毕业设计（论文）-智能灯光控制系统的设计与开发.doc

智能灯光控制系统的设计与开发河 北 建 筑 工 程 学 院 本科毕业设计（论文）题目智能灯光控制系统的设计与开发学 科 专 业 物联网工程 班 级 物联111班 姓 名 学 号 指 导 教 师 指导教师职称 讲师 论文提交日期 2015年6月12日 论文答辩日期 2015年6月24日 答辩委员会主席签字：摘 要随着电子信息技术、计算机技术等相关技术的发展，物联网作为第三次信息革命浪潮又一次爆发。物联网作为高端信息技术，有着巨大的市场潜力，在人们的日常生活中发挥着巨大作用，与人们的生活息息相关，在智能家具、智能交通、智能楼宇、能源利用等方面有着广泛应运。智能灯光控制系统是物联网应用中的基础一员，它可以实现灯光的自动控制，为人们提供了舒适、方便、节能的生活环境。本毕业设计智能灯光系统的硬件是基与ZigBee模块，采用了CC2530单片基芯片，包括光敏传感器、人体红释外传感器、还有继电器模块。实现了路灯照明跟走廊照明的功能。两个传感器实现光信号和人体信号的采集，通过串口发送信号给单片机，单片机经过处理，然后发送命令给继电器模块，从而实现走廊灯光的自我控制，只有当有人并且是晚上的时候电灯才亮。如果只采用光敏传感器可以实现电灯晚上亮白天灭的效果，可以应用于路灯的自动控制。软件系统是采用Java编写的电脑端上位机程序设计，可以实现灯光亮与灭的远程控制。智能灯光系统的实现对节约能量，方便人们生活有着巨大的现实意义。【关键字】Zigbee；单片机；传感器；上位机全套设计加扣3012250582 ABSTRACTAlong with the development of the electronic information technology, computer technology and related technology, as the third wave of information revolution ,the Internet of things broke out again. as a high-end of information technology, Internet of things has a huge market potential, play an important role in peoples life, and is closely related to peoples life. It has widely application in intelligent furniture, intelligent transportation, intelligent building , energy use, etc. Intelligent lighting control system is a member of the Internet of things application, it can realize the automatic control of lamplight, and provide people with a comfortable, convenient and energy saving living environment. In this paper, the intelligent lighting system hardware is base on ZigBee module, adopted CC2530 monolithic chip, including the photosensitive sensor, red interpretation of the human body sensor and relay module. Realized the function of street lighting and corridor lighting. Two sensors to realize the collection of optical signals and the human body, sent to the microcontroller through the serial port communication, single-chip microcomputer has been treated, and then send commands to the relay module, so as to realize the self control of corridor lights, only when someone and it was night lights bright. If only the photosensitive sensor can realize the lights, the