ts e c u r i t ys y s t e mb a s e do nt h em o b i l ep h o n ec o n t r 0 1 T h i se q u i p m e n tc a nm e e tp e o p l e Su r g e n tn e e ds u c ha st i m e l yu n d e r s t a n d i n go ft h ef a m i l ys e c u r i t ys i t u a t i o n
4、r e a l t i m ei n f o r m a t i o np r o c e s s i n g a n de f f e c t i v ec o n t r 0 1 U s i n gt h ee x i s t i n gm o b i l ep h o n en e t w o r k s，i tc a na c h i e v e sm u l t i p l ef u n c t i o n so ft h ef a m i l yr e q u e s t e ds a f e t yc o n t r o la n dw a r n i n g，s u c ha
5、sf i r e p r o o f i n g，g u a r d i n ga g a i n s tt h e f t，a n de m e r g e n c yr e s c u e，e t c i nt h ef o r mo fs h o r tm e s s a g e s S i m u l t a n e o u s l yi nt h ea s p e c to ff a m i l ye l e c t r i ci n t e l l i g e n tc o n t r o l，i tc a na l s or e a l i z et h ei n t e l l
6、 i g e n tm a n a g e m e n ta n dr e g u l a t i o nt ot h ed o m e s t i ce l e c t r i c a la p p l i a n c e s，a n df a r t h e s tm e e th o m eu s e r s h u m a n i z a t i o nr e q u i r e m e n t st h r o u g hav a r i e t yo f r e g u l a t i n gm e a n s T h ep a p e rf i r s t l yd i s c
7、u s s e st h ed e v e l o p m e n tg e n e r a ls i t u a t i o no fs m a r th o m ea th o m ea n da b r o a d，a n da c c o r d i n gt ot h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a ld e v e l o p m e n t sa n ds e n d s，i td o e sr e s e a r c h e sa n dd e s i g n saw i r e l e s s c o n t r o
8、l l e ds m a r th o m es e c u r i t ys y s t e m T h i si n t e l l i g e n tw a r n i n gs y s t e m su s e sw i r e l e s st r a n s m i s s i o nt e c h n i c a lm e a n s，o v e r c o m e st h es h o r t c o m i n g so fc a b l et r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g y,a n du s i n gt h ew i r
