第一篇：嵌入式智能家居解读

摘 要

随着我国经济的快速发展，人们对生活的需求水平也相当的提高，特别是在人们长期居住的地方，对居住舒适程度要求也需求更加的高，所以我国在早期就出现了一些智能家居，本文从嵌入式计算机开始，结合嵌入式系统的特点，依次讨论了嵌入式系统的基本概念、嵌入式在智能家居中的应用、当前的研究现状以及未来的发展趋势。

关键字：嵌入式系统，智能化，智能家居

目 录

1绪论.............................................................................................................................4 2 什么是嵌入式系统....................................................................................................4 2.1 嵌入式系统......................................................................................................4 2.2 嵌入式系统的特点..........................................................................................5 3什么是智能家居.........................................................................................................6

3.1智能家居系统的工作原理...............................................................................6 4嵌入式发展状况及发展趋势.....................................................................................7

4.1 嵌入式在智能家居的现状及技术发展趋势.................................................7 4.2 嵌入式的智能家居解决方案给我们带来的好处..........................................7 5嵌入式技术在智能家居行业的实际应用.................................................................8

5.1功能描述...........................................................................................................8 5.2系统特点...........................................................................................................9 6嵌入式的研究前景...................................................................................................10 总

结..........................................................................................................................11 参考文献......................................................................................................................12 1绪论

随着社会信息化的发展，计算机和网络已经渗透到人们日常生活的每个部分，无线通信技术也成为人们生活中必不可少的一个部分；我们每一个人基本上都拥有大小不

一、形状各异、具有各种功能的、使用嵌入式技术的电子产品，比如M P 3 /MP4、PDA、GPS 导航仪等小型数字化产品、智能家电、网络家电、智能手机等，都可以归类于嵌入式产品中伴随着数字化和信息化的进程，智能化成为不可抵挡的趋势，也是新世纪的发展趋势。智能家居是指将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器、家庭安防装置等，通过家庭总线技术连接到一个家庭智能化平台上，进行集中或远程监视、控制和家庭事务管理，并保持这些家庭设施与生活需求和住宅环境的和谐与协调。智能家居可以使人们足不出户就进行网上购物、视频点播、网上医疗诊断，在千里之外就可以对家里电器的进行控制，当家庭发生安全问题，在外的家庭成员可以在接到报警信息后，通过电话和Internet等手段查询和确认家庭的安全状况。什么是嵌入式系统

2.1 嵌入式系统

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统一般指非PC 系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（O S）和应用程序编程；有时设计人员把这两种软件组合在一起，应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用[1]。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器，嵌入式微处理器一般就具备以下4 个特点：(1)对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核心的执行时间减少到最低限度；(2)具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3)可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器；(4)嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此。2.2 嵌入式系统的特点

嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：（1）嵌入式系统通常是面向特定应用的：嵌入式CPU 与通用型的最大不同就是嵌入式C P U 大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU 中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。（2）嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物，是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。（4）嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。（5）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存贮于磁盘等载体中。由于嵌入式系统的运算速度和存储容量仍然存在一定程度的限制，另外由于大部分嵌入式系统必须具有较高的实时性，因此对程序的质量，特别是可靠性，有着较高的要求。（6）嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。（7）通用计算机的开发人员通常是计算机科学或者计算机工程方面的专业人士，而嵌入式系统开发人员却往往是各个应用领域中的专家，这就要求嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、可靠、高效。目前人类已进入基于Internet的后PC时代，其主要特征为计算机作为组成成份紧密融于消费品和工业品中后PC时代的到来完全依赖于嵌入式技术的诞生与发展，传统的IT设备逐渐转变为嵌入式设备，这是一个大趋势。在这个大趋势中，小到智能卡、手机、水表，大到信息家电、汽车，甚至飞机、宇宙飞船，我们的生活已经被嵌入式软件所包围。嵌入式技术的蓬勃兴起为智能家居行业的发展指明了技术发展趋势，也提供了技术革新的有利武器[2]。

嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着资源调度及与硬件的交互作用。

3什么是智能家居

智能家居就是把智能科技融入家居生活中,使家庭生活与信息化结合起来。智能家居还包涵了许多方面的内容 如家庭中传统的水表、电表、煤气表等由原来的各自独立变成小区中央控制，人们不用再为查表或交费而花费时间，计算机中央控制，通过计算机，控制家庭中的所有电器、仪表，并借助有线或无线通讯技术实现异地控制。随着社会全面的信息化、智能化和网络化，智能家居必将成为未来家庭生活潮流发展的新方向[3]。嵌入式Internet技术是近几年发展起来的新技术，它创新性地提出以单片机或微控制器为核心的嵌入式系统，使底层监测设备与Internet的无缝联接有了可行方案，真正做到远程监测，这样构建的监测系统开销少、尺寸小、功能强。采用TCP / IP网络协议标准，系统组网容易、传输数据多、速率快；客户端通过WEB浏览器就可以对设备进行监控，本文在此基础上进行了基于嵌入式WEB 的智能家居远程监控系统的设计[4]。3.1智能家居系统的工作原理

小区管理中心是智能家居系统连接外界的途径，在此建立基于Web服务器的小区管理信息系统，当家庭发生意外情况时，相关传感器会将报警信息自动通过家庭总线系统发向网络终端，终端通过电话接口可以把报警信息直接发向用户的手机，同时还通过小区网络将报警信息发向小区管理中心。

用户可以通过Internet用浏览器直接浏览家庭设备的当前状况，并可以通过web直接控制家庭设备。家庭网络终端可以通过电话接口直接连接到PSTN上，当用户拨打家庭电话对家用设备进行控制时，控制信息通过浏览器提交给Web服务器，然后小区管理中心计算机将控制信息转发给相应的网络终端，终端将控制信息直接转发给相关控制设备，完成控制工作。控制完成后，网络终端再将结果信息反馈回小区管理中心计算机，小区管理中心将其写入数据库，并反馈给发出控制请求的用户。通过电话控制家用电器设置有密码功能，只有密码比较成功后才能够进入控制模块，使操作更加安全。

4嵌入式发展状况及发展趋势

4.1 嵌入式在智能家居的现状及技术发展趋势

中国的智能家居行业刚刚起步，它还显得比较稚嫩。我国尚没有正式颁布相关的行业技术标准，厂家采用各自不同的技术解决方案，这在某种程度上制约了中国智能家居行业的发展，在今后相当长一段时间内技术的整合趋势将形成统一的标准。

