1、#*毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 姓 名： 编 号： 平顶山工业职业技术学院年 月 日#*平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 专业 任 务 下 达 日 期 年 月 日设计（论文）开始日期 年 月 日设计（论文）完成日期 年 月 日设计（论文）题目： A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 系（部）主 任 年 月 日#*平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩
2、委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ，#*， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： #*#*摘要 智能家居作为家庭信息化的实现方式，已经成为社会信息化发展的重要组成部分，物联网因其巨大的应用前景，将是智能家居产业发展过程中一个比较现实的突破口，对智能家居的产业发展具有重大意义。本文基于
3、容易实现，方便操作，贴近使用的设计理念，采用单片机为控制核心，为控制终端，并采用包括红外遥控、按键、Web 界面等在内的多个控制源来控制家用电器。#*Abstract Smart Home as the implement mode of Family Information has become an important part of the social information development .The networking because of its huge prospect to develop .It will be a real way during the Smar
4、t Homes development .Networking means a lot to the Smart Home .This article base on the design concept of trying to use easiest way to deliver handle and closing to use .We take the STC89C52 as the control core of the design .The relay as the control terminal mean .While we also use the trared remot
5、e control key webpage etc to control the home appliances .#*目录摘要. 1Abstract. 2第 1 章 背景 41.1 智能家居的概念41.2 智能家居控制系统功能5第 2 章 总体设计 62.1 整体介绍62.2 系统设计思路.2.3 系统框图2.3 系统工作流程 2.4 控制系统要求 2.2 单片机控制系统设计分析 2.4 远程控制系统设计分析2.4 硬件选型2.4.4 硬件方案介绍.3.1.单片机 . 3.1.2 多频收发器 3.1.3 固态继电器 2.5.1 防火灾发生传感器 . 2.5.2 可燃气体泄漏传感器.2.5.3
6、 防盗传感器 . 2.5.4 信号采集设计与分析 . 2.6.1 串口转以太网模块 2.6.2 无线网络模块 第 3 章 电路设计 3.2 控制电路设计 .3.2.1 链接检测电路 . #*3.2.2 解码电路 .3.3 电源电路设计 . 3.3.1 5V 开关电源稳压器电路 3.3.2 其他电源稳压器电路 . 第 4 章 软件设计 . 4.1.1 主控单片机系统软件设计 . 4.2.1 用户界面的设计 . 第 5 章 系统仿真测试.5.1 使用的仪器仪表及工具5.2 系统硬件测试5.3 软件测试第 6 章 总结 . 谢 辞 参考文献.#*第 1 章 背景1.1 智能家居的概念 智能家居是以家
7、为平台，兼备建筑、自动化，智能化于一体的高效、舒适、安全、便利的家居环境。家居智能化技术起源于美国。自动化的智能家居不再是一幢被动的建筑，相反，成了帮助主人尽量利用时间的工具，使家庭更为舒适、安全、高效和节能。 智能家居是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的设定工作运行，而不论距离的远近。智能化与远程控制是智能家居的两大特点。目前，已经有越来越多的机构和个人开始了对智能家居的研究 随着网络技术的发展，特别是无线网络的发展，网络化智能家居系统可提供遥控、家电（空调，热水器等）控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电
