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家用电器模拟控制系统

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武汉理工大学华夏学院 课 程 设 计

课程名称 接口技术及应用Ⅰ

题 目 家用电器模拟控制系统

专 业 班 级 学 号 姓 名 成 绩 ______________ 指导教师

2013 年 6 月 28 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 计算机1102 指导教师： 工作单位： 信息工程系 设计题目：家用电器模拟控制系统 初始条件：1、家用电器控制原理示意图

2、TDN86/88型多功能微机实验平台 要求完成的主要任务：

（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 主要任务：（在规定的时间内完成下列任务） 1．画出硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图； 2. 采用TDN86/88实验教学系统作为实验平台，利用实验系统提供的8253芯片及其它器件，设计硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图； 3.使8253工作在3方式，产生定时时间间隔，作为计时的最小时间单位。 4.编程实现4小时（实验用60秒）延时到，接通家用电器电源，使家用电器工作。 5.用2位7段LED数码管显示时间的计时，60秒到显示00，同时使喇叭响5秒。

时间安排：(部分时间,某些工作可以重叠进行)

6月24日 布置题目，确定任务、查找相关资料 6月25日～6月27日 功能分析，硬件设计，拟定实验电路，编写程序，调试程序、运行系统，6月27日下午4:00前检查完系统运行

6月28日 答辩后撰写设计报告。6月28日上午12：00前检查完设计报告

下午3:30前(本人)交设计报告

具体要求：设计报告撰写格式要求（按提供的设计报告统一格式撰写）

具体内容如下： ① 设计任务与要求 ② 总体方案与说明 ③ 硬件原理图与说明 ④ 实验电路图与说明 ⑤ 软件主要模块流程图 ⑥ 源程序清单与注释 ⑦ 问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、解决方法及改进设想）； ⑧ 小结与体会 附录：① 源程序（必须有简单注释） ② 使用说明 ③ 参考资料 指 导 教 师 签 字： 2013年06 月 24 日

系 主 任 签 字： 2013年06 月 日 目 录 1. 需求分析 .................................................................. 1 1.1设计题目 ............................................................. 1 1.2设计任务及要求 ....................................................... 1 1.3软硬件运行环境及开发工具 ............................................. 1 2. 总体方案与说明 ............................................................ 1 2.1主要器材和芯片简介 ................................................... 1 2.1.1LED数码管介绍 .................................................. 1 2.1.2 8255A芯片介绍 ................................................. 2 2.2设计原理及方法实现 ................................................... 3 2.2.1 设计原理 ....................................................... 3 2.2.2 设计实现方法 ................................................... 4 2.3家用电器模拟控制系统流程图 ........................................... 5 3. 详细设计 .................................................................. 6 3.1芯片初始化 ........................................................... 6 3.1.1 8255芯片初始化 ................................................ 6 3.1.2 8253芯片的初始化 .............................................. 6 3.2 LED数码管显示 ....................................................... 6 3.3延时模块设计 ......................................................... 7 4.系统调试及操作说明 ......................................................... 8 4.1系统调试 ............................................................. 8 4.1.2软件调试 ....................................................... 8 4.1.3硬件调试 ....................................................... 8 4.1.4运行结果调试 ................................................... 8 4.2 实验操作说明 ......................................................... 8 5.实验小结与体会 ............................................................. 9 参考文献..................................................................... 9 附录：源程序及部分注释 ...................................................... 10 1

1.需求分析 1.1设计题目 运用所学知识设计家用电器模拟控制系统。

1.2设计任务及要求 1.采用TDN86/88实验教学系统作为实验平台，利用实验系统提供的8255芯片及其它器件，2.设计硬件原理图（接口芯片和外设部分）和实验连线图； 3.使8255工作在3方式，产生定时时间间隔，作为计时的最小时间单位。 4.编程实现4小时（实验用60秒）延时到，接通家用电器电源，使家用电器工作。 5.用2位7段LED数码管显示时间的计时，最后显示LED灯亮。