9、 e l e s sd a t ac o m m u n i c a t i o n sm o d u l eT C 3 5a sam a i nd e v i c eo fc i r c u i t，c o n s t r u c t sG S Mc o m m u n i c a t i o n sm o d u l e，s e r i a l p o r tc o m m u n i c a t i o n sc h i pM A X 2 3 2c i r c u i td e s i g n，a n dP T 2 2 6 2 2 2 7 2s e r i e sd e c l a s
10、s i f i e dI Ct om a k et h em a t c h i n gi n t e r a c t i o nw i t ht h ew i r e l e s sd e t e c t o r s S ot h es y s t e ma c h i e v e st h er e c e i v i n ga n dd i s p a t c h i n ga n dp o l i c ec o n t r o lo fw i r e l e s sd a t ac o m m u n i c a t i o n sm o d u l e，t h eh o m ew a
11、 r n i n gi n f o r m a t i o n，s e l e c t i v ec o n t r o lo fh o u s e h o l da p p l i a n c e s，r e a l t ym a n a g e m e n tc e n t e r Su n i f i e dm a n a g e m e n t，a n du s e r sd e c e n t r a l i z e dc o n t r 0 1 K e yW o r d s：M S S O M Mc o n t r o lS e r i a l-p o r tc o m m u n
12、 i c a t i o n sT C 3 5 G S Mm o d u l eS h o r tm e s s a g e sR e c e i v i n gA Ti n s t r u c t i o n sW i r e l e s sc o n t r o l东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 二作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中彳i 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贞献均已在论文中作了明确的说明
13、并表示了谢意。研究生签名：箍赵冷日期：盟心东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图节馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保，|竿论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，n J+以公和(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公行(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：j 逢埠导师签名：尊塑盘R 期：巡珈第一章概述1 1 引言第一章概述智能家居是以住宅为平台，它是将建筑、网络通信、信息家电、没备自动化、系统、结构、服务、管理融为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的
14、家居环境。智能家居是通过综合采用先进的计算机、通信和控制技术(3 C)，建立一个由家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与管理集成系统，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。智能家居是个多功能的技术系统，包括可视对讲、家庭内部的安全防范、家居综合布线系统、照明控制、家电控制、远程的视频监控、声音监听、家庭的影音系统等。家居智能化包含的内容比较多，而且国内目前的产品总线制、电力线载波、无线等方式，在网络连接方面基本上用总线制联网、电话联网或者通过以太网方式来实现。国家建发部规定“，目前住宅小区应具有的六项智化要求：1、实行安全防范系统自动化
