远程家电控制系统设计样本

家电控制系统设计摘要随着生活水平不断提高，人们但愿有一种自动化、智能化限度高控制系统对所有家用电器能实行远程控制。本文简介了一种基于PSTN(PublicSwitchedTelephoneNetwork，公众电话网)实现对家用电器远程控制，通过电话可以随时随处控制各种家用电器开关和各种设定，诸如将空调提前升降温、电热水器提前预热等，应用前景相称广泛。本文简介了一种以单片机AT89C51为主控制器和双音多频解码电路芯片FM9270为核心，通过电话线路实现对家用电器远程、多路智能控制系统。该系统实用、功能灵活多样，可以对被遥控对象状态进行查询以及控制，可以广泛地应用于家用电器或者其她场合各种控制设备。系统重要由主控制器、振铃检测与模仿摘机电路、DTMF解码电路、语音提示电路、集中控制器等构成。基于PSTN实现对家用电器远程控制与常规遥控方式，如无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等相比，显示出一定优越性，不需进行专门布线，不占用无线电频率资源，避免了电磁污染。同步，由于电话线路各地联网，可以充分运用既有电话网，因而遥控距离可跨省市，甚至跨越国家。核心词AT89C51；ISD1420；FM9270；PSTN；远程控制HomeApplianceControlSystemAbstractThetextintroduceasortofcontrolsystemthatuseAT89C51singlechipactasmaincontrollerandusebothsound-manyfrequencydecodecircuitCMOSchipFM9270actascore，throughtelephonelinecarryoutfamilyequipment’slong-distancemany-wayintelligentcontrol.Thissystemissopracticalandthefunctionissoagilityandmultiplicity，thatcandemandandcontrolthestateofthecontrolledobject，canwidelyapplianceinfamilyequipmentorotherspatialallkindsofcontrolequipment.Thesystemmostlymakeupofmaincontroller，checkshakebellandsimulatecircuit，DTMFdecodecircuit，soundclewcircuit，concentratecontroller.Alongwiththeimprovementofthestandardofliving，peoplewanttohaveahighautomaticandintelligentcontrolsystemthatcancontrolallthefamilyequipmentthroughlong-distance.ThetextintroduceasortofcontrolsystemthatbasedonPSTNandcancontrolallthefamilyequipmentthroughlong-distance，throughtelephonecancontroltheswitchandsetupofallthefamilyequipmentatanymomentandeverywhere，suchasriseordropthetemperatureoftheair-conditionaheadofschedule，warm-uptheelectronicwaterheateraheadofschedule，andsoon.It’sapplianceforegroundofthesystemquiteabroad.BasedonPSTNcarryoutlong-distancecontrolfamilyequipmentshowdefinitelyadvantagecomparewithwirelesstelephonecontrolhave-wiretelephonecontrol，infraredrayandultrasonictelephonecontrolandsoon.Itdon’tneedputupspecialline，don’tengrosswirelessfrequencyresourceandavoidelectromagnetismpollution.Atthesametime，thankstothelineineverywherejoinedthenet，itcanmakethebestoftheexistingtelephonenetwork，sothatthedistanceofwirelesscontrolcanspanprovinceandcityandcanspancountryindeed.KeywordsAT89C51；ISD1420；FM9270；PSTN；Long-distancecontrol目录7704摘要 I5078Abstract II928第1章绪论 1168021.1课题背景 177251.2国内外发呈现状 1186341.3论文研究内容 215462第2章总体设计 3109232.1系统总体框图 3231032.2单片机简介 469852.3硬件模块 6276542.4软件模块 6298722.5本章小结 71732第3章硬件电路设计 8138913.1电源电路设计 8309163.2单片机AT89S51 8306433.2.1单片机AT89S51资料 8151703.2.2AT89S51单片机电路 12134233.3下载线电路 13119133.3.1ISP简介 13153063.3.274HC373简介 13235623.3.3ISP下载线电路 14131063.4振铃检测电路 1456863.5模仿摘机电路 16171873.6DPMF解码电路 17194903.6.1DTMF简介 1732663.6.2双音多频译码器MT8870 17223283.6.3本文DTMF解码电路 19136373.7控制电器和控制接口 20316193.8调试 20321393.9本章小结 2122365第4章系统软件设计 22203764.1主控程序设计 2296044.2系统软件设计 23145464.3本章小结 243301结论 2516168道谢 2621399参照文献 2712440附录A 2814045附录B 3218342附录C 3530771附录D 36绪论1.1课题背景21世纪是信息时代，各种电信新技术推动了人类文明进步。自从1876年，AlexanderGrahamBell(贝尔)创造电话以来，世界各国电话网络发展非常迅速。进十年来，中华人民共和国固定电话业务呈现出举世瞩目迅速增长。1997年8月局用电话互换机总容量突破1亿门，网络规模跃居世界第二位，7月固定电话顾客总数突破2亿户[1]。随着通讯产业发展，电话机已经走进了千家万户；随着当代科学技术发展，运用电话机进行远程控制技术也日益用于生活中。当代电话网络是由互换机和电话传播线共同构成，它性能已有了很大进展，并且可靠性非常高。遥控技术是通过一定手段对被控物体实行一定距离控制，惯用方式有无线电遥控、有线遥控、红外线和超声波遥控等。无线电遥控既是运用无线电信号对被控物体实行远距离控制。无线电遥控不可避免须占用一定无线电频率资源，导致电磁污染；常规有线遥控需进行专门布线，增长了投入；而红外线、超声波遥控则受距离所限。