1.3软硬件运行环境及开发工具 实验所使用的实验开发设备是TDN86/88型多功能微机实验平台，它的硬件由基本系统、外设功能模块和面包板实验区三大部分，按模块化开放式结构设计而成。另外微机一台，一个8253芯片，导线若干。通过TDN86/88实验平台进行硬件连接，利用TDN集成开发环境进行交通信号灯控制系统的程序设计（采用8086汇编语言）、调试、运行直到满足设计要求。

2.总体方案与说明 2.1主要器材和芯片简介 2.1.1LED数码管介绍 LED数码有共阳和共阴两种，把些LED发光二极管的正极接到一块（一般拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳的，相反的，就叫共阴的，那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND。再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了。 具体结构如图2.1。 2

图2.1 常见LED数码管结构图 2.1.2 8255A芯片介绍

8255A是一种可编程的I/O接口芯片，可以与MCS-51系统单片机以及外设直接相连，广

泛用作外部并行I/O扩展接口。 8255A内部由PA、PB、PC三个8位可编程双向I/O口，A组控制器和B组控制器，数据缓冲器及读写控制逻辑四部分电路组成。 8255A结构框图和引脚图

图2.2 8255A 结构图 3

8255A的引脚功能： 数据总线（8条）：D0~D7，用于传送CPU和8255A间的数据、命令和状态字。 RESET：复位线，高电平有效。 /CS：片选线，低电平有效。 /RD、/WR：/RD为读命令线，/WR为写命令线，皆为低电平有效。 A0、A1：地址输入线：用于选中PA、PB、PC口和控制寄存器中哪一个工作。 并行I/O总线（24条） ：用于和外设相连，共分三组 8255A有两个控制字：方式控制字和C口置位/复位控制字。用户通过程序可以把这两个控制字送到8255A的控制寄存器，以设定8255A的工作方式和C口各位状态，具体见图2.1。 方式控制字用于设定8255A三个端口工作于什么方式，是输入还是输出方式。

图2.2 8255A状态字 2.2设计原理及方法实现 2.2.1 设计原理 系统要求实现对家用电器的模拟控制，延时60S后，家用电器开始工作，并且用数码管来显示时间，记录倒数60S，用8253和8259中断来实现延时，用8255来输出显示倒计时，并在60s后输出低电平。 表2.2.1 8255各端口的作用 A口 B口 C口 显示倒计时的高位 显示倒计时的低位 60秒后输出低电平时家用电器工作

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(完整word版)基于PLC的烤箱佳肴箱控制系统的设计

(完整word版)基于PLC的烤箱佳肴箱控制系统的设计

成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文）论文题目:基于PLC的烤箱佳肴箱控制系统的设计教学点：指导老师：刘老师职称：讲师学生姓名：李黄瓜学号: 00000000专业：机电一体化技术成都电子机械高等专科学校成教院制二零一三年四月二十五日成都电子机械高等专科学校成教院毕业设计（论文）任务书题目：基于PLC的烤箱佳肴箱控制系统的设计任务与要求:时间：2010 年 1 月4 日至2010 年4 月25 日共15 周教学点：学生姓名: 李黄瓜学号: 000000000专业：机电一体化技术指导单位或教研室：指导教师：刘老师职称：讲师成都电子机械高等专科学校成教院制毕业设计(论文）进度计划表本表作评定学生平时成绩的依据之一。

摘要能使烘烤物受热均匀,由里及外，时间迅速.配有自动恒温、定时断电,超温报讯、操作简便等特点.烘烤的食品色泽鲜艳、味香扑鼻。

烘烤箱是应用较广泛的家电，特别是家庭、餐厅、企业、以及各种饮食企业中有着普遍的应用。

随着机电控制技术的发展，主要体现出了单片机和PLC两种控制方式.温度控制在工业生产中经常遇到。

从石油化工到电力生产，从冶金到建材，从食品到机械都要对温度进行控制。

甚至在有些产品生产过程中温度的控制直接影响到产品的质量。

PLC温度控制无论是现在还是未来都会起到重要作用.关键词：PLC、自动化、控制系统、烤箱AbstractCan make the baking material is heated evenly，by inside and outside，time quickly. Equipped with automatic constant temperature，regular power outages, overtemperature quote inquiry，convenient operation，etc. Bright color，taste sweet and tangy baked goods。

