基于AVR家庭智能防盗系统的设计与实现主机毕业论文

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1、 . . . 基于AVR家庭智能防盗系统的设计与实现(主机)中文摘要本次设计家庭智能防盗系统主机是用AVR系列单片机的ATmega128单片机作为控制核心，mega128单片机对GSM短信模块、WT588D语音模块、CH320240液晶显示模块以与RF905无线收发模块等各执行机构进行控制。从机不断检测家庭外部和部环境，将检测到的信息通过RF905无限发送模块发送给主机，主机同样通过RF905无限接收模块接收来自从机发送的信息，主机根据从机发送的信息，发出控制指令控制相应的执行机构。当有险情发生时，主机通过控制语音模块发出相应的指令直接将信息传达给人；通过控制GSM模块以短信形式将屋里的情况通

2、知屋主和小区管理员。在第一时间，报告家里的险情给屋主和小区管理员，将损失降到最低。关键词：报警；ATmega128单片机；GSM短信模块；WT588D语音模块；CH320240液晶显示模块；RF905无线收发模块。Based on The AVR Family of Intelligent Design and Implementation of The Anti-theft System(Host)ABSTRACTThe design of the host of the household intelligent security system use the ATmega128 sing

3、le-chip processor which belongs to AVR series microcontroller asthe core to control, mega128 microcontroller controls the GSM message module, the WT588D speech module, the CH320240 LCD module and the RF905 wireless transceiver module and other various actuators. The slave constantly tests the enviro

4、nment of the house internal and external.The slave sending the signal it deceted to the host by RF905 infinite, the host also receives the messages from slave through the RF905 infinite receiving modle, and the the host machine send control command to control corresponding actuators according to the

5、 information from the slave . When danger occurs, the host sends outthe corresponding instruction through speeching module to tell us the information directly; notifies the owner and administrator the information by controling GSM module on message form. At the first time, report the risk to the hom

6、eowners and adminatator, making losses be a minimum.Key words: alarm; ATmega128 single-chip processor; GSM message module; WT588D speech module; CH320240 LCD module; RF905 wireless transceiver module.目录第一章 前言11.1 研究背景11.2 研究目的11.3 主要容1第二章 总体方案设计42.1 系统设计思路42.2各模块元件选择与其外围电路52.2.1主控制芯片52.2.2 短信模块62.2.

7、3 语音模块72.2.4 输入设备72.2.5 显示设备82.2.6 无线接收器件92.2.7 RS232到TTL电平转换模块10第三章 系统的设计与实现123.1 主机控制芯片123.2 对HUAWEI GTM900-C的控制123.3 对WT588D的控制133.4 对CH320240显示器的控制14第四章 系统的软件设计164.1 主机系统软件流程图164.2 软件简介174.2.1 ICCAVR简介174.2.2 PROTEL 99SE简介174.2.3 Microsoft Office Visio简介18第五章 结论19参考文献20致21附录：22附录1：22主机系统原理图：22主机

8、系统实物图：23主机系统显示屏近观图：23附录2：24系统主要程序代码：2439 / 42第一章 前言1.1 研究背景随着人们的生活水平的提高，人们越来越着重人生财产的安全，如发生了险情，如能与时发现，就能与早制止，避免酿成重大事件。与时发现偷盗，一方面依靠人的警惕,但也不是每个时间家里都有人、而且是清醒状态，所以，另一方面还要借助于一定的设备。代替人的部分作用，它每时每刻都坚守着自己的岗位，一旦发生险情，就能与时地向人们报警。本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统1。随着电子技术的飞速发展，报警系统已从原来的简单化、局部化向智能化、集成化发展。而各种防盗报警系统之间的

9、主要区别是在于如何让分机与主机、分机与用户之间进行通讯2。目前市场上常见的防盗报警系统的通信方式有固定拨号、以太网、集群系统等等3。但它们有各自的缺点：1、固定拨号容易被盗贼在入室抢劫前切断线或恶意占线，使其在关键时刻失灵。2、以太网同样面临着线路被切断的隐患，且不易普与。3、 集群系统功耗很大，网络架设和维护费用很高，而且需要 购买固定的频点4。1.2 研究目的这里介绍的家庭智能防盗报警系统是采用HUAWEI(华为)GTM900-C短信收发模块作为核心模块，以单片机来控制的防盗系统是基于成熟的GSM移动网络为基础的，GSM无线网络是很难被破坏的；还有采用拨号报警时，如果主人正好在使用时，是不