effect of night light during the day can be applied to the automatic control of street lamp. Software system is written in Java end PC program design, computer can realize remote control lights on and off. The realization of the intelligent lighting system for energy saving, convenient peoples life has a great practical significance. Key words: Zigbee; single-chip microcomputer; sensor; Upper machine 目 录第1章 绪论11.1 选题背景及意义1 1.2智能灯光系统的发展前景及应用21.3本课题的主要内容与目标2第2章 本系统开发环境及相关技术介绍 32.1硬件电路设计软件Protel Dxp简介3 2.2下位机驱动电路编程软件IAR简介32.3上位机软件Java开发环境简介4第3章 总体设计方案53.1系统的设计思路53.2总体设计方案的确定6第4章 智能灯光系统的硬件设计7 4.1传感器模块7 4.1.1光敏传感器模块7 4.1.2红释外传感器模块8 4.2继电器模块8 4.3底板模块9 4.3.1CPU和内存9 4.3.2 时钟和电源管理10 4.3.3 外设10 4.3.4 无线电11 4.4主要硬件驱动程序11 4.4.1电脑控制开关模块下位机程序11 4.4.2路灯模块下位机程序15 4.4.3走廊模块下位机程序16第5章 智能灯光系统的软件设计18 5.1登录界面程序设计18 5.2主控界面的程序设计19 5.2.1主界面框架设计19 5.2.2端口通信模块设计22第6章 系统测试24 6.1系统测试的目的跟意义24 6.2系统整体测试24第7章 总结25 7.1本次毕业设计遇到的问题跟难点25 7.2总结与展望25参考文献26致谢 27第1章 绪论1.1选题背景及意义物联网自诞生以来便引起了巨大关注，被认为是继计算机、互联网、移动通信网之后又一次信息产业浪潮。物联网是一次信息技术革命，代表了未来IT界发展的方向。物联网是基于射频识别、电子代码等技术，在互联网的基础上构造一个实现全球物品信息共享的实物互联网。1999年，美国召开的移动计算和网络国际会议提出，传感网是下一个世纪人类面临的又一发展机遇，2005年，在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式提出了物联网的概念。2009国务院总理温家宝在无锡考察时，首次提出来了物联网概念。我国十二五规划也将物联网作为战略性新兴产业予以重点关注和推进。物联网用途广泛，遍及智慧交通、环境保护、政府工作、智能家居、食品溯源、能源节约、敌情侦查和情报搜集等多个领域。以物联网为代表的新兴产业目前正在全国快速有序的推进，为使我国在新一轮信息技术革命中处于最有利地位 ，我国政府正持续在政策和资金方面加大对物联网的投入，调动各类资源特别是智力资源参与物联网的规划和建设。我国的无线通信网络已经覆盖了城乡，从繁华的城市到偏僻的农村，任何地方都有无线网络的覆盖。它是实现物联网必不可少的基础设施，安置在物品、机器、植物上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传输出去。云计算技术的运用，使数以亿计的各类物品实时动态管理变的可能。我国已经具备了物联网发展的基础设施，新兴技术革命正如潮水般涌来。在物联网快速发展的时代背景下，智能灯光系统作为其中的一小部分，有着重要的意义。灯光照明控制包括酒店照明、家居照明、走廊照明、路灯照明等许多需要照明的地方。照明模式也呈现多样化，不再是单纯的亮与灭的控制，可以实现灯光亮度的调节、场景切换的控制、远程操作控制，能够适应不同场合的需要。智能灯光系统是对灯光进行智能控制与管理的系统，跟传统照明相比，它可实现灯光软启、调光、一键场景、一对一遥控及分区灯光全开全关等管理，并可用遥控、定时、集中、远程等多种控制方式，甚至用电脑来对灯光进行高级智能控制，从而达到智能照明节能、环保、舒适、方便的功能。智能灯光控制系统方便了人们的日常生活，提高了人们的生活水平。当今世界正在飞速发展，能量消耗极具增长，不可再生能源日益枯竭，能源危机成为摆在人们面前不可避免的问题，智能灯光系统在电能节约方面有着不可估计的作用，符合绿色节能的时代要求。基于物联网智能灯光系统的研究对满足人们生活的需求、提高能源利用率具有重要的现实意义。1.2 智能灯光系统的发展前景及应用 智能灯光系统具有着广阔的发展前景和广泛的应用。