15、监控管理：2、住宅的火灾、有害气体泄漏实行自动报警：3、火灾报警系统应是以烟、温及可燃气体等探测器为主体；4、防孺报警系统应安装红外或微波等各种类型报警探测器；5、系统应能与计算机安全综合管理系统联网：6、计算机系统能对防盗报警系统进行集中管理和控制。随着礼会的进步，经济的发展，人们的生活 质有更高的需求，高效、舒适、便利、安全是人们居住条什利环境的客观要求，在当今礼会j 作1，奏日鼯D i：l 快，人f q 的流动性人人增加，幸十会结构平社会治安日趋复杂的情况F，人俐的家居安全防范与自我控制的意识越米越强，在紧张J：作的同时对家居的安全防范越米越重视，要求也越来越高。本文所要介纠 的无线控制
16、的智能家居安保系统，就是为，满足人i l J 日黼增K 的家胼安全防范的需求而改计开发的。本系统利删无线传输技术手段克服了有线传输技术的缺】5 f j，采H J 无线数据通讯模块T C 3 5作为电路卡婴器什构建6 S M 通讯模块、串口通讯芯片M A X 2 3 2 电路设计、P T 2 2 6 2 2 2 7 2 编解码集成电路与无线报警器进行配套互动，实现无线数据通讯模块的收发利报警控制，实现居家报警信启、对家川电器进行选择性控概、物业管理一p 心统管理joJ t，分敞控制。东南大学T 程倾卜论文1 2 国内外研究状况智能化住宅在发达国家起步较早，始Y-2 0 世纪8 0 年代，1 9
17、8 4 年世界上第一座智能大厦在美国诞生，在短短的十几年中，美国、日本、欧洲的几万座智能大厦纷纷建成。6 0 年代的视频图像技术、7 0 年代计算机数字技术、8 0 年生生物识别技术以及9 0 年代国际互联网技术枉智能家居t 1 的应埘，使国外安防行、世得到快速发展。目前国外发达国家已逐渐形成一个集安防、消防、医疗救护为一体的安全保障行业。据统计日本新建的建筑物中6 0 以上是智能型的。根据美国新名安防杂志 S D M 2 0 0 2 年的调查报告表明，安防全行业中的增长类专、l k 为门禁和家庭安防，而家庭安防系统的销售增长率从2 0 0 0 年的6 上升到2 0 0 1 年的8，达到了该杂
18、志白1 9 9 7 年开展此项调研以米的最高点，而2 0 0 2 年度该行业平均收入涨幅将达1 5。另据P a r k sA s s o c i a t e s 公司一份报告发现，居民监控安防市场继续走向成熟，并得出结论说基于新技术应刚将带米收入的增长。根据这项研究，美国电子家庭安防系统将在2 0 0 4 年持续增长。该公刊估计到2 0 0 5 年，所有美国家庭的安防系统的增长率可达到2 5”1，如图卜1 所示。*+j。_ l 二：7 _ 嘿Zj 鬈-j“：j 夕一7 i、i，一*?j 1 9 9 61 9 9 82 0 0 02 0 0 2 2 0 0 4剀卜1目前防盗报警产品在我国的 及率
19、只有2 0，与欧荚等发达国家高达7 0 的普及率相比，我国家居智能化安保系统的建设的水平仍然很低，处住初级阶段，比发达国家落后很多，但随着时代的发展，人们意识观念的改变使得智能家居安保这个全新的概念逐渐为越来越多的人所认识利接受，在我国智能家居发展蕴含着极为广阔的市场空间。家居防裕报警系统是智能家属麻jL 有的基本功能。在我国家居防洛报警系统的使_ L j 大多集中在中高收入人群，|n J 冉：收相对低的乡镇，或经济欠发达的地方，居【t 人多是采川传统的机械试防盗措施，如：防盗窗、防编网等等，这些在初圳有了一定的防浴效果，但使H J 久了其问题就多：防盗窗、防盗网等给盗窃份f 提供r 翻跃的条
20、什，使其能米去 j 如，但是住发生火灾时却有U 能堵住了逃生的山路，还有V,JJ d,-l t 住防浴窗上堆放杂物，掉r 米砸剑路人的等等问题。国家p 达J 7 关丁一：住宅小l 趸禁1 r 安姨防洛网的建议，p i I 此现A 已有儿十个城市立法，强行拆除会属防然网，所以家庭的安防必颂采取新n 勺措施。矾帆础嘶鼢册第章概述随着网络通讯技术的发展，特别是计算机通讯的发展和日益成熟。各种依靠计算机网络通讯的安保防范、自动管理、自动检测等等也就随之兴起，并在智能小区得到了广泛的运H j，家庭的安全防范有了前所未有的变化。防盗报警系统取代防盗网已是大势所趋。家居防盗报警系统可以分为联网型和单户型两人