就目前而言，智能家居主要有三种技术方案，它代表着中国智能家居行业不同时期的技术特点，它们的关系可以用以下的图1表示。

图1 智能家居的技术特点关系

PC架构的智能控制系统出现于中国智能家居的萌芽阶段，基本上停留在向使用者展示智能家居的概念，实用性不强，属于第一代。目前很多中国智能家居厂商研制的基于单片机架构的智能控制系统在实际技术更加广泛的应用，随着成本的逐步降低，中国的智能家居最终将走向嵌入式。4.2 嵌入式的智能家居解决方案给我们带来的好处

（1）系统的处理能力大大增强，可以给您带来更加逼真的图象以及更加真实的语音等。

（2）根据系统定制的实时操作系统不仅可以最大限度的利用硬件资源而且还避免了过于庞大的系统造成的系统冗余.（3）一般只有一颗主处理芯片，系统架构更加清晰简捷。

（4）软件采用分层设计方便维护和升级，大大提高了代码利用率，缩短开发周期。

（5）因为嵌入式技术是伴随着Internet而生的，所以它具有更加卓越的网络性能，可以增加更多的网络应用。

5嵌入式技术在智能家居行业的实际应用

波创BECHAMP智能家居依靠3C技术，并结合信息家电的发展，为用户提供了一种更加安全、舒适、方便、快捷的智能化和信息化生活空间。其内涵就是“在具有个性化的住宅家庭中，将多元网络信息、多样化的自动化控制以及节能环保等功能，整合到一体化的家庭智能信息管理与自动化监控平台[6] 5.1功能描述

（1）可视对讲：超大屏幕彩色可视对讲。（2）安防主机

提供有线8防区；可以通过无线密钥进行撤布防，也可以通过电话和网络进行布防；触发报警以后除了可以通过网络向保安中心报警，还可以通过拨打用户射定的电话进行报警，还可以通过Internet向在办公室或其它地方的业主报警。（3）信息终端

接收小区管理中心发出的小区公告或新闻；接收小区管理中心发出的商情；接收小区管理中心发出的住户通知；浏览网页；接收邮件；接收手机短信；查询报警信息；查询三表信息。（4）家电、灯光、插座控制

家电、灯光、插座通过网关上的触摸屏进行控制；通过Internet对家里的家电、灯光、插座进行远程网络控制；通过电话对家里家电、灯光、插座进行远程电话控制；通过手机短信对家里家电、灯光、插座进行远程短信控制。（5）自动抄表：自动抄录水表、电表、气表的读数。（6）远程监控：通过Internet远程监控家中的家居环境[5]。5.2系统特点

（1）运行稳定安全可靠

主处理器高度集成，系统结构简洁，信号稳定，采用6层高频板工艺，高速线路采用采用等长设计，双路时钟输入，拒绝一切干扰；操作系统采用开源的Linux操作系统，安全、稳定；采用双电源热备份设计，主用电源为ATX电源，备用电源为带充电电路的锂电池；正常情况下，主电源为系统供电（包括后备电源充电），锂电池处于待命状态并进行必要的充电；在主用电源失效的情况下备用电源自动启用，在主用电源恢复正常后再切换回主用电源，二者之间的切换做到无缝，即二者的切换不会影响到相关软硬件系统正在进行的工作，备用系统电源能持续工作3小时以上，待机24小时以上。（2）高效低耗

其主处理器采用主频高达200MHZ的韩国三星公司的S3C2410（ARM9内核）高效低耗处理器（该处理器主要用于手持设备，其功耗之低可想而知），再配备上海量（相对于传统基于51单片机的解决方案）的Flash和SDRAM，可以轻松处理TCP/IP网络协议栈、音视频处理和一些复杂的桌面应用（如Word, Excel, 图片查看程序，邮件客户端和网络浏览器），这些是基于51单片机的解决方案根本无法想象的，具有不可比性。（3）人机交互界面友好

采用带背光和触摸屏接口的320*240 STN彩屏，色彩达到64K色，并配有快捷按键，所有人机交互界面均采用纯图形的，美观大方。（4）系统可扩展性强

硬件接口丰富，这些接口包括：10M以太网络IC及其接口1个，LCD接口，触摸屏接口，人机交互键盘；串口：485接口1个（用于接485设备），232接口2个，LED指示灯，4个，分别为：工作指示，欠压/充电指示，网络指示，新留言提示；I2S接口，引出 Microphone和立体声Speaker；USB Host和Device接口各一个，可用于连接U盘，数码相机和摄像头等USB设备；SD存储卡接口；JTAG，采用20针接口，方便系统级调试；其他未使用CPU口线，统一引出，以备将来系统扩展。操作系统采用开源的Linux操作系统，开发资源丰富，软件上提供一套标准通用的API二次开发接口，可移植性强。（5）系统升级方便

系统所有软件，包括启动代码，操作系统内核，系统文件，应用程序均基于文件系统，在目标机中以文件的形式存在，均可单独升级，而且是在线升级，给产品的后续升级维护提供了大大的方便，这些是传统的基于51单片机的解决方案无法做到的，具有不可比性。

6嵌入式的研究前景

嵌入式系统概念的受到重视是以计算机和信息技术的发展为基础的。近年来，计算机技术以令人瞠目的速度迅猛发展，其速度之快，势头之猛甚至直接向某些一直被视为金科玉律的常识提出了质疑。例如，按照计算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域等属性将其分为大型机、中型机、小型机和微计算机，并以此来组织学科和产业分工的分类方法虽然沿袭多年，但由于实际情况产生了根本性的变化，它已经不再适用。最明显的例子就是由70年代末定义的微计算机演变出来的个人计算机(PC)如今已经占据了全球计算机工业的90%市场，其处理速度更是超过了当年大、中型计算机的定义。可见，在日新月异的计算机工业中，在计算机技术和产品对其它行业进行全面渗透的大趋势下，以应用为中心的分类方法变得更为切合实际，也就是需要按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC；而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和式智能平台，简称EIP。未来几年内，随着信息化，智能化，网络化的发展，由于EIP将三者完美结合的特性，必将获得广阔的发展空间。例如：在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，数字音频广播(DAB)进入商品化试播阶段，欧洲的DVB(数字电视广播)技术也已向全球大多数国家推广。在个人领域中，作为个人商用的移动数据处理和通讯设备所必需的手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像等功能由于依赖嵌入式设备具有强大亲和力的自然人机交互界面，也离不开EIP技术[8]。

总 结

嵌入式技术的诞生和发展促进了后PC时代的到来，嵌入式系统在通讯产品、家用电器、医疗器械、汽车制造、航空航天等领域的无限应用空间已使其成为促进信息产业发展，加速传统产业改造的最为实用的高新技术。