8、话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能和手段，使生活更加舒适、便利和安全。1.3 智能家居控制系统功能 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过手机以及 Internet)的监视、控制及数据采集。 (1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、音响等家用电器进行监视和控制。 (2)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (3)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关
9、进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (4)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。第 2 章 总体设计2.1 整体介绍本次设计以单片机为控制核心，温度，湿度等传感器为环境信息采集源，以 Web 控制为辅助，来制作一个智能家居控制系统。在原有的机械式按键开关的基础上，采用无线遥控，与 Web 网页远程控制，来控制家用电器，实现了远距离，多角度对家用电器进行实时控制。此外在本次设计中，采用多种传感器想结合，智能根据各传感器采集的数值进行自动化控制。并能够实现故障诊断，数据实时数据与历史数据查询等功能。#*2.2 系统设计思路本设计采用 MT8870 系列单片机，分成电源
10、模块、信息获取模块、报警模块、液晶显示模块四部分。总体方案的设计主要是根据被控对象的任务及工艺要求而确定的，设计方法大致如下：根据系统的要求，首先确定出系统是采用开环系统还是闭环系统，或者是数据处理系统。选择检测元件，在确定总体方案时，必须首先选择好被测参数的测量元件，它是影响控制系统精度的重要因素之一。选择执行机构，执行机构是微型机控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要与控制算法匹配，另一方面要根据被控对象的实际情况确定，最终画出整个系统流程图和原理图。 电源模块为系统提供 5V 电压信息获取模块由门窗信号传感器、烟雾传感器、可燃气体传感器等构成，实现对室内环境数据的采集报警模块
11、实现对信息的预警处理，达到对家庭环境安全的监控报警LCD 液晶显示模块显示各传感器模块的工作状态2.3 系统框图2.3 系统工作流程(1)硬件部分智能家居控制系统其硬件部分主要由几大部分构成，即控制单元、传感器数据采集系统、网络模块接口和电源部分。交换网程控交换信令部分主要由 MT8870 和电压检测元件组成，它是系统中控制部分关键的元件，它与控制单元组成控制部分功能；传感器数据采集系统、网络模块和控制单元完成报警等信号的处理和发送；电源部分则为各个部分提供工作电源。#*(2)软件部分 软件设计部分主要由五大部分构成：即数据采集与数据分析部分、交换网程控交换信令识别与分析部分、网络模块接口程序
12、部分、分析控制部分。其中数据采集与数据分析部分和交换网程控交换信令识别需要作实时处理；网络模块接口程序部分和分析控制部分则是根据采集和交换网交换信令进行分时操作有利于提高系统效率。2.4.2 控制要求本设计此系统必须具有以下单元功通过网络对异地的电器实现控制（开/关） 。 控制器可以实现自动连接断开。控制器设置密码校验。检测网络链接是否正常自动链接断开密码校验在线修改密码双频信号解码输入信息分析 控制电器开关电器状态查询2.2 单片机控制设计分析 本系统是单片机在系统检测以及工程控制方面的应用，其特点是体积小，成本低，功能强，功耗低，是微机应用产品化的最佳机种之一，它已广泛地应用在产品智能化和
13、工业自动化上。而把单片机嵌入到工控应用系统中，实现嵌入式应用的计算机称之为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。嵌入式系统一般分为四种:工控机，通用 CPU 模块，嵌入式微机处理。单片机嵌入式系统具有以下特点： 3.面对控制对象。如传感信号输入、人机交互操作,伺服驱动等。2.嵌入到工控应用系统中的结构形态。 1.突出控制功能。如对外部信息的捕捉、对控制对象实时控制和有突出控制功能的指令系统单片机有专门为嵌入式应用系统设计的体系结构与指令系统，最能满足嵌入式应用要求。单片机是完#*全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态应用系统，能满足面对控制对象、应用系统的嵌入等要求，是发展最快、品种最多、数量最大的嵌