10、能接收到报警信息的，有时会延误警情，造成重大损失。但是短消息却没有这个缺点，即使主人正在使用手机，也能在通话中与时收到报警短消息，并与时采取措施5。同时当有盗贼时，语音报警还能扰乱窃贼行为，防止窃贼继续肆无忌惮的偷盗。当用户在家，而煤气泄漏时，语音报警也能与时准确地告诉用户情况，1.3 主要容设计的主要目标是用AVR单片机制作家庭防盗系统的主机部分。即通过AVR单片机对外部设备采集过来的信号（如窗入、撬门、撬锁，燃气泄漏、失火报警等）进行区分判断，并作相应的处理。系统设计的具体实现功能如下：（1）系统上电并初始化完成后，主机和从机之间就开始进行数据传输。由于第一次上电，单片机还没有存入任何，这

11、样出现突发情况后，主机就无法发送短信告知用户。因此，第一次上电时，主机控制CH320240显示屏在相应区域提示用户按下设置键开始设置。（2）按下设置键后，主机通过液晶显示屏提示用户选择接下来需要设置的类型（类型包括：短信中心、管理中心、用户手机）。所有输入结束后系统重新进入主机与从机数据传输状态。若以后某些情况（如用户出差，需要将用户更改为家庭其他成员手机），用户想要更改上述三种类型之中任意一种或几种，都可以通过按下设置键进入设置模式，然后开始输入想要更改的。（3）输入的过程中难免会有输入出错情况（包括数字输错、数字个数输错等等），本系统尽量考虑到现实中遇到的各种情况，并做相应处理。若数字出错

12、，主机的矩阵键盘还专门设置了一个退格键，方便用户与时更改错误的数字；若数字个数出错，主机会通过显示器直接以文字方式提示用户输入的无效。（4）输入结束后，整个智能防盗系统就处于环境监控状态。这时主机通过无线同从机保持数据交流。若交流正常，则显示器上显示“环境监控状态正常，未发现异常情况”，告诉用户系统工作状态；若主机长时间没有接收到从机发送过来的信号，则主机会发出警报，并在显示器上显示信息，告诉用户是哪个检测电路没有正常工作，方便用户查找维修。（5）当系统接收到有人破窗入室信号时，主机会对此信号先加以区分判断。确保检测到的信号是盗贼由窗户外进入物，而非户主从屋不小心碰到传感器电路或者飞禽类动物从

13、屋外飞进屋。若主机确认为盗贼入室，则主机控制GSM模块分别发送短信“主人，有盗贼正破窗入室，请与时报警。”至用户手机和发送短信“管理员，请注意，7栋801有小偷闯入，请速去查看。”至小区管理员手机，并且语音警报器发出相应的语音段，使盗贼慌乱；否则不作任何处理。（5）当系统接收到有人撬门入室信号时，主机会对此信号加以区分判断。确保检测到的信号是盗贼撬门入室，而非屋主由门外开门或者屋主从门开门信号。若主机确认为盗贼撬门入室，则主机控制GSM短信模块分别发送短信“主人，有盗贼正撬门入室，请与时报警。”至用户手机和发送短信“管理员，请注意，7栋801有小偷闯入，请速去查看。”至小区管理员手机，并且语音

14、警报器发出相应的语音段，使盗贼慌乱；否则，不作任何处理。（6）若系统接收到燃气泄漏信号，则主机控制GSM短信模块分别发送短信“主人，家里燃气泄露了，请与时报警。”至用户手机和发送短信“管理员，请注意，7栋801煤气泄漏了，请速去查看。”至小区管理员手机，并且语音警报器发出相应的语音段，当屋有人时，这样可以与时通知，以防中毒。（7）若系统接收到失火信号，则主机控制GSM短信模块分别发送短信“主人，家里着火了，请与时报警。”至用户手机和发送短信“管理员，请注意，7栋801着火了，请速去查看。”至小区管理员手机，并且语音警报器发出相应的语音段，这样当用户在家时可以与时通知屋主，采取应急措施。第二章

15、总体方案设计2.1 系统设计思路 M C U 本设计分为节点部分和主机部分。节点部分的各路传感器不断检测外部环境，并将检测结果发送给节点部分的控制中心。控制中心分析各路传感器传入的信号，对每个信号进行编码，作为从机与主机的通信协议。从机将编码后的信号无线发送给主机。图1是节点部分的系统框图。无 线 发 送传感器1传感器2 从机数据发送传感器3传感器4图1 系统设计从机系统框图主机无线接收到从机发送过来的信号，对信号进行分析处理，并在显示屏上显示当前状态。若出现特俗情况（如盗贼入室），主机控制GSM模块发送短信给用户和管理中心，通知他们，用户和管理中心可以事先按键设置。主机还可以通过控制语音模块