既有遥控方式中，尚有载波通信控制手段和基于无线寻呼遥控方式。载波方式即通过电力线传递信息，该方式只能局限于同一变电所、同一变压器所辖范畴内。因而也存在距离问题，应用范畴有限。基于无线寻呼遥控方式运用了既有寻呼频率资源，不需占用额外频谱。并且，随着寻呼网全国联网，其遥控距离基本不受限制。但该方式受控方动作滞后于控制方操作，不具备实时性，并且不具备很高可靠性。本文简介了一种电话远程控制技术。该系统用于具备单片机控制家用电器电话遥控，顾客可通过任意一部双音多频电话(涉及手机，电话分机)对自己家庭安装各种电器(如空调，微波炉，热水器等)进行开机，停机等操作。作品为突出电话遥控信息反馈功能，并使产品达到非常高性价比。故未对电话装置其她功能进行进一步扩展，并且所有使用集成电路和其他元器件都尽量选取高性价比。在该作品基本上进行了功能扩展是很以便。譬如:使用语音芯片作为信号音反馈，提高本作品实用性(本次为了保证整体电路经济性，因此并未使用昂贵语音芯片)。加上留言电路，主人不在家时客人留言。运用遥控方式可使主人很以便地在异地提取留言信息；在各路终端上接上传感器即可实现对环境声响监听；接上自动拨码电路可定期将预定信息转至主人传呼机或特定电话，从而达到定期提示主人目。本作品还可以应用于工厂公司自动化控制等领域。1.2国内外发呈现状在国外，自从第一幢智能建筑在美国浮现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达国家先后提出了各种智能家居方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都得到了广泛应用。许多计算机、通信、家电行业巨人都结识到智能信息家电巨大市场潜力，纷纷进入这个领域。Cisco、Inter、Nortel、Motorola、Lucent、3Com、IBM、Ericsson和松下等公司都已经开始建立智能信息家电和智能家居公司[2]。中华人民共和国当前已经成为世界上家电生产和出口大国，国内老式家电市场日趋饱和，对外出口家电也急需升级换代，中华人民共和国重要家电生产商在老式家电降价“大比拼”同步，开始了数字化家电研究开发角逐。然而，当前信息家电发展并不乐观。一方面是价格问题。信息家电必要迈过价格这道门槛，才干为更多家庭所接受。另一方面与否实用。消费者不会在乎你用是什么样技术，而只会在乎你产品与否有用，与否好用。近几年，随着经济日益腾飞，人们对生活水平规定也越来越高，“智能家居”这个概念已经逐渐被大众接受。某些对科技发展动向和市场趋势敏感科研机构和有实力公司，已经看到这个市场辽阔前景，意识到这是一种难得机遇，开始或已经研究和开发有关系统和产品，并作了先期布置和规划。家电远程控制系统是智能家居系统重要构成和支持某些，代表家庭智能化发展方向[3]。1.3论文研究内容本文简介了一种基于AT89S51单片机家用电器电话遥控装置，该装置使用既有电话线来传送遥控命令，运用普通电话机作为遥控命令生成和发送装置，咱们只要装置接受端电路，把它接在既有电话线路中，那么就可以在任何地方，任何一部电话机上实行对该受控装置遥控操作，从而实现对家用电器远程控制。该系统重要实现如下某些功能：铃流检测自动摘机密码验证语音提示信号解码控制家电第2章总体设计设计此系统必要具备如下单元功能模块：铃音检测、计数；自动摘挂机；密码校验；语音提示；双音频信号解码；控制电器开关；2.1系统总体框图当需要遥控家用电器时，拨打相应电话号码，振铃检测电路检测铃流信号，如果有人接听电话或振铃次数少于6次，对程控电话使用不导致影响，当振铃次数达到6次后(次数可以通过软件任意设定)，单片机启动语音提示电路发出提示音，询问与否进入家电控制模式，按“0”键否，挂机退出，按“1”键是，摘挂机电路自动摘机进入控制状态并将摘机信号输入到单片机中，单片机接受到摘机信号后，启动语音提示电路发出提示音，提示操作者输入密码或是退出。输入密码经DTMF接受，转换成二进制数并与事先存储在单片机中密码比较，如果不相符，则语音提示密码错误，可再次重新输入，若三次密码错误则发提示音并自动挂机；如果密码相符则语音提示选取控制通道(按键1～8分别表达1～8号通道，分别控制8路电器)。通道选取后，按下“1”键表达启动该路电器，并有语音提示“该路电器已经启动”，按下“0”键表达关断该路电器，有提示音“该路电器已经关闭”，按下“＊”键则可挂机退出。若超时则自动挂机(时间可由软件设定)。图2-1系统总体设计框图2.2单片机简介本系统用核心控制单片机芯片型号是AT89C51。AT89S51是一种低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)可重复擦写1000次Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术制造，兼容原则MCS-51指令系统及80C51引脚构造，芯片内集成了通用8位中央解决器和ISPFlash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。管脚如图2-2所示。图2-2PDIP封装AT89S51管脚图引脚功能简介：VCC：电源电压输入端。GND：电源地。P0口：P0口为一种8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸取8TTL门电流。当P1口管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0可以用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址低八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必要被拉高。P1口：P1口是一种内部提供上拉电阻8位双向I/O口，P1口缓冲器能接受输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接受。P2口：P2口为一种内部上拉电阻8位双向I/O口，P2口缓冲器可接受，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因而作为输入时，P2口管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址高八位。在给出地址“1”时，它运用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器内容。P2口在FLASH编程和校验时接受高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻双向I/O口，可接受输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉缘故。P3口除了作为普通I/O口，尚有第二功能：P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2/INT0(外部中断0)P3.3/INT1(外部中断1)P3.4T0(T0定期器外部计数输入)P3.5T1(T1定期器外部计数输入)P3.6/WR(外部数据存储器写选通)P3.7/RD(外部数据存储器读选通)P3口同步为闪烁编程和编程校验接受某些控制信号。I/O口作为输入口时有两种工作方式，即所谓读端口与读引脚。读端口时事实上并不从外部读入数据，而是把端口锁存器内容读入到内部总线，通过某种运算或变换后再写回到端口锁存器。只有读端口时才真正地把外部数据读入到内部总线。