智能灯光控制系统相比于传统灯光系统更加的经济，专家测算仅从节电和节省灯具这两项，用三至五年的时间，业主就可基本收回智能照明控制系统所增加的全部费用。智能照明控制系统可改善照明环境，提高员工工作效率以及减少维修和管理费用等，也为业主节省下一笔可观的费用，良好的节能效果既提高了能源的利用效率又节约了成本。智能照明控制系统借助各种不同的智能设置控制方式和控制元件对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和管理来实现最大的节能效果。这种自动调节照度的方式，充分利用室外的自然阳光，只有当必需时才把灯具开到要求的亮度，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。此外，智能照明控制系统中对荧光灯等也可以进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗，同样实现节能目的。智能灯光系统还有延长灯具寿命的作用，不仅可以节省大量资金，而且大大减少更换灯具的维修工作量，降低了照明系统的故障率和运行费用，管理维护也变得轻松多了。无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。在智能楼宇方面，能够实现公共灯光的自动控制，改善灯光的照明质量。在办公楼内，良好的照明质量是提高工作和学习效率的一个必要条件。智能照明控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。在家具方面，可以实现多种照明效果照明，不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使室内照明艺术性更强，让人们欣赏到美仑美奂的视觉效果。例如在不通模式下的切换，无人模式、有人模式、影院模式、用餐模式。如果在建筑物内的展厅、报告厅、大堂、中庭等以及外部的轮廓配备智能照明控制系统，按不同时间、不同用途、不同的效果而采用相应的预设置场景进行控制，就可以达到丰富的艺术效果。1.3 本课题的主要内容与目标本文主要围绕以下内容展开研究：ZigBee底板硬件电路的论证与设计，各个传感器的工作电路，底板与传感器的连接电路。下位机硬件驱动电路的编程，主要包括电脑端、路灯模块、走廊模块下位机的编程。上位机电脑控制端的编程主要是登录界面、主控界面的编程。本课题的目标是实现传感器信号的采集，采集到的信号经过单片机的数据处理，然后单片机做出智能反应，发出命令控制电灯的开与关。除此以外，还可以通过电脑端远程控制电灯的亮与灭。第2章 本系统开发环境及相关技术介绍2.1硬件电路设计软件Protel Dxp简介Protel DXP是一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，电子设计者从最初的项目模块规划到最终形成生产数据都可以按照自己的设计方式实现。可定制设计环境功能包括双显示器支持，可固定、浮动以及弹出面板，强大的过滤和对象定位功能及增强的用户界面等。Protel DXP运行在优化的设计浏览器平台上，并且具备当今所有先进的设计特点，能够处理各种复杂的PCB设计过程。通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整分析器和设计输出等技术融合，Protel DXP提供了全面的设计解决方案。设计者能够准确地分析电路的工作状况，从而提高电路的设计工作效率、缩短开发周期、降低生成成本。本系统的硬件设计主要.SchDoc电路原理图文件、.PcbDoc 印刷电路板文件、.SchLib原理图库文件。通过设计档包的方式，将原理图编辑、电路 仿真、 PCB 设计及打印这些功能有机地结合在一起，提供了一个集成开发环境。提供了混合电路仿真功能，为设计实验原理图电路中某些功能模块的正确与否提供了方便。提供了丰富的原理图组件库和 PCB 封装库，并且为设计新的器件提供了封装向导程序，简化了封装设计过程。提供了强大的查错功能。原理图中的 ERC（电气法则检查）工具和 PCB的DRC（设计规则检查）工具能帮助设计者更快地查出和改正错误。2.2下位机驱动电路编程软件IAR简介IAR是一种增强型一体化开发平台，其中完全集成了开发嵌入式系统所需要的文件编辑、项目管理、编译、链接和调试工具。IAR公司独具特色的CSPY调试器，不仅可以在系统开发初期进行无目标硬件的纯软件仿真，对用户系统进行实时在线仿真调试。IAR的Embedded Workbench系列适用于开发基于8位、16位以及32位微处理器的嵌入式系统，其集成开发环境具有统一界面，为用户提供了一个易学易用的开发平台。IAR公司提出了所谓“不同架构，惟一解决方案”的理念，用户可以针对多种不同的目标处理器，在相同的集成开发环境中进行基于不同CPU的嵌入式系统应用程序开发，有效提高工作效率，节省工作时间。