16、，警告盗贼，防止盗贼继续作案。用户在家时，如若发生煤气泄漏等情况，通过控制语音模块还可以与时通知屋主，防止悲剧的发生。主机系统设计框图如图2所示。液晶显示模块 M C U 无 线 接 收 主机数据接收 键盘模块 GSM网络GSM短信模块手 机语音模块图2 系统设计主机系统框图2.2各模块元件选择与其外围电路2.2.1主控制芯片设计题目是基于AVR单片机的家庭智能防盗系统。AVR单片机现有很多种系列，适用于各种不同场合。它主要有抵挡的Tiny系列、中档的AT90系列和高档的ATmega系列的产品6。其中Atmega 128单片机是ATMEL公司8位系列单片机中最高配置的一款单片机，应用与其广泛。

17、主要特性如下：（1） 高性能、低功耗的8位AVR微处理器（2） 先进的RISC结构（3） 非易失性程序和数据存储器（4） 两个具有独立的预分频器和比较器的8位定时器/计数器，以与两个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器7（5） 两路8位PWM和6路分辨率可编程（2到16）的PWM，以与8路10位ADC且具有独立片振荡器的可编程看门狗定时器（6） Atmega 128的工作电压在4.55.5V，其速度围在016MHz之间（7） 64引脚TQFP与64引脚的MLF封装，全局上拉禁止功能8。综合考虑后，选用Atmega 128作为这次设计的主控制芯片。 ATmega128外围电路如

18、图3所示：图3 ATmega128最小系统原理图2.2.2 短信模块（1）短信模块选择在我国，随着GSM移动通信网的迅速发展，手机成为人们通信的重要工具之一，利用手机拨打 “110”、“119”和“120”等求助、报警日趋增多。据报道，目前美国用手机呼叫“911” （类似我国的“110“）已占全部呼叫总数的20，移动通信在社会治安、紧急救援等突发事件中 的地位已越来越重要9。目前，国已经开始使用的GSM模块有Falcom的A2D系列、Wavecome的WM02系列、西门子的TC35系列、爱立信的DM10/DM20系列、中兴的ZXGM18系列、HUAWEI GTM900-C系列等，而且这些模块的

19、功能、用法差别不大。其中HUAWEI GTM900-C的基本功能包括：GSM/GPRS Phase 2/2+、GSM 03.40短信业务、GPRS CLASS 10数据业务；主要特点：频段包括900/1800MHz和850 / 1900MHz；接收灵敏度为 -106bBm；工作温度围 -30 +75；集群功能包括：集群通信业务、高速数据业务、脱网集群通信业务；主要功能包括：支持Group3, Class2 业务，电路交换业务(9.6kbps, 14.4kbps)、分组交换数据业务(85.6kbps)、 FR/HR/EFR/AMR语音编码、呼叫转移、等待、保持、呼叫前转 多方通话、来电显示、可选

20、铃声；其接口特性有AT命令集、40pin zip连接器、红外串口接口、SIM 3.0V和1.8V接口、2路模拟音频输入输出接口、电源输入接口和充电管理 ADC输入、以与具有标准的RS232通信模式，容易与其它标准RS232设备相接。（2）HUAWEI GTM900-C外围电路图见图4图4 HUAWEI GTM900-C外围电路2.2.3 语音模块（1）语音模块选择本次主机系统增加了一个语音播报功能，当有盗贼入室时，播放事先设定好的容，干扰盗贼的行动；同时，当用户在家，燃气泄漏或者屋中起火时，与时语音报警，可以使昏然的户主与时采取措施，以防中毒，确保人生财产安全。本系统中所使用的语音芯片是WT5

21、88D。WT588D是一款具有单片机核的语音芯片，是唯创电子联合华邦共同研发出来的集单片机和语音电路于一体的可编辑语音芯片10。控制模式包括：MP3控制模式、按键控制模式、按键组合控制模式、并口控制模式、一线串口控制模式、三线串口控制模式以与三线串口控制控制端口扩展输出模式。可控制的语音地址位能达到220个。每个地址位里能加载可组合语音128段。（2）WT588D外围应用电路设计本次设计使用的是WT588D的三线串口控制模式，其典型应用该电路（PWM输出，5V供电）的原理图如图5所示：图5 WT588D三线串口典型应用电路2.2.4 输入设备（1）输入设备选择本设计采用44矩阵键盘作为输入设备