89C51P0、P1、P2、P3口作为输入时都是准双向口。除了P1口外P0、P2、P3口都尚有其她功能。RST：复位输入端，高电平有效。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。ALE/PROG：地址锁存容许/编程脉冲信号端。当访问外部存储器时，地址锁存容许输出电平用于锁存地址低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。因而它可用作对外部输出脉冲或用于定期目。然而要注意是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一种ALE脉冲。如想禁止ALE输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令时ALE才起作用。此外，该引脚被略微拉高。如果微解决器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：外部程序存储器选通信号，低电平有效。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效/PSEN信号将不浮现。EA/VPP：外部程序存储器访问容许。当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH)，不论与否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。XTAL1：片内振荡器反相放大器和时钟发生器输入端。XTAL2：片内振荡器反相放大器输出端。2.3硬件模块本作品使用了大量硬件电路完毕某些功能模块，其目就是充分运用硬件电路可靠性、稳定性，使整体电路达到比较高稳定性，采用硬件电路实现某些功能，并且使用了大量抗干扰元器件，例如：光耦合器，去耦电容等，提高系统看干扰能力，从而是整个系统性能更可靠。自动摘机摘机电路可以通过继电器来完毕，使用继电器电路电路会简朴某些，但继电器也有某些弱点，如耗电大，重量和体积比较大，此外继电器很容易产生火花干扰，为理解决这些问题，本文采用了控制三极管通断方式来构成自动摘机电路，这样也比较经济实用。振铃检测当系统处在待机状态时，即没有振铃信号时，线路上供电电压为48V。若顾客被呼喊，电信局互换机向该顾客送来振铃信号，振铃信号为25±3伏正弦波，谐铃失真不不不大于10%，电压有效值90±15伏。振铃以5秒为周期，即1秒送，4秒断[4]。据此可使用电容进行耦合，然后用两个反向二极管交替导通，通过光电耦合器中光敏三极管通与断输出脉冲信号，脉冲信号直接输出至单片机中断计数器，完毕振铃检测和计数过程。双音频DTMF解码此某些是整个电路核心，它工作状况直接决定了电路可靠性。解码电路是将顾客所拨电话信号解码后送入单片机，然后由单片机实现对家用电器远程控制。本解码电路采用是加拿大公司生产一种集成度高、应用普遍通信类集成电路芯片MT8870，该芯片外围电路简朴、功耗小、抗干扰能力强，在解码方面有着无可比拟优势。控制某些电路本单元电路重要由批示灯电路和继电器控制电路构成。用8个发光二极管来代表家用电器批示电路工作，为了防止发光二极管被烧坏，在二极管与电源之间接了1k电阻。通过单片机控制多路继电器开关，进而达到控制家用电器目。2.4软件模块通过比较，决定使用AT89S51作为控制单片机芯片。系统软件重要功能如下。系统身份认证：功能为了保证只有合法顾客才干操作系统，电话远程控制系统上线后来，顾客必要输入密码，待系统确认后才具备对系统操作权限。顾客信令解释功能：对收到顾客信号，系统按照软件设定加以解释，并决定对语音提示电路寻址，播放相应系统提示音，实现顾客和电话远程控制系统间交互操作，或者对外部受控设备发出相应驱动信号。软件定期功能：系统软件设定系统自动复位软件定期器，定期器设立值规定了系统一次上线工作最大时间。若一次工作超时，系统自动离线，进入待机状态。振铃信号计数通过AT89S51外部中断实现此功能。密码检测在单片机中开辟一块内存空间存储预置密码，然后每输入一次密码，进行一次比较操作，直到输入密码与预置密码完全一致，才进行下步操作[5]。语音提示此某些通过单片机计数器控制其引脚电平高低来实现。控制某些通过向单片机指定单口写入高低电平来控制批示灯亮与灭和继电器开与关。2.5本章小结本章重要是对系统总体可行性设计进行了分析和核心控制芯片单片机AT89C51进行了简要简介。系统总体可行性设计涉及：硬件电路和软件模块，硬件电路分析重要是振铃检测电路、模仿摘机电路、双音解码电路、语音提示电路、控制某些电路等某些分析；软件模块分析涉及：初始化、信号音(流铃)计数、密码检测、信号分析解决。通过翻阅大量技术资料，对详细规定实现功能进行完整系统分析，本设计电话遥控系统设计基本符合实际状况，可以完毕设计任务所规定实现基本功能。第3章硬件电路设计3.1电源电路设计如图3-1所示电路为输出电压+5V、输出电流1.5A稳压电源。它是由电源变压器B、桥式整流电路VD1～VD4、电容C1、C2、C3、C4和一只固定式三端稳压器(LM7805)极为简捷以便地搭成。C2、C4作用是滤除掉线路上高频脉冲干扰，由于电解电容对高频电脉冲滤波效果较差，因而在电解电容C1和C3两端各并联了一种0.lF瓷片电容，瓷片电容高频滤波性能要比电解电容好得多，因而可弥补电解电容高频滤波较差局限性。三端稳压器是一种原则化、系列化通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷以便等特点成为当前稳压电源中应用最为广泛一种单片式集成稳压器件。LM7805稳压器输入、输出端电压差普通取3V-7V之间比较适当，如果输入、输出电压差过大，当电源电流较大时容易发热，因而使用时要加装散热片。220V交流市电通过电源变压器变换成交流低压，再通过桥式整流电路VD1～VD4和滤波电容C1整流和滤波，在固定式三端稳压器LM7805Vin和GND两端形成一种并不十分稳定直流电压(该电压经常会由于市电电压波动或负载变化等因素而发生变化)。此直流电压通过LM7805稳压和C3滤波便在稳压电源输出端产生了精度高、稳定性好直流输出电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路电源。图3-1电源电路图3.2单片机AT89S513.2.1单片机AT89S51资料AT89SXX系列单片机实现了ISP下载功能，故而取代了89CXX系列下载方式，也是由于这样，ATMEL公司已经停止生产89CXX系列单片机，当前市面上AT89CXX多是停产前库存产品。I/O口I/O口：4个口，32根单片机51系列共有四个8位双向并行I/O通道口，分别是P0、P1、P2、P3，各具备特殊电路构造，每位均有自己锁存器、输出驱动器和输入缓冲器。这种构造，在数据输出时可锁存，即输出新数据之前，通道口上原数据始终保持不变，但对输入信息是不锁存，因而从外部输入信息必要保持到取数指令执行完为止[6]。P0口简介P0口在访问外部存储器时，P0口既是一种真正双向数据总线口，又是从分时输出8位地址口。它涉及一种输出锁存器，两个三态缓冲器，一种输出驱动电路和一种输出控制电路P1口简介P1口是专门为顾客使用I/O口，是准双向口，P1口为8位准双向口，每一位均可单独定义为输入或输出口。在编程校验期间，用做输入低位字节地址。P1口可以驱动4个LSTTL负载。P2口简介P2口也是双向口。它是供系统扩展时输出高8位地址。如果没有系统扩展时，也可以作为顾客I/O口使用。