14、入式系统。2.4.1 远程控制系统设计分析系统控制器接收远端发送来的加密信号、并对其进行解码，解码后的信号由中央处理单元采集处理。为了方便用户使用，系统设计了语音提示界面。远程控制系统一般工作在无人值守环境，所以应具有自动离线、上线、功能。为了符合 智能化要求，系统采用树莓派作为中央处理器。同时，远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。控制器并联于路由器，不会影响路由器的正常使用。用户通过网络链接控制器，通过程控交换机向树莓派发出链接信号。控制器检测连接信号后，进入密码检测阶段，输入正确密码后选择被控电器，然后选择开启或关闭被控电器，完成后返回。2.4.4 硬件方案介绍根据控
15、制器与交换机所须信号不同，本设计方案结合实际情况对具体的单元功能模块作出软件或硬件上作了以下分工交换机所发出的各种信号音都大多数可以通过软件编程来识别。但从系统的可靠性和程序的结构设计上分析，用硬件来解决双音频信号解码等功能相对稳定可靠。 设计中自动链接断开的控制必须使用具体硬件电路来实现。而密码校验、在线修改密码、输入信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程方式要比硬件电路简单的多，易于实现。 综上所述，本设计链接检测、自动链接、控制电器、双音频解码等功能模块使用硬件电路实现。#*而密码校验、在线修改密码、信息分析、电器状态查询等功能模块使用软件编程完成。3.1.1 单片机本设计采用树莓
16、派为核心，树莓派的最高主频为 1.2GHz,内带 512M 闪存的 MCU，它具有多达 32 个I/O 口其 512m 的闪存既可作程序存储空间也可以作数据存储空间或程序数据混合空间这些硬件特征和其强大的指令系统和其自带可编程看门狗使它能应用于不同的场合，因此是一种通用的和性能价格比高的控制器，树莓派允许用户还可以通过置位 SCONF 寄存器的位 0(ALE1)来降低 EMI，其中的看门狗定时器(WDT)是 1 个 64 位自运行计数器在计数器溢出时会产生复位信号。WDT 对那些易受噪声干扰电压波动或放电现象影响的系统很有用在程序跑飞或死机的情况下，WDT 可以使用户程序脱离不正常状态。WDT
17、不同于 8052 系统的定时器 0 定时器 1 和定时器 2。通过软件周期性的清除 WDT 计数器的值可以防止WDT 产生复位信号。片上闪存可以使用商用编程器进行编程3.1.2 多频收发器 本设计采用 MT8870 多频收发器，MT8870 是一种带信号过滤器的多频收发器。它包括一个带增益可调放大器的接收器和一个发送器。解码采用数字计数器技术来确定输入的的频率，并将其译成标准的四位二进制码。发送器采用开关电容 D/A 变换器。MT8870 提供了一个标准的微处理器总线接口，可以直接与 MCS-51 系列 MCU 和微机接口。它还可以选用呼叫进展方式工作，通过呼叫进展滤波器来检测特定通带内的信号
18、频率，供微处理机或计数器电路分析，以确定检测到的信号性质。3.1.3 固态继电器继电器是本系统的执行机构，本系统选用 D4810 型固态继电器，固态继电器(SSR)与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR 是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的点，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。 固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。安输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，
19、交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与 TTL/CMOS 兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。固态继电器有寿命长、可靠性高、灵敏度高、控制功率小、电磁兼容性好、快速转换、电磁干扰小的优点。D4810 型继电器输入电流为 5-40mA，电压 330V，额定输出电流10A，输出电压范围宽为 20-220V，满足项目的要求。2.5.1 防火灾发生传感
