嵌入式系统课程设计--Android 实现爱情连连看（3G移动开发技术）.docx

软 件 学 院课程设计报告书课程名称 嵌入式系统 设计题目 Android 实现爱情连连看（3G移动开发技术） 专业班级 嵌入式 学 号 5 姓 名 指导教师 2013 年 6 月目录1 设计时间12 设计目的13 设计任务14 设计内容14.1 总体设计14.1.1 需求设定14.1.2 系统开发环境24.2 软件设计24.2.1 软件开发环境介绍24.2.2 主程序设计及流程图25 总结与展望6参考文献7成绩评定71 设计时间2013年6月8日2013年6月14日2 设计目的随着计算机、通信及微电子技术的飞速发展和人民生活水平的提高，人们对居住环境的要求，也向着追求精神内涵、安全舒适、便捷智能化和自动化为理想目标，智能化的家居环境也逐渐备受人们的关注。该系统利用CSM短信（SMS）进行远程监控，使家中的电器在无人的情况下也可以安全工作。嵌入式系统以其占用资源少，专用性强，功耗低的特点使其广泛应用在移动通信，工业生产，安全监控等领域。针对人们对高效、舒适、安全，便利、环保的居住环境的要求。提出了以ARM为平台的智能家居控制系统的设计。3 设计任务以ARM7处理器和PLC2136和实时嵌入式操作系统 C/OS-为基础，建立基PLC2136的嵌入式开发平台，通过GMS模块和无线红外遥控器，实现多功能智能家居的监控系统。4 设计内容4.1 总体设计 智能家居监控的突出特点是报警器和继电器模块都是通过无线电方式与处理器相互通信，这不仅大大减少了室内布线，而且更有利于报警器的安装，使得报警器更具有实用性。家中的电器不仅可以通过无线的遥控器进行开关遥控，还能通过短信的方法进行控制，这样，无论你身在何方都可以方便对电器进行控制。智能家居监控系统的模块化结构设计思想，将设备分为主控模块、LCD显示模块、报警模块、PT2262编码无线发送和PT2272编码无线模块以及传感模块，如图1所示。控制模块负责人机交互与其它模块通信、数据传输等，用户通过控制主控制模块来对其它模块进行操作；LCD显示模块用来显示当前的温度、湿度和烟雾状态以及报警信息；PT2262编码无线发送和PT2272编码无线接收模块的功能是将接收到遥控的信号传送给主模块，并将主模块传来的反馈信息发送给遥控器；传感器模块包括湿度传感器、温度传感器和烟雾传感器等。总体设计框图如图4-1所示。无线烟雾报警器无线红外传感器四路无线继电气开关无线开关按键Pt2262编码无线发送模块Pt2272编码无线接收模块主控芯片PLC2136LCD显示语音报警GSM模块AT21C02存储器Ds162温度传感器模块图 4-1总体设计框图4.2 主控模块设计主控模块是该系统的核心模块。智能家居监控系统的主控模块是NXP公司的LPC2136ARM处理器，它提供了很多接口，包括UART、I2C和I/O等。该系统只需要在LPC2136周围增加较少的元器件和电路，就能设计出功能较强的、符合要求的主控模块电路。它由PLC2136芯片、电源部分、复位电路、JTAG、RS232模块等部分组成，如图二所示。PLC2136通过UART双工异步通信线和GSM模块相连，用AT指令与手机互通短消息，达到对室内各种状态的遥控和检测。LPC2136的I2C总线挂载了DS1621数字温度传感器，用来检测室温；同时为了防止数据被破坏，LPC2136的I2C总线还挂载另外AT24C02用于保存用户的报警手机号码。当家里发生异常时，CPU就会通过GSM模块对设置的报警手机号码进行短消息报警，同时家中的报警器也就会发出警告声，提醒家中人员。 主控模块结构图如图4-2所示。电源晶振电路语音报警模块GSM模块162字符型点阵LCDE2PROM温度传感器无线编码收发模块模拟总线 I2CPLC2136UART0 外部中断图4-2主控模块结构图4.3 I2C总线及其器件I2C采用两根I/O线：一根时钟线（SCL串行时钟线）一根数据线（SDA串行数据线）实现双工同步的数据通信。I2C通过SCL/SDA两根线使挂接到总线上的器件相互通信进行信息传递。ARM通过识别I2C总线上的存储器、LCD驱动器、I/O扩展和其他的I2C总线器件，省去了每个器件的片选线，因而使整个系统的连接极其简洁。总线上的设备分为主设备（ARM处理器）和从设备两种。两种设备均并联在这条总线上，每个电路和模块都有唯一的地址。I2C总线在数据传输过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。 开始信号：SLC为高电平时，SDA有高电平向低电平跳变，开始传送数据； 结束信号：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据；应答信号：接收数据的设备在接收到8比特数据后，向发送数据的设备发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接受到应答信号后，根据实际情况做出是否继续传递信号的判断，判断为受控单元出故障。本设计在IC总线上加上了两个器件，分别为DS1621温度传感器与AT24CO2串行E2PROM。两个器件的地址分别定义为0x01,0x00。4.4 LCD显示模块LCD显示模块采用了点阵液晶显示模块，液晶选用了显示容量为16*2个字符的字符型点阵阵液晶模块，该模块使用单5V电源供电，非常适合便携式的产品应用。液晶显示模块电路图如图4-3所示。图4-3 液晶显示模块电路图4.5软件设计为了使软件更安全、简洁，设计中使用了C/OS只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度、任务管理、时间管理、内存管理和人物间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理、文件系统、网络等额外的服务。但由于C/OS-良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。而且C/OS-自1992年的第一版以来已经有好几百个应用，是一个经实践证明好用而且稳定可靠的内核。主函数在调用C/OS-的任何其他服务之前，C/OS-要求首先调用系统初始化函数，该函数初始化C/OS-所有的变量和数据结构。然后主函数建立消息邮箱、消息队列、创建任务、调用函数，进入多任务调度，调度任务1和任务2。在C/OS-操作系统下，所有的操作都是对任务的处理，因此系统的整个框图应该有几个任务构成。任务1是主要任务，负责读取报警号码、显示温度或报警信息、处理短消息、对所接收的数据进行处理等任务。流程图如图4-4所示。初始化读取报警号码显示温度、湿度等数据是否有数据异常是否有效短消息到来是否有按键按下显示报警原因将消息传递给消息邮箱执行任务2是否有报警根据短消息做相应的处理，如开继电器等NYNYYN开始Y结束图4任务1流程图任务2负责处理读取报警语音的选择，它的关系如图4-5所示。 外部中断负责启动任务负责系统状态改变和任务的调度UART0负责读取报警号码和处理短消息负责液晶模块显示负责产生不同的报警音图4-5系统软件设计图5 总结与展望通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关嵌入式系统以及ARM方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。这次课程设计虽然顺利完成了，但在设计过程中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于解决。今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。参考文献1周立功.深入浅出ARM7-LPC213x/214(