P2口作为外部数据存储器或程序存储器地址总线高8位输出口AB8-AB15，P0口由ALE选通作为地址总线低8位输出口AB0-AB7。外部程序存储器由PSEN信号选通，数据存储器则由WR和RD读写信号选通，由于2=64k，因此89S51最大可外接64kB程序存储器和数据存储器P3口简介P3口是个双功能口，第一功能作通用I/O口，第二功能是作变异功能用，为适应引脚第二功能需要，增长了第二功能控制逻辑，在真正应用电路中，第二功能显得更为重要。由于第二功能信号有输入输出两种状况，咱们分别加以阐明。如表3-1所示。P3口输入输出及P3口锁存器、中断、定期/计数器、串行口和特殊功能寄存器关于，P3口第一功能和P1口同样可作为输入输出端口，同样具备字节操作和位操作两种方式，在位操作模式下，每一位均可定义为输入或输出。表3-1P3口第二功能端口引脚功能特性P3.0串行输入口(RXD)P3.1串行输出口(TXD)P3.2外中断0(INT0)P3.3外中断1(INT1)P3.4定期/计数器0外部输入口(T0)P3.5定期/计数器1外部输入口(T1)P3.6外部数据存储器写选通(WR)P3.7外部数据存储器读选通(RD)中断系统中断：程序执行过程中，容许外部或内部事件通过硬件打断程序执行，使其转向为解决内部事件中断服务程序中去；完毕中断服务程序后，CPU继续本来被打断程序，这样过程称为中断过程。中断源：能产生中断外部和内部事件。89S51有5个中断源：(1)INT0：外部中断0祈求，低电平有效。通过P3.2引脚输入。(2)INT1：外部中断1祈求，低电平有效。通过P3.3引脚输入。(3)T0：定期器/计数器0溢出中断祈求。(4)TI：定期器/计数器1溢出中断祈求。(5)TXD/RXD：串行口中断祈求。当串行口完毕一帧数据发送或接受时，便祈求中断。每一种中断源都相应一种中断祈求标志位，它们设立在特殊功能寄存器TCON和SCON中。当这些中断源祈求中断时，相应标志分别有TCON和SCON中相应位来锁存。389S51中断系统有如下4个特殊功能寄存器：(1)定期器控制寄存器TCON(用6位)；(2)串行口控制寄存器SCON(用2位)；(3)中断容许寄存器IE；(4)中断优先级寄存器IP。其中，TCON和SCON只有一某些用于中断控制。通过对以上各特殊功能寄存器各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能。中断响应过程及中断矢量地址中断解决过程可分为3个阶段：中断响应、中断解决和中断返回。89C51CPU在每个机器周期S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一种机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志。如查询到某个中断标志为1，则将在接下来机器周期S1期间按优先级进行中断解决。中断系统通过硬件自动将相应中断矢量地址装入PC，以便进入相应中断服务程序。表3-2既是各个中断源相应中断矢量地址。由于89S51系列单片机两个相邻中断源中断服务程序入口地址相距只有八个单元，普通中断服务程序是容纳不下，普通是在相应中断服务程序入口地址中放一条常跳转指令LJMP，这样就可以转到64KB任何可用区域了。中断服务程序从矢量地址开始执行，始终到返回指令RETI为止。RETI指令操作一方面告诉中断系统该中断服务程序已执行完毕，另一方面把本来压入堆栈保护断点地址从栈顶弹出，装入程序寄存器PC，使程序返回到被中断程序断点处继续执行。表3-2中断源及其相应矢量地址中断源中断矢量地址外部中断0()0003H定期器/计数器0(T0)000BH外部中断1()0013H定期器/计数器1(T1)001BH串行口中断(RI、TI)0023H在编写中断服务程序时应注意：(1)在中断矢量地址单元处存储一条无条件转移指令，使中断程序可灵活安排在64KB程序存储器任何空间。(2)在中断服务程序中，顾客应注意用软件保护现场，以免中断返回后丢失原寄存器、累加器中信息。(3)若要在执行当前中断程序时禁止更高优先级中断，则可先用软件关闭CPU中断或禁止某中断源中断，在中断返回前在开放中断。AT89S51优势性能强大AT89S51具备完整输入输出、控制端口、以及内部程序存储空间。与咱们普通意义上微机原理类似，可以通过外接A/D，D/A转换电路及运放芯片实现对传感器传送信息采集，且可以提供以点阵或LCD液晶及外接按键实现人机交互，能对内部众多I/O端口连接步进电机对外围设备进行精准操控，具备强大工控能力。易于学习AT89S51系列单片机编写程序基本流程。其语法构造与咱们惯用计算机C语言基本相似，不同之处在于增长了控制详细引脚工作语句和命令，相对于计算机C语言，单片机C语言更简洁和明确.可以控制每个引脚输入输出状态。其重要语句集中在例如：“ifelse”、“while”、“for”等循环与判断语句上，相比计算机C语言更简朴。有过计算机C语言学习经历通过一段时间熟悉就可以纯熟进行编程.使用AT89S51系列单片机编程，可以在没有实物单片机状况下在普通电脑上进行程序编写甚至是调试工作。普通工作中使用Keil公司开发51单片机编程软件进行编程，它采用当前流行开发环境，集编辑，编译和仿真于一体。在该软件上顾客可以编写汇编语言或C语言源程序，并运用该软件生成单片机能运营程序。价格低廉AT89S51芯片价格便宜，适合对大批量计量仪器进行规模化改造，其单片售价不超过5元。3.2.2AT89S51单片机电路本设计使用AT89S51单片机，第9脚为复位端，在该脚接一种10K电阻R12到地，以保证该脚在正常工作时为低电平0，同步，为了在加电时给该脚一种高电平复位脉冲，用一种10µF电解电容C4连接到电源Vcc，运用电容两端电压不能突变特性，加电后给第9脚施加一种短暂高电平脉冲，该脉冲宽度与电阻R12阻值、C4容量均关于，电阻R12越大，电容C4越大，加电后第9脚高电平脉冲就越宽；相反，如果R12越小，电容C4越小，加电后9脚高电平脉冲宽度也就越窄[7]。在电容C4两端还接有一种手动复位按钮ANI，为了避免按压按钮时电容C4两端电压通过按钮接点瞬间放电导致对按钮接点大电流冲击，为此在按钮支路中串入了一种100欧姆小电阻Rll，这样电容通过Rll放电时，就不会浮现瞬间大电流放电脉冲，因而可有效避免按钮接点氧化和接触不良现象。单片机电路图如图3-2所示。P2.0-P2.7接八路输出P1.1-1.3接解码输出P1.4电子开关P1.5-P1.7RST接并口下载电路P3.5接振铃检测电路P2.0-P2.7接八路输出P1.1-1.3接解码输出P1.4电子开关P1.5-P1.7RST接并口下载电路P3.5接振铃检测电路图3-2单片机电路图第18、19脚接12MHz石英晶体，在晶体两端各接一种30PF电容到地[8]，接电容目有三个:一是加快上电后起振速度；二是保证起振后可以持续平稳振荡，不至于浮现停振；三是可以通过变化两个电容容量，微调振荡频率。单片机第31脚和第40脚接电源Vcc，第20脚接地。单片机使用不到端口悬空。3.3下载线电路3.3.1ISP简介所谓“在系统可编程”(In-SystemProgrammability.缩写为ISP)，是指设计人员在自己设计电子系统中或电路板上为重构逻辑而对逻辑器件进行编程或重复编程能力。这种对电子系统中逻辑器件逻辑重构既可在系统成型之前，又可在系统成型过程中，甚至在系统成型之后。这与常规PLD先编程后装配至系统中过程有很大区别。采用ISP技术后，咱们可获得一种“软”硬件崭新概念：使得电子系统硬件设计变得象软件设计那样灵活而又有易于修改。硬件功能可以实时地加以修改，或按规定程序变化组态。