21、类。联网型报警系统由多个小型报警系统组成，常_ L j 报警系统经过联网组成报警中心，而报警中心一般使用报警接收机、计算机系统和打印机设备等。当报警事件发生时，报警点的数据显示在电子地图的相应位置，同时计算机系统可以调出报警点的配置和现场各种数据资料等有关技术材料，供警情处理人员快速判断和决策处理出现的警情事件。联网型家居防盗报警系统的防盗报警中心一般以小区为中心，组建社区7 弘防盗报警中心，辐射连接小区内各用户，各业主家庭安装子系统。一口某子系统受异常干扰，经系统自动辨别后，向中心报警呼救。中心接收报警后，向警报源发地点派出保安人员，同时向有关的公安和消防部门发出求救信号。所以联网犁家居防盗
22、报警系统主要适用于新建小区，而爿需要用户普遍接受该系统。单户型防盗报警系统是以家庭单户为独立单位的防盗报警系统。以家庭报警主机为核心，连接多种探头，发现异常，即以有线或者无线方式向主人、公安部门或消防部门发送求救信号。单户犁报警系统是当整个住宅小区对安装防j；i 报警系统没有达成一致的意见时，有的用户愿意安装，有的用户不愿意安装，那么对于希望安装防盗报警系统的用户，就可以采J L j 单户型结构；另一方面，老的小区改造存在很多的问题，联刚型系统需要重新布线、重新安装，也需要单户型米过渡。家用防盗报警系统信息传输方式有以下二种：I、有线网络2、无线网络3、公共嘲络者均有着各 J 的优缺点。1 3
23、 主要工作内容和意义本文根据国内外研究现状，研究并殴计了无线控制的智能家腭安保系统，为智能小I X 的安保防范提供了多种峒1，控制手段，最人限度地满足居家州厂，人陛化的要求。它通过无线数据通讯模块T C 3 5 作为电路主要器什构建G S M 通讯模块、串口通讯芯片M A X 2 3 2 电路设计、采川P T 2 2 6 2 2 2 7 2 编解码集成电路与无线报警器进行配套-：动，实现完全无线报警控制。本系统已研究制成功，形成样机，_ j f _ 制疋r 系统的介业标准。水系统的优t l：东南大学T 程颂J 二论文1、手机和小灵通普及率高，无需线路的铺设2、双向通信，多址报警；3、遥控布、撤
24、防，现场监听4、可绸网或单独使川。无线控制的智能家居安保系统免去传统报警系统在小区和楼层的布线】作，提供分散用户的使用和统一管理，是新老住宅均适宦安装的 及型智能家居安保系统。此系统的开发研制对普及新老建筑物的智能安防功能具有重要的现实意义。1 4 无线控制的智能家居安保系统的功能特点1 4 1 无线报警功能1、以无线传输形式，短信息表达的方式，具体清晰地显示出家庭中可能出现的各种报警信息；2、户主可通过室内手动报警，也可以利用无线控制型门磁探头、红外探头、烟雾探头、瓦斯探头等各种探头进行白动报警：3、户主在手机服务区范围内能及时接受报警信息，报警信号不受区域的限制；4、可在家庭成员中有选择地
25、接收报警信息；5、刚户通过紧急按钮可以获得及时救助；6、可以根据户主要求殴置特定的接收对象；1 4 2 控制功能l、川户町白行设嚣密码，仃效地防I r 短信误发造成的误操作2、遥控开、灭电动fJ 锁功能：3、遥控、l 也饭煲等各种家用电器电源开关4、控制功能实现后，能及时反馈给户土。1 4 3 管理功能l、户卜可进行密码殴簧雨I 修改：2、报警功能J 与小K 物、止符理-h 山进仃斤网，实行信息、越4第一章概述3、与小区物、I k 管理中心共同有效地处理紧急事件。东南人学T 程硕士论文第二章无线控制的智能家居安保系统的总体设计无线控制的智能家居安保系统总体结构设计如图2-l 所示。它是由两部分
26、组成：用户单元报警系统和小区总监控系统。幽2 IH J 户单元报警系统_ 以独立地对川户f j：宅进行安全防范，并对家川电器电源进 J：开关控制。小区总监控系统是为小K 安全防范统管理而改计的，它可以及时获得小防内川户住宅的报警信息。第。章无线控制的智能家居安保系统的总体设计短消息服务作为G S M 网络的一种基本的业务，它可以通过服务中心来对文本信息进行收发和存储，而且其网络覆盖面广、传输特性好，为无线控制的智能家居安保系统的数据传输和采集提供了便捷的无线传输通道。课题利用G S M 的短信息功能，把无线控制的智能家居安保系统报警系统建立在的G S M 网络基础上。2 1 用户单元报警系统设
27、计，L 户单元报警系统由主控机和无线报警探头等部分组成。2 1 1 用户单元报警探头选择目前市场上的报警器种类繁多，其功能人致相同，它们的核心器件是传感器。采用不同类型的传感器可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。常用的报警器有红外报警探测器、微波报警探测器、被动式红外微波报警探测器、玻璃破碎报警探测器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激光报警探测器、磁控开关报警探测器、开关报警探测器、视频运动检测报警器声音探测器和电场畸变报警探测器等许多种类。按r 作原理分有可以分为：主动是报警探测器和被动式报警探测器。(1)主动式报警探测器是有探测器本身向布防现场发射具有一定能量的