22、，由用户通过按下对应按键手动输入，这样就增加了系统的灵活性。键盘采用市面上广泛使用的四角按键。本设计使用LCD320240液晶显示器与时显示用户输入的，方便用户与时更改输入错误的。当系统处于监控状态下检测到有突发信号，则显示器显示对应容，方便用户在家时通过显示屏与时判断出正确的事件。（2）按键连接电路设计由于ATmega128单片机的输入输出端口可以设置为上拉状态，所以，本次矩阵键盘不需要在外围电路上加上拉电阻。相比于51单片机，这在一定程度上降低了复杂度。其连接图如图6所示：图6 4*4矩阵键盘连接图2.2.5 显示设备（1）显示设备选择本次设计使用显示屏的目的主要有三个：1、用户通过按键输

23、入自己的时，显示屏与时显示当前用户输入的，以便用户可以与时确认自己输入的是否正确；2、通过显示屏显示的容，可以帮助用户正确操纵使用本设计；3、显示屏显示的容还可以与时告知用户当前系统的状态，当有突发情况时，用户还可以通过显示屏显示的容与时知晓确切的情况。所以，本次使用的显示器的屏幕尺寸必须足够大，方便用户在远处也能看得清楚显示器显示的容。根据上面的要求，我使用CH320240图形点阵型液晶显示器作为本次设计的显示模块，它主要由行驱动器与列驱动器组成，可显示320（列） 240（行）点阵。可完成图形显示，也可显示2015个（1616点阵）中文汉字，支持5.1寸和5.7寸屏。具有功能较强的I/O缓

24、冲器，主要表现在MPU在访问时，不需判其忙，随时准备接收MPU的访问并在部时序下与时地把MPU 发来的指令、数据传输就位。同时在接口部设置了适配8080系列和M6800系列MPU的两种操作时序电路，通过引脚的电平设置可选择二者之一。可以管理64K显示RAM，管理藏的字符发生器与外扩的字符发生器CGRAM或EXCGROM。藏字符发生器CGROM，固化了160 种57点阵字符的字模。还能外扩字符发生器，一次最多只能显示与建立256 种字符。可以图形方式、文本方式与图形和文本方式进行显示。指令功能丰富。工作温度-20+70，储存温度-30+80。(2)CH320240的外部驱动电路CHE320240

25、显示器的外部驱动电路如图7所示：图7 CH320240外部电路图2.2.6 无线接收器件NewMsg-RF905模块使用Nordic公司的nRF905芯片开发而成。NewMsg RF905单片无线收发器工作在433/868/915MHz的ISM频段由一个完全集成的频率调制器、一个带解调器的接收器、一个功率放大器和、一个晶体振荡器和一个调节器组成ShockBurst工作模式的。特点是自动产生前导码和CRC，可以很容易通过SPI接口进行编程配置11。电流消耗很低，在发射功率为+10dBm时，发射电流为30mA，接收电流为12.5mA。进入POWERDOWN模式可以很容易实现节电。如图8是NRF90

26、5的实物图，其体积较小便于安装，如图9使其接口电路图，接口线相对简单。具体NRF905具有以下特性：(1)最高工作速率50kbps，高效GFSK调制，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合 (2) 125 频道，满足多点通信和跳频通信需要12(3) 置硬件CRC 检错和点对多点通信地址控制 (4) 低功耗1.9 - 3.6V 工作，待机模式下状态仅为2.5uA (5) 收发模式切换时间 650us (6) 模块可软件设地址，只有收到本机地址时才会输出数据（提供中断指示)，可直接接各种单片机使用，软件编程非常方便 (7) TX Mode: 在+10dBm情况下，电流为30mA; RX Mode: 1

27、2.2mA (8) 标准DIP间距接口，便于嵌入式应用。图8 NRF905实物图图9 NRF905接口电路2.2.7 RS232到TTL电平转换模块（1）电平转换器件选择虽然本次设计的成品没有用到该电平转换模块，仅仅需将mega128单片机上的串口通信接收发送管脚PE0和PE1与HUAWEI GTM900-C模块上的接收发送管脚对应连接即可。但是在调试过程中，我们可以将单片机发送的数据在电脑上显示出来，这样我们就可以通过观察单片机发送的数据知道控制芯片能否成功发送指令使短信模块发送正确的短信。这在调试过程中能够很大程度上帮助我们准确查找程序错误。本系统中，单片机与电脑之间的通信选用的是USB转

28、RS232，而RS-232信号的电平和单片机串口信号的电平不一致7，必须进行二者之间的电平转换。在此使用的集成电平转换芯片MAX232为RS-232C/TTL电平转换芯片9。（2）MAX232电平转换电路设计MAX232芯片只使用单+5v为其工作 电压，配接4个0.1uf电容即可完成RS-232电平与TTL电平之间的转换8。电路如图10所示：图10 RS232转TTL电平转换电路图第三章 系统的设计与实现3.1 主机控制芯片主机的功能是接收来自从机发送过来的信号，判断，然后做出相应的处理动作，控制各个模块。由于主机所需控制的模块比较多，所以对单片机的处理速度要求比较高；同时GSM短信模块PDU