这样便使新一代电子系统具备极强可扩展性以及设计资源可重复运用性，这样便扩展了器件用途。同步编短了系统调试周期，省掉了对器件单独编程环节和器件编程设备。从而给电子系统设计、制造和编程带来了极大以便。ISP下载线可对单片机进行烧写程序，为单片机应用提供了以便。3.3.274HC373简介74HC373为8数据锁存器。重要用于数码管、按键等等控制。高阻态就是输出既不是高电平，也不是低电平，而是高阻抗状态；在这种状态下，可以各种芯片并联输出；但是，这些芯片中只能有一种处在非高阻态状态，否则会将芯片烧毁；高阻态概念在RS232和RS422通讯中还可以用到。数据锁存当输入数据消失时，在芯片输出端，数据依然保持；这个概念在并行数据扩展中经常使用到。数据缓冲加强驱动能力。74LS244/74LS245/74LS373/74LS573都具备数据缓冲能力。OE：output_enable，输出使能；LE：latch_enable，数据锁存使能，latch是锁存意思；Dn：第n路输入数据；On：第n路输出数据；在实际应用时候是这样做：OE＝0；先将数据从单片机口线上输出到Dn；再将LE从0->1->0这时，你所需要输出数据就锁存在On上了，输入数据在变化也影响不到输出数据了；事实上，单片机当前在忙着干别事情，串行通信、扫描键盘，单片机资源有限。在单片机按照RAM方式进行并行数据扩展时，使用movx@dptr，A这条指令时，这些时序是由单片机来实现。背面表格中尚有需要时间参数，你不需要去管它，由于这些参数都是几十ns级别，对于单片机在12M下每个指令周期最小是1µs状况下，完全可以实现。3.3.3ISP下载线电路下载线及接口电路如图3-3所示，在此选用是并行下载线方案，使用重要器件是74HC373，可用免费共享单片机编程器“Easy51Prov2.0宇宙版”下载线专用软件，向电路板中89S51单片机烧录程序[9]。下载线电路图如图3-3所示。图3-3下载线电路3.4振铃检测电路振铃检测电路作用就是检测电话线上有无铃流信号，并将铃流信号状态传播给单片机，使单片机可以有效得实行家电远程控制。由于该系统并联于电话机两端，并且不能影响电话正常使用，因此规定系统在接到铃流信号后不能立即动作，只有在达到设定铃响次数后来，才默认家里无人，容许电路摘机应答。铃流信号未到达前，电话线路上存在大概48V直流电压。当有振铃信号时，电话线上铃流信号为(75±15)V、25Hz交流信号。其中直流电压为48V左右，交流电压为(25±15)V、25Hz正弦信号。铃流信号进入振铃检测电路后，一方面用高压电容C1进行隔直，电阻R1起限流作用。IC5是光电耦合器4N25，由砷化镓红外发光二极管和硅光电晶体管检测器光耦合构成，是一种发光二极管与光电晶体管面对面封装单回路，输入电信号加于发光二极管上，输出信号由光敏三极管取出。当没有铃流信号时，IC5内部光敏三极管不导通，A点电压为高电平VCC。当铃流信号到来时，信号有半周使二极管D导通形成回路，另半周使光电耦合器一侧发光二极管导通，因而有光照射二次侧光敏三级管，A点为低电平。恰当选用R1和C1值可以使光电耦合器一次侧导通电流足够大，则二次侧受光较强可以充分导通。Vcc通过R2与二次侧三极管集电极相连。综上可知，A点脉冲是随着铃流信号浮现而浮现，因而只要检测到A点有低电平脉冲浮现，就阐明线路上有铃流信号了，并且A点在单位时间内浮现脉冲个数就代表了振铃时间长短，因而通过累加A点脉冲个数就可以判断出振铃时间长短和铃响次数多少[10]。图3-4振铃检测电路3.5模仿摘机电路电路板和电话线之间应有一种电子开关存在，平时这个开关应当处在断开状态，以免导致电话线占线。当但愿远程遥控家中电器时，在若干次铃响后无人接听时，电子开关将电话线和实验板连接，使实验板可以实行控制功能[11]。电子开关由QD1、V1、V2等元件构成，图中Ll、L2两个点是和电话线连接。模仿摘机电路重要由单片机控制三极管开关来完毕。L1、L2上信号经QD1整流后，TP4这一点始终是正极。图中TP3这个点与单片机Pl.4口连接。当Pl.4为低电平0时，三极管V2由于没有基极偏置电压因而不能导通，即V2集电极没有电流通过，相称于开路，当V2集电极没有电流时，V1基极也就没有偏置电压和电流，因而Vl也不会导通，此时V1也处在开路状态。当P1.4为高电平时，TP3点有高电平直流电压，该电压就是三极管V2基极偏置电压，由于有了基极偏置电压，因而V2导通了，当V2集电极有电流时，V1基极也就有了偏置电流和电压，V1也就导通了，此时从QD1出来正电压通过Vl发射极和集电极后，再通过R5形成导通回路，并且将线路上信号在R5两端产生电压降，此时R5相称于电话线路负载电阻。由以上分析可见:当单片机通过P1.4口给TP3点施加一种高电平信号时，开关管V1导通，电路板接通线路上遥控信号，相称于电话机接通，从而实现自动摘机。平时P1.4为低电平，因而V1断开，相称于电路板与电话线之间断开了，起到了挂机效果。图3-5模仿摘机电路3.6DPMF解码电路3.6.1DTMF简介双音多频DTMF(DualToneMultiFrequency)，由高频群和低频群构成，高低频群各包括4个频率。一种高频信号和一种低频信号叠加构成一种组合信号，代表一种数字。DTMF信令有16个编码[12]。双音多频拨号键盘是4×4矩阵，每一行代表一种低频，每一列代表一种高频。每按一种键就发送一种高频和低频正弦信号组合，例如‘1’相称于697Hz和1209Hz。互换机可以解码这些频率组合并拟定所相应按键[14]。DTMF编解码器在编码时将击键或数字信息转换成双音信号并发送，解码时在收到DTMF信号中检测击键或数字信息存在性。一种DTMF信号由两个频率音频信号叠加构成。这两个音频信号频率来自两组预分派频率组：行频组、列频组。每一对这样音频信号唯一表达一种数字或符号。电话机中普通有16个按键，其中有10个数字键0～9和6个功能键*、#、A、B、C、D。国际上采用各种频率为697Hz、770Hz、852Hz、941Hz、1209Hz、1336Hz、1477Hz和1633Hz等8种[13]。用这8种频率可形成16种不同组合，从而代表16种不同数字或功能键，详细组合见表3-3。表3-3电话按键与频率相应表低频/Hz高频/Hz1209133614471633697123A770456B852789C941*0#D3.6.2双音多频译码器MT8870在这个电路中使用了一片供接受用MT8870型解码芯片。MT8870是MITEL公司生产DTMF接受器，是一种大规模CMOS集成电路，重要由滤波器、译码器和控制电路三某些构成[14]。其内部逻辑框图和引脚排列见图3-6。外部输入DTMF信号从-IN端进入运算放大器放大后，进入双音滤波器，双音滤波器是由2个6级开关电容构成高低通滤波器，它能有效地将DTMF信号中高频群和低频群区别开来，被区别开高、低频群，再通过各自滤波器及整形电路后送入译码电路[15]。译码电路由数字检测、编码转换和三态输出电路等几某些构成，数字检测电路采用对输入音频信号进行数字计数方式以拟定DTMF信号频率并检查与否与原则DTMF信号相一致，在此过程中，采用了一套复杂算法，对DTMF信号频率偏差提供一定容差范畴以提高抗干扰能力。输入DTMF信号被检测到后，经编码转换电路进行8-4-2-1编码后送入锁存器锁存。当输出控制端TOE为高电平时，DTMF信号所相应8-4-2-1编码即出当前Q4-Q1端。MT8870内有一系列控制电路，对接受工作经行控制和协调。图3-6MT8870内部逻辑框图与引脚排列该芯片重要特点为：功耗低；采用外接3.58MHZ晶振、外围元件少；音频接受持续时间典型值为40ms；接受信号增益可调；STD端输出信号批示Q1-Q4端数据已就绪，因而可作为中断申请或采样控制信号；输入阻抗高。