嵌入式计算机芯片在重力感应地毯中的应用.doc

商丘师范学院2014届本科毕业论文（设计）嵌入式计算机芯片在重力感应地毯中的应用引论到现在为止仍有很大一部分人不知道嵌入式的体制使用。有人从最基本的定义表明甚么是嵌入式体制，且不知说的是什么。所以应从各方面了解什么是嵌入式体制。在很多领域中嵌入式计算机体制被应用，尤其在电子器件中，但它很少被器件的主人所知道，其实在各种电子器件中都能找到类似嵌入式体系。今可用现实中的例子嵌入式的体制在生活中的使用来阐明其应用。1 课题介绍1.1 嵌入式体制在日常生活中的应用到现在为止还有很多人对嵌入式体制的使用不太懂得。有人从最基本的定义表明甚么是嵌入式体制，且不知说的是什么。所以应从各方面了解什么是嵌入式体制。嵌入式的体制颜色是一个计算机到另一个目标体制中在微型机体制期间，这也是从基础认清明白嵌入式体制。然而由于嵌入式的pc机编制要嵌入到其他目标体系中，进而完成是计算机自己可以完成适度，进而有，可以和大家都知道的计算机体制分，可以分技巧的述说和成长俩个方向。类似人一样功能的家居用品时采用了计算机技术和通讯的收集功效以及传感技能等等。再根据类似于咱人类身体结构工程的样式，大家把各种各样的电子元件很好很有契机的连在一起，再经过嵌入体制网的吸引进行人性化的控制和管教。咱们所用的生活用品愈来愈多，愈来愈完美，愈来愈让大人小孩喜欢，且种类多的同时功能丝毫不减，只多不少。是为什么呢？由于电子、传感以及无线网技能的一直不断的发展和人们生活品味的进步。如今在我们生活中最常用的电子产品就有很多很多种，对于这么多生活智能化适度运用已经必不可少，必然要不断地发展扩大。技术的发展让我们大家把总线的速度无限的扩大，还有里面的存储无穷大的扩大。 然而不过嵌入式的计算机体制是为了让目标更人性化的原理。在七就是技术成长好目的好奇，和与目的仅仅连体质有关的密切相关的嵌入系统的人性的功效，管制其他的能力与控制其他同样的可靠性。嵌入式体制是计算机的一个独立的单芯片。它即引领了原本体制的电子厂家与和专家，又接下该嵌入性体制源自于计算机范围，扛起了把嵌入式体制发扬光大的任务与使命，迅速的吧一些古老的类似与人性的垫子体制发展电子系统。在咱中国地界嵌入体制一直都是以嵌入式体制的使用为主旨，而软硬件都可以的思想是以计算机基础为最基础的。微处理器、处围硬件的装配、嵌入编制以及用户自身使用流程是嵌入式的四个结构构成，以便完成其设备中的把制、看管与整理。我们对嵌入式体制的众多不理解和众多想不通都是因为我们不了解其体制的历史和成长，所以我们应该从最基本的，最古老传统的，多方面的考虑理解该体制的历史与以后的路。1.2 嵌入式系统的定义“专用的计算机体制是嵌入到对象编制中”是嵌入式的基本定义。嵌入式体制的三个最主要条件是“嵌入式的”、“专用的”、以及“计算机体制的”。主机的体制就是嵌入式目标体制。嵌入式体制一般是一个关于知识很精密，技能精密的投资体制，强度高，分散性大，不断改革。体现当今的先进水平。 嵌入式体制的运用及pc机差别，体制是专为区别使用流程的差别的。嵌入式体制功效单一、简便，在兼容性方面的条件低，但花钱又较多。 说它仍是一个计算机类的，但工作的条件不太同。1.3 嵌入式系统的特点不一样的嵌入式体制它本身的的特色都会有所不一样。与“嵌入性”的相干特色：这是由于其“嵌入性”的相干特色是嵌入到另一个目标体制当中，所以必须使其达到目标体会的要求，就像自然环境、周围环境、以及最重要的不可或缺的本钱这些条件。 “相关特点专用”：相关特点是减少软件和硬件；为达到软件和硬件中的在最低条件要求等。与“计算机系统”的相干特性：能配合目标体制的计算机条件的体制才是嵌入式体制。有两个不一样的回波，该计算机务必是装备与目标对象互溶的电路接口。