嵌入式技术在家庭智能控制系统中的应用，使得系统的语音和图像处理能力大大增强，根据系统定制的实时操作系统不仅可以最大限度地利用硬件投入，而且还避免过于庞大的系统造成的资源浪费。由于嵌入式系统一般只有一个核心处理芯片，因此系统的架构更加清晰简捷。系统的软件采用分层设计，不仅方便维护和对系统进行升级，而且大大提高了代码的利用率，缩短了开发周期。此外，由于嵌入式技术是伴随Internet而产生和发展的，因此它具有更加卓越的网络性能，可以增加更多的网络应用。

在当今社会，随着家庭智能化技术的全面快速发展，家居控制系统的重要意义和作用越来越凸显在人们的面前，这也是嵌入式系统家居控制系统的关键所在。因此，我们必须结合实际，坚持以先进的现代科学技术和通信技术为前提与基础，尽力做到以嵌入式系统为技术核心，不断优化家居控制系统的结构与功能，保证其功能全面、性能稳定、耗能低下等特征，促进其全面快速健康发展，更好地为人们提供方便快捷的服务。

参考文献

[1]余永权，嵌入式智能家电的发展现状及趋势[J]，电子世界，2003。[2]田泽，嵌入式系统开发与应用[M]，北京航空航天大学出版社，2005.1 [3]李小将，樊天晴，胡正国，嵌入式系统在信息家电中的应用[J]，西北工业大学学报，2004.4，第28卷第4期。

[4]魏振春，韩江洪，张建军等.智能家居远程控制系统的设计J.合肥工业大学学报（自然科学版）,2005,7:751-754。

[5]肖建华，智能家居系统中的家庭网站设计[J]，计算机工程，2005,8:206-208。

[6]王凯明.智能家居系统的研究[ D].西安: 西安科技大学, 2005.[7]杨四海, 马利.信息家电嵌入式系统选择方案[J].自动化技术与应用, 2002(21): 66-68.[8]高小平，中国智能家居的现状及发展趋势.低电压器.2005,4:18-21.读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

第二篇：基于电力线载波通信的智能家居系统嵌入式网关设计

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基于电力线载波通信的智能家居系统嵌入式网关设计智能家居系统基本任务之一，就是能够通过Internet网络对各类电器实现操作控制。由于主要家居电器本身就由220V供电，因此利用电力线 实现设备监控是一种非常有效的方式。面向服务于智能家居系统的嵌入式网关设计，着重阐述了设计思路、芯片选型，以及电力线通信模块及其协议设计等关键技 术，并实现了以太网到电力线协议转换的软硬件设计。基于Internet网络，对连接于电力线的多类家用电器进行实际测试，结果表明系统运行稳定，监控功 能可靠，相关技术具有很好的实用价值。

智能家居系统，既涉及到家庭中各种高端信息设备的互联互通，也涉及到对家庭中各种照明、安防、电 器和基础设施之间的联网以及相互间的自动控制，最终为用户提供一种安全、舒适且方便的智能化和信息化生活空间。其一个基本的功能要求就是能通过电话线或因 特网实现对各种家用设备（如空调、热水器）的远程使用和操作控制。

“智能家居系统嵌入式网关设计”必须立足于满足需求，选择最佳技术方案，以自主技术为基础，充分考虑国内外家庭网络目前的发展现状和已有的标准（或规范），开发具有自主知识产权的家庭网络及其产品，并构筑安全、可靠且实用的家庭局域网络。

系统整体设计

家庭网关是智能家居系统的核心部分，各个不同协议子网之间的互联和信息共享都需要通过网关进行，而且网关还负责家庭局域网接入Internet。为适用 于普通的家庭用户，网关一般设计为嵌入式设备，并采用TCP/IP技术和高性能微处理器实现。家庭嵌入式网关应该能够实现CAN现场总线、Zigbee无 线通信和电力线载波等多种通信协议，同时具有Internet、GPRS和GSM等多类接口，以支持各类数据的传输。用户可通过有线和无线的以太网，以及 通过手机短信等多种方式，实现授权行为下的*浏览和家庭智能设备控制。

如冰箱、空调、微波炉、洗衣机和热水器等主要家居电器一般都需要 220v市电供电，即这类设备本身就接在电力线上，因此不必再用CAN总线或Zigbee无线通信的方式进行监控，而是直接采用电力线载波数据针对上述设 备进行传输监控，就是一种比较好的方式。鉴于一个完整的智能家居系统嵌入式网关，其功能一般也非常复杂，因此本设计主要致力于实现嵌入式网关的对外 Internet接口部分，以及嵌入式网关的对内接口部分，即电力线载波通信模块的硬件设计及软件实现，同时预留CAN接口以及串行接口，以便将来升级网 关功能，使其支持经过CAN总线通信的三表设备，以及经过Zigbee通信的低功耗传感器设备。

第三篇：基于ARM的嵌入式智能家居远程监控系统设计.

摘要

科技改变生活，科技为人类带来了更舒适更方便的解决方案，智能家居是现代化科技的体现，智能家居也正是在应人们需求下而产生的。

本设计的内容是设计一个基于ARM的智能家居远程监控系统。整个硬件控制系统有以下模块：控制主机STM32F103VET6、无线短信收发模块GPRS(远程监控的主要模块)、用于显示的LCD1602液晶显示屏(显示测量出来的温湿度值)、测量外部环境温湿度的温湿度传感器DHT11，异步电机28BYJ-48(模拟控制窗帘收放用到的控制器)、蜂鸣器(报警用)、LED灯(模拟室内各种灯)、继电器(模拟室内各种电器的控制开关)。

温湿度传感器测量出来的温湿度数值通过LCD1602来显示，当超过设定的阈值将通过GPRS模块发送警报短信到指定的手机上，同时也可以由手机发送特定短信到GPRS上控制LED灯的亮灭、控制28BJY-48步进电机的正反转、读取当前室内的温湿度并发送回手机上，实现远程监控的。关键词 智能家居；远程监控；GPRS；ARM Abstract Technology has changed life, science and technology has brought to mankind more comfortable and more convenient solution, smart home is a manifestation of modern technology, smart home is also in demand should be generated by people.The content of this thesis is to design a remote monitoring system of smart home based on ARM.The entire hardware control system has the following modules: the host controller STM32F103VET6, wireless SMS transceiver module GPRS(the main module of the remote monitoring), LCD display(to display the temperature and humidity measured values), temperature and humidity sensor,DHT11, be used to measure the external environment temperature and humidity, asynchronous motor 28BYJ-48(analog controller curtain used), a buzzer(alarm), LED light(simulated indoor lamps), a relay(control switch simulation of indoor each kind of electric appliance).The temperature and humidity value measured by the temperature and humidity sensor and displayed by LCD1602, when more than a set threshold an alarm SMS will be sent by GPRS module to the designated mobile phone, but also can be caused by the mobile phone to send a specific message to the GPRS to control LED light, 28BJY-48 stepper motor reversible, read the current indoor temperature and humidity and sent back to the mobile phone.Keywords smart home;remote monitoring;GPRS;ARM II