该系列还是一种可扩展的模块化环境，允许用户采用自己喜欢的编辑器和源代码控制系统，链接定位器可以输出多种格式的目标文件，使用户可以采用第三方软件进行仿真调试和芯片编程。2.3上位机软件Java开发环境简介Java是一种简单的、跨平台的、面向对象的、分布式的、解释的、健壮的安全的、结构的中立的、可移植的、性能很优异的、多线程的、动态的语言。它具有如下特点：1. 平台无关性平台无关性是指Java能运行于不同的平台。Java引进虚拟机原理，并运行于虚拟机，实现不同平台的Java接口之间的兼容。使用Java编写的程序能在世界范围内共享。Java的数据类型与机器无关，Java虚拟机是建立在硬件和操作系统之上，实现Java二进制代码的解释执行功能，提供于不同平台的接口。2. 安全性Java舍弃了C+的指针对存储器地址的直接操作，程序运行时，内存由操作系统分配，这样可以避免病毒通过指针侵入系统。Java对程序提供了安全管理器，防止程序的非法访问。3. 面向对象Java吸取了C+面向对象的概念，将数据封装于类中，利用类的优点，实现了程序的简洁性和便于维护性。类的封装性、继承性等有关对象的特性，使程序代码只需一次编译，然后通过上述特性反复利用。程序员只需把主要精力用在类和接口的设计和应用上。4. 分布式Java建立在扩展TCP/IP网络平台上。库函数提供了用HTTP和FTP协议传送和接受信息的方法。这使得程序员使用网络上的文件和使用本机文件一样容易。5. 健壮性Java致力于检查程序在编译和运行时的错误。类型检查帮助检查出许多开发早期出现的错误。Java自己操纵内存减少了内存出错的可能性。Java还实现了真数组，避免了覆盖数据的可能，这些功能特征大大提高了开发Java应用程序的周期。并且Java还提供了Null指针检测、数组边界检测、异常出口、Byte code校验等功能。第3章 总体设计方案在确定基于ZigBee的智能灯光控制系统之前，我们需要自己拟定一个设计本系统的基本步骤及其要遵循的基本原则，确定各个模块设计的先后顺序，有一个完整的思路，在宏观上控制整个系统的设计，从而使设计更合理化，更加有条理性，更加完善。3.1系统设计思路1. 系统分析过程(1) 根据系统要实现的目标，明确智能灯光控制系统的目的和任务。(2) 确定系统所在的工作环境。例如是家居环境、酒店环境、还是走廊环境。(3) 根据系统所在环境的工作要求，确定系统的基本功能和设备。例如只感应光的、只感应人的、还是都感应、还是远程控制的灯光系统。2. 总体设计过程(1) 因为此系统是基于ZigBee的智能灯光系统，必须有ZigBee节点，也就是底板模块，还得实现数据的简单处理就必须有单片机，灯光是晚上用来照明用的，要想实现灯光的智能控制，就必须有感应光的光敏传感器和感应人的红释外传感器，用来采集感知信息，单片机经过处理做出决策，无需人为干涉，完全实现自控制。(2) 在确定基本硬件之后，我们想的是把这个系统应运在什么环境，不同的工作环境要求不同的照明效果。我选择了三个部分，远程灯光模块控制，路灯模快控制，走廊模块控制。(3) 在确定了系统的工作环境后，我们就要开始针对各个环境分别进行设计，路灯模块需要晚上开白天灭，因此只需要光敏传感器采集光信号就可以。走廊模块只有在有人并且是晚上的时候才亮，需要光敏传感器跟感应人体的红释外传感器一起工作。远程控制模块是一种通过电脑端控制的方式。(4) 要实现系统在不同环境中的功能。在硬件基本确定以后，软件是必不可少的，软件部分主要包括两部分，硬件的驱动编程，针对每种模式下有不同的程序，传感器采集数据的编程。还有电脑端上位机的编程。(5) 在所有的上述软硬件准备完成后，我们现在要做的就是把底板电路画好，然后制成板子，把传感器连接到底板上。(6) 最后把驱动程序下载到电路板上，通过上位机操作，看系统的目标是否实现，是否符合设计要求，进行程序的调试，修改程序中的错误，进一步完善程序，看功能是否完全实现。3.2总体设计方案的确定提到总体方案的确定，系统要符合本课题设计目标的基本要求：1. 它是一个室外用的灯光控制系统，要求能够适应室外环境。2. 无需人为，要求能够自动感知，自动控制灯光的亮与灭。 3. 要求满足低功耗，能够长时间工作，并且安装和更换简单，成本低。本系统是基于ZigBee节点单片机的智能灯光控制系统，它能够实现自动感知，自动控制灯光的亮与灭，还可以实现灯光的远程控制。信息的采集由传感器模块实现，ZigBee节点的电路设计中单片机是必须的，它是节点的核心，负责信息的处理和发送命令。有还串口用来接收上位机的信息，外围电路，就是一些组成ZigBee节点工作的必需电路。硬件设计完成后，就是硬件驱动电路程序的编写还有上位机软件的编写。 图3.1系统主题结构图第4章 智能灯光系统的硬件设计4.1传感器模块4.1.1光敏传感器模块本设计中的光敏传感器使用的是基于光敏电阻的原理。