20、器火灾烟雾传感器是一种在消防管理、安全防范系统中常用的报警器材，它工作可靠、体积小巧，火灾烟雾传感器是把烟雾信号转换为电信号，电路设计时可以在背后设计专用的卡口以便地固定在墙体或者天花板上，使用时通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生控制器发出声光和短信报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况，调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。本系统采用 NIS-09C 型烟雾传感器。2.5.2 可燃气体泄漏传感器通过设置在厨房的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控#*制器
21、发出声光报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀，同时短信通知家人及小区物业管理部门。这里采用 TP-2 高温型一氧化碳传感器报警器需在一氧化碳浓度达到设定制值时系统应启动报警。2.5.3 防盗传感器防盗报警的防护区域分成两部分，即住宅周界防护和住宅内区域防护。住宅周界防护是指在住宅的门、窗上安装门磁开关，在对外的玻璃窗、门附近安装玻璃破碎探测器；住宅内区域防护是指在主要通道、重要的房间内安装被动红外探测器或被动红外探测器。当家中有人时，住宅周界防护的防盗报警设备(门磁开关、玻璃破碎探测器 )设防，住宅内区域防护的防盗报警设备 (红外探测器或被动红外探测器)撤防。当家人出门后，住宅周界防护的防盗
22、报警设备( 门磁开关、玻璃破碎探测器)和住宅内区域防护的防盗报警设备(被动红外探测器或被动红外探测器) 均设防。当有非法侵入时，家庭控制器发出声光报警信号，并短信通知家人及小区物业管理部门。另外，通过程序可设定报警装置的等级和报警器的灵敏度。2.5.4 信号采集设计与分析 传感器是将外界信息转换成电信号的装置，其中的电信号包括数字信号和模拟信号，数字信号可以通过电气隔离直接送给单片机或微型计算机进行处理，模拟信号则利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机或微型计算机进行数据处理，实现实时测控。2.6 网络模块的设计2.6.1 串口转以太网模块因为普通串口通信的距离就只有 15M
23、，远远不能满足智能家居的布线、组网要求，考虑到技术问题，本设计中选用了一款 RS232 串口转以太网模块，将单片机中的数据通过网络发送给网页后台程序。该模块具体的功能如下： 100m 以太网接口1.5KV 电磁隔离串口波特率 300115200bps 支持 TCP/IP 协议包括： ARP、IP、ICMP、IGMP、UDP 、TCP、HTTP、DHCP 工作方式：TCP Server, TCP Client, UDP, 虚拟串口、socket 控件工作端口、目标 IP 和端口均可设定提供虚拟串口管理软件提供通用配置函数库，方便用户使用开发应用程序#*可使用配置工具进行配置可使用网页浏览器进行配
24、置输入电压：5V功耗低最大工作电流：80mA工作温度：0652.6.2 无线网络模块无线网络功能可使用世面常用的无线路由器实现，且仅需接入网络即可，无需额外电路。无线路由器是用于用户上网、带有无线覆盖功能的路由器。无线路由器可以看作一个转发器，将家中墙上接出的宽带网络信号通过天线转发给附近的无线网络设备（笔记本电脑、支持 wifi 的手机、平板以及所有带有 WIFI 功能的设备）。市场上流行的无线路由器一般都支持专线 xdsl/ cable，动态 xdsl，pptp 四种接入方式，它还具有其它一些网络管理的功能，如 dhcp 服务、nat 防火墙、mac 地址过滤、动态域名等等功能。 1 市场
25、上流行的无线路由器一般只能支持 15-20 个以内的设备同时在线使用。一般的无线路由器信号范围为半径 50 米，现在已经有部分 无线路由器的信号范围达到了半径 300 米。第 3 章 电路设计3.2.1 振铃连接检测电路振铃检测电路如图所示，图中二极管有 2 种作用： （1）将不确定的线路供电正负变为固定的正负输出（2）将交流的振铃信号变为脉动直流以供检测。 当没有振铃信号时，线路上的供电电压为 48V（部分交换机为 60V） ，经四个二极管构成的全桥整流后，不足以使 62V 稳压管导通，振铃信号输出端电压接近 0V，当振铃信号到来时，线路上的 90V 交流振铃信号经全桥整流变换后 90V 的
26、脉动直流电，其峰值足以击穿耐压值为 62V 稳压管，经电阻 R1 给 U1提供电压，从光电耦合器输出的波形是时通时断的方波方波信号，可以直接输出至单片机的中断输入口，CPU 可以根据振铃信号光电转换后的高低电平检测有无振铃。其中通过光电耦合一次侧的输入及的电流为：#*即 R1 取 5.1K 满足设计要求。 电路中光电耦合 U1 隔离了振铃信号和单片机的直接连接，光电耦合器以光电转换原理传输信息，它不仅使信息发出端（一次侧）与信息接收并输出端（二次侧）是绝缘的，从而对地电位差干扰有很强的抑制能力，而且有很强的抑制电磁干扰能力。保护单片机也提高了稳定性。3.2.3 解码电路TMF（Dual Ton