目 录

摘要.......................................................................................................................I Abstract...............................................................................................................II 第1章 绪论........................................................................................................1 1.1 课题背景..................................................................................................1 1.2国外的发展动态.......................................................................................1 1.3 国内的发展动态......................................................................................2 1.4 本文各章主要安排..................................................................................2 第2章 各个硬件模块的说明............................................................................3 2.1 主控模块..................................................................................................3 2.1.1 STM32的系统架构............................................................................3 2.1.2 STM32F103VET6的内部资源..........................................................4 2.2短信收发模块GPRS................................................................................7 2.3温湿度测量模块.......................................................................................8 2.3.1 DHT11的引脚说明............................................................................8 2.3.2 DHT11的工作原理............................................................................9 2.4 温湿度液晶显示模块LCD1602............................................................11 2.4.1 LCD1602的管脚说明......................................................................12 2.4.2 LCD1602的特性..............................................................................12 2.4.3 LCD1602的基本指令......................................................................12 2.5 收放窗帘模块步进电机28BJY-48.......................................................14 2.5.1 步进电机的工作原理......................................................................14 2.5.2 步进电机的引脚接线......................................................................14 2.6 本章小结................................................................................................15 第3章 硬件系统的设计..................................................................................16 3.1 直流稳压电源的设计............................................................................16 3.2 STM32最小系统的设计........................................................................17 3.2.1电源的供电方案...............................................................................17 3.2.2 晶振电路..........................................................................................17 3.2.3 复位电路..........................................................................................18 III 3.2.4 串口驱动电路...................................................................................18 3.3 步进电机、继电器驱动电路设计.........................................................19 3.4 本章小结.................................................................................................20

第4章 软件程序的设计...................................................................................21 4.1 主函数及TIM2中断服务函数设计......................................................21 4.1.1 主函数及TIM2中断服务函数程序代码........................................21 4.1.2 主函数及TIM2中断服务函数程序流程图....................................23 4.2 GPRS来信中断处理函数设计...............................................................24 来信中断处理函数程序代码.................................................24 4.2.2 GPRS来信中断处理流程图.............................................................26 4.3 GPRS的AT指令....................................................................................27 4.3.1 本设计中用到的AT指令................................................................27 4.3.2 PDU编码...........................................................................................27 4.3.3 AT指令的使用程序设计..................................................................29 4.4本章小结..................................................................................................31 结论.....................................................................................................................32 参考文献.............................................................................................................33 致谢.....................................................................................................................35 附录一 整个硬件系统电路图...........................................................................36 附录二 开题报告说明.......................................................................................37 附录三 文献综述...............................................................................................38 附录四 中期报告...............................................................................................39 附录五 外文文献及其翻译...............................................................................40 附录六 完整的程序代码...................................................................................41 4.2.1 GPRS IV 第1章 绪论 第1章 绪论 1.1 课题背景

随着科技的提高，经济的发展，人们的物质生活水平的提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分——智能家居控制系统也越发显得重要。智能家居控制器可以为系统提供智能控制方案，使住户的控制更便捷，更高效，更能为家庭的日常活动节约不必要的能耗[1]。而且在现在这个注重绿色环保的世界里，智能的为住户控制好空气的湿度、温度等，检查分析空气成分，让住户安心入住。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势。在科学技术日新月异的今天，智能家居产品也在不断发展寻求突破，用智能的方式缓和、解决社会矛盾，这是本课题的目的及意义所在。1.2国外的发展动态

1984年，世界上第一座智能建筑在美国的康涅迪格州建成，这座意义不一般的智能建筑是对一座旧式大楼在一定程度上的改造而完成的。它只是采用计算机系统对大楼的照明、空调、电梯等设备进行监控，并提供情报资料、语音通信、电子邮件等方面的信息服务。2000年，新加坡大约有5000户家庭采用了这种家庭智能家居化系统，而与此同时，美国采用这种智能家居化系统的用户已高达4万户。目前，在国外的家庭智能化系统技术己经越来越成熟，预计今后，越来越多的新房将会安装具有一定的“智能家居化”功能的系统。于此同时，由于科学技术的发展日益标准化，这些新型智能家居系统将会比世界首富比尔.盖茨耗资六千万美元的高端智能家居别墅便宜得多。

在家居智能化系统研发方面，美国及一些西方国家一直处于领先地位。近年来，以摩托罗拉公司及美国微软公司等为首的一些国外知名企业，先后加入到智能家居系统的研发中。比如:摩托罗拉公司开发出来的“居所之门”、微软公司开发出来的“梦幻之家”、IBM公司开发出来的“家庭主任”等都以日趋成稳的技术霸占家居市场。此外，亚洲国家日本、韩国、新加坡等国 的领头大企业也纷纷致力于家居智能化的研发，对家居市场更是跃跃欲试。1.3 国内的发展动态

1990年后，我国的智能家居化住宅小区日益兴起。我国的智能家居化住宅建筑最早起于广州、深圳和上海等沿海发达城市，并慢慢地向内陆发展。在1997年香港回归时，上海的中皇广场在建设部“97跨世纪住宅小区案竞赛活动”中被建设部科技委员会评为全国首家“智能住宅示范工程”，从此揭开了我国智能家居住宅小区发展的序幕。1999年，建设部住宅产业化办公室、建设部勘察设计司联合组织实施了全国住宅小区智能化技术示范工程，这也标志着我国的智能家居进入了一个新阶段。随着信息化技术日益普，国家经贸委领头成立了家庭信息网络技术委员会，同时信息网络技术体系研究及产品开发已经被列为了国家技术创新的重点专项计划。根据建设部的要求，截止今年，大中城市中50%的住宅要实现智能化[2]。

我国的智能家居建设相对于国外起步比较晚，尚未形成一定的国家标准。国内各大硬、软件企业机构正在积极的研发更为符合市场的智能家居化产品，以解决我国当前智能化设备使用复杂、产品价格昂贵及实用性差等缺点，而技术创新能力也逐渐向国际先进水平靠拢，这样智能家居的未来值得我们期待[3-4]。1.4 本文各章主要安排