29、短信模式，将短信容进行PDU编码都会占据相当大的存，而且系统所用CH320240显示器的显示容也会占据很大的存容量，根据以上考虑，本次设计选用AVR单片机系列配置最高的ATmega128作为本次设计的主控制芯片。主控制芯片与外部连接情况如附录1所示；接口管脚说明如下：PA0PA7作为CH320240显示器的数据口；PD0PD3作为320240显示器的控制端口；PC0PC7作为4*4矩阵键盘扫描口；PE0PE1作为主控制芯片与HUAWEI 900-C的串行通信发送和接收口。本系统控制芯片与短信模块的交流是通过串口实现数据接收与发送。而Atmega128有两个串口:USART0与USART14。系

30、统中我选用的是USART0。所以在实现单片机与短信模块通信之前，我们需要对ATmega128进行串口初始化。串口的初始化包括：传输模式的选择、波特率的设置、传输帧格式的设置以与发送接受的使能与中断5。3.2 对HUAWEI GTM900-C的控制华为GTM900-C无线模块是一款两频段GSM/GPRS无线模块。它支持标准的 AT 命令 与增强 AT 命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。MCU对该短信模块的控制主要是通过串口通信将AT控制指令发送给GTM 900-C。相关的部分AT指令如表1下：表1 AT指令（部分）ASCI码指令功能手机回答AT回车握手

31、OKAT+CMGS发送短消息ATD;拨打AT+CMGL=0读取上全部未读过的SMS消息AT+CMGL=4读取全部SMS消息AT+CMGR=X回车读取第X条短消息AT+CMGF=0回车用PDU格式AT+CMGD=X回车删除第X条短消息MCU发送字符串AT+CMGF=0回车，即设置短消息格式为PDU格式后，就得发送短消息容了。但我们发的PDU信息是含有汉字的，所以我们需要将短消息容进行PDU编码。发送PDU信息的格式如表2所示：表2 PDU发送信息格式SCAPDU-typeMRDAPIDDCSVPUDLUD服务中心1字节12-1211服务中心时间戳用户数据长度用户数据3.3 对WT588D的控制W

32、T588D语音模块有很多控制模式，本设计我们选用的是三线串口控制模式。三线串口控制模式由三条通信线组成，分别是片选 CS，数据 DATA，时钟 CLK，时序根据标准 SPI 通信方式。通过三线串口可以实现对 WT588D-U 语音模块进行命令控制、语音播放。三线串口模式下，所有按键均无效。 三线串口控制模式由片选 CS、时钟 CLK 和数据 DATA 脚组成，时序仿照标准 SPI 通信方式，片选信号 CS 先拉低 5ms 以唤醒语 WT588D-U 语音模块，接收数据低位在先，在时钟的上升沿接收数据。时钟周期介于 100us2ms 之间， 推荐使用 300us。数据成功接收后，语音播放忙信号

33、BUSY 输出在 20ms 之后做出响应。发数据时先发低位，再发高位。在发送数据时，无需先发送命令码再发送指令，直接发送地址数据便可触发播放语音。D0D7 表示一个地址或者命令数据，数据中的 00HDBH 为地址指令，E0HE7H 为音量调节命令，F2H 为循环播放命令，FEH 为停止播放命令，详细时序图如图11所示： 图11 三线串口控制时序说明：每次通电后等待 17ms，才能给 WT588D-U 语音模块发送数据信号。在使用WT588D播放语音之前，需要将所需要播放的语音片段下载到芯片中，这时就需要使用WT588D VoiceChip软件。WT588D VoiceChip 软件是根据 WT

34、588D 语音芯片/ 模块特性开发出来的相对应配套软件，能极大程度的拓展 WT588D 语音芯片/ 模块的各项功能，在最短的时间完成 WT588D 语音芯片/ 模块的各种编程工作，且操作界面简单，编辑过程方便，完全的可视化傻瓜式操作，不需要懂得任何编程方法，都能轻易的操作 WT588D VoiceChip 软件，使用它对 WT588D语音芯片/ 模块各种控制模式程序的写入、语音的替换、组合，音频输出模式的设置等。3.4 对CH320240显示器的控制（）硬件说明该显示器模块的接口说明如表3所示：表3 CH320240显示器管脚说明管脚名称符号 电平 功能描述1VSS0V电源地2VDD5.0V电