光敏传感器利用光敏元件把光信号转换为电信号，它能够感应的波长在可见光波附近。它是基于半导体效应工作的，光照时电阻很小；无光照时电阻很大；光照越强，电阻越小；光照停止，电阻又恢复原值。灵敏度高，体积小，性能稳定，价格较低。图4.1光敏传感器电路图它可以检测周围环境的亮度和光强，灵敏度可以调控，工作电压在3.3V-5V，输出形式有模拟量电压输出、数字开关量输出，接通电源的时候电源指示灯（红色）和数字开关量输出指示灯（绿色）发亮。光敏电阻模块对环境光强敏感，一般用来检测周围环境的亮度和光强。该模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时，DO口输出高电平，当外界环境光强超过设定阈值时，模块D0输出低电平；数字量输出D0可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光强改变；数字量输出DO可以直接驱动继电器模块，由此可以组成一个光电开关；模拟量输出AO和AD模块相连，通过AD转换，可以获得环境光强更精准的数值。4.1.2红释外传感器模块HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用原装进口LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性高，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备。它的工作电压范围是直流电压4.5-20V，高电平输出3.3V，低电平输出是0V，感应角度是小于100度锥角。 图4.2红释外传感器电路图下面几点是其功能特点：1. 全自动感应:人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。2. 光敏控制可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。3. 两种触发方式：（可跳线选择）(1) 不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平；(2) 可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平。4. 具有感应封锁时间：感应模块在每一次感应输出后，可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。5. 工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。4.2继电器模块继电器是一种当输入量达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。该继电器可以接交流电压最大250V,交流电流最大10A，直流电压最大30V,直流电流最大10A;采用8550三极管驱动，驱动能力强；工作电压5V；电源指示灯（绿色），二路继电器状态指示灯（红色）；VCC外接5V，GND外接GND，1N1-1N2是继电器的控制接口，接单片机IO口。图4.3继电器模块电路图4.3底板模块底板模块大致可以分为三种类型：CPU和内存相关的模块；外设、时钟和电源管理相关的模块；无线电相关的模块。4.3.1 CPU和内存CC253x设备系列使用的是一个单周期的8051兼容内核。它有三个不同的存储器访问总线，分别是SFR、DATA和CODE/XDATA，以单周期访问SFR、DATA和主SRAM。它还包括一个调试接口和一个18位的输入的扩展中断单元。中断控制器提供了18个中断源，分为六个中断组，每组与四个中断优先级相关。当设备从空闲模式回到活动模式，也会发出一个中断服务请求。一些中断还可以从睡眠模式唤醒设备。内存仲裁器位于系统中心，因为它通过SFR总线，把CPU和DMA控制器和物理存储器和所有外设连接在一起。内存仲裁器有四个存取访问点，访问每一个可以映射到三个物理存储器之一：一个8-KBSRAM、一个闪存存储器和一个XREG/SFR寄存器。它负责执行仲裁，并确定同时到同一个物理存储器的内存访问的顺序。8-KBSRAM映射到DATA存储空间和XDATA存储空间的一部分。8-KBSRAM是一个超低功耗的SRAM，当数字部分掉电时能够保留自己的内容。这对于低功耗应用是一个很重要的功能。32/64/128/256KB闪存块为设备提供了内电路可编程的非易失性程序存储器，映射到CODE和XDATA存储空间。除了保存程序代码和常量，非易失性程序存储器允许应用程序保存必须保留的数据，这样在设备重新启动之后可以使用这些数据。使用这个功能，例如可以利用已经保存的网络具体数据，就不需要经过完整的启动、网络寻找和加入过程。4.3.2 时钟和电源管理数字内核和外设由一个1.8V低差稳压器供电。