智能家居语音控制系统

智能家居语音控制系统

智能家居语音控制系统Intelligent home voice control system摘要近年来，随着信息技术的发展，智能产品得到了快速发展，并深入到人们生活的方方面面，人们对智能产品的依赖程度越来越高；同时，人们的居家模式也正在由传统模式向智能家居模式转变。

智能家居主要是以自家房屋为平台，可在该系统平台上进行自动化设计、互联网统一管理；亦可对家电进行控制，智能家居方案设计非常标准，同时拓展性强、安全性高。

但现如今的智能家居系统造价昂贵，难以全面推广。

因此，本文针对智能家居系统的功能需求和不足，设计满足大众需求的低成本、高可靠性智能家居系统。

本系统采用价格成本低廉同时性能非常强大的树莓派3B+作为智能家居语音控制系统的控制中心，Arduino作为下位机，通过麦克风输入自然语言来控制家居中家电的开关控制和实现智能家居的安防需求。

树莓派通过识别语言可以进行人机的交互，GPIO口连接人体红外感应的传感器，定时采集人体红外模块数据进行反馈和警报拍照。

Arduino作为下位机连接温度湿度模块以及MQ-2烟雾感应模块实时采集各方面数据，数据显示于OLED屏幕上，达到一定的数值后自动报警。

该系统造价低廉，功能完善，人机交互功能良好，实现了家电开关的语音控制，同时提供了监测、安防等智能家居的必要功能。

测试结果表明，本系统能够准确实现上述功能，并且性能良好，具有一定的市场应用价值。

关键词：树莓派人机交互语音识别安防AbstractIn recent years, with the development of information technology, smart products have developed rapidly and penetrated into all aspects of people's lives. People have become more and more dependent on smart products; at the same time, people's home model is also changing from traditional model to smart The transformation of the home model. Smart homes are mainly based on their homes as a platform, which can be used for automatic design and unified network management on this system platform; they can also control home appliances. The smart home design is very standard, and has strong expandability and high security. However, today's smart home systems are expensive to manufacture and difficult to fully promote.So that，this article designs low-cost, high-reliability smart home systems that meet the needs of the public in response to the functional needs and deficiencies of smart home systems. This system uses the Raspberry Pi 3B + with low cost and high performance as the control center of the smart home voice control system, and the Arduino as the lower computer, through the microphone input natural language to control the switch control of home appliances in the home and realize the security needs of smart home . The Raspberry Pi can realize human-computer interaction by recognizing the language. The GPIO port is connected to the infrared sensor of the human body, and regularly collects human infrared module data for feedback and alarm photography. Arduino as the lower computer is connected to the temperature and humidity module and the MQ-2 smoke sensor module to collect all aspects of data in real time, and the data is displayed on the OLED screen. When a certain value is reached, it will automatically alarm. The system has low cost, perfect functions, and good human-computer interaction functions. It realizes the voice control of home appliance switches, and provides the necessary functions of smart homes such as monitoring and security. The test results show that the system can accurately realize the above functions, and the performance is good, which has certain market application value.Key Words: Raspberry PI Interactive Speech Recognition Security目录第一章绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.2国内、国外发展状况 (2)1.2.1国外智能家居的发展现状 (2)1.2.2国内智能家居的发展现状 (2)1.3研究内容及章节安排 (2)1.4 本章小结 (3)第二章系统方案 (4)2.1智能家居系统整体框架图 (4)2.2构建智能家居系统解决方案的选用 (5)2.3 单片机解决方案的选用 (5)2.4树莓派解决方案的选用 (6)2.5 温度传感器解决方案的选用 (6)2.6 LCD显示屏幕解决方案的选用 (7)2.7 本章小结 (7)第三章系统设计 (8)3.1树莓派系统的搭建 (8)3.1.1 准备工作 (8)3.1.2 配置必要的软件 (8)3.2单片机系统设计 (8)3.2.1 温度气体警报模块 (8)3.2.2 门禁模块 (10)3.2.3 Raspberry Pi GPIO端口的设计 (10)3.2.4 树莓派安全防护模块的设计 (10)3.3 本章小结 (11)第四章软件设计方案 (12)4.1软件系统程序设计思路 (12)4.2软件系统框架图 (12)4.3语音控制程序设计 (13)4.4本章小结 (13)第五章系统测试方案 (14)5.1硬件模块的测试 (14)5.2软件系统的调试 (14)5.3测试条件 (14)5.4测试结果及分析 (14)5.5 本章小结 (20)第六章结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第一章绪论近年来，我们国家国力越来越强，渐渐的从发展中国家慢慢的过渡到发达国家，百姓的生活水平越来越高。