本文第二章主要介绍了智能家居控制系统中用到的各个硬件模块，有主控模块STM32F103VET6、GPRS短信收发模块GTM900-B、温湿度测量传感器DHT11、液晶显示屏LCD1602、步进电机28BYJ-48。

第三章主要介绍了硬件系统的设计，重点描述各个功能模块电路图的设计及其功能。

第四章主要介绍了控制系统软件程序的设计，主要有主函数及TIM2中断处理函数的程序设计，GPRS来信中断处理函数的设计以及GPRS的AT指令的PDU编码过程。其中给出了主要程序代码及其程序流程图。第2章 各个硬件模块的说明 第2章 各个硬件模块的说明 2.1 主控模块

本设计整个系统的主控芯片选择的具有ARM内核Cortex-M3的STM32F103VET6。该芯片属于增强型的32位高性能微控制器，具有100引脚和高达512K字节的闪存存储器。2.1.1 STM32的系统架构

STM32VET6的系统架构包含4个驱动单元：Cortex-M3内核Dcode总线、系统总线、通用DMA1和通用DMA2；4个被动单元：内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM、FSMC和AHB到APB的桥。这些单元都是通过一个多级的AHB总线构架相互连接的，如图2-1所示。

ICode: 该总线将闪存指令接口与ARM的Cortex-M3内核的指令总线相连接。指令预取在此总线上完成。

DCode: 该总线将闪存存储器的数据接口和Cortex-M3内核的数据总线相连接(常量加载和调试访问)。

系统总线: 此总线连接Cortex-M3内核的系统总线到总线矩阵，总线矩阵协调着DMA与内核之间的访问。

DMA总线: 此总线将DMA的AHB主控接口与总线矩阵相联，总线矩阵协调着CPU的DCode和DMA到 内部闪存存储器Flash、内部数据存储器SRAM和外设的访问。

总线矩阵: 该矩阵协调DMA主控总线与内核系统总线间的访问与仲裁，仲裁采用轮换算法。总线矩阵包含4个驱动部件和4个被动部件。AHB外设通过总线矩阵与系统总线相连，允许DMA访问。

AHB/APB桥(APB): 两个AHB/APB桥在AHB和2个APB总线间提供同步连接。APB1操作速度限于36MHz，APB2操作于全速(最高72MHz)。有关连接到每个桥的不同外设的地址映射。在每一次复位以后，所有除SRAM和FLITF以外的外设都被关闭，在使用一个外设之前，必须设置寄存器RCC_AHBENR来打开该外设的时钟 3

图2-1 STM32系统架构

2.1.2 STM32F103VET6的内部资源

STM32F103VET6的引脚图如图2-2所示。

(1)内核：ARM的32位Cortex-M3微处理器；最高达72MHZ频率，Cortex-M3内部的数据路径是32位的，寄存器是32位的，存储器接口也是32位的。Cortex-M3采用了哈佛结构，拥有独立的Dcode总线和Icode总线，可以让数据访问和取指并行不悖，这样数据访问就不再占用Icode总线，从而提升了工作性能。为实现这个特性，Cortex-M3内部含有好几条总线接口，每条都为自己的应用场合而优化过，并且它们可以并行工作。第2章 各个硬件模块的说明 图2-2 STM32F103VET6引脚图

(2)存储器：512KB的闪存程序存储器；64K字节的静态数据存储器 5

SRAM，它可以以字节、半字(16位)或全字(32位)访问。(3)时钟和电源管理：

(a)三种不同的时钟源可被用来驱动系统时钟(SYSCLK)：1)HSI振荡器时钟；2)HSE振荡器时钟；3)PLL时钟。

(b)STM32的工作电压(VDD)为2.0～3.6V，通过内置的电压调节器提供所需的1.8V电源；

(c)独立的A/D转换器供电和参考电压；

(d)一个完整的上电复位(POR)和掉电复位(PDR)电路；(e)可有3种不同工作模式的电压调节器；(f)可编程电压监测器(PVD)。

(4)通用和复用功能I/O(GPIO和AFIO)：5组多功能双向5V兼容的通用I/O端口；可使用复用功能重新映射到其他一些引脚上。

(5)DMA控制器：支持定时器、ADC、SPI、IIC和USART等外设。(6)嵌套向量中断控制器：

(a)有68个可屏蔽中断通道(不包含16个Cortex™-M3的中断线)；(b)16个可编程的优先等级(使用了4位中断优先级)；(c)低延迟的异常和中断处理；(d)电源管理控制；

(e)系统控制寄存器的实现。

(7)模拟/数字转换(ADC)：12位的ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器，它有多达18个通道，可测量16个外部和2个内部信号源。

(8)定时器：2个高级控制定时器(TIM1、TIM8)；(a)4个通用定时器(TIM2、TIM3、TIM4、TIM5)；(b)2个基本定时器(TIM6、TIM7)；

(c)一个实时时钟、两个看门狗定时器和一个系统滴答定时器(Systick)。

(9)通用异步收发器(USART)：全双工的，异步通信RZ标准格式；发送和接收共用的可编程波特率，最高达4.5Mbits/s；智能卡模拟功能。6

第四篇：嵌入式3级选择题7解读

1.下列产品中不属于嵌入式系统的是：

A)洗衣机

B)空调机

C)个人电脑

D)电子血压计

【解析】广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。狭义上讲，嵌入式系统强调那些使用嵌入式微处理器构成的具有自己的操作系统和特定功能、用于特定场合的独立系统。嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。包括洗衣机、空调机等“白色家电”，也包括心电计、血压计等医疗电子设备；而个人电脑（PC机）不属于嵌入式系统。所以本题选C。2.下面关于嵌入式系统的叙述中，错误的是

A)嵌入式系统所涉及的应用领域非常广泛

B)嵌入式系统在数量上远远超过了各种类型的通用计算机系统 C)嵌入式系统与通用计算机都是由硬件和软件两部分组成的 D)嵌入式系统正在逐步取代通用计算机系统

【解析】嵌入式系统与通用计算机一样，也是由硬件和软件两部分组成，所涉及到的领域非常广泛，在应用数量上远远超过了各种类型的通用计算机系统。尽管如此，嵌入式系统与日常使用的通用计算机系统仍有许多不同之处，它们的组成及功能都各有特点，所以各自的市场不同，谈不上取代。所以本题选D。