27、e Multi Frequency）双音多频信号解码电路是目前在按键电话（固定电话、移动电话） 、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的集成电路。它包括 DTMF 发送器与 DTMF 接受器，前者主要应用于按键电话作双音频信号发送器，发送一组双音多频信号，从而实现音频拨号。双音多频信号是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合信号，CCITT 和我国国家标准都规定了电话键盘按键与双音多频信号的对应关系如表 1 所示：电话远程控制系统采用 MITEL 公司生产的 MT8870 DTMF 接受器作为DTMF 信号的解码核心器件。MT8870 主要用于程控交换机、遥控、无线通信及广播系统，实现 DTMF
28、信号的分离滤波和译码功能，输出相应 16 种频率组合的四位并行二进制码。MT8870 具有拨号音抑制和模拟信号输入可调功能，所以在设计 MT8870 DTMF 解码电路时，只需外加一些阻容元件即可。本系统的双音多频 DTMF 信号解码电路由 MT8870 主要承担。MT8870 的连线如图 3.2-3 所示，其的2、3 脚接收来自电话机的双音多频脉冲信号该双音多频信号先经其内部的拨号音滤波器，滤除拨号音信号，然后经前置放大后送入双音频滤波器，将双音频信号 按高，低音频信号分开，再经高，低群滤波器，幅度检测器送入输出译码电路，经过数字运算后，在其数据输出端（1114 脚）输出相对应的 8421
29、码。MT8870 的数据输出端 Q4 Q1 连到单片机，单片机识别 4 位代码。电话按键与相应译码（Q4Q1）输出。其中，A，B，C，D 4 个按键常被当作 R/P，REDIAL，HOLD，HANDSFREE 等功能使用。为了使单片机及时获取有效数据，MT8870 的 CLD 有效端经反相后接 CPU 的 INT0 引脚。当 MT8870 获取有效双音多频信号后，CLD 电平由低变高，再反相为低，CPU 检测后，指示输入口接收有效二进制代码。而无效的双音频信号（电话线路杂音、人们的语音信号等）是不会引起 MT8870 的 CLD 端变化的。DTMF 接收器的外围电路如图所示。#*3.3 电源电
30、路设计3.3.1 5V 开关电源稳压器电路 由于本控制系统单元电路较多对且对 5V 电源的要求比较高，其中 TC35 模块的突发耗电电流峰值可达 2.5A,故外加的稳压器件必须达到足以提供 TC35 和其他电路额定电流的条件。在本系统中,采用了开关电源芯片 LM2576 完成从 12V 到 5V 的转换,作为对 TC35 终端和其他 5V单元的供电。必须特别注意的是,如图由 LM2576 芯片完成开关电源转换需要大功率的电感(100uH)和电容,以提高储能的能力,达到单元电路的耗电需求。LM2576 为 5.0V3A 开关电源稳压器。3.3.2 其他电源稳压器电路本系统的设计还涉及到传感器信号
31、采集与信号放大，其中放大器等部分需要用到12V 电源，因此根据设计要求增加了 7812/7912 三端稳压 IC 提供的12V 电源，如图 3.3-2 由 220V 的交流电经交流变压器 T 降压，变成 12V 交流电，低压交流电再经过全桥整流变成脉动直流17V 左右为三端稳压提供电源，脉动直流电经 4700u 电解电容和 0.1u 瓷片电容滤波，送到稳压块输入端，进行稳压，然后由三端稳压输出端输出12V 直流电压，12V 直流电再由#*2200u 和 0.1u 电容进行滤波，输出比较稳定的12V 直流电压，给模块供电源。第 4 章 软件设计4.1.1 单片机系统软件设计主控单元部分由于任务多
32、、对可靠性的要求高，本系统的主控部分软件设计为分时操作系统控制，采用 RTX51 Tiny 版操作系统。作为嵌入式系统主控单元的单片机，其软件一般是一个微观的实时操作系统，是为某种应用而专门设计的。系统程序有实时过程控制或实时信息处理的能力，要求能够及时响应随机发生的外部事件并对该事件做出快速处理。分时操作系统是把 CPU 的时间划分成长短基本相同的时间区间，即“时间片” ，通过操作系统的管理，把这些时间片依次轮流地分配给各个用户使用。如果某个作业在时间片结束之前，整个任务还没有完成，那么该作业就被暂停下来，放弃 CPU，等待下一轮循环再继续做。此时 CPU 又分配给另一个作业去使用。由于计算