28、探测信号，再由探测器接收这个信号进行分析判断的探测装置。它的：作原理是：在正常状态卜，主动式报警探测器发出并接收到的是一个稳定的探测信号，这个稳定的探测信号不触发报警电路，当有入侵事件发生时，入侵者破坏了这个稳定信号，报警器接收到发生变化的信号，丁是就出发报警电路，然后报警探测器对这个信弓进行判断处理，当信号变化达到定数值以后就发山报警信号。(2)被动式报警探测器本身1 i 发送能量，它是依靠接收安全防范现场能量的变化来进行探测r 作的。住止常情况r，安全防范现场的所有物体都会产生一个相对恒定的能量辐射，被动报警探测器在现场接收剑一个干H 对稳定的辐射信号，有入侵事件发生时，稳定的辐射信号被破
29、坏，报警探测器接收剑不稳定的辐射信号，这个不稳定信号经过探测器分析斤，发山报警信号。报警探洲器按探测范州义町分为点、线、面、平空间范罔的报警探洲器。(1)点控报警探测器通常是对某“点进行防范，如微动开关、魄控丌关、紧急报警开火等。(2)线控报警探测器是一一条亢线路径作为防范区域，当在这种防范路径上仟一位置现异常，就会发f l”R 警信弓。通常 l J 丁刷界防范，如j：动式红外报警探洲器、激光探测器等。(3)m 挖报警探测器足以个面作为防范R 域。、目 这个面L，。_：异常时，报警探测器产。r 报警f j7东南大学T 程硕L 论文号输出。例如玻璃破碎报警探测器。(4)空间防范报警探测器是以一个
30、空间范同作为防范区域。“这个空间范围内发生异常时，探测器产生报警信号输出。它一般用丁内部防范。如被动红外报警探测器、被动红外微波报警探测器等。在实际应州过程中，根据使用情况不同，合理选择不同防范类犁的报警器，才能满足不同的安全防范要求。有时甚至可以几种探测器配合使刚。本课题中，选刚国内外现有成熟产品无线控制璎报警探头，该探头能与主控机通过无线遥控信号进彳j通讯。2 1 2 主控机的设计主控机主要由无线通讯模块、主控模块、功能执行模块组成、键盘模块和显示模块组成，各模块问连接如图2 2 所示。幽2 2l、通讯模块采用无线数据通讯模块T C 3 5 作为电路士要器件构建G S M 通讯模块，通过串
31、口通讯芯片M A X 2 3 2 电路设计，进行无线数据通讯模块的收发和报警控制。2、主控模块采用甲片机A T 8 9 C 2 0 5 1 或A T 8 9 S 5 2 与各模块之间进行数据交换和过程控制。3、功能执行模块采用P T 2 2 6 2 2 2 7 2 编解码集成电路，与无线报警器(无线红外报警器、无线fJ 磁、无线烟感报警器、无线紧急按钮、无线煤气泄洲报警器等)进行配套互动。4、键盘和显示模块采州8 位液品显示模块、2 4 C 0 2 芯片、点F：式键龠按钮，通过单片机进行科序设计，完成对报警手机、小灵通的殴蕾利更改，并将设置干更改数据存储的功能，实现输入数据、显示并存储参数的功
32、能。第二章无线控制的智能家居安保系统的总体设计2 2 小区总监控机设计小区总监控机是为了将分散用户单元报警系统进行统一小区管理设计的。用户单元报警系统可以单独进行1：作，也可以根据用户的需要参加小区总监控机的统一管理。小区总监控机由计算机着无线数据通讯T c 3 5 模块两部分组成，T c 3 5 接收的报警信息通过计算机串口，传输到计算机，如图3 所示。计算机无线通讯模块T C 3 5图2 3预先设置：_【；|户单元报警系统中预设小区总监控机的无线数t 居通i T C 3 5 模块中的s I M 号。T 作原理：当用户单元报警系统发现警种后报警，同时向户主和小区总监控机发送报警信号，信号中含
33、有用户单元报警系统的s I M 昔信息、报警时间、警种等多组信息。小区总监控机的计算机系统对无线数据通讯模块中的信息进行实时采集、处理分析，把接收到的警种信号、报警用户的s I M 号以及对应用户的地址显示在计算机屏幕上，提示报警，为物管人员及时排查险情提供方便。东南大学T 程硕士论文第三章无线控制的智能家居安保系统硬件介绍3 1T C 3 5G S M 模块本系统采用的T C 3 5G S M 模块是两门子公司为满足无线通信而设计的。该模块不仅可以在G S M 9 0 0 M H z：I I G S M l 8 0 0 M H z 两种频段_ L 作，而且T C 3 5 模块还提供宽带的G