3.数码相机是一种典型的嵌入式系统，下面有关其软硬件组成的叙述中错误的是：

A)它由硬件和软件两部分组成

B)硬件部分既包括CPU，也包括存储器和输入/输出

C)使用闪存卡（如CF卡、SD卡等）作为内存，用于存储所运行的软件 D)软件部分既包括操作系统，也包括应用软件

【解析】数码相机是嵌入式系统的典型应用之一。它由前端和后端两部分组成，前端负责数字图像获取，后端负责数字图像的处理，后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC芯片，DSP用于完成数字图像处理；此外，数码相机中还有一个超低功耗的8位MCU，负责进行操作控制；高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件。使用的闪存卡主要是用来存储照片而不是系统软件。故C项错误。

4.微控制器（MCU）是嵌入式系统常用的芯片之一，下面有关微控制器的叙述中错误的是：

A)MCU芯片中除CPU外还集成了存储器、总线、定时/计数器、I/O接口等组件 B)使用MCU后只需增加少量外接电路和硬件就可组成完整的硬件系统 C)MCU的品种和数量很多，应用非常广泛，占有嵌入式系统的大部分市场 D)目前MCU停留在4位和8位阶段，32位MCU还很少使用

【解析】嵌入式微控制器（Microcontroller Unit，MCU）实际上是一种单片计算机，简称单片机。它将整个计算机硬件的大部分甚至全部电路集成在一块芯片上，除CPU外还集成了存储器、总线、定时/计数器、I/O接口等组件；与微处理器不同，它只需增加少量外接电路和硬件就可组成完整的硬件系统；微控制器的种类和数量很多，在过很多方面得到了广泛应用，目前大约占有嵌入式系统70%的市场。早起的4位主要用于家用电器的控制单元，8位和16位用于一般的控制领域，近年来由于嵌入式系统联网和多媒体信息处理需求的日益增多，32位MCU得到了迅速的发展。故本题选D 5.一个早期的数码相机只有80万像素，它所拍摄的相片最高分辨率是：

A)1600*1200 B)1024*768 C)800*600 D)480*640 【解析】题中所谓的80万像素是指图像的大小，1024*768=768 KB，约为80万，故本题选B。6.MP3播放器属于嵌入式系统的应用之一，下面有关叙述中错误的是：

A)MP3是互联网上流行的一种数字音乐格式

B)MP3采用MPEG-3算法对数字音频进行压缩编码

C)MP3播放器必须具有对MP3格式音频文件解码的功能

D)MP3音频文件的文件扩展名是.mp3 【解析】MP3是互联网上最流行的数字音乐格式，它采用国际标准化组织提出的MPEG-1层III算法进行有损的压缩编码，以8~12倍的比率大幅度降低了声音的数据量，其文件扩展名是.mp3；MP3播放器必须具有对MP3格式音频文件解码的功能。所以本题选B 7.下面哪种设备是组建以太局域网必不可少的：

A)网桥

B)集线器或交换机

C)路由器

D)中继器

【解析】局域网按照传输介质使用的访问控制方法，可以分为以太网、FDDI网和令牌网，目前广泛使用的是以太网，它以集线器或交换机为中心构成。故本题选B。8.以下是有关TCP/IP协议中IP地址格式（IPv4）的叙述，其中错误的是

A)IP地址使用64个二进位表示

B)IP地址由网络号和主机号两部分组成

C)IP地址有A类、B类、C类等不同类型之分

D)具有C类地址的主机连接在小型网络中

【解析】IP协议第4版（IPv4）规定，每个IP地址使用4 B（32个二进制位）表示，其中包含有网络号和主机号两部分。IP地址分为A类、B类、C类三个基本类，另有两类分别作为组播地址和备用地址（D类和E类）。C类网络地址数量较多，适用于小规模的局域网络，每个网络最多只能包含254台计算机。所以A项错误，选A。

9.以下属于按指令集结构划分嵌入式处理器的分类是：

A)RISC和CISC

B)von Neumann和Harvard

C)

51、AVR、PIC、MSP430、MIPS、POWER MC68K以及ARM等

D)ARM7、ARM9/ARM11、ARM Cortex-M、ARM Cortex-R和ARM Cortex-A 【解析】嵌入式处理器的体系结构按指令集可以分为两大类：复杂指令集结构（CISC）和精简指令集结构（RISC）。所以本题选A。10.相对于其它处理器，ARM处理器主要技术特征，以下说法错误的是：

A)单周期操作

B)采用存储和加载指令访问内存

C)指令流水线

D)性能优越但功耗较大

【解析】ARM内核与其他处理器内核相比，主要特点有耗电省、功能强、成本低、16位Thumb与32位ARM和Thumb-2双指令集并存以及具有非常众多的合作伙伴，适用面广泛。由于采用RISC的体系结构，ARM具有单周期操作、采用加载/存储指令访问内存、指令流水线技术等技术特征。所以本题选D。

11.关于ARM嵌入式处理器的工作状态，以下说法正确的是: A)ARM状态是32位兼容16位指令的状态

B)ARM处理器复位时自动进入Thumb状态

C)ARM9支持Thumb-2状态

D)Thumb状态为16位指令状态，指令长度全部为16位

【解析】在ARM的体系结构中，处理器可以工作在3种不同的状态，一是ARM状态，二是Thumb状态及Thumb-2状态，三是调试状态。除支持Thumb-2的ARM处理器外，其他所有ARM处理器都可以工作在ARM状态。ARM状态是ARM处理器工作于32位指令的状态，所有指令均为32位宽度。Thumb状态是ARM执行16位指令的状态；在Thumb模式下，指令代码只有16位。Thumb-2状态是ARMv7版本的ARM处理器所具有的新状态。值得注意的是，ARM处理器复位后开始执行代码时总是只处于ARM状态，如果需要则可以切换到Thumb状态及Thumb-2状态。所以只有D项正确。

12.以下关于ARM处理器寄存器说法正确的是: A)CPSR为程序计数状态寄存器

B)R12为链接寄存器使用

C)通用寄存器是32位寄存器，只能存放数据，不能存放地址

D)堆栈指针SP使用的寄存器为R13 【解析】ARM处理器共有37个寄存器，包括31个通用寄存器（含PC）和6个状态寄存器。所有通用寄存器均为32位结构，既可以存放数据也可以存放地址；CPSR是当前程序状态寄存器；程序链接寄存器（LR）为R14；堆栈指针（SP）使用的寄存器是R13。所以D项正确。13.以下关于ARM处理器从异常中断返回的说法错误的是:

