《電子技術應用》
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基于AT89S52單片機的家電控制系統(tǒng)設計
摘要: 介紹了利用AT89S52單片機開發(fā)多路家電實時控制系統(tǒng)的實現方案,。給出了設計所用的輔助硬件設備和硬件電路,同時,,從系統(tǒng)的功能入手,,分析了軟件模塊的設計思路。對設計方法進行了詳細闡釋,,并分析了該設計的一些不足之處和改進的主要方向,。
Abstract:
Key words :

 

  摘要:介紹了利用AT89S52單片機開發(fā)多路家電實時控制系統(tǒng)的實現方案。給出了設計所用的輔助硬件設備和硬件電路,,同時,,從系統(tǒng)的功能入手,分析了軟件模塊的設計思路,。對設計方法進行了詳細闡釋,,并分析了該設計的一些不足之處和改進的主要方向。
   家電控制的智能化已成為社會需求的新趨勢,?;谖C控制系統(tǒng)的智能化家電使我們的生活更加便利。而是否能夠實現遠程家電的開關控制。又是否能夠隨時查詢電器的工作狀況,,或者能夠事先對家電的定時開關做出控制,。又成為越來越感興趣的研究方向。家電產品現已進入成熟期和穩(wěn)定期,。市場規(guī)模穩(wěn)步上漲,,但競爭日愈劇烈,其核心部件,。即控制器性能及質量對企業(yè)產品的影響很大,。同時,經濟快速發(fā)展,,人們對于家庭生活的舒適程度也提出了越來越高的要求,,尤其體現在家電的便捷方面。在這個背景下,,可以自主控制的家電控制系統(tǒng),,就逐漸顯示出競爭力,這也符合時代發(fā)展的客觀需要,。隨著中國經濟的快速穩(wěn)步增長和迅速發(fā)展,家電廠家越來越意識到被喻為家電“芯片”的家電控制器的重要性,,因而紛紛與專業(yè)的研發(fā)公司或廠家合作,,開發(fā)符合市場需求的、具有行業(yè)領先水平的控制器,。
  目前,。關于家電控制器的研究和設計方案提出的很多,但仍有許多問題尚待解決,,如沒有統(tǒng)一的互操作規(guī)范等,。但是,一些領先技術已經開始被應用于今天的家電控制領域,。如:電話遠程控制,、紅外線遙控、語音識別等等,。如將語音識別技術應用到電器產品,,來實現語音提示操作,從而使系統(tǒng)具有更加良好的操作界面等,。隨著相關技術不斷進步,,互操作型智能家電必將向著調度智能化、靈活性和互操作性的方向發(fā)展,。從而進入尋常百姓家,。
  1 硬件設計
  本設計主要基于AT89S52單片機,并通過C語言來實現多路家電的即時開關控制,、定時進行開關操作以及工作狀態(tài)返回等三個功能程序,,并以此為基礎,。結合帶有HJPC5l-B的單片機開發(fā)系統(tǒng)來進行硬件調試。完成該基本要求以后,,還可考慮加入外接鍵盤或外接存儲器以及ISD語音芯片,,并添加錄放音程序,從而實現家電語音提示的控制,。
  本設計采用的硬件芯片為AT89S52芯片,,同時選用了8盞綠色LED指示燈,8塊LED數碼顯示管,,其中3個分別與單片機的INTl,、T0、Tl相連,,以用來接收外部信號的按鍵,。另外還使用了一個74LS245模塊和兩個74ALS573模塊。整個硬件的核心是AT89S52芯片,。該芯片的 P1.0~P1.7口通過74LS245與8盞LED燈相連,,這8盞指示燈在即時開關中起到直接顯示的作用,而在定時開關中兼有故障檢驗功能,。 P0.0~P0.7口和P2.0~P2.7口分別通過兩個74ALS573模塊與八個LED數碼顯示管相連,。8個數碼管中,左起第一個用來指示具體某一路電器的開關狀態(tài),,第二個指示哪一路電器被選中,,第三和第四個顯示小時數,第五和第六個顯示分鐘,,第七和第八個顯示秒數,。另外,硬件電路中還特別配備了小燈,,可作為按鍵是否按下的標志,。
  2 軟件設計
  2.1 即時開關與狀態(tài)返回
  即時開關與狀態(tài)返回都是在初始時按KEYl鍵進入操作的,完成此功能,,需要調用鍵盤讀取子程序,、燈泡開關子程序、數碼管顯示子程序,、延時予程序等組合,。其中鍵盤讀入子程序是整個軟件的基礎,在鍵盤沒有按鍵按下時,,KEYl,、KEY2、KEY3始終保持高電平,此時KEY值為0X38,。而當某一個鍵被按下時,,則該鍵位出現低電平。此時的KEY值必然出現變化,,這樣,,將該值與0X38相與,然后根據得出的新值,,就可以判斷哪一個鍵被按下,。
  軟件通常首先運行讀取鍵盤程序,當數碼管顯示哪一路被選中后,,再次讀取鍵盤,,以顯示該路電器的工作狀態(tài),并根據外部輸入決定開關操作,。由于需要同時完成兩個功能,,所以,在程序中,。設定KEY2和KEY3對電器進行操作,,而KEY1用來在狀態(tài)返回功能完成以后,指示該功能的結束,,并開始即時開關功能,。具體來說,就是先檢測哪個電器對應的按鍵被按下,,然后調用顯示子程序在數碼管中顯示被選中的電器編號。狀態(tài)返回部分是檢測特定電器對應的管腳輸出為低電平還是高電平,,若輸出為低電平,,則調用顯示0的數碼顯示子程序,反之則調用顯示1的數碼顯示子程序,。即時開關則可在按下電器對應的按鍵以后,,將該電器(這里就是小燈泡)連接的Pl的某個端口進行取反操作,即工作狀態(tài)反向,。