下面是厂家推荐MT8870典型应用电路，电路图如图3-7所示[16]。图3-7MT8870典型应用电路从MT8870应用资料可以看出，该芯片共有18个引脚，只需要按照图中选用元件，并对的连接即可。输入DTMF信号通过C1、R1输入到-IN端，该端是运算放大器反向输入端，该放大器增益取决于反馈电阻R2和R1比值。放大器同相输入端+IN与VRef媏相连，由VRef提供VDD/2参照电压作为偏置电压，C2和R3构成外部定期电路以拟定芯片对输入信号反映时间。TOE端接VDD，表达数据可以输出到Q4-Q1端。STD端在芯片收到DTMF信号并经辨认后，在Q1-Q4送出2进制码时候变为高电平，因而该端信号可以作为“输出就绪”批示信息。表3-4电话按键与译码输出相应表数字OED4D3D2D11HLLLH2HLLHL3HLLHH4HLHLL5HLHLH6HLHHL7HLHHH8HHLLL9HHLLH0HHLHL*HHLHH#HHHLLAHHHLHBHHHHLCHHHHHDHLLLLANYLZZZZ3.6.3本文DTMF解码电路本文设计DTMF解码电路如图3-8所示。图3-8中，双音频信号输入点与图3-5中三极管V1集电极相连接，当电子开关接通时，电话线路上双音频信号通过V1后进入图3-8输入点，通过MT8870内部解决后来，从Q1、Q2、Q3、Q4端输出解码后状态数据。数据输出端Q1、Q2、Q3、Q4与单片机Pl.0、P1.l、Pl.2、P1.3相连，由单片机进行数据采集、判断和解决，最后实现对家电远程控制功能。此外，从MT8870STD端出来状态信号进入单片机P3.3端口，告知单片机数据读取状态。图3-8DTMF解码电路图3.7控制电器和控制接口通过单片机对特定端口写‘0’或‘1’控制多路继电器开关和批示灯亮灭状态。单片机AT89S51从P0口八位都用作输出控制信号。这八位数据连接八个反向器进行整流隔离，然后连接D触发器进行数据锁存。每个D触发器输出端都控制一路继电器，而每一路继电器也控制一路电器开关。二极管批示灯串联在开关三极管基极作为电器开关批示。这样就可以完毕单片机对多路电器控制。设计采用控制带有继电器电源插座来实现对家电最后控制，诸如电饭煲、热水器、空调之类电器只需插上插头，主控单片机即可通过控制插座中各继电器来控制电器电源通断。该方式简朴且易于实现。在本装置中一共有八路电器可以控制，其他电器控制相似。该电路外接接口涉及:J1：外接电话线接口，与电话机并联。J2：输出端，可实现对8路外接电器进行控制操作。CZ1:并口插座，用于和电脑并口相连，以实现下载线功能。3.8调试线路连接好后，拨打电话，用数字万用表测量A点电压，A点电压应随铃流信号到来呈现高低起伏变化。连接线路，当TP3上为低电平时，用数字万用表测得R5上电压为0V；当TP3连5V电源时，电子开关接通，用数字万用表测得R5两端电压约为6V-12V。直接使用电话机作为DTMF信令发生器，把系统并连于电话机两端，提起话筒，在听到忙音信号后来，按动电话机按键以发出DTMF信号，这时若DTMF译码电路正常工作，则在MT8870STD端应有正脉冲输出，可使用万用表进行监视。按住一种键并保持，万用表批示高电平并保持，松开键，万用表批示约为0V。为保证系统稳定性和精确性，每一种键均应试过[17]。按动电话机按键，可以对的控制继电器开关和批示灯亮灭。3.9本章小结本章重要是对系统所涉及到六某些硬件模块进行了详细功能简介、工作原理、设计实现办法、硬件品质选取及参数规定等。硬件单元电路设计涉及六某些是：振铃检测电路、模仿摘挂机电路、双音频解码、信号音提示电路、音频放大电路、电器控制电路。此外还给出了用Protel99SE设计各某些电路构造图。第4章系统软件设计本系统程序重要工作是对电话信号进行检测以及接受顾客指令控制家用电器工作。为了保证系统可靠运营，必要有良好软件配合，且要有和谐人机对话功能。下面简朴阐述本系统程序流程及软件应具备功能模块，并简介一种ISP下载线软件Easy51ProV2.0。4.1主控程序设计该家用电器电话远程控制主程序重要完毕系统初始化、模仿摘机、语音提示、密码验证和控制电器及批示灯等功能。其中密码位数可以依照个人需求设定不同位数[18]。程序流程图如图4-1所示。图4-1系统软件流程图程序启动后，系统检测有无振铃信号，没有继续等待，有话就对振铃进行记数。若振铃次数不大于设定次数该控制器不动作，若振铃次数达到设定次数表达要进行控制，系统自动摘机，语音提示，输入密码并验证，若密码输入错误则重新输入，若密码输入对的，则系统语音提示操作成功，系统依照DTMF信号控制电器[15]。本系统软件设计重要分为振铃检测中断服务程序、检测DTMF信号输出中断服务程序、语音提示中断服务程序等某些构成。每个功能模块对于整体设计都是非常重要，单片机AT89C51通过软件程序才干较好对外部信息进行采集、分析、决策和执行。下面就每个单元功能模块分别进行阐明。4.2系统软件设计振铃检测中断服务程序当电话线上没有铃流信号时，A点为高电平，当铃流信号到来时，A点浮现低电平，此时会有下降沿浮现，引起单片机中断，运用中断计数控制响铃时间，实当前一定期间内若电话无人接听系统自动摘机功能[19]。检测MT8870有无DTMF信号输出功能中断服务程序当MT8870接受到有效双音频信号时，STD脚就变为高电平1，接受双音频信号消失后，该脚即刻变为低电平0。因而单片机可以通过判断该脚状态，来拟定线路上信号音与否为有效双音频拨号音。语音提示中断服务程序由于对家电实行是远程控制，这就规定系统拥有人机对话界面功能，为此本系统设计了语音提示功能。本文是通过单片机T0中断对其端口电平高低进行有效控制来实现语音提示功能，也可以使用流行音乐芯片和具备录放功能语音芯片来实现此功能。ISP在线编程软件在完毕程序输入、编译、连接、运营等工作后，得到了HEX格式目的文献，通过下载线及相应下载线专用软件可将程序写入单片机。一方面安装ISP下载线专用软件。ISP下载线软件种类诸多，这里使用网上免费共享Easy51ProV2.O版下载线专用软件。主界面如图4-2所示[20]。软件用法：启动EasyslProV2.O软件，浮现主界面。在主界面左上角下拉菜单中找到“AT89S52”，点击“检测器件”，如如果浮现图4-3所示画面，就阐明该实验板己经检测到AT89S52芯片了。点击窗口中“自动打开文献”。在弹出窗口中，点击文献类型中“*.hex”文献。找到目的文献“xx.hex”。在软件窗口中，点击“自动写器件”。当浮现“编程器写器件完毕”界面时，就阐明己经将目的文献写入单片机了。图4-2Easy51proV2.0主界面图4-3检测器件4.3本章小结本章重要是对系统所涉及到五某些模块软件进行了详细功能简介和编写。并且对每一某些程序编写进行了简介，呈现了各个模块在整个系统中功能以及互相之间有机联系。并简介了软件Easy51ProV2.O简朴实用办法。结论通过对电话线控制家电这个课题设计制作，对于自己进入社会后工作和学习是非常有协助，特别是在电路理论分析中掌握知识和办法，在电路设计和调试过程中积累经验，为后来电路设计、制作都打下了坚实基本。通过本次课程设计使得自己逐渐学会了使用单片机实现自动控制，更加重要是使得自己在本次课程设计过程中学会了电路板查错和C语言编程，并对电信信号方面知识有所理解。虽然大某些知识在以往已有所理解，但是相信只有通过一种完整系统自我完毕过程才干把所学知识运用到实际生活中。通过这次毕业设计，觉得自己学到了不少东西。归纳起来，重要有如下几点：大学三年多时间都是在学习理论基本知识，并未真正地去应用和实践。