35、源电压3V0负压对比度调节端4/WRL写信号5/RDL读信号6CSL片选信号7A0H/LH：选择数据寄存器 L：选择指令寄存器8/RSTH/L复位信号：低有效916DB0DB7H/L数据总线17LED+5.0VLED电18VEE0V负电源19LEDA5.0V背光正20LEDK0V背光负其接口信号的组合功能如表4所示：表4 CH320240控制信号/CSA0/RD/WR功能禁止操作读状态标志位 写指令参数和显示数据读显示数据和光标指针 写指令代码 （）软件说明对该显示器的控制需要一些控制指令，它的控制指令如表5所示：表5 CH320240初始化设置指令功能指令名称控制信号操作码参数量A0/RW

36、/RD系控统制初始化设置1/0 0140H8 休闲模式设置1 0153H显示操作显示状态设置1/0 58H/59H1显示域设置1/0 0144H10光标形状设置1/0015DH2CGRAM首地址设置1/0 015CH 2光标移动方向设置 1014C4FH点位移设置1/0 015AH1显示合成设置1/0 015BH 1绘制操作设置光标地址1/0 0146H 2读出光标地址1 0/11/047H2存储操作显示数据写入1/00 142H 若干显示数据读取 10/1 1/043H若干读状态位 010第四章 系统的软件设计4.1 主机系统软件流程图图12 软件系统流程图4.2 软件简介4.2.1 ICC

37、AVR简介C语言是一种结构化的高级语言，它有可移植，维护方便，可读性好等特点。相对于汇编语言，在结构复杂的应用场合使用 C能够大大缩短开发周期，易于维护和移植，甚至有更高的代码效率。而且使用C语言作为编程语言可以跳过复杂的MCU指令集。 目前支持AVR的C编译器有，ICCAVR，IAR，GUN C等,其中GUN C为免费，其他均为负费使用。本次系统编写代码所用的编译器为ICCAVR6.31破解版。 ICCAVR是一种符合ANSI标准的C编译工具。它有代码编辑器，C编译器，项目管理器，另外它还有外围设备初始化，在线编程，调试终端等功能。良好的开发环境和较高的编译效率使其成为目前国非常流行的 AV

38、R C 编译器。 ImageCraft 的ICCAVR是一种使用符合ANSI标准的C语言来开发微控制器（MCU）程序的一个工具，它有以下几个主要特点 （1）ICCAVR是一个综合了编辑器和工程管理器的集成工作环境 （IDE），其可在WINDOWS9X/NT下工作。（2）源文件全部被组织到工程之中，文件的编辑和工程的构筑也在这个环境中完成。编译错误显示在状态窗口中，并且当你用鼠标单击编译错误时，光标会自动跳转到编辑窗口中引起错误的那一行。这个工程管理器还能直接产生您希望得到的可以直接使用的 INTEL HEX格式文件，INTEL HEX格式文件可被大多数的编程器所支持，用于下载程序到芯片中去。（

39、3）ICCAVR 是一个 32 位的程序，支持长文件名。4.2.2 PROTEL 99SE简介以上所有原理图都是在PROTEL 99SE基础上设计出来的。以下就PROTEL 99SE作一个粗略的介绍。 Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性与3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源-地层和16个机加工层。Protel99SE是Protel公司近10年来致力于Windows平台开发的

40、最新结晶，能实现从电学概念设计到输出物理生产数据，以与这之间的所有分析、验证和设计数据管理。因而今天的Protel最新产品已不是单纯的PCB（印制电路板）设计工具，而是一个系统工具，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。Protel 设计系统是一套建立在IBM兼容PC环境下的EDA电路集成设计系统，由于其高度的集成性与扩展性，一经推出，立即为广大用户所接受，很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件。4.2.3 Microsoft Office Visio简介上面所画的软件流程图使用的是Microsoft Office Visio2007。Microsoft Office Visio 2

41、007 让IT 和商务人员可以借助图表轻松地展现、分析和传达复杂信息、系统和流程。借助Visio 绘图环境，利用覆盖领域广泛的模板、形状以与一些由第三方软件开发的插件和图形包，使用户创建商业和技术图表的工作变得更加方便、快捷。用户还可以将图表与多种数据源提供的数据进行，以完成对复杂信息的分析，并获取深入洞察力。利用Microsoft Office Visio 2007 中全新的和增强的功能还可以使相互之间的沟通更加高效，创建具有专业水准的图表。使用 Office Visio 2007，可以通过多种图表，包括业务流程图、网络图、 工作流图表、数据库模型和软件图表等直观地记录、设计和完全了解业务流