另外CC253x包括一个电源管理功能，可以实现使用不同供电模式的长电池寿命的低功耗应用运行。有五种不同的复位源来复位设备。4.3.3 外设CC2530包括许多不同的外设，允许应用程序设计者开发先进的应用。调试接口执行一个专有的两线串行接口，用于内电路调试。通过这个调试接口，可以执行整个闪存存储器的擦除、控制使能哪个振荡器、停止和开始执行用户程序、执行8051内核提供的指令、设置代码断点，以及内核中全部指令的单步调试。使用这些技术，可以很好地执行内电路的调试和外部闪存的编程。设备含有闪存存储器以存储程序代码。闪存存储器可通过用户软件和调试接口编程。闪存控制器处理写入和擦除嵌入式闪存存储器。闪存控制器允许页面擦除和4字节编程。I/O控制器负责所有通用I/O引脚。CPU可以配置外设模块是否控制某个引脚或它们是否受软件控制，如果是的话，每个引脚配置为一个输入还是输出，是否连接衬垫里的一个上拉或下拉电阻。CPU中断可以分别在每个引脚上使能。每个连接到I/O引脚的外设可以在两个不同的I/O引脚位置之间选择，以确保在不同应用程序中的灵活性。系统可以使用一个多功能的五通道DMA控制器，使用XDATA存储空间访问存储器，因此能够访问所有物理存储器。每个通道（触发器、优先级、传输模式、寻址模式、源和目标指针和传输计数）用DMA描述符在存储器任何地方配置。许多硬件外设（AES内核、闪存控制器、USART、定时器、ADC接口）通过使用DMA控制器在SFR或XREG地址和闪存/SRAM之间进行数据传输，获得高效率操作。定时器1是一个16位定时器，具有定时器/计数器/PWM功能。它有一个可编程的分频器，一个16位周期值，和五个各自可编程的计数器/捕获通道，每个都有一个16位比较值。每个计数器/捕获通道可以用作一个PWM输出或捕获输入信号边沿的时序。它还可以配置在IR产生模式，计算定时器3周期，输出和定时器3的输出相与，用最小的CPU互动产生调制的消费型IR信号。定时器2是专门为支持IEEE802.15.4MAC或软件中其他时槽的协议设计。定时器有一个可配置的定时器周期和一个8位溢出计数器，可以用于保持跟踪已经经过的周期数。一个16位捕获寄存器也用于记录收到/发送一个帧开始界定符的精确时间，或传输结束的精确时间，还有一个16位输出比较寄存器可以在具体时间产生不同的选通命令到无线模块。定时器3和定时器4是8位定时器，具有定时器/计数器/PWM功能。它们有一个可编程的分频器，一个8位的周期值，一个可编程的计数器通道，具有一个8位的比较值。每个计数器通道可以用作一个PWM输出。睡眠定时器是一个超低功耗的定时器，计算32-kHz晶振或32-kHzRC振荡器的周期。睡眠定时器在除了供电模式3的所有工作模式下不断运行。这一定时器的典型应用是作为实时计数器，或作为一个唤醒定时器跳出供电模式1或2。ADC支持7到12位的分辨率，分别在30kHz或4kHz的带宽。DC和音频转换可以使用高达八个输入通道（端口0）。输入可以选择作为单端或差分。参考电压可以是内部电压、AVDD或是一个单端或差分外部信号。ADC还有一个温度传感输入通道。ADC可以自动执行定期抽样或转换通道序列的程序。随机数发生器使用一个16位LFSR来产生伪随机数，这可以被CPU读取或由选通命令处理器直接使用。例如随机数可以用作产生随机密钥，用于安全。AES协处理器允许用户使用带有128位密钥的AES算法加密和解密数据。这一内核能够支持IEEE802.15.4MAC安全、ZigBee网络层和应用层要求的AES操作。一个内置的看门狗定时器允许设备在固件挂起的情况下复位自身。当看门狗定时器由软件使能，它必须定期清除；否则，当它超时它就复位设备。或者它可以配置用作一个通用32-kHz定时器。USART0和USART1每个被配置为一个SPI主/从或一个UART。它们为RX和TX提供了双缓冲，以及硬件流控制，因此非常适合于高吞吐量的全双工应用。每个都有自己的高精度波特率发生器，因此可以使普通定时器空闲出来用作其他用途。USB2.0全速控制器有5个端点，1KBFIFORAM的双缓冲。4.3.4 无线电CC253x设备系列提供了一个IEEE802.15.4兼容无线收发器。RF内核控制模拟无线模块。另外，它提供了MCU和无线设备之间的一个接口，这使得可以发出命令、读取状态、自动操作和确定无线设备事件的顺序。无线设备还包括一个数据包过滤和地址识别模块。4.4主要硬件驱动程序4.4.1电脑控制开关模块下位机程序电脑端的下位机程序控制是通过中断方式实现的。主要包括端口控制的设置，初始化设置，中断的响应，串口初始化设置几部分组成。通过接受上位机发送的命令实现相应的电灯的控制。