1、軟 件 學 院課程設計報告書課程名稱 嵌入式系統 設計題目 Android 實現愛情連連看（3G移動開發技術） 專業班級 嵌入式 學 號 5 姓 名 指導教師 2013 年 6 月目錄1 設計時間12 設計目的13 設計任務14 設計內容14.1 總體設計14.1.1 需求設定14.1.2 系統開發環境24.2 軟件設計24.2.1 軟件開發環境介紹24.2.2 主程序設計及流程圖25 總結與展望6參考文獻7成績評定71 設計時間2013年6月8日2013年6月14日2 設計目的隨著計算機、通信及微電子技術的飛速發展和人民生活水平的提高，人們對居住環境的要求，也向著追求精神內涵、安全舒適、便捷

2、智能化和自動化為理想目標，智能化的家居環境也逐漸備受人們的關注。該系統利用CSM短信（SMS）進行遠程監控，使家中的電器在無人的情況下也可以安全工作。嵌入式系統以其占用資源少，專用性強，功耗低的特點使其廣泛應用在移動通信，工業生產，安全監控等領域。針對人們對高效、舒適、安全，便利、環保的居住環境的要求。提出了以ARM為平臺的智能家居控制系統的設計。3 設計任務以ARM7處理器和PLC2136和實時嵌入式操作系統 C/OS-為基礎，建立基PLC2136的嵌入式開發平臺，通過GMS模塊和無線紅外遙控器，實現多功能智能家居的監控系統。4 設計內容4.1 總體設計 智能家居監控的突出特點是報警器和繼電

3、器模塊都是通過無線電方式與處理器相互通信，這不僅大大減少了室內布線，而且更有利于報警器的安裝，使得報警器更具有實用性。家中的電器不僅可以通過無線的遙控器進行開關遙控，還能通過短信的方法進行控制，這樣，無論你身在何方都可以方便對電器進行控制。智能家居監控系統的模塊化結構設計思想，將設備分為主控模塊、LCD顯示模塊、報警模塊、PT2262編碼無線發送和PT2272編碼無線模塊以及傳感模塊，如圖1所示。控制模塊負責人機交互與其它模塊通信、數據傳輸等，用戶通過控制主控制模塊來對其它模塊進行操作；LCD顯示模塊用來顯示當前的溫度、濕度和煙霧狀態以及報警信息；PT2262編碼無線發送和PT2272編碼無線

4、接收模塊的功能是將接收到遙控的信號傳送給主模塊，并將主模塊傳來的反饋信息發送給遙控器；傳感器模塊包括濕度傳感器、溫度傳感器和煙霧傳感器等。總體設計框圖如圖4-1所示。無線煙霧報警器無線紅外傳感器四路無線繼電氣開關無線開關按鍵Pt2262編碼無線發送模塊Pt2272編碼無線接收模塊主控芯片PLC2136LCD顯示語音報警GSM模塊AT21C02存儲器Ds162溫度傳感器模塊圖 4-1總體設計框圖4.2 主控模塊設計主控模塊是該系統的核心模塊。智能家居監控系統的主控模塊是NXP公司的LPC2136ARM處理器，它提供了很多接口，包括UART、I2C和I/O等。該系統只需要在LPC2136周圍增加較

5、少的元器件和電路，就能設計出功能較強的、符合要求的主控模塊電路。它由PLC2136芯片、電源部分、復位電路、JTAG、RS232模塊等部分組成，如圖二所示。PLC2136通過UART雙工異步通信線和GSM模塊相連，用AT指令與手機互通短消息，達到對室內各種狀態的遙控和檢測。LPC2136的I2C總線掛載了DS1621數字溫度傳感器，用來檢測室溫；同時為了防止數據被破壞，LPC2136的I2C總線還掛載另外AT24C02用于保存用戶的報警手機號碼。當家里發生異常時，CPU就會通過GSM模塊對設置的報警手機號碼進行短消息報警，同時家中的報警器也就會發出警告聲，提醒家中人員。 主控模塊結構圖如圖4-