智能家居系统设计方案 (1)

智能家居系统设计方案 (1)

智能家居系统设计方案综述随着计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展，提高了人们对家庭实现生活现代化，居住环境舒适化及家居安全化的要求，在这种日益迫切的需求下延伸出来的智能家居系统很好的满足了人们的这些要求。

智能家居除了具有安全、便利、舒适、节能、娱乐性的功能外，还是一个集音频、视频、计算机功能、通信功能、家居自动化/控制/安全技术以及将所有不同的设备应用和功能互连于一体的系统，使我们的居家生活更为便利、灵活。

智能家居系统创新性地实现了对灯控、家电等家居设备的集中控制，可全部实现无线控制，免除布线的麻烦和弊端，不管装修与否，均可便捷安装使用，不会受到布线的任何束缚。

同时，采用学习型的红外基地台，强大的软件学习功能，可与各种家居设备实现无缝对接，对新购的家居设备，也可轻松纳入联电国际系统管理，十分方便，利用网络/PDA/手机，通过目前最先进的网络侦控摄像机，即可随时随地实现对家居设备的实时监测和操控。

下面，我们就以某独栋别墅项目为例，详细说明智能家居系统给我们带来的人性化、数字化的生活。

用户需求分析根据别墅业主的要求，在别墅智能家居设计中需要实现以下功能：•周界防盗及监控功能；•全部房间的智能灯光控制；•主要活动区域的背景音乐功能；•一层客厅的电动窗帘控制；•烟感及燃气泄露感应报警功能；•家用净水，中央除尘，中央空调集成。

为实现上述功能，需用到下列系统设备：1.周界防盗系统主动红外探测器对射，如果有人非法入侵则触发报警主机。

2.家居安防监控系统• 别墅四周实时监控—业主可以在任意指定房间对外围的情况进行监控。

（需布线）• 室内安全—在厨房安装烟感及燃气泄露探测器，出现警情及时提醒业主。

• 异常入侵—在窗户内侧安装幕帘探测器，遇到异常情况及时报警。

3.背景音乐系统本套方案中，背景音乐系统能实现用户主要活动房间的音乐功能，同时能通过背景音乐系统做到每一个背景音乐点房间的电视能够共享收看DVD 、数字电视机顶盒等节目源，还能通过电视察看电视监控的图像。

