基于单片机的智能家居总线式开关

家居智能总线式开关系统

绪论：

智能家居最早是在20世纪80年代兴起于日本和美国，并在20世纪90年代进入我国，经过十几年的发展，特别是随着我国的住宅产业发展而迅速发展起来。而且在我国智能家居引起越来越多的关注，随着人民生活水平的提高，人们

对于居住环境智能化、舒适程度等要求会越来越高，这给智能家居的发展提供了

很大的市场空间。由于我国的居住模式和发达国家存在很大的差别，我国人口众

多，城市多以密集型住宅为主，这造成了国内外在智能家居的发展和技术上存在

了很大的差别。国内智能化更多地注重于整个小区智能化的建设。最早从做对系

统开始，并且逐渐由过去的非可视对讲过渡到目前的以黑白可视对讲为主流，同

时一些集成了安防功能、抄表功能,短信息等功能的对讲产品出现并在一些地区

应用。由于可视对讲的发展迅速，一些厂家的宣传，给人造成了一种错误的观念，小区只要做可视对讲或者综合布线就称得上智能化小区。随着对智能家居的认识越来越深入，人们逐渐意识到智能化的真正主体是家居的智能化，更多地体现在家庭内部自动化。所以20世纪90年代后期，一些企业开始引入国外的智能家居技术和产品在国内推广，还有一些大的集团公司也看好该领域，通过各种途径介入，促进整个行业迅速发展。

关键字：

红外线，单片机，AT89C51，总线，双音多频DTFM,MT8880

目录

第一章课题描述

1.1课题简介 (3)

1.2系统功能要求 (4)

第二章系统设计

2.1方案论证与选择 (4)

2.2 智能总线式开关的设计 (10)

第三章硬件电路设计

3.1 通信结点电路 (19)

3.2电源电路设计 (31)

第四章软件系统的设计

4.1 软件组成及结构 (37)

4.1.1 主机程序流程 (37)

4.1.2 分机程序流程 (38)

4.2 用普通I/O口控制MT8880的软件实现 (39)

4.2.1 MT8880初始化子程序 (39)

4.2.2 MT8880数据发送子程序 (41)

4.2.3 MT8880数据接收子程序 (42)

4.2.4 红外遥控开关程序 (44)

第五章毕业设计小结 (48)

第六章参考文献 (49)

家居智能总线式开关系统

第一章课题描述

1.1 课题简介

智能家居的主体在于家庭自动化，将来家庭自动化的主体是家电、照明等电气设备的控制。家庭自动化系统能够通过集中或者分布式控制家庭内部照明或者家电，住户可以通过网络或者电话远程控制家庭内部设备。家居自动化系统是将来智能家居的主要发展方向。从智能家居所包含的内容来看，智能总线式开就

适应了这一需求。本次设计以采用AT89C51实现的红外遥控和智能总线式开关来

制作一个家居智能总线式开关控制系统，用遥控器代替机械式开关,来控制家庭内部照明，实现任何一个房间能控制任何房间的用电设备，并能指示任何房间的灯的状态。整个系统采用总线式连接，总线形式为四总线，两根信号线，一根电源线，一根地线。采用主从式结构，一个主机，最多八个分机，如有特殊需要，还可扩展。

1.2 系统功能要求

为实现家居智能化，家庭内部照明或者其他家电的开关，需要集中或者分布式控制，有时还需要通过网络或者电话远程控制。从市场需求出介绍的智能总线式开关具有如下功能和特点： ·任何一个房间能控制任何房间的用电设备，并用发光二极管能指示任何房间的灯的状态。发光二极管亮代表此房间灯亮，发光二极管灭代表此房间灯灭。 ·整个系统必须采用总线式连接，总线形式为四总线，两根信号线，一根电源线，一根地线。

·采用主从式结构，一个主机，最多8个分机，如有特殊需要，还可扩展。 ·采用DTMF(双音多频)方式通信，通信可靠，通信距离长。 ·系统是集中提供电源，抗干扰性强。

·加上电话线接口模块后，可实现拨电话开灯或开空调的功能，即基于公用电话网的远程开关。

第二章 系统设计

2.1 方案论证与选择

方案：采用AT89C51实现的红外遥控

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编、解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外发送器；接收部分包括光、□电转换放大器、解调、解码电路。

(a) 红外遥控发射框图

（b ） 红外遥控接收框图

遥控开关是在通用红外遥控系统的基础上加以改进实现的。其实质就是将红外遥控接收部分采用单片机AT89C51来控制。即当一体化红外接收器接收到红外遥控信号后，将光信号转换成电信号，经放大、解调、滤波后，将原编码信号送入单片机AT98C51中进行信号识别、解码，然后进行相应的处理，打到控制电器的目的。下图一所示为遥控开关的系统构成框图，图二为遥控开关的电路原理图。

键盘键阵

编码调制

LED

光/电放大

解调

解码电路

图一 遥控开关的系统构成框图

1

2345

6

A

B

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9

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10

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11

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12

I N T 1/P 33

13

T 0/P 34

14

T 1/P 35

15

W R /P 36

16

R D /P 37

17

X T A L 2

18

X T A L 1

19

G N D 20

P 2021

P 2122

P 2223

P 2324

P 2425

P 2526P 2627P 2728

P S E N 29A L E /P R O G 30

E A /V p p 31

P 0732

P 0633

P 0534

P 0435P 0336P 0237

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G N D

共阳

蜂鸣器

5V

图二 遥控开关的电路原理图

红外线遥控器的工作原理 1.红外线遥控发射器

红外线遥控器发射器包含键盘、指令编码器和红外发光二极管LED 等部分组成。当按下键盘的不同按键时，通过编码器产生与之相应的特定的二进制脉冲码信号。将此二进制脉冲码信号先调制在38KHZ 的载波上，经过放大后，激发红外

彩色电视机遥控器

遥控接收头 显示器 复位

AT89C51

晶振

继电器（执行器）

电器插座

受控电器