33、机的处理速度很快，只要时间片的间隔取得适当，那么一个用户作业从用完分配给它的一个时间片到获得下一个 CPU 时间片，中间有所“停顿” ；但用户察觉不出来，好像整个系统全由它“独占”似的。分时操作系统主要具有以下 3 个特点：多路性。用户通过各自的终端，可以同时使用一个系统。及时性。用户提出的各种要求，能在较短或可容忍的时间内得到响应和处理。独占性。在分时系统中，虽然允许多个用户同时使用一个 CPU，但用户之间操作独立，互不干涉。 RTX51 Tiny 可以配置成使用 round-robin 多任务。Round-robinp 容许 quasi-parallel 执行多任务。任务并不是连续执行的，
34、而是分时间片执行的（本系统采用 10 毫秒作为时间片，由 RTX51 Tiny 把时间片分配给各个任务） 。由于时间片的时间很短，因此任务看起来像连续执行一样。 在本系统中 RTX51 Tiny 首先执行信号采集 job0 的任务 0。本函数创建了另一个任务报警分析 job1。信号采集执行完它的时间片后，RTX51 Tiny 开始执行报警分析 job1，这个函数又创建了另一个任务短信发送 job2。如此类推，最后执行完它的时间片后， RTX51 Tiny 又返回到 job0 开始执行。然后再切换到job1，如此循环。4.2.1 用户操作界面的设计#*本系统为了给用户提供一个良好的人机对话界面，
35、还特别设计了与 PC 机软件用户界面是一个应用程序最重要的部分，对用户而言，界面就是应用程序，用户感觉不到幕后正在执行的代码。不论花多少时间和精力来编制和优化代码，应用程序的可用性仍然在很大程度上依赖于界面的好坏。首先针对本系统要开发的应用程序做出初步规划设计，在设计用户界面时，参照了 Microsoft和其他公司的一些应用程序，使用了通用的设计方案，比如：工具栏、状态条、工具提示、上下文菜单以及标记对话框等。 本设计用户界面如图。第 5 章系统仿真测试5.1 使用的仪器仪表及工具PC 一台； 单片机仿真器一台； #*双踪示存储波器一台； 型直流稳压电源一台；程控交换机一台；万用表一个； 秒表
36、一个； 调温烙铁一把；开发软件一套； 开发工具一套； 5.2 硬件测试本系统的硬件测试分为以下阶段进行测试： (1)逻辑错误测试 样机硬件的逻辑错误是由于设计错误和加工过程中的工艺性错误所造成的。这类错误包括：错线、开路、短路等几种，其中短路是最常见的故障。 (2)器件测试元器件失效的原因有两个方面：一是器件本身已损坏或性能不符合要求；二是由于组装错误造成的元器件失效，如电解电容、二极管的极性错误，集成块安装方向错误等。 (3)可靠性调试 引起系统不可靠的因素很多，如金属化孔、接插件接触不良会造成系统时好时坏；内部和外部的干扰、电源纹波系数过大、器件负载过大等造成逻辑电平不稳定；另外，走线和布
37、局的不合理等也会引起系统可靠性差。 (4)电源故障测试若样机中存在电源故障，则加电后将造成器件损坏。电源的故障包括：电压值不符合设计要求，电源引出线和插座不对应，电源功率不足、负载能力差。 在本次调试在调试样机加电之前，先用万用表和示波器,根据硬件电气原理图和装配图仔细检查样机线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。还特别注意电源的走线，防止电源之间的短路和极性错误，并重点检查扩展系统总线是否存在相互间的短路；或其它信号线的短路，由于本设计的印刷电路板布线密度较高，出现了两处因工艺原因造成短路，短路点用刻刀断开。 对于样机所用的电源事先做了单独调试，调试好后，检查其电压值、负
38、载能力、极性等均符合要求，然后加到系统的各个部件上。在不插片子的情况下，加电检查各插件上引脚的电位，仔细测量各地点电#*位是否正常，还特别注意单片机插座上的各点电位是否正常，防止了联机时会损坏仿真器。5.3 软件测试软件调试与所选用的软件结构和程序设计技术有关。本系统采用模块程序设计技术，逐个模块调好以后，再进行系统程序总调试。由于采用了实时多任务操作系统，采用是逐个任务进行调试，下面进一步予以说明。在调试第一个任务时，同时也调试相关的子程序、中断服务程序和操作系统的程序。等逐个任务调试好以后，再使各个任务同时运行，在本次调试中操作系统中没有错误，在单步和断点调试后，进行了连续调试，因为单步运
39、行只能验证程序的正确与否，而不能确定定时精度、CPU 的实时响应等问题。等全部完成后，反复运行多次，除了观察稳定性之外，还观察了用户系统的操作是否符合设计要求的操等，部分程序作了适当修正后系统能够正常运行。#*第 6 章 总结众所周知，大学生毕业设计的开始也就意味着大学生活即将结束，毕业设计是我们在大学生活的最后一站，它不仅是对我们大学所学知识整合及熟练运用的一次考验，同样是对我们即将走向社会参加实际工作及自学能力的一次锻炼。在毕业设计开题到最终基本完成整个毕业设计的过程中，我得到了我的导师喻长发的大力帮助，也得到了很多同学的热情帮忙。在本次的毕业设计中，我受益匪浅。所学到的不仅是对专业知识的