嵌入式体制不可与嵌入式装配相混。嵌入式装备是指其内部有嵌入式体制的物品，就像日常生活种所见的家里用的用电的家居、大表、远程控制、电脑、类似与人类功能的机器人等。嵌入式系统的重要特征： 1系统内核小。因其嵌入式体制一般在很小很小的电子元件中使用所以系统内核小，因其体积有限，继而内核就愈来愈小。 2专用性强。嵌入式体制的专用性是很高程度特色的各种软硬件，在此方面是很准确的。一般情况下的地点体质的移转，就是在同一个物品品牌、同一物品系列的产物中也是很有必要依据体制硬件的改变和增减不定进行修正于此同时，在不同的义务观念上，也每每需要保持一定较大的体质改变，流程编译、下载和体制目标集成一体，该改变与一般情况下的软件的“提高”改变完完全全是俩个意思。 3系统精简。嵌入式体制在日常生活中所木有的体制软件和硬件的区别是系统精简，所以不求很麻烦的完成功能规划，简简单单就好。减少了体制的成本，保证了其安全。采用IC 采用应广科技有限公司的PMC271CS08 ，涉及到的原件有：特制压敏电阻，104瓷片电容，贴片电阻，发光二极管，光敏电阻。 4嵌入式体制的功能及时高效是其最基本的条件。而且保证其软件请求条件的原有固态使其达到速率的提高；达到高要求且达到很高的可靠性是软件代码。 5不可以之间在一个芯片上编译运行是嵌入式的体制自身的使用流程；可是又为了能使其调剂合理，多种任务、使用体制资源、体制的函数以及大家库函数的托词，用户自己务必可以自行选择装配RTOS建设平台，如此以来才可以保持流程在实行时的及时和可靠性，不仅降低了开发的时间，且确保了软件质量。 6嵌入式的体制建设物品及开发的情况。因自身不具备自我提升建设的能力，因此计划完成后，用户仍是不克不及的对流程功效进行校正，所以要有一套全新开发东西和情况才可进行开发，建设时每每分有主机方面和方向机方面的观念，主机用来流程开发建设的，目标机行为有用来完成实行机的，开发建设时是必要瓜代联系的，该系统采用IC 采用应广科技有限公司的PMC271CS08 ，涉及到的原件有：特制压敏电阻，104瓷片电容，贴片电阻，发光二极管，光敏电阻。1.4 嵌入式系统的种类嵌入式体制有配置级、板级以及芯片级三种按外貌分。(1) 嵌入式系统的硬件 从硬件方面说，嵌入式体制的重要部件是嵌入式的处理器。 体积小一点、性能高一点、功耗小一点是现如今嵌入式微处理器的主要发展方向。专业分工也愈来愈明显，像ARM、MIPS等的专业供应商，他们供应优秀高性能的嵌入式微处理器的内核，半导体的制造商产生于芯片领域的使用流程。 嵌入式的微办理控制器、嵌入式、嵌入式DSP处理器(数字信号， DSP)和嵌入式片上体制为4种嵌入式的办理器。(2) 嵌入式系统的软件 嵌入式的编制和使用软件构成嵌入式体制。编制是连接计算机硬件与使用应用流程俩个部分的。 编制有两个基本功能：使计算机硬件便于利用；高明先进的行为构照和准确无误的使用计算机的资本。 现有及时的体制和分时的体制俩大种类的嵌入式体系的软件。 准确指的及时性编译是为了支援实时节制工作。 在使用和服从先进的计算机体制中，最重要的就是要经过调节任务来满足各种各样紧要事情确保在确定的时间内做出准确无误的回复。2嵌入式系统的主要应用在计算机系统中嵌入式是一种特殊的存在，是定义的延伸，是达到体制满意度指标体系所要求使用的电脑。其技巧具有十分开阔的前景，这一部分应用流程，可以集中大把精力在把制中的使用。远程的加点控制，冲出来建筑处理的嵌入式TCP/IP体制的支持，日常生活产品也要发张和乡土，各自的厂商做。特制压敏电阻，104瓷片电容，贴片电阻，发光二极管，光敏电阻。相类似的原理，用于汇集长途适度的合同也要和嵌入式的体制配合成对应的接口，再由嵌入式体制经过一系列汇集完成把制。