34、S M 应用，能进行语音和数据的传输。T C 3 5 在设计过程中为考虑到了后期的开发，使其外围电路尽可能的少，以减少和其他电路的冲突。并向用户提供了标准的A T 命令，川户可以利用A T 命令的切换来控制其语音、短消息的收发切换【3】。T C 3 5 模块主要由G s M 基带处理器、G s M 射频模块、供电模块(A S i C)、闪存、Z I F 连接器、天线接口六部分组成，如图3 1。G S M 基带处理器集成了一个与I S O7 8 1 6 3 I C C a r d 标准兼容的S 1 M 接口。为了适合外部的S I M 接 _|，该接口连接到主接口(Z I F 连接器)。在G S
35、M l l 1 1 为S I M 卡预留5 个引脚的基础上，T C 3 5 在Z 1 F 连接器上为S I M 接口预留了6 个引脚，所添加的C C I N g I 脚用来检测s I M 卡支架中是否插有S I M 卡。当插入S I M 昔，该引脚置为高电平，系统方可进入正常l 作状态。但是目前移动运营商所提供的S I M 卡均无C C r N g 脚，所以在没计电路时将引脚C C I N 与C C V C C 相连。幽3 1短消息服务作为G S M 网络的一种基本的业务，它I I J 以通过服务中心米对文本信息进行收发利存储且其网络覆盖面广、传输特性女r，为数据的采集提供了便捷的无线传输通道
36、。所以为了实现报警显示本报警显示系统巾利州G S M 的短信息功能，把报警系统建立住的G S M 网络上，进行J 报警信息的收发。而在第三章无线控制的智能家居安保系统碗件介绍3 2 单片机8 9 C 5 1 和串行E E P R O M 芯片3 2 18 9 C 5 2 单片机8 9 C 5 2 带4 K 字：协快闪P R O M 的低电压c M O s 八位微处理器，与标准的M c s 一5 1 系列单片机的指令、日脚全兼容。它有4 K 字1，快闪P R O M，1 2 8 字节R A M，3 2 个I O 端口，2 个1 6 4 e 定时器计数器，6 个巾断源。3 2 个I O 口中，P】
37、、P 3 可作为普通I 0 1 5 1 使用，P o、P 2 通常作为外部数据总线使用，当作为普通I O 口使t L J 时P 0 口必须外加上接电阻。1、引脚幽：如图3，22、管脚说明：V C C：供电电K t。G N D：接地。图3 2P 0 口：P 0 口为一个8 位漏级开路双向I O 口，每脚可吸收8 T T LrJ 电流。当P 1 口的管脚第一次写1 时，被定义为高阻输入。P 0 能够j=1 _ J 于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据地址的第八位。在FL A S H 编科时P O 口作为原码输入口，当FL A S H 进行校验时，P O 输出原码，此时P O 外部必须被拉高。P
38、 1 口：P 1 厂】是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I O 口，P 1 口缓冲器能接收输山4 T 丁L 门电流。P 1 口管脚写入l 肝，被内部上拉为高，可j U 作输入，P 1 口被外部1-j：,2 为低电平时，将输山L I=i 流，这是由r 内部上拉的缘故。在F L A S H 编稗和校验时，P l 口作为第八位地址接收。P 2L】：P 2 口为一个内部上拉电阻的8 似舣向I O 口，P 2 口缓冲器。，J 接收，输出4 个T T L fJ 电流，!j P 2 口被1 j I 时，其管脚被内部上拉L H 阻拉高，且作为输入。并冈此作为输入时，P 2 口的管脚被外部拉低，将输山电流。这是
39、由j i 内部上拉的缘故。P 2L|当川J i 外部科序存储器或1 6 何地址外部数据存储器进行存取时，P 2 j 输出地址的高八位。在给地士|L：“1”H,J，它利川内部卜拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行滇拇，P 2 Il 输山其特殊功能寄存器的内容。P 2【l(J!F L A S H 编利干|校验时接收高八何地址信号利控制信号。P 3 I ：P 3 I1 管脚世8 个带内剖I。拉I U 阴的舣向I 0L j，可接收输小4 个T T L fJ I U 流。当P 3 口。，；入“I“【i，0 l23 5BT0j?1D00D OD9 00，h，tpmP#；，0co。，。#t坩卧酣，os，c