  2.2 時間顯示
  在確定KEY2按鍵被按下以后,,程序將自動調用數碼顯示,并循環(huán)調用周期為1s的中斷程序,,如果需要設定時間,,則可通過外部輸入調用時間設定子程序來對時間進行調整。通過外部按鍵可改變秒,、分鐘,、小時所對應的變量的值,并將其帶入數碼顯示程序,在數碼管中顯示,。在數碼顯示部分,,應先確定段選和位選位,由于有秒,、分鐘,、小時三個部分,故需要連續(xù)6個顯示管,,所以,,在程序中要設定從第一個開始的6次循環(huán),每次分別將選中的數碼管的序號送到位選端,,并將秒,、分鐘、小時所對應的變量的值作為實參送到段選端,,從而使數碼管依次顯示對應的時間信息,。 
        2. 3 定時開關
  通過定時開關可在初始時按KEY3鍵進入操作。該功能是整個設計的核心和難點,,綜合運用到了之前幾種功能的設計思想,。這里也有一個定時中斷子程序,但與之前以ls為基準,、一分鐘循環(huán)60次的固定模式不同的是,,這是在事先不清楚用戶的定時時間的情況下進行的,所以是以1分鐘為基數,,即定時時間間隔必須為1分鐘的整數倍,,但循環(huán)次數卻是一個全局變量。這個全局變量的值可通過用戶按鍵來實現,。根據程序設定,,若按下KEYl,則表示將該全局變量的值加60,,若按下 KEY2,,則表示將該全局變量的值加1,即KEYl代表1小時,,KEY2代表1分鐘,。此后若再按下KEY3,則表示設定結束,,此時全局變量的值表示進行1 分鐘的定時的次數,,在定時結束時,將該電器(這里就是小燈泡)連接的P1的某個端口進行取反操作,,即可完成開關,。這一功能的子程序流程圖如圖1所示,。
  3 系統(tǒng)功能分析
  3.1 即時開關與狀態(tài)返回功能
  按下KEYl鍵,即可進入即時開關與狀態(tài)返回功能,。此時數碼顯示管和LED燈都沒有變化,,用戶可以選擇按下KEY2和KEY3中的任意一個,來選擇其中一盞燈泡(模擬一路電器)作為操作對象?,F以按下KEY2為例,,則左起第二個數碼管顯示“2”,同時左起第6盞LED小燈亮,,表示KEY2確實被按下(此處可用于故障檢驗),。
  3.2 時間顯示與設定功能
  時間顯示功能可在初始通電以后按下KEY2鍵開始執(zhí)行。在按下KEY3鍵以后,,數碼管從左起第三個開始,,到第八個為止。分別顯示小時,、分鐘,、秒數,用戶可以根據需要設定時間,,按下KEY3,,則小時數加一,按下KEY2,,則分鐘數加一,。該鍵還帶有自動進位功能。整個數碼管時間顯示的極限是23時59分59 秒,。
  3.3 定時開關功能
  定時開關功能是在初始通電以后按下KEY3鍵開始進行的,。初始數碼管從左起第三個開始,到第八個為止,,全部顯示為“0”,,以等待按鍵輸入設定時間。此時,,按下KEYl,則小時顯示加1,,并定時中斷程序中,,全局變量值加60;按下KEY2,,分鐘顯示加1,,定時中斷程序中,全局變量值加l,;再次按下KEY3,,即進入中斷定時子程序,,開始定時。定時結束以后,,所指定的那個電器開關狀態(tài)取反,。在定時結束時,對應的LED自動點亮,。
  3.4 功能拓展與強化
  該系統(tǒng)的現有功能還比較基礎,,主要局限在對于電器的開關操作中。比較現實的改進方案是加入語音提示功能,。使用戶在每次按鍵以前都可以有語音提示,,如果出現錯誤按鍵,還可以有語音提示糾錯,。再有就是擴展鍵盤,,現在的鍵盤數量的限制不僅使可操作的電器數量有限,還制約了控制系統(tǒng)的功能,。在加入按鍵以后,,除了可控電器數量會提升,還可以附加諸如分層次調節(jié),。在條件更好的情況下,,也可以增加電話遠程控制,使某個固定號碼與控制系統(tǒng)相連,,這樣,,當用戶在較遠處時,就可以通過網絡與系統(tǒng)連接,,并根據事先在程序中的設定,,通過電話上的不同按鍵實現系統(tǒng)中按鍵的效果。從而完成遠程家電的控制,。
  4 結束語
  按照上述軟硬件的分析,。可在充分了解AT89S52單片機的基礎上,,基本實現帶有即時開關,、狀態(tài)返回、時間顯示與設定,、定時開關等多種功能的多路家電控制系統(tǒng),。用戶可以根據自己需要選擇相應電器,了解其工作狀態(tài),,自主設定時間進行通斷操作,。同時,這個系統(tǒng)還具有良好的拓展性,,因此可以加入語音提示,、多功能控制,、甚至遠程控制等后續(xù)功能。
 
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