40、掌握及运用，更重要的是学会独立思考、筛选有价值信息和团结互助的团队精神。 通过本次毕业设计，使我对基于单片机的智能控制有了更多的了解和掌握，在科技飞速发展的今天，科技意味着第一生产力，机器智能正在越来越多的方面取代人工操作，作为智能控制在工业应用的代表性成果，它结合了程序调控，提供了定时控制、计数控制、步进控制以及数据处理等多种功能，具有人工作业无法比拟的优越性和精确性。随着科技的发展，基于单片机的智能控制也会不断扩大，各项性能也将不断提高。 因为之前在大学理论课上对单片机的相关知识了解甚浅，而且没有系统的概念和思路，所以在设计中约到了很多阻碍，也走了不少弯路。我花了一部分时间和精力去学习单片
41、机的相关知识，不懂的地方去请教喻长发和班里基础好的同学，在他们的耐心讲解下，使我对单片机有了进一步的了解，这对我下一步的设计展开帮助很大。在硬件电路设计和关键芯片元器件的选择上，涉及到了电力电子技术、低压步进电机工作原理，模拟电子技术等多方面的知识，不仅巩固了我大学所学专业的知识，更让我对智能控制有了较为系统的概念和体会。 在刚接到设计课题时感觉无从下手，多亏了喻长发布置了详细的任务及工作流程，让我们提前准备，以防止前松后紧的情况出现。在这期间，喻老师多次在百忙之中抽出时间指导我的毕业设计，并不断提出新的要求和改进方案，帮我克服了很多重要难题。毕竟，毕业设计不是一朝一夕就能完成的简单项目，有时
42、候会急于求成，错过了很多重要环节，是喻老师严把质量关，逐渐锻炼了我戒骄戒躁、独立学习思考的能力，为以后走向工作岗位积累了很多课本之外的经验知识。通过这个毕业设计，自己也基本掌握#*了各种技能，能自行的完成很多电路图的绘制，也为自己增加了一个技能。当然，在设计过程中，也暴露了自己的很多问题，诸如对课堂上学过的理论知识掌握不牢，缺乏综合知识及灵活运用的能力，这也是我以后努力的方向。 毕业设计预示着我大学生活的结束，但是却意味着我走向工作岗位的全新开始！加油！谢 辞 行文至此，毕业设计和论文也接近尾声，岁月如梭，我三年的大学时光也即将敲响结束的警钟。在设计过程中，遇到了诸多的阻碍，从电路关键芯片的选
43、择，到部分电路的功能实现，随时会有难题摆在面前。所以，在此衷心感谢我的设计指导老师喻长发老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮我进行设计的纠错和改进。在整个设计过程中，喻老师对我严格要求，引导我不断开阔思路，为我答疑解惑，使我在临近毕业的这一段宝贵时光中，真正的学有所用，增长了知识。喻老师用她渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和她敏捷的思维，深深影响着我，也鞭策着我向优秀靠近，感谢她为我们营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助。我也将终生难忘陈老师对我的亲切关怀和悉心指导，谨向喻老师致以最崇高的谢意！ 此外，我也衷心感谢喻老师在步进电机原理方面给我的悉心讲解和指导，让
44、我对电机原理及拖动有了更为深刻的认识。也感谢同学们的大力帮忙，在电路图设计和程序调试过程中给了我很多帮助，也感谢班内同学互相帮助，让我能克服一个又一个的困难，解明疑惑，直至整个系统设计顺利完成，在这里请接受我诚挚的谢意。虽然自己在专业课的表现上差强人意，是各位老师和同学给我上了人生的重要一课凡事只有用心付出就会有收获！感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢他们给了我一片天，让我可以尽情飞翔！感谢机械工程学院在我三年的大学生活当中对我的教育和培养，感谢各位老师的辛勤劳动，让我掌握了越来越多的专业知识，为自己将来走向专业化的岗位奠定了良好的基础。由于我的学术水平和理论知识有限，所做设计及论文描述中难免
45、有不足之处，感谢各位老师和学友的批评和指正！ 最后，向各位不辞辛苦审阅本论文的各位老师表示衷心的感谢。祝各位老师身体健康，工作顺利!#*参考文献 万福君.单片微机原理系统设计与开发.合肥：中国科技大学出版社.谢自美.电子线路设计.实验.测试.华中科技大学出版社. 胡大可.基于单片机 8051 的嵌入式开发指南：电子工业出版社.王琴放.张凡.单片机原理及应用M .北京：电子工业出版社： 徐顺成.实用电子技术与电子产品汇编.北京：电子工业出版社郝建国.赵英杰.通用集成电路大全.北京：人民邮电出版社沙占友.集成化智能传感器原理与应用M .北京：电子工业出版社 .徐爱钧.彭秀华.单片机高级语言 C51 应用程序设计.北京：电子工业出版社. 刘艳玲.采用 MAX232 实现单片机与 PC 机的通信J .天津理工学院学报，何利民.单片机应用系统设计系统配置与接口技术M