40、 日000000OLS，?，2i2，vPppP pPPPE pPPppPPPPOt，6T日t2，1D”叭雌”盯盯呲眦“鼬诽口：”郫却lx削町”阿佴东南大学工程硕士论文它们被内部上拉为高电平，并州作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P 3 口将输出电流(1 L L)这是由丁上拉的缘故。P 3 口也呵作为8 9 C 5 1 的一些特殊功能口，如表3 1 所示口管脚各选功能P 3OR X D(串行输入口)P 31T X D(串行输出口)P 3 2I N T 0(外部中断0)P 3 3l I N T l(外部中断1)P 3 4T O(记时器O 外部输入)P 35T I(记时器1 外部输入)P 3
41、6W R(外部数据存储器写选通)P。7R D(外部数据存储器读选通)表3 1R S T：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持R S T 脚两个机器周期的高电平时间。A L E P R O G：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在F L A S H 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，A L E 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1 6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个A L E 脉冲。如想禁止A L E 的输出可在S F R 8 E H 地址上置0。此时，A L E 只有在
42、执行M O V X，M O V C 指令是A L E Z f _ 起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态A L E 禁【r，置位无效。P S E N：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次P S E N 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的P S E N 信号将不出现。E A V P P：当E A 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0 0 0 0 H F F F F H)，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1 时，l E A 将内部锁定为R E S E T；当l E A 端保持高电平时，此间内部群序存储器。在F I。A S
43、H 编稗期间，此引脚也川丁施加1 2 V 编群电源(V P P)。X T A L l：反向振荡放人器的输入及内部时钟I 佧电路的输入。X T A ，2：来白反向振荡器的输山。3、振荡器特性：X T A!。】,I X T A L 2 分别为反向放人器的输入汞I 输。该反向放人器可以配营为片内振荡器。i 品振荡平陶瓷振荡均可采川。如采 H 外部时钟源驱动器什，X I A L 2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过个第三章无线控制的智能家居安保系统硬件介绍二二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。3 2 2I2 C 总线技术1 2 c 总线是一种用T-
44、I C 器件之间连接的线制总线。它通过S D A(串行数据线)及S C L(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件：不管是单片机、存储器、L C D 驱动器还是键盘接口。1、1 2 e 总线的基本结构采j=j 1 2 c 总线标准的单片机或I c 器什，其内部不仪有1 2 c 接口电路，而且将内部各单元电路按功能划分为若干相对独立的模块，通过软件寻址实现片选，减少了器件片选线的连接。C P U不仅能通过指令将某个功能单元电路拌靠或摘离总线，还可对该单元的r 作状况进行检测，从而实现对硬件系统的既简单又灵活的扩展与控制。2、双向传输的接口特性1 2 C 总线根据