但是通过这次毕业设计，接触到了更多平时没有接触到仪器设备、元器件以及有关使用调试经验，发现了自己诸多局限性之处。还体会到了所学理论知识重要性：知识掌握得越多，设计得就更全面、更顺利、更好。理解进行一项相对比较大型科技设计所必不可少几种阶段。毕业设计可以从理论设计和工程实践相结合、巩固基本知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面全面培养学生全面素质。通过这次系统毕业设计，熟悉了对一项课题进行研究、设计和实验详细过程。这些在咱们在将来工作和学习当中都会有很大协助。学会了如何查阅资料和运用工具书。平时课堂上所学习知识大多比较陈旧，作为自动化专业学生，由于专业特点自己更要积极查阅当前最新控制方面资料。一种人不也许什么都学过，什么都懂，因而，当你在设计过程中需要用某些不曾学过东西时，就要去有针对性地查找资料，然后加以吸取运用，以提高自己应用能力，并且还能增长自己见识，补充最新专业知识。实践能力得到了进一步提高，在调试过程中积累了某些经验。毕业设计对此前学过理论知识起到了回顾作用，并对其加以进一步消化和巩固。毕业设计培养了严肃认真和实事求是科学态度。并且培养了吃苦耐劳精神以及相相应工程意识，同窗之间情谊互助也充分在毕业设计当中体现出来了。道谢一方面，我把最诚挚谢意献给我导师艾红教师，在本次论文选题和研究过程中，都凝聚了导师艾红教师心血和智慧，并且在整个过程中，艾红教师无微不至关怀和指引使我得以顺利完毕该课题。在此，向她致以深深敬意和诚挚谢意！在设计过程中，艾红教师严谨治学态度，孜孜不倦钻研精神，和蔼可亲平易近人品格和对咱们严格规定作风给我留下了深刻印象，是我学习榜样。在此感谢所有协助和教诲过我教师，同步还要感谢我同窗，没有她们支持与勉励，我一种人是很难完毕这个毕业设计，与她们在学习上有益探讨和交流，以及在生活上融洽相处，结下了深厚而纯洁情谊，正是她们理解和协助使得我克服了许多困难，增长了信心。最后深深感谢为我成长含辛茹苦父母，她们无私爱和无尽关怀始终随着我在生活道路上迎接各种挑战。在论文即将完毕之际，谨向所关于怀我教师，同窗和朋友致以我发自内心深深谢意。参照文献吴永忠，韩江洪．信息家电发展概况及前景展望．网络家电技术，：10禾青．智能家电和信息家电Internet．电子产品世界，：8刘彦华．家电远程控制系统．九江职业技术学院学报，(3)：19-20夏栋，薛鸿贵．电话机原理使用与检修．北京人民邮电出版社，1992：10张志武．智能家居系统中家电远程控制．大庆石油学院，：17-20张大明．单片微机控制应用技术．机械工业出版社.2：18－21BennettCL，RossGF．Time-domainEelectromagneticandItsapplicationsProceedingsoftheIEEE，1978：20-22王幸之，钟爱琴，王雷等．AT89系列单片机原理与接口技术．北京航空航天大学出版社，：5BushbyST.AstandardcommunicationinfrastructureforintelligentBuildings．AutomationinConstruction，007.6：529-540陈正义，侯振鹏．单片机控制实习．北京：人民邮电出版社，，206-207.陈尔绍．电子控制实例．电子工业出版社，.11：285－288何琳琳，张海军．基于电话网络家用电器远程控制系统实现．单片机开发与应用，.6：74李晓广，贾占岭．基于电力线载波通讯技术家电远程控制系统设计．当代电子技术，(6)：47-49.刘彦华．家电远程控制系统．九江职业技术学院学报，(3)：19-20.谭宝成，王鹏．基于DTMF智能电话控制器．单片机与嵌入式系统应用，(5)：59-61.John.L.Fike，GeorgeE．UnderstandingTelephoneElectronics．FriendTexasInstrumentsInc，：20－35何书森．实用遥控电路原理与设计速成．福建：福建科学技术出版社，：95-96.姜凤武．基于AT89C51单片机家用电器电话遥控装置．自动化技术与应用，(8)：94-97.何书森，何华斌．实用数字电路原理与设计速成．福建：福建科学技术出版社，：320-321.刘连吉．ISD单片机语音录/放器件及电路设计．青岛海洋大学出版社，.27(3)：292-296附录ASCMisalsoknownasmicro-controller(MicrocontrollerUnit)，commonlyusedlettersoftheacronymMCUthatitwasfirstusedinindustrialcontrol.OnlyasinglechipbytheCPUchipdevelopedfromadedicatedprocessor.ThefirstdesignisbyalargenumberofperipheralsandCPUonachipinthecomputersystem，smaller，moreeasilyintegratedintoacomplexanddemandingonthevolumecontroldevicewhich.INTEL'sZ80isthefirstdesignedinaccordancewiththisideaprocessor，thenonthedevelopmentofmicrocontrolleranddedicatedprocessorshavepartedways.Are8-bitmicrocontrollerearlyor4bits.OneofthemostsuccessfulistheINTEL8031，forasimple，reliableandgoodperformancewasalotofpraise.Thendevelopedin8031outofMCS51MCUSystems.SCMsystemsbasedonthissystemuntilnowisstillwidelyused.Withtheincreasedrequirementsofindustrialcontrolfield，begana16-bitmicrocontroller，becausethecostisnotsatisfactorybuthavenotbeenverywidelyused.After90yearswiththegreatdevelopmentofconsumerelectronics，microcontrollertechnologyhasbeenahugeincrease.WithINTELi960series，especiallythelaterseriesofwidelyusedARM，32-bitmicrocontrollerquicklyreplacehigh-end16-bitMCUstatusandenterthemainstreammarket.Thetraditional8-bitmicrocontrollerperformancehavebeentherapidincreasecapacityincreasecomparedto80thenumberoftimes.Currently，high-end32-bitmicrocontrollerclockedover300MHz，theperformancecatchingthemid-90'sdedicatedprocessor，whiletheaveragemodelpricesfalltooneU.S.dollars，themosthigh-end[1]modelonly10dollars.ModernSCMsystemsarenolongeronlyinthedevelopmentanduseofbaremetalenvironment，alargenumberofproprietaryembeddedoperatingsystemiswidelyusedinthefullrangeofSCM.Thehandheldcomputersandcellphonesasthecoreprocessingofhigh-endmicrocontrollercanevenuseadedicatedWindowsandLinuxoperatingsystems.SCMismoresuitablethanthespecificprocessorusedinembeddedsystems，soitwasuptotheapplication.InfactthenumberofSCMistheworld'slargestcomputer.Modernhumanlifeusedinalmosteverypieceofelectronicandmechanicalproductswillbeintegratedsinglechip.Phone，telephone，calculator，homeappliances，electronictoys，handheldcomputersandcomputeraccessoriessuchasamousewitha1-2inboththeDepartmentofSCM.PersonalcomputerwillhavealargenumberofSCMinthework.Generalcarwithmorethan40SCM，complexindustrialcontrolsystemsmayevenhavehundredsofSCMinthesametimework！SCMisnotonlyfarexceedsthenumberofPCandothercomputingthesum，orevenmorethanthenumberofhumanbeingsSinglechip，alsoknownassingle-chipmicrocontroller，itisnotcompleteacertainlogicchips，buttoacomputersystemintegratedintoachip.Equivalenttoamicro-computer，andcomputerthanjustthelackofamicrocontrollerI/Odevices.Generaltalk：achipbecomesacomputer.Itssmallsize，lightweight，cheap，forthestudy，applicationanddevelopmentoffacilitiesprovided.Atthesametime，learningtousetheMCUistounderstandtheprincipleandstructureofthecomputerthebestchoice.SCMandthecomputerfunctionsinternallywithsimilarmodules，suchasCPU，memory，parallelbus，thesameeffectaswell，andharddiskmemorydevices，anddifferentisitsperformanceofthesecomponentswererelativelyweakmanyofourhomecomputer，butthepriceislow，usuallynotmorethan10yuanyoucandowithitsomecontrolforaclassisnotverycomplicatedelectricalworkisenoughof.Weareusingautomaticdrumwashingmachine，smokehood，VCDandsoonapplianceswhichcouldseeitsshadow！ItisprimarilyasacontrolsectionofthecorecomponentsItisanonlinereal-timecontrolcomputer，control-lineisthatthesceneisneededisastrongeranti-jammingability，lowcost，andthisis，andoff-linecomputer(suchashomePC)，themaindifference.Singlechip

MCUisthroughrunning，andcanbemodified.Throughdifferentprocedurestoachievedifferentfunctions，inparticularspecialuniquefeatures，thisisanotherdevicemucheffortneedstobedone，somegreateffortsareverydifficulttodo.Anotverycomplexfunctionsifthe50'swiththeUnitedStatesdeveloped74series，orthe60'sCD4000seriesofthesepurehardwarebuttoned，thenthecircuitmustbealargePCBboard！ButiftheUnitedStatesifthe70'swithaseriesofsuccessfulSCMmarket，theresultwillbeadrasticchange！Justbecauseyouarepreparedbymicrocomputerprogramscanachievehighintelligence，highefficiencyandhighreliability!Asthemicrocontrolleronthecost-sensitive，sonowthedominantsoftwareorthelowestlevelassemblylanguage，whichisthelowestlevelinadditiontomorethanbinarymachinecodelanguage，andassolowwhyistheuse?Manyhigh-levellanguagehasreachedthelevelofvisualprogrammingWhyisnotit?ThereasonissimplythatthereisnohomecomputerasasinglechipCPU，notashardasamassstoragedevice.Avisualizationofsmallhigh-levellanguageprogramwhichevenifonlyonebutton，willreachtensofKofsize！ForthehomePC'sharddriveintermsofnothing，butintermsoftheMCUisnotacceptable.SCMintheutilizationofhardwareresourcestobeveryhighforthejobsoalthoughtheoriginalisstillinthecompilationofalotofuse.Thesametoken，ifthegiantcomputeroperatingsystemandapplicationsrunuptogethom