42、程和系统的状态。通过使用 Office Visio Professional 2007将图表至基础数据，以提供更完整的画面，从而使图表更智能、更有用。 第五章 结论该主机系统对模块化的使用比较多，而且许多模块以前从来没有接触过。所以，做毕业设计起初，遇到很多麻烦，不知道从何开始。后来不断在网上查找资料，学习如何使用并程序控制各个模块。比如在了解语音模块的时候，我根据网上以与买WT588D模块的老板提供的资料，自己搭建了WT588D的外围电路。根据资料，自己下载并播放语音段时，喇叭并没有出声。当时我检测了电路各个地方，并没有发现硬件电路的错误；而且WT588D的忙信号管脚连接的LED灯也指示了模

43、块正在播放语音。最后我试图用万用表去检测喇叭两端（即WT588D的PWM+和PWM-）的电压，发现其电压值居然为零。于是我就试着直接将喇叭的负端口接到WT588D的接地端。终于语音播放正常，但是目前为止也一直不清楚为何WT588D的PWM+和PWM-两端的电压值为零。此系统最终完成了基本的功能，但是还没有实现手机短信或者打控制家电的功能。只不过考虑到家里无人的情况下启动家用电器的不确定性比较大；而且当节点部分检测到突发情况，完全可以直接通过主机控制某些执行机构。由于时间有限，这部分的功能在本次系统没有去做。本次设计的主机系统还有一个缺陷，即主机掉电时，之前存储的所有信息包括手机都会丢失。这样每

44、次系统上电，都要重新设置，比较麻烦。如果可以的话，后续可以通过mega128的EEPROM，实现掉电存储信息。参考文献1建清，保书，凤伟，素侠.轻松玩转AVR单片机C语言M.：航空航天大学，2011.2兰香，秋生.ATmega128单片机应用于开发实例M.：机械工业，2005.3AVR单片机原理与应用实例Z.4毛学军，沙祥.液晶模块应用：第一版M.：电子工业,2010.5大明.单片机控制实训指导与综合应用实例M.：机械工业,2007.7康华光.电子技术基础模拟部分：第四版M.：高等教育,2004.8康华光.电子技术基础数字部分：第四版M.：高等教育,2004. 9GSM移动通信技术原理与应用：

45、第一版M.：人民邮电，2009.10冀常鹏.AVR单片机GSM/GPRS应用技术：第一版M.：国防工业，2011.11幺和，宋庭新.语音识别与控制应用技术：第一版M.：科学，2008.12尚凤军.无线传感器网络通信协议：第一版M.：电子工业，2011. 致毕业已经接近尾声，通过这次设计，我受益匪浅。毕业设计是一次综合性的实践，它将各种知识结合到一起综合运用到实践上来扩展、弥补、串联所学的知识。通过本次毕业设计我得到了很多收获。首先，了解了AVR核的基本知识和在控制领域的作用和地位。其次掌握了C语言的编写程序，学会了使用PROTEL 99SE和ICCAVR的使用，同时掌握了如何收集、查阅、应用文

46、献资料，如何根据实际需要有选择地阅读书籍和正确确定系统所要使用的元器件的类型。再次，在精神方面锻炼了思想、磨练了意志。面对存在的困难首先分析问题根据目的要求确定可实现的部分，定出那不准的方面找同学和老师讨论研究，再完善、再修改、再发现问题、再解决培养了自己的耐心、恒心与遇事不乱的精神。总之，我明白了理论和实践之间存在的距离只有靠不断的思考不断的动手才能将所学的知识真正运用到实践上来。在毕业设计中我的很多方面的能力都得到了提高，尤其在单片机软件编程方面让我感触颇深。我个人认为软件设计是个即灵活又细腻的工作，它要求耐心和细心去不断完善，同时还需要有良好的逻辑思维能力。通过这次毕业设计，我分析问题和

47、解决问题的能力有所提高，也巩固了所学的知识，加深了对理论知识的理解，更重要的是锻炼自己的独立性，为我今后的工作和学习打下坚实的基础。 吕东冬 2012年5月21日于学院附录：附录1：主机系统原理图：主机系统实物图：主机系统显示屏近观图：附录2：系统主要程序代码：以下是main.c文件/*工程名称：智能家居终端程序*/*功能说明：以Atmega128为主控，320*240液晶显示，矩阵键盘控制输入，GSM收发短信，WT588D语音模块播报*/*函数 */#include #include #include #include delay.h#includeWT588D.h#include Vari

48、able.h#include Function.h#include 320_240.h#include RF905.h#define Uint unsigned int#define Uchar unsigned charUchar LT_0=0; /用于判断接收数组地址首位变量Uchar LT_1=0; /用于判断接收数组地址第二位变量Uchar count1=0; extern uint8_t RxBuf2;/*/void jiemian(void); /界面静态显示void jisuan(void);void jieshou_shuju(void); /接收数据处理函数/*/void m