6、2所示。電源晶振電路語音報警模塊GSM模塊162字符型點陣LCDE2PROM溫度傳感器無線編碼收發模塊模擬總線 I2CPLC2136UART0 外部中斷圖4-2主控模塊結構圖4.3 I2C總線及其器件I2C采用兩根I/O線：一根時鐘線（SCL串行時鐘線）一根數據線（SDA串行數據線）實現雙工同步的數據通信。I2C通過SCL/SDA兩根線使掛接到總線上的器件相互通信進行信息傳遞。ARM通過識別I2C總線上的存儲器、LCD驅動器、I/O擴展和其他的I2C總線器件，省去了每個器件的片選線，因而使整個系統的連接極其簡潔。總線上的設備分為主設備（ARM處理器）和從設備兩種。兩種設備均并聯在這條總線上，每

7、個電路和模塊都有唯一的地址。I2C總線在數據傳輸過程中共有三種類型信號，它們分別是：開始信號、結束信號和應答信號。 開始信號：SLC為高電平時，SDA有高電平向低電平跳變，開始傳送數據； 結束信號：SCL為低電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳送數據；應答信號：接收數據的設備在接收到8比特數據后，向發送數據的設備發出特定的低電平脈沖，表示已收到數據。CPU向受控單元發出一個信號后，等待受控單元發出一個應答信號，CPU接受到應答信號后，根據實際情況做出是否繼續傳遞信號的判斷，判斷為受控單元出故障。本設計在IC總線上加上了兩個器件，分別為DS1621溫度傳感器與AT24CO2串行E2PROM

8、。兩個器件的地址分別定義為0x01,0x00。4.4 LCD顯示模塊LCD顯示模塊采用了點陣液晶顯示模塊，液晶選用了顯示容量為16*2個字符的字符型點陣陣液晶模塊，該模塊使用單5V電源供電，非常適合便攜式的產品應用。液晶顯示模塊電路圖如圖4-3所示。圖4-3 液晶顯示模塊電路圖4.5軟件設計為了使軟件更安全、簡潔，設計中使用了C/OS只是一個實時操作系統內核，它僅僅包含了任務調度、任務管理、時間管理、內存管理和人物間的通信和同步等基本功能。沒有提供輸入輸出管理、文件系統、網絡等額外的服務。但由于C/OS-良好的可擴展性和源碼開放，這些非必須的功能完全可以由用戶自己根據需要分別實現。而且C/OS

9、-自1992年的第一版以來已經有好幾百個應用，是一個經實踐證明好用而且穩定可靠的內核。主函數在調用C/OS-的任何其他服務之前，C/OS-要求首先調用系統初始化函數，該函數初始化C/OS-所有的變量和數據結構。然后主函數建立消息郵箱、消息隊列、創建任務、調用函數，進入多任務調度，調度任務1和任務2。在C/OS-操作系統下，所有的操作都是對任務的處理，因此系統的整個框圖應該有幾個任務構成。任務1是主要任務，負責讀取報警號碼、顯示溫度或報警信息、處理短消息、對所接收的數據進行處理等任務。流程圖如圖4-4所示。初始化讀取報警號碼顯示溫度、濕度等數據是否有數據異常是否有效短消息到來是否有按鍵按下顯示報

10、警原因將消息傳遞給消息郵箱執行任務2是否有報警根據短消息做相應的處理，如開繼電器等NYNYYN開始Y結束圖4任務1流程圖任務2負責處理讀取報警語音的選擇，它的關系如圖4-5所示。 外部中斷負責啟動任務負責系統狀態改變和任務的調度UART0負責讀取報警號碼和處理短消息負責液晶模塊顯示負責產生不同的報警音圖4-5系統軟件設計圖5 總結與展望通過此次課程設計，使我更加扎實的掌握了有關嵌入式系統以及ARM方面的知識，在設計過程中雖然遇到了一些問題，但經過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再

11、是紙上談兵。這次課程設計雖然順利完成了，但在設計過程中遇到了很多問題，最后在老師的指導下，終于解決。今后社會的發展和學習實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發現問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認可！實驗過程中，也對團隊精神的進行了考察，讓我們在合作起來更加默契，在成功后一起體會喜悅的心情。果然是團結就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結果。此次設計也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時請教或上網查詢，只要認真鉆研，動腦思考，動手實踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。參考文獻1周立功.深入淺出ARM7-LPC213x/214(