基于ARM的信息家电控制系统

基于ARM的信息家电控制系统


作 系统 中并 在 １Ｍ／ ０ Ｍ 以 太 网 的环 境 下进 行 正常 工作 。文 章探 讨 了在 Ｉ 网络 环 境 下 信 息 家 电控 制 系统 的 架 构 ， ０ １０ Ｐ 包括
系统 组 成 、 件 配 置 、 件 设 计 、 作 原 理 等 各 方 面 。 硬 软 工
【 键 字 】 ＾ 信 息 家 电： ｃ４ １Ｂ ｕ ｉｕ ： 程控 制 关 ＲＭ： ｓ ５ Ｏ ：ｃＬｎ ｘ远 ３
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２ ０ 年 第 ２期 ０６
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基 于 ＡＲ 的信 息 家 电控 制 系统 Ｍ
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（．西 南 交通 大 学信 息 科 学与 技 术 学 院， １ 四川 成 都 ６ ０ ３ ；． 阳 师 范学 院 网络 信 息 与 计 算 中心 ． 南 信 阳 ４ ４０ ） １０ １ ２信 河 ６０ ０
设 计 并 开 发 出 多 功 能 、 靠 、 济 、 用 的信 息 家 电控 制 系 可 经 易 统 ， 当前 很 多 研 究 机 构 和公 司 致 力 的 研 究 方 向 ， 是 目前 解 决 这个
问题 有 两 种 方 案 ： 种是 Ｐ 网关 ＋ 用 网 ； 一 Ｃ 专 另一 种是 Ａ Ｍ＋ 人 Ｒ 嵌 式操 作 系统 。 文 选 用 的 是 第 二 种 方 案 ， 用 ３ 本 采 ２位 Ａ Ｍ 处 理 器 Ｒ
家 庭 远 程 控 制 系 统 最 小 系 统 包 括 ￥ Ｃ ５ ０ 主 芯 片 ．６ 针 对 微 控 制 领 域 而设 计 的 Ｌｎ ｘ系 统 ， 合 无 ＭＭＵ（ 存 管 理 ３ ４ １Ｂ １Ｍ ｉｕ 适 内 位 Ｓ Ｒ Ｍ 存 储 器。 Ｄ Ａ 由两 块 ８ 的 Ｈ ６ １ ２ Ｍ Ｙ ４ ６ ０组 成 ， Ｍ 位 闪 烁 存 单 元 模 块 ） 的 Ｓ Ｃ ５ ０ 芯 片 ，在 这 款 Ａ Ｍ 芯 片 上 上 移 植 ｕ ２ ３ ４ １Ｂ Ｒ － 储 器 Ｓ ９ Ｆ ６ １ 有 一 片 网 络 接 口芯 片 Ｒ Ｌ ２ １ Ｌ 以及 若 Ｃ ｉｕ Ｖ １０ ． 还 Ｔ ８０Ｂ ． Ｌｎ ｘ嵌 人 式 操 作 系 统 可 以完 成 信 息 家 电控 制 系 统 的 各 项 功 干 串 口电 平 转 换 芯 片 Ｍ Ｘ ３ Ａ ２ ２等 组 成 。 能。 Ａ Ｍ 网络控 制 器 ￥Ｃ ５０ Ｒ ３ ４ １ Ｂ和 网 络 接 口芯 片 Ｒｒ ８ ０ Ｂ ２ １Ｌ Ｌ ￥ Ｃ １Ｂ 内嵌 一 个 以太 网控 制器 ． 持 媒 体 独 立 接 口（ ｅ ３Ａ５ ０ 支 Ｍ． 是 和 外 界 联 络 的关 键 器 件 ，通信 的 方 式 是 １ Ｍ １ ０ 自适 应 以 ｄａＩｄ ｐ ｎ ｅ ｔＩｔｒ ｃ ． Ｉ） 和 带 缓 冲 Ｄ ０ ／０ Ｍ ｉ ｎ ｅ ｅ ｄ ｎ ｎｅｆ ｅ Ｍ Ｉ ａ ＭＡ 接 口 （ ｕ ｅ ｄ Ｂ ｆｒ ｅ 太 网 。在 家 庭 内部 ．直 接 控 制 子 系 统 可 以 利 用 Ｇ Ｉ 来 完 成 工 Ｄ ｔ ａ ｅ Ｂ Ｉ 。 可 在 半 双 工 或 全 双 工 模 式 下 提 供 １ Ｍ ＰＯ ＭＡ Ｉ ｅ ｃ ， Ｄ ） ｎ ｒ ｆ ０ ， 作 ， 直 接 控 制 子 系 统 可 以 使 用 Ｕ Ｒ 、 Ｃ与 中断 结 合 的 方 １ ０ ｐ 的 以太 网接 人 。 在 半 双 工 模 式 下 。控 制 器 支 持 Ｃ ＭＡ 非 Ａ Ｔ１ ２ ０ Ｍｂ ｓ Ｓ ／ 式 ，根 据 各 可 控 设 备 与 主 芯 片 的距 离 远 近来 选 择 使 用 Ｒ － ８ Ｃ Ｓ４５ Ｄ协 议 ， 全双 工 模 式 下 支持 Ｉ Ｅ ８ ２ Ａ 控 制层 协 议 。虽 在 Ｅ Ｅ ０． Ｍ Ｃ ３