在我们身边日常的家电行业又是嵌入式的另一个很大的行业部位，就如我国以前我们经常看到电视，夏天用的电箱，虽然这也有是嵌有处理器，单该类处理器仅仅是在节制中使用。而现如今只需要按钮和开关的电器还远远不克不及完成人们的平常需求，现需要不仅有用户界面，而且能长途把制，智能化的处理的电子器件。到我们身边。嵌入体制和目标体制是紧紧相关的，其中最首要技术的成长方针是完成嵌入式使用的条件，不息扩大目标的体制所要完成的外围的电路，可够成完成对象体制所要求的使用体制。是一种特殊的计算机系统，是定义的扩展，系统满意度指标体系所要求使用的电脑。响应时间：是及时体制从识别出一个外围的事件到给出所响应的时间；在储藏期间是有用的：等待时间所用的数据是这一期间的有效的数据；吞吐量：在给定的时间内，体制可以办理的事件总量，吞吐量继而比平均相应时段的倒数要小一点。软及时体制、及时体制和强及时体制是及时体制的3种依据相应周期而分。不强的及时体制在计划时的方向是各个使命完成运转的速度愈快愈得好，但木有严厉规定哪一个一任务务必在什么时间内完成，不强体制更多的是注意的流程运行成果是否准确，以及体制是否安全功效等其余方面，对其任务完成时间的条件相对于来说比较宽裕，日常中反映的期间能够是数十秒或更长。从软件方面，根据操作系统的类型。现如今有重要的俩大类嵌入式体制：及时体系和分时体系。硬及时体制和不硬及时体制是及时体制的两种。嵌入式及时体制的设计规划来完成其某个特定的功能，可能够执行功效的严格的时间序列。最大的特点就是程序的执行很确定。在体制中，体制被称为硬及时体制是因为体制没有在正确的时间内完成任务，导致体制的全部曲折。在软及时体制里，而其响应的时间也很是重要的，但加班是不会引起很要命的错误的。在硬件上硬及时体制是要全天特意用的时期以及优先级办理的把制的芯片，然而在软件部分经过编程来完成时限的受理是软件及时体制。3 嵌入式体制的现状和发展趋势经过广大的嵌入式的产品和数字化时期的完美未来是信息时期的成长机遇，嵌入式体制与目标体制是紧紧相连接的，其重要的技术成长目的是为了完成嵌入式使用条件，是以，嵌入式体制行为是一个专用的计算机体制。在嵌入式体制中，一种特殊的电脑体制，或计算机的生长断层体制。都是一种特殊的计算机体制，可从定义扩展到某一个对象体制，体制完成所使用条件的计算机。同时新的机会给嵌入式的出产厂商，从中咱们还能够看出嵌入式体制的几大成长势头：、嵌入式体制厂商建立嵌入不仅要完成嵌入式体制软件和硬件本身，也要给出一个硬件开发系统工程支持的工具盒软件。、为了日常产品单一的功效的设计类似座机、手机、电饭煲等效果不再单一乏味，布局就会加倍的繁杂。导致网络环境下的信息是由技能的熟练、麻利的提高不断地提高。、网络互联成为必然趋势，未来嵌入式装备在硬件上的要求愈来愈高。、精简体制的内核和精简体制的算法，精简体制的低落功耗以及精简体制的硬件本钱。4 人体重力感应发光地毯该产品是用来介绍嵌入式的体制在咱们日常生活中方便便捷提供人类各种方便的最明显的应用例子。4.1.功能说明1.产品为地毯夜灯，放在地毯下，晚上踩在上面，自动点亮，不用开房里的主照明灯，人走开1530秒会自动关。2.发光体3粒超高亮的白光LED，灯光平行地板，晚上也不会刺眼。3.具有环境光线识别功能，在光线暗的环境下灯才会点亮。4.2 产品控制板图片4.3 产品图片5 系统原理设计5.1 IC工具及应用信息该系统采用IC 采用应广科技有限公司的PMC271CS08 ，涉及到的原件有：特制压敏电阻，104瓷片电容，贴片电阻，发光二极管，光敏电阻。