A)恢复原来被保护的用户寄存器

B)将SPSR寄存器的值复制到CPSR

C)将异常向量地址写入PC中

D)清除I和F标志，允许IRQ和FIQ中断

【解析】除复位异常，其他所有异常处理完毕之后必须返回到原来程序处继续向下执行：恢复原来被保护的用户寄存器；将SPSR_mode寄存器值复制到CPSR中；根据异常类型将PC值恢复成断点地址；清除I和F标志，允许IRQ和FIQ中断。所以本题选C。

14.ARM处理器在大端模式下从0x60000000到0x60000003存储一个字数据0x32303134，R2=0x60000000,以下说法正确的是：

A)0x60000000中存储的数据是0x32

B)执行LDRH R1,[R2]后R1=0x3134

C)执行LDRB R1,[R2]后R1=0x3230

D)执行LDR R1,[R2]后R1=0x34313032 【解析】在ARM的体系结构中，处理器可以工作在3种不同的状态，一是ARM状态，二是Thumb状态及Thumb-2状态，三是调试状态。除支持Thumb-2的ARM处理器外，其他所有ARM处理器都可以工作在ARM状态。ARM状态是ARM处理器工作于32位指令的状态，所有指令均为32位宽度。Thumb状态是ARM执行16位指令的状态；在Thumb模式下，指令代码只有16位。Thumb-2状态是ARMv7版本的ARM处理器所具有的新状态。值得注意的是，ARM处理器复位后开始执行代码时总是只处于ARM状态，如果需要则可以切换到Thumb状态及Thumb-2状态。所以只有D项正确。

15.以下ARM指令中不属于数据处理类指令的是：

A)ADC R1,R2,R3

B)LDR R1,[R2]

C)MOV R1,R2,LSL#4

D)ORR R1,R2,R3

【解析】数据处理类指令可分为数据传送指令、算术逻辑运算指令和比较指令。本题A、C、D均属于数据处理类指令，B项属于加载/存储指令，故本题选B。16.以下不能完成将R2中数值的两倍写入R1中的ARM指令是：

A)ADD R1,R2,R2

B)ORR R1,R2,R2

C)MOV R1,R2,LSL#1

D)MUL R1,R2,#2 【解析】将R2寄存器中的数值的两倍写入R1，可以通过加法指令、移位指令（逻辑左移相当于乘操作）和乘法指令完成，故选项中仅B项无法完成，本题选B。

17.将寄存器R1中指定的bit7和bit3位清除、其它位保持不变的ARM指令是：

A)ORR R1,R1,#0x00000088

B)AND R1,R1,#0x00000088

C)BIC R1,R1,#0x00000088

D)TST R1,R1,#0x00000088 【解析】将寄存器中指定位清零可使用位清零指令BIC完成，也可以通过与指令将指定位与零按位相与完成，故本题选C 18.在ARM汇编语言程序设计中常有子程序设计，下面指令中不属于子程序调用或者返回的指令是：

A)LDR PC,MySub

B)BL MySub

C)MOV PC,LR

D)MOV R15,LR

【解析】在ARM汇编语言程序中，子程序的调用一般是通过BL指令来实现的；MOV PC,LR在ARM汇编中用于子程序的返回；D项中R15即是PC，故本题选A。19.关于ARM指令中的条件域，以下表述错误的是: A)EQ为相等

B)CS为无符号数大于或等于

C)VS为未溢出

D)LS为无符号数小于或等于

【解析】C项中VS表示溢出，故选C。其余三项正确 20.下面关于嵌入式处理芯片生产厂商的叙述中，错误的是：

A)基于ARM7TDMI内核的S3C44B0嵌入式处理器由韩国三星（Samsung）公司生产

B)基于ARM7TDMI-S内核的LPC2000系列嵌入式处理器由荷兰恩智浦（NXP）半导体司司生产

C)美国英特尔（Intel）公司未生产过基于ARM的嵌入式处理器

D)美国爱特美尔（ATMEL）公司和飞思卡尔（Freescale）公司都生产多个系列的基于ARM内核的嵌入式处理器芯片

【解析】生产ARM处理器芯片的厂家众多，每个厂商生产的ARM芯片型号各异，除了内核架构外，其内置硬件组件也各有特色，性能也有差异。基于ARM7TDMI内核的S3C44B0嵌入式处理器由韩国三星（Samsung）公司生产；基于ARM7TDMI-S内核的LPC2000系列嵌入式处理器由荷兰恩智浦（NXP）半导体公司生产；美国爱特美尔（ATMEL）公司和飞思卡尔（Freescale）公司都生产多个系列的基于ARM内核的嵌入式处理器。故本题选C。21.嵌入式系统工作时需要为其供电，下面与嵌入式系统供电相关的叙述中，错误的是：

A)78XX系列是一类常用的直流稳压芯片，例如7805可以提供+5V直流电压

B)低压差稳压器常简称为LDO

C)AC-DC电源模块用于实现交流电到直流电的变换

D)低压交流电可以直接用来给嵌入式处理器供电

【解析】嵌入式系统常用的电源模块是交流变直流（AC-DC）模块、直流到直流（DC-DC）模块以及低压差稳压器（LDO）。AC-DC模块完成交流电到直流电的变换。78XX系列是一类常用的直流稳压芯片，例如7805可以提供+5V直流电压。选项中D项错误，故选D。22.下面关于ARM公司定义的AMBA的叙述中，错误的是：

A)AMBA由系统总线和外围总线组成，二者之间通过桥接器交换信息

B)ARM芯片中的ARM内核与AMBA的系统总线相连

C)ARM芯片中的测试接口（如JTAG）与AMBA的外围总线相连

D)ARM7和ARM11采用的AMBA的版本不同

【解析】AMBA 是ARM公司公布的总线协议，以ARM内核为基础的嵌入式处理器芯片采用系统总线与外围总线两层结构的方式构建片上系统；系统总线通过桥接器与外围总线互连。AMBA的系统总线主要用于连接高带宽快速组件，包括ARM内核及测试接口；AMBA的外围总线主要连接低带宽组件以及与外部相连的硬件组件。AMBA有多个版本，性能随版本的发展而逐步提高，ARM7采用AMBA1，而ARM9采用AMBA2。故选C。