49、ain(void) uint16_t KEY;uint8_t ab;init_devices(); DDRE &= BIT(7);PORTE = 0XFF;KEY = PINE7; delay_1ms(50); LcmInition(); /液晶屏初始化LcmClear();/清屏jiemian(); /界面静态显示 TCNT1H = 0x85; /setup TCNT1L = 0xed;/普通模式-定时器1的初值 DDRD=0xff;/PD口定义成输入端PORTD=0xff;/带上拉电阻的输入 DDRG=0X00;/定义PG0，PG1口为按键PORTG=0XFF; /输入上拉态DDRB=BI

50、T(PB0)|BIT(PB1)|BIT(PB2); /为语音芯片控制口nRF905Init();/nrf905初始化delay_1ms(17); Set_Number_Flag = FALSE; /初始设置按键标志位清零 while(1) Press_Set = 0; Key_ToSet(); /一次主循环扫描一次按键，判断切换按键是否被按下 if(Set_Number_Flag = TRUE) /设置按键（切换按键）已经按下 send_uart0(7); Change_Menu(); /显示器显示相应的提示信息 GSM_Prepare(); /等待用户输入所有 while(Set_Numbe

51、r_Flag = FALSE) RX(); jieshou_shuju(); /接收数据处理函数*/ dprintf(2,80,kong_ASCI,0); externvoid jieshou_shuju(void) /接收数据处理函数 LT_0=RxBuf0; LT_1=RxBuf1; switch(LT_0) casec: switch(LT_1) case 0 : dprintf(9,66,zhengchang,0);if(Set_Number_Flag = TRUE) dprintf(2,100,ba,0); count1+;display_Xzuobiao(count1);break

52、; case 1 : dprintf(9,66,baojing,0); WT588D_Send_spi(0xe7);/音量地址最大音量 WT588D_Send_spi(0xf2);/循序播放地址 WT588D_Send_spi(0x00);/歌曲地址 GSM_PDU1(); /发送相应短息容 GSM_PDU5(); break; default : break; break; casem: switch(LT_1) case 0 : dprintf(9,50,zhengchang,0);break; case 1 : dprintf(9,50,baojing,0); WT588D_Send_s

53、pi(0xe7);/音量地址最大音量 WT588D_Send_spi(0xf2);/循序播放地址 WT588D_Send_spi(0x03);/歌曲地址 GSM_PDU2(); /发送相应短息容 GSM_PDU5(); break; default : break; break; caser : switch(LT_1) case 0 : dprintf(23,50,zhengchang,0);break; case 1 : dprintf(23,50,baojing,0); WT588D_Send_spi(0xe7);/音量地址最大音量 WT588D_Send_spi(0xf2);/循序播放

54、地址 WT588D_Send_spi(0x02);/歌曲地址delay_1ms(20);GSM_PDU3(); /发送相应短息容GSM_PDU6(); default : break; break; casew : switch(LT_1) break; case 1 : dprintf(23,70,baojing,0); WT588D_Send_spi(0x01);/歌曲地址 GSM_PDU4(); GSM_PDU7(); break; default : display_wen_du(RxBuf1); delay_1ms(10); break; break; default : break

55、; void jiemian(void) /界面静态显示 Uint x,y; Linexy(10,28,255, 28,1,0);/上横线Linexy(10,29,255, 29,1,0);Linexy(10,30,255, 30,1,0); Linexy(10,233, 255, 233,1,0);/下横线Linexy(10,234, 255, 234,1,0);Linexy(10,235, 255, 235,1,0); Linexy(10,30, 10, 235,1,0);/左竖线Linexy(11,30, 11, 235,1,0);Linexy(12,30, 12, 235,1,0);

56、Linexy(255, 30, 255, 235,1,0);/右竖线Linexy(256, 30, 256, 235,1,0);Linexy(257, 30, 257, 235,1,0);circle(5,5,5,8,0);/8画圆 0擦圆circle(314,5,5,8,0);circle(314,234,5,8,0);circle(5,234,5,8,0);Linexy(137, 30, 137, 235,1,0);/中竖线Linexy(10, 135, 255, 135,1,0);/中横线PutWordInGraph_shang();/显示上方文字PutWordInGraph_huamian1();/16x16汉字输入PutWordInGraph_huamian2();/16x16汉字输入PutWordInGraph_huamian3();/16x16汉字输入dprintf(20,136,xinxipingtai,0);Display_Name();/显示相关附加信息以下是TC35.c文件，主要编写发送短信的控制指令程序#include