主要程序代码分析如下：#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define LED1 P1_0 /定义控制灯的端口#define LED2 P1_1#define LED3 P1_4void initUART0(void); /函数声明uchar Recdata3=000; /定义变量uchar RXTXflag = 1;uchar temp;uint datanumber = 0;uint stringlen;void initUART0(void) /串口初始化设置 CLKCONCMD &= 0x40; /设置系统时钟源为32MHZ晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); /等待晶振稳定 CLKCONCMD &= 0x47; /设置系统主时钟频率为32MHZ PERCFG = 0x00; /位置P0口 P0SEL = 0x3c;/P0用作串口 P2DIR &= 0XC0; /P0优先作为UART0 U0CSR |= 0x80; /串口设置为UART方式 U0GCR |= 11; U0BAUD |= 216;/波特率设为115200 UTX0IF = 1; /UART0 TX中断标志初始置位1 U0CSR |= 0X40;/允许接收 IEN0 |= 0x84; /开总中断，接收中断 void Init_LED_IO(void) /初始化I/O口 P1DIR = 0x13; LED1 = 1; LED3 = 1; LED2 = 1; /灭LEDvoid main(void) uchar i; Init_LED_IO(); initUART0();while(1) if(RXTXflag = 1)/接收状态 if( temp != 0) if(temp!=#)&(datanumber3) Recdatadatanumber+ = temp; else RXTXflag = 3; /进入改变小灯的程序 /if(datanumber = 3) RXTXflag = 3; temp = 0; if(RXTXflag = 3) if(Recdata0=R) if(Recdata1=0)LED1 = 1; else LED1 = 0; if(Recdata0=Y) if(Recdata1=0)LED3 = 1; else LED3 = 0; if(Recdata0=G) if(Recdata1=0)LED2 = 1; else LED2 = 0; if(Recdata0=A) if(Recdata1=0) LED1 = 1; LED3 = 1; LED2 = 1; / A0# 关所有LED else LED1 = 0; LED3 = 0; LED2 = 0; / A1# 开所有LED RXTXflag = 1; for(i=0;i3;i+)Recdatai= ; datanumber = 0; #pragma vector = URX0_VECTOR _interrupt void UART0_ISR(void) URX0IF = 0; /清中断标志temp = U0DBUF; 4.4.2路灯模块下位机程序在连接好传感器跟底板的电路后，主要是光敏传感器的输入，单片机进行处理，然后输出决断信号控制继电器模块，进而控制电灯的亮与灭。主要代码如下：#include typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;#define Relay P0_6 /定义P0.6口为Relay控制端#define DATA_PIN P0_5 /定义P0.5口为传感器输入端void InitLed(void) P0DIR |= 0x40; /P0.6定义为输出口 void DelayMS(uint msec) /延时函数 uint i,j; for (i=0; imsec; i+) for (j=0; j535; j+);void main(void) P0DIR &= 0x20; /P0.5定义为输入口 InitLed(); /设置L1灯相应的IO口 while(1) /死循环 if(DATA_PIN = 1) /黑暗中时P0.5高电平,L1亮。 Relay= 1; DelayMS(1000); else Relay = 0; /检测到光线时P0.5为低电平L1灭 DelayMS(1000); 4.4.3走廊模块下位机程序走廊模块是使用了光敏跟人体红外传感器两个传感器，只有当处于黑暗且有人的时候电灯才会亮，传感器用来感知信息，单片机综合处理两个信息，然后发出决策命令，控制电灯的亮与灭。下面的是主要程序：#include typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;#define L1 P0_6 /定义P0.6口为L1控制端#define DATA_PIN P0_4 /定义P0.4口为人体红外传感器的输入端#define DATA_PIN1 P0_5 /定义p0_5口为光敏传感器输入端void