23.下面是关于基于ARM内核的嵌入式芯片中的DMA控制器的叙述，其中错误的是：

A)DMA是指直接存储器访问

B)嵌入式系统通过使用DMA控制器可降低处理器内核在数据传输操作中的负担

C)ARM处理器中的DMA控制器与AMBA的系统总线部分相连

D)ARM处理芯片中的串行通信接口、USB接口等，只能通过DMA控制器控制其数据传输而不能由ARM内核控制

【解析】ARM内部的DMA控制器（直接存储器访问控制器）是一种硬件组件，使用它可以将数据块在内存与外设以及内存与内存之间互相传送，且传输过程不需要 CPU参与，可显著降低处理器负荷；DMA主控制器与AMB的系统总线部分相连；在ARM处理芯片中，许多与外部打交道的通道如串行通信端口、USB接口等既可以由ARM内核控制其数据传输，也可以通过DMA控制器控制数据传输。故本题选D。

24.微硬盘是一种由超小型笔记本和数码相机领域发展而来的外部存储设备，下面关于微硬盘的叙述中，错误的是：

A)目前1.8英寸的微硬盘容量已达几百GB

B)带有数据缓存，有利于提高数据传输率

C)采用USB接口时，一般须另加外部电源

D)为使微硬盘适用于多种手持装置，其接口可采用多种标准，如CF卡、PCMCIA、USB 2.0、ATA等

【解析】微硬盘最早是由IBM公司开发的一款超级迷你硬盘机产品。目前1.8英寸的微硬盘容量已达几百240 GB；一般微硬盘带有数据缓存，有利于提高数据传输率；微硬盘功耗极小，无需外置电源，链接USB即可使用；为使微硬盘适用于多种手持装置，其接口可采用多种标准，如CF卡、PCMCIA、USB 2.0、ATA等。所以选C。

25.下面是关于基于ARM内核的嵌入式芯片中的存储器及高带宽外部存储器控制接口的叙述，其中错误的是：

A)ARM芯片片内配有的Flash存储器，通常用作系统的程序存储器

B)ARM芯片内的Cache采用SRAM

C)高带宽外部存储器控制接口只能用于扩展系统的程序存储器

D)高带宽外部存储器控制接口与AMBA的系统总线部分相连

【解析】ARM芯片片内配有的Flash存储器，通常用作系统的程序存储器；其内部Cache一般采用SRAM；高带宽外部存储器控制接口为外部存储器扩展提供了接口，可以扩展程序存储器和数据存储器，与AMBA的系统总线部分相连。所以本题选C。

26.某型NAND Flash芯片的地址线和数据线是复用的，它具有的部分引脚为ALE、CE、RE、R/B，如果下面每一个选项是用于简述这些引脚的功能的，其中完全正确的是：

A)低电平有效的芯片使能、命令锁存允许、准备就绪/忙输出、读使能/写使能

B)命令锁存允许、低电平有效的写保护、低电平有效的芯片使能、地址锁存允许

C)地址锁存允许、低电平有效的芯片使能、低电平有效的读使能、准备就绪/忙输出

D)准备就绪/忙输出、低电平有效的读使能、低电平有效的写使能、命令锁存允许

【解析】NAND Flash主要用于片外程序存储器，为了节省引脚，降低体积，地址线和数据线一般采用分时复用技术。ALE、CE、RE、R/B分别表示地址锁存允许、低电平有效的芯片使能、低电平有效的读使能、准备就绪/忙输出。故C项正确。

27.通过 I2C、SPI、UART、USB等可以实现嵌入式系统间或嵌入式系统与外围器件等的连接，下面相关叙述中，错误的是：

A)IC总线只有两条信号线，一条是数据线SDA，另一条是时钟线SCL，所有操作都通过这两条2信号线完成

B)SPI通信时，首先要使SPI从设备的SSEL处于被选中状态，表示将要对该从设备进行操作，然后才能按照SPI时序要求进行数据操作

C)UART即通用异步收发器，可用于全双工串行异步通信

D)USB 1.1和USB 2.0采用全双工差分方式进行通信

2【解析】IC总线只有两条信号线，一条是数据线SDA，另一条是时钟线SCL，所有操作都通过这两条信号线完成；对SPI的操作，首先要选择让基于SPI接口的从设备的SSEL处于被选中状态，表示将要对该从设备进行操作，然后才能按照SPI时序要求进行数据操作；UART即通用异步收发器，是可以用于全双工串行异步通信的；USB 1.1和USB 2.0有4根信号线，采用半双工差分方式进行通信。故本题选D。

28.下面关于嵌入式系统中常用的简单输入设备和简单输出设备的叙述中，正确的是：

A)键盘的按键数相同时（例如16个按键），线性键盘接口需要的I/O引脚比矩阵键盘接口需要的I/O引脚少

B)为方便输入，采用电容式触摸屏时，一般需专用的硬笔

C)LED发光二极管驱动方便，与ARM芯片连接时仅需一根GPIO引脚与其直接相连即可，不需其他相关的驱动电路

D)LED数码管由多个LED组成，这些LED有共阳极接法和共阴极接法两种

【解析】线性键盘是指一个按键占用一个引脚，利用读引脚状态确定按键的状态；矩阵键盘采用行列矩阵形式构件键盘，利用行扫描法或反转法读取按键的特征值来决定按键的结果；故相同按键数的键盘，线性键盘需要的引脚数目多于矩阵键盘，故A错误。用专用硬笔写字的触摸屏属于电阻式，故B错误。LED发光与ARM芯片连接时仅需一根GPIO引脚，但绝对不能直接把引脚链接到发光二极管上，因为通常ARM芯片GPIO引脚提供的电流是有限的，不能直接驱动发光设备，因此要加驱动电路，故C项错误。D项表述正确，本题选D。29.下面关于嵌入式系统的互连通信接口的叙述中，错误的是：

A)嵌入式处理器的UART在采用了RS-232电平转换电路后，可延长通信距离

B)与RS-485标准相比，RS-232标准的通信距离更远、通信速率更高

C)对于片内无CAN控制器的嵌入式处理芯片，可通过扩展CAN控制器和CAN收发器的方式使其接入CAN总线

D)嵌入式系统可以通过以太网连接到互联网中

【解析】直接用UART进行通信仅限于板间或芯片间通信，T在采用了RS-232电平转换电路后，可延长通信距离；与RS-232标准相比，RS-485标准的通信距离更远、通信速率更高；对于片内无CAN控制器的嵌入式处理芯片，可通过扩展CAN控制器和CAN收发器的方式使其接入CAN总线；嵌入式系统可以通过以太网连接到互联网中。故B项错误，本题选B。

30.下面关于硬实时系统和软实时系统的叙述中，错误的是：

A)如果任务执行时间超过截止时间后系统的效益变为负，这种实时系统称为硬实时系统

B)如果任务执行时间超过截止时