45、器件的功能通过软件程序使其可工作于发送或接收方式。当某个器件向总线上发送信息时，它就是发送器(主器件)，而当其从总线上接收信息时，又成为接收器(从器件)。主器件用丁=启动总线上传送数据并产生时钟以开放传送的器件，此时任何被寻址的器件均被认为是从器件。1 2 C 总线的控制完全由挂接在总线上的主器件送出的地址和数据决定。在总线上，既没有中心机，也没有优先机。总线上主和从(发送和接收)的关系是可变的，主要取决丁此时数据传送的方向。S D A 和S C L 均为双向I O 线，通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线都是高电平。连接总线的器件的输出级必须是集电极或漏极开路，以具有线“与”功能。1
46、2 C 总线的数据传送速率在标准F 作方式r 为1 0 0 k b i t s，在快速方式下，最高传送速率可达4 0 0 k b i t s。3、1 2 c 总线上的时钟信号在r c 总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在s c L 时钟线上的所有器件的逻辑“L j”完成的。S C L 线上由高电平到低电平的跳变将影响到这些器件，一口某个器件的时钟信号F跳为低电平，将使S C L 线一直保持低i 乜平，使S C L 线上的所有器件开始低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不能影响S C L 线的状态，丁是这些器什将进入高电平等待的状态。：j 所有器r l 的时钟信号都上跳为
47、高电平时，低I H 平蝴结束，S C L 线被释放返回高电平，即所7 r 的器件都同时开始它们的高I U 平期。然，l 亓，第一个绵求高电平删的器什义将S C L 线拉成低电平。这样就在S C L 线b“生个同步时钟。所以，时钟低E 也平时问由时钟低电甲删最长的器什确定，而刚钟高I U 平时间由时钟高电平；!f l j 最短的器什确定。4、数据的传送任数据传送过剧中，必须确认数据传送的开始和结束。在1 2 C 总线技术规范中，开始用I 结求信号(也称启动年停r 信0)的定义如剀3 3 所示。当时钟线S C L Y,3 高电平时，数据线S D A 由高电平跳变为低l U 平定义为”开始”信号：、
48、-S C L 线为高电平州，S D A 线发生低电甲剑高l 乜 t 的跳变为“结求”信l j。查耍查兰三型婴主丝兰开始和结束信号都是由主器件产生。在开始信号以后，总线即被认为处于忙状态；在结束信号以后的一段I t,t I 日q 内，总线被认为是空闲的。s D l：l I V：叫T厂一一丁图3 3 1 2 C 总线的数据传送格式是：在1 2 C 总线开始信号后，送出的第一个字节数据是t _ j 来选择从器件地址的，其中前7 位为地址码，第8 位为方向位(R w)。方向位为0 表示发送，即主器件把信息写到所选择的从器件；方向位为1 表示主器件将从从器件读信息。开始信号后，系统中的各个器件将自己的地
49、址和主器件送到总线上的地址进行比较，如果与主器件发送到总线上的地址一致，则该器件即为被主器件寻址的器件，其接收信息还是发送信息则由第8 位(R A V)确定。在1 2 C 总线上每次传送的数据字节数不限，但每一个字节必须为8 位，而且每个传送的字节后面必须跟一个认可位(第9 位)，也叫应答位(A C K)。数据的传送过程如图3 4 所示。每次都是先传最高位，通常从器件在接收到每个字节后都会作出响应，即释放S C L 线返回高电平，准备接收F 一个数据字节，主器件可继续传送。如果从器件正在处理一个实时事件而不能接收数据时，(例如正在处理一个内部中断，在这个中断处理完之前就不能接收1 2 C 总线
50、上的数据字节)可以使时钟s c L 线保持低电平，从器件必须使S D A 保持高电平，此时主器件产生1 个结束信号，使传送异常结束，迫使主器件处于等待状态。当从器件处理完毕时将释放S C L 线，主器件继续传送。米自器件的响应信号泓ni x ：)C X Z 厂弋 口(_ _：x s：x s：3 Z：tA C KA C K：S t 1；：i：中断处理时，S C L 保持低电平：!i：5 -强风风风风风；风风厂五、风肛f起始条停止举件幽3 4当主器件发送完一个字1，的数据后，接着发出对应丁S C L 线上的一个时钟(A C K)认可位，在此时钟内主器什释放S D A 线，一个字1，传送结束，而从器