编译工具：FPPA IDE仿真器：PDS-IIS画图工具：Altium Designed Summer 095.2 系统原理图5.2.1 原理图解析电源脚IO接1 PIN和8 PIN，IC的4 PIN用来连接重力感应按键，IC的5 PIN用于输出LED控制，IC的6 PIN 用于光敏检测，2 PIN 3PIN 和7 PIN不用，LED灯需要用一个三极管S8050电流放大，显示效果更大一些。5.2.2 原理图事例上图中 VCC 是电源正极的意思，三条长度不同红线的是电源负极的意思和是一样的，GND只是一种标签，指示出是电源负极的意思。图中C2 是在电路中，是具有滤波效果的电容器。连在电源之间正极和负极。图中SW1 是地毯下面的重力感应开关，连在IC芯片和电源负极之间，中间有个电阻是降压的，把电压降低一点。图中是一个光敏二极管，连接在IC芯片和电源负极之间，旁边有一个1M欧姆的电阻，用于上拉电压，为了容易检测光敏。图中 是一个三极管，用于放大电流的，连接在IC芯片，电源负极和LED灯上。图中 是地毯下面的三个LED灯，分别布置在地毯的三边，LED灯接在三极管和电源正极之间，中间接了一个10欧姆的电阻，起到一点的分压作用。5.3 IC系统总纲5.3.1 系统总纲第一、从主函数 void FPPA0(void) 开始执行第二、设置IC的时钟、工作电压和低电压检测第三、一些参数是初始化的体制（类似IO口初始化，定时器的初始化以及数据的初始化等）需要用的第四、无线循环功能函数，包括检测光线模块函数、检测压力按键模块函数和睡眠唤醒模块函数5.3.2 代码阅览voidFPPA0 (void).ADJUST_ICSYSCLK=IHRC/2, IHRC=16MHz, VDD=4.5V, Bandgap=Off/Insert Initial Code/CLKMD.En_WatchDog = 0; /开启看门狗IO_Init();Data_Init();Timer_Init();FPPEN=0X01;f_short_on = 0;LED_OUT = OFF;while (1)Check_Light_Led();CheckTime();/唤醒ICWakeUpIC();5.4 IC系统架构该系统包括几大模块：5.4.1 定时模块 该模块是通过IC内部的定时器来进行基准的定时和各功能之间的时间计量。5.4.2 输出模块这类用来控制外部LED灯亮灭的交换机端口是集成电路通。5.4.3 压敏电阻AD模块此模块通过IC端口的特定端口，检测压敏电阻的高低电平进行是否有人经过的判断，如果有人经过，压敏电阻阻值减小，通过IC的内部的AD检测，可判断出地毯上是否有人踩下。5.4.4 光敏感应AD模块此模块通过IC端口的特定端口，检测光敏电阻的阻值大小进行判断出光线的亮度，如：白天情况下，光线较强，阻值较小，光线暗下时，阻值较大，通过IC内部AD判断光线强度，进而判断出白天和黑夜的各个时间段。5.5 部分相关代码5.5.1 定时模块代码/检测时钟函数void ChkTimer(void)if (f_t16_4ms)f_t16_4ms = 0;f_key_t = 1;t16_100ms_cnt +;if (t16_100ms_cnt = 25)t16_100ms_cnt = 0;f_t16_100ms = 1;t16_500ms_cnt +;if (t16_500ms_cnt = 5)t16_500ms_cnt = 0;f_t16_500ms = 1;if (f_out)t_led_cnt+;if (t_led_cnt = 120)t_led_cnt = 0;f_out = 0;elset_led_cnt = 0;5.5.2 输出模块代码 /